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21世纪，石油、煤炭、天然气为主的矿物燃料是人类生存主要依靠的能源。然而严峻的现实问题是这类矿物能源是不可再生、不可复制的能源。因此全世界都积极地参与到了一个新的探索进程中，那就是新能源以及可再生能源的开发和利用。优尔2
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而在众多的新型能源中，太阳能作为一种清洁、可再生、利用成本低廉、安全的新型能源，在众多新能源中脱颖而出。太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。而就现阶段的应用来看，太阳能也是当之无愧的最优新型能源。但太阳能是一种强度不均、间歇性、空间分布不均衡的能源，这就对于如何高效地收集太阳能提出了技术性挑战。传统的固定式太阳能采集系统并没有充分利用太阳的能量，转换效率相对较低。因此，如何高效、合理地利用太阳能是一项具有重要研究价值的课题，对于解决未来资源短缺有着深远的意义。
为了要增加太阳光照射于太阳电池板上的单位面积照度，提高设备对太阳能的利用率，我们提出了本课题的设计方案。由于太阳会随著季节和天气进行有规律的变化，而太阳能板如能在一年里都和太阳成垂直式，其接收日照强度是最好的。本课题设计的目的是要研制出一种基于光电传感器的太阳光线自动跟踪装置，该装置能自动跟踪太阳光线的运动而运动。而所设计出的机构，除了必须能承载太阳电池面板，也要能让面板在空间中做接近半球面的立体转动，如此才能完全追踪白天太阳在天空中的位置，也因此可以使总体发电量提高。此系统可以提高照射能量密度，取得光照的最大量、以及在相同的发电量下，使用较少的太阳电池以降低发电成本，因此极具研究发展的重要性。
3 本课题的基本内容、重点、难点
3.1 本课题的基本内容
本文对太阳能跟踪系统进行了自动跟踪系统控制部分设计和机械设计。
第一，控制部分设计：
主要包括传感器部分、信号转换电路、单片机系统和电机驱动电路等。系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。
传感器采用光敏电阻，将九个完全相同的光敏电阻成九宫装放置于一块电池板上。当九个光敏电阻接收到的光强度不相同时，产生电流信号。电流通过信号转换电路生成脉冲信号，然后脉冲信号通过运放比较电路将信号送给单片机。通过给单片机录入程序使单片机驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。
第二，机械部分设计：
机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。通过以上原件实现了水平方向和垂直方向的跟踪。当太阳光线发生偏离时，控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪。
同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2，小齿轮2带动齿圈和太阳能板实现垂直方向转动。
3.2 本课题的重点
基于单片机的太阳能追踪方式比较常用的有两种，一是光电检测追踪，通过对太阳光入射方向的即时检测来进行追踪；其次是太阳角度追踪(也称为视日运动轨迹追踪)，通过预先设定函数，根据系统时钟计算出太阳的方位角和高度角，实现追日功能。
光电检测追踪灵敏度比较高，结构设计比较简单，但是受天气变化的影响很大；而太阳角度追踪稳定度比较高，不受天气、其它光源的干扰，却存在太阳角度计算不够精确，系统跟踪装置的机械部分的制造精度也会对追踪产生较大影响。光电检测追踪属于闭环控制系统，而太阳角度追踪是一种开环控制系统，综合两种追踪方式的优劣，本论文的设计方案是将采纳两种追踪方式的优势，对太阳进行追踪，从而使系统