太阳能追日跟踪系统设计+CAD图纸(5)
1.6.2 双轴跟踪装置
近年来，随着控制技术的不断发展与控制成本的不断降低，实现对太阳方位角和高度角的精确跟踪的二轴跟踪技术已成为研究与运用的热点。Neville 分别对二轴跟踪装置、单轴跟踪装置和固定式装置的太阳能接收效率进行了理论分析，研究发现，二轴跟踪装置的接收效率分别比单轴跟踪装置和固定装置提高5~10%和50%[4]。
近年来国内不少专家学者也相继开展了这方面的研究。1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994 年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器完成了单向跟踪，国家气象局计量站在1990年研制了FST 型全自动太阳跟踪器，成功地应用于太阳辐射观测。由中国科学院电工研究所、北京科诺伟业科技有限公司联合研制的大型高压并网光伏逆变器以及单、双轴跟踪并网光伏发电系统在西藏羊八井可再生能源示范基地正式并网运行，该单、双轴跟踪并网光伏发电系统则是目前我国容量最大、技术最先进的跟踪系统，采用目前国际上主流技术，具有外形美观、噪音低、跟踪精度高、耗电量小、耐侯性好的特点，平均发电量提高20%以上。中国专利CN201039038公开了一处用于光伏发电的自适应对日跟踪装置，无需控制和驱动电机用的电子元器件，结构简单、使用寿命长、可靠性高、成本低、耐气候性好。文献中介绍了一种以太阳能为自给动力的自力式跟踪装置，其伺服系统采用光、热、气压、液压、机械能之间的能量转换与传递，以实现信号反馈与驱动工作平台对太阳的跟踪。
1.6.3 发展趋势
未来的太阳跟踪装置应采用全自动跟踪。一是机构设计方面，机构设计将朝着高刚度，大范围跟踪方向发展，使电池板的太阳光率最大，从而降低发电的成本。二是系统控制方面，控制将综合采用光、机、电一体化技术，实现对太阳光的全自动跟踪，控制限位装置有东、西、上、下四个极限限位功能，跟踪精度高、角度范围大，有自动返回功能。大型的太阳能光伏发电装置可引入计算机测控系统实现对充电电压、充电电流、跟踪光强、风速、电瓶温度等模拟量进行采集、处理、显示和打印，实现防风，报警控制，蓄电池的充电、放电和分级控制等功能，对设备统一监控管理。
1.7 论文的研究内容
本文所介绍的太阳跟踪装置采用了光电追踪方式，可实现大范围、高精度跟踪。论文的主要工作包括:
（1）分析太阳运行规律，比较国内外主要的几种跟踪方案，提出合理的跟踪系统设计。
（2）机械部分也是实现追踪目的的关键，主要是机械设计和整体图、及其零件图。
（3）分析传感器工作原理，分析该传感器大范围、高精度跟踪的可行性。
1.8 本章小结
本章是论文的绪论部分，主要首先介绍了课题的研究背景，然后介绍了太阳能的发展现状以及太阳能寻日系统在国内外的发展状态，凸显了该课题对新能源研究的重要性。最后本章简单介绍了本文的研究内容。
2. 太阳能跟踪测试系统介绍
太阳能发电测量与控制实训系统实验主要包括寻日机构、寻日控制单元、能量转换单元、逆变负载单元、上位机监控单元五大部分组成。
2.1 寻日机构
寻日机构主要包含寻日传感器、光照度传感器、温度传感器、太阳能光伏板、双轴寻日执行电机（水平轴与垂直轴）、碘钨灯（太阳模拟）。整个半圆形的碘钨灯支架可松开下面的紧固螺丝进行旋转调节。
图2.1 寻日机构
寻日传感器主要是用于感测哪边光照比较强，然后将差值信号传送给寻日控制器，控制器通过PLC给双轴寻日执行电机发出相应的动作指令。