目 錄
摘要 - 1 -
一、概述 - 3 -
（一）能源與環(huán)保 - 3 -
1.能源短缺 - 3 -
2.環(huán)境污染 - 3 -
3.溫室效應 - 3 -
（二）太陽能的特點 - 4 -
（三）國內(nèi)外太陽能應用的現(xiàn)狀 - 5 -
（四）幾種主要的太陽能發(fā)電裝置 - 6 -
1.塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng) - 6 -
2.聚光光伏發(fā)電系統(tǒng) - 7 -
3.碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng) - 8 -
（五）太陽能跟蹤技術現(xiàn)狀 - 10 -
（八）本章小結 - 22 -
二、跟蹤系統(tǒng)的設計構想及框架 - 23 -
（一）跟蹤系統(tǒng)的設計要求 - 23 -
（二）跟蹤系統(tǒng)的組成 - 23 -
1.太陽能采集裝置 - 24 -
2.轉向機構 - 24 -
3.控制部分 - 25 -
4.貯能裝置 - 25 -
5.逆變器 - 25 -
6.控制器 - 26 -
（三） 太陽照射規(guī)律 - 26 -
1.地球圍繞太陽的運行規(guī)律 - 26 -
2.太陽高度角和方位角的確定 - 27 -
（三）本章小結 - 30 -
三、機械部分的設計 - 31 -
（一）整體框架的設計 - 31 -
（二）減速裝置的選型 - 32 -
（三）驅動電機的選型 - 33 -
（四）本章小結 - 34 -
四、控制部分的設計 - 36 -
（一）控制器 - 36 -
1.匹配系統(tǒng) - 36 -
2.并聯(lián)調(diào)節(jié)器 - 38 -
3.串聯(lián)調(diào)節(jié)器 - 39 -
（二）單片機的選型 - 40 -
1.結構框圖: - 40 -
2.AT89C51的引腳 - 41 -
（三）計時芯片的選型 - 45 -
（四）步進電機驅動芯片的選型 - 47 -
（五）整體電路圖的設計 - 50 -
（六）本章小結 - 50 -
五 程序部分的設計 - 51 -
（一）流程圖設計 - 51 -
（二）程序設計 - 53 -
（三）本章小結 - 57 -
結論與展望 - 58 -
參考文獻 - 59 -
致謝 - 60 -
外文文獻 - 61 -
（一）原文 - 61 -
（二）翻譯 - 66 -































摘要
隨著以常規(guī)能源為基礎的能源結構隨著資源的不斷耗用將越來越適應可持續(xù)發(fā)展的需要，包括太陽能在內(nèi)的可再生資源將會越來越受到人們的重視。利用潔凈的太陽光能，以半導體光生伏打效應為基礎的光伏發(fā)電技術有這十分廣闊的應用前景。
本設計嘗試設計一種能夠自動跟蹤太陽光照射角度的雙軸自動跟蹤系統(tǒng)以提高太陽能電池的光-電轉化率。該系統(tǒng)是以單片機為核心，利用太陽軌道公式進行太陽高度角及方位角計算，并利用計時芯片以及步進電機驅動雙軸跟蹤系統(tǒng)，使太陽能電池板始終垂直于太陽入射光線，從而提高太陽能的吸收效率。
目前本設計僅通過簡單的計算公式得到的數(shù)據(jù)，對東西向進行每小時一次的角度改變，南北向進行每天一次的角度改變，再通過單片機的判斷進行每晚的東西向回歸控制以及每半年的南北向跟蹤方向的改變控制。
由于時間及作者目前的知識限制，跟蹤系統(tǒng)只是進行粗略的角度跟蹤，有較大誤差，今后如有機會再進行改進。

關鍵字：太陽能電池 太陽照射角 自動跟蹤 單片機 步進電機


Abstract
With the conventinuous consumption of resources , the conventional enenrgy-based energt strcucture has not already more and more adapt to the needs for sustainable development,sppeing-up the development of and utilization of solar energy , the photovoltaic technology based on the photovoltaic effect has a very bord application prospect.
In the design , we try to design an automatic tracking system with Biaxial in order to enhance solar light - electricity conversion efficiency. The system is based on single-chip, orbit the sun elevation angle formula using the sun and calculating azimuth and take the time chip advantage of dual-axis stepper motor driven tracking system, make the solar panels perpendicular to the solar incidence line, to improve the absorption efficiency of solar energy.
At present, the design of a simple formula was only for calculating the data, the east-west to the point of view will be changed once an hour, the north-outh perspective will be changed once a day, and then the MCU to return to control things through the night to determine, as well as every haif a year to track the direction of the north-south change in control.
Because of the time and the current limitations of the knowledge of the author’s , the tracking system to track the point of view is rough , there are many errors , if the opportunity arised the design will be iomproved in the future.

Keywords: solar cells Inrradiation angle of sun tracking automatically single-chip Stepping motor