太阳能电池板自动追光系统设计

张宗磊　徐源　杨晨

【摘 要】本文设计了一种太阳能电池板自动追光系统。该系统将单片机选为控制器，太阳能电池作为传感器，步进电机作为执行机构，采用光电追踪方式，控制太阳能电池板自动旋转对准太阳光，能有效提高太阳能的利用率，具有一定的实用价值。

【关键词】太阳能；单片机；步进电机；光电追踪

0 引言

能源是关系一个国家全面发展的重要因素；太阳能作为一种新兴能源不但能够有效解决能源短缺的问题，还能在很大程度上改善环境污染，具有较大的研发前景。我国的太阳能资源非常丰富，但是对太阳能的开发还面临着很大挑战，如何提高太阳能电池板对太阳能的采集效率是充分利用太阳能的关键。

本文设计的太阳能电池板自动追光系统可实现对太阳的全方位跟踪，具有两个自由度的跟踪能力。其原理图如图1所示。利用AT89C51单片机对桥式电路的检测结果进行逻辑运算后，进而控制能够实时调整高度角和方位角的步进电机工作，从而实现对太阳光全方位跟踪。该系统结构简单、成本低，能够有效提高太阳能的利用率，具有有较好的推广应用价值。

1 追踪方式的选择

目前，用于实现追踪太阳的方法较多，概括为两类：视日运动轨迹追踪和光电追踪方式。

太阳的运行轨迹是有规律的，通过对太阳和地球之间的位置关系进行分析，利用球面三角公式来计算出太阳在任何地点任何时间相对于地球的位置，被称为视日运动轨迹追踪方式。……