㈠ 太阳能自动跟踪器是什么
摘要：如名字所言，太阳能自动跟踪器就是用来自动追踪太阳，使集能器的主光轴始终与太阳光线相平行的装置，从日出到日落始终对准太阳，以提高太阳能的利用率。太阳能自动跟踪器的常用方法有光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。后一种跟踪方式又可以分为双轴跟踪和单轴跟踪。具体的太阳能自动跟踪器是什么以及太阳能自动跟踪器的常用方法有哪些，咱们一起到文中来看看吧！一、太阳能自动跟踪器是什么
太阳能自动跟踪装置是用来跟踪太阳，使集能器的主光轴始终与太阳光线相平行的装置。较常用的太阳能平板式集热器和真空管式集热器均采用固定安装方式。这两种集热器的共同缺点是太阳的能量密度低，因而集热温度较低，一般只能提供40~70℃的热水，不容易得到高温。要提高能量密度则必须使集能器平面始终和太阳入射光垂直，同时还应对太阳光实行聚焦。为了达到此目的，在使用中需要在方位角和高度角两个方位上不断跟踪太阳，使集能器从日出到日落始终对准太阳，以提高太阳能的利用率。
二、太阳能自动跟踪器的常用方法有哪些
跟踪太阳的方法有很多，但不外乎采用这两种方式：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。后一种跟踪方式又可以分为双轴跟踪和单轴跟踪。
1、光电跟踪
国内常用的光电跟踪装置有：重力式光电跟踪装置、电磁式光电跟踪装置、电动式光电跟踪装置。这些光电跟踪装置都使用光敏传感器，如硅光电管，光电管靠近遮光板，调整遮光板的位置使遮光板对准太阳，硅光电池处于阴影区。当太阳西移时，遮光板的阴影随之移动，光电管受到阳光直射，输出一定值的微电流，发出偏差信号，经放大电路放大，控制跟踪装置对准太阳，完成跟踪.光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便。其缺点是受到天气的影响很大。如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，太阳光线往往不能照到硅光电管上，导致跟踪装置无法对准太阳，甚至会引起执行机构的误动作。下面简要介绍一下太阳能电池板的光电跟踪经常用到的两种方法。
（1）太阳能电池板光强比较法
把两块完全相同的太阳能电池板按照一定的角度连接成“人”字型，它们既用作光电转化的电池，也起光敏器件的作用。太阳光垂直照射地面时，两块电池板上得到的太阳光的能流密度完全相等，产生的光电流大小相等，此时控制它们方位的电动机不工作。入射太阳光与地面的夹角改变时，如果甲电池板得到太阳光的能流密度大于乙电池板得到的能流密度，则甲电池板产生的光电流强度就大于乙电池板的光电流强度，利用这一信号驱动电动机转动，使得电池板与太阳光的夹角同光垂直于地面时完全相同。其优点为调节较为精确，电路也比较简单，但两个电池板之间的夹角始终存在，永远无法达到真正意义上的垂直。
（2）光敏电阻光强比较法
利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处的下方（光与电池板垂直时一半可接收光，一半在下边）。如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，两个光敏电阻接收到的光照强度相同，所以它们的阻值完全相等，此时电动机不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减小，驱动电动机转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同。其优点在于控制较精确，且电路也比较容易实现。
2、视日运动轨迹跟踪
（1）单轴跟踪
单轴跟踪一般采用以下三种跟踪方式：倾斜布置东西跟踪；焦线南北水平布置，东西跟踪；焦线东西水平布置，南北跟踪。这三种方式基本上都是单轴转动的南北方向或东西方向跟踪，工作原理基本相似跟踪系统的转轴（或焦线）系东西方向布置。然后根据太阳赤纬角的变化使柱形抛物面反射镜绕转轴作俯仰转动，以跟踪太阳。采用这种跟踪方式时，一天之中只有正午时刻太阳光与柱形抛物面的母线相垂直，此时热流最大。而在早上或下午太阳光线都是斜射，所以一天之中热流的变化比较大。采用单轴跟踪方式的特点是结构简单，但是由于入射光线不能始终与主光轴平行，从收集太阳能来说并不理想。如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够跟踪太阳就可以获得最多的太阳能，全跟踪即双轴就是根据这样的要求而设计的。
（2）双轴跟踪
双轴跟踪又可以分为两种方式：极轴式全跟踪和高度角—方位角式全跟踪。极轴式全跟踪原理：聚光镜的一轴指向天球北极，即与地球自转轴相平行，故称为极轴。另一轴与极轴垂直，称为赤纬轴。工作时反射镜面只须绕极轴用与地球自转角速度大小相同方向相反的固定转速，以跟踪太阳的视日运动。此外再按照季节的变化间断地将反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动以适应赤纬角的变化。这种跟踪方式并不复杂，只是反射镜的重量并不通过极轴轴线，使极轴支承装置的设计比较困难。
㈡ 太阳能自动跟踪器是什么 太阳能自动跟踪器的常用方法有哪些
太阳能自动跟踪装置是一种用来追踪太阳，使集能器的主光轴始终与太阳光线相平行的装置。常见的太阳能平板式集热器和真空管式集热器通常采用固定安装方式。这两种集热器共同的缺点是太阳的能量密度低，因而集热温度较低，一般只能提供40至70摄氏度的热水，难以获得高温。为了提高能量密度，需要使集能器平面始终与太阳入射光垂直，同时对太阳光进行聚焦。为此，必须在方位角和高度角两个方位上不断跟踪太阳，使集能器从日出到日落始终对准太阳，以提高太阳能的利用率。
太阳能自动跟踪装置的跟踪方法主要有两种：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。后一种方式又可以细分为双轴跟踪和单轴跟踪。
光电跟踪装置利用光敏传感器，如硅光电管，调整遮光板的位置使遮光板对准太阳，硅光电管处于阴影区。当太阳西移时，遮光板的阴影随之移动，硅光电管受到阳光直射，输出一定值的微电流，发出偏差信号，通过放大电路放大，控制跟踪装置对准太阳，完成跟踪。光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便。然而，光电跟踪也存在局限性，受到天气的影响较大。如果在一段时间内出现乌云遮住太阳的情况，跟踪装置可能无法对准太阳，甚至引起执行机构的误动作。
光电跟踪中，太阳能电池板的光强比较法是一种常用方法。将两块完全相同的太阳能电池板按照一定角度连接成“人”字型，它们既用作光电转化的电池，也起到光敏器件的作用。太阳光垂直照射地面时，两块电池板上得到的太阳光能流密度完全相等，产生的光电流大小相等，此时控制它们方位的电动机不工作。当入射太阳光与地面的夹角改变时，如果一块电池板得到的太阳光能流密度大于另一块电池板，则控制它们方位的电动机驱动电池板转动，使得电池板与太阳光的夹角同光垂直于地面时完全相同。这种方法的优点是调节较为精确，电路也比较简单，但两块电池板之间的夹角始终存在，无法达到真正意义上的垂直。
另一种常用方法是光敏电阻光强比较法。利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处的下方。如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，两个光敏电阻接收到的光照强度相同，因此它们的阻值完全相等，此时电动机不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减小，驱动电动机转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同。这种方法的优点是控制较精确，且电路也容易实现。
视日运动轨迹跟踪方式同样包括单轴跟踪和双轴跟踪。单轴跟踪有三种方式：倾斜布置东西跟踪；焦线南北水平布置，东西跟踪；焦线东西水平布置，南北跟踪。单轴跟踪方式简单，但入射光线不能始终与主光轴平行，从收集太阳能来说并不理想。双轴跟踪则分为极轴式全跟踪和高度角—方位角式全跟踪。极轴式全跟踪原理简单，反射镜的重量并不通过极轴轴线，使极轴支承装置的设计比较困难。
㈢ 怎么做太阳能跟踪控制器控制
现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻；一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差。所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳，而且调试十分简单，成本也比较低。电路原理电路原理图如图1所示，双运放LM358与R1、R2构成两个电压比较器，参考电压为VDD（＋12V）的1/2。光敏电阻RT1、RT2与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动补偿。如图2所示，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧，RT4和RT2安装在另一侧。当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变。如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1的内阻减小，LM358的③脚电位升高，①脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触点3与触点1闭合。同时RT3内阻减小，LM358的⑤脚电位下降，K2不动作，其转换触点3与静触点2闭合，电机M正转；同理，如果只有RT2、RT4受太阳光照射，继电器K2导通，K1断开，电机M反转。当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时，继由器K1、K2都导通，电机M才停转。在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机M转——停、转——停，使太阳能接收装置始终面朝太阳。4只光敏电阻这样交叉安排的优点是：（l）LM358的③脚电位升高时，⑤脚电位则降低，LM358的⑤脚电位升高时，③脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠；（2）可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板，避免将光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦。使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动退回。早晨太阳升起时，垂直遮阳板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动接收装置向东旋转，直至太阳能接收装置对准太阳为止。安装调试整个太阳能接收装置的结构如图2。兼作垂直遮阳板的外壳最好使用无反射的深颜色材料，四只光敏电阻的参数要求一致，即亮、暗电阻相等且成线性变化。安装时，四只光敏电阻不要凸出外壳的表面，最好凹进一点，以免散射阳光的干扰；垂直遮阳板（即控制盒）装在接收装置的边缘，既能随之转动又不受其反射光的强烈照射。凋试时，首先不让太阳直接照到四只光敏电阻上，然后调节RP1、RI2，使LM358两正向输人端的电位相等且高于反向输人端0.5V－1V。调试完毕后，让阳光照到垂直遮阳板上，接收装置即可自动跟踪太阳了。</a>
㈣ 关于国内外太阳能自动跟踪装置的研究现状，求资料!
在太阳能跟踪方面， 我国在 1997 年研制了单轴太阳跟踪器， 完成了东西方向的自动 跟 踪，而南北方专向则通过属手动调节，接收器的接收效率提高了。[16]1998 年美国加州成功 的 研究了 ATM 两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太 阳 能面板硅收集更多的能量， 使效率进一步提高。 2002 年 2 月美国亚利桑那大学推出了新 型 太阳能跟踪装置， 该装置利用控制电机完成跟踪， 采用铝型材框架结构， 结构紧凑， 量轻， 重 大大拓宽了跟踪器的应用领域。在国内近年来有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 4 动跟踪器，完成了单向跟踪。 目前，[17]太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但 是不外乎采用如下两种方式： 一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪；前者 是闭环的随机系统，后者是 开环的程控系统。