1. 研究目的与意义（文献综述）

随着地球人口的增长， 能源已成为迫切需要解决的焦点问题之一。 越来越多的人将解决的关键投注在自然能源上，如太阳能、潮汐能 等。 目前，太阳能作为一种绿色无污染能源已经越来越受到人类的重 用，而且太阳能是取之不竭，用之不尽的能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。

太阳能电池板定向跟踪控制系统可以使太阳能的利用率大大提高所以对太阳能电池板定向跟踪的研究是必要的。通过几十年的发展，国内外在太阳能方面的研究也创下了更好的成就。例如：2018年11月，经德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(fraunhoferise)认证，汉能alta高端装备集团 (以下简称“alta”)的砷化镓薄膜单结电池转化效率达到29.1%，刷新世界纪录。除此之外，也就在2018年11月，德国fraunhofer太阳能研究所(ise)与欧盟资助的cpvmatch项目合作，创造了太阳能电池组件光电转化效率高达41.4%的记录。但由于其性能仅局限于具备高度太阳直接辐射的区域，迄今为止几乎还没有商业应用。

2. 研究的基本内容与方案

本设计内容为使用单片机、传感器及电动机设计一个太阳能电池板转动控制装置，使得太阳能电池板自动跟随太阳的运动以获取更多的能量，要求太阳能电池板能朝向天空任何方向，以实现太阳光最大化采集。目前，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；本次研究使用的是光电追踪方式。光电追踪装置利用光敏传感器，如硅光电管进行太阳光的检测。在这些装置中，光电管的安装靠近遮光板。通过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偏移，光电管受到阳光直射输出一定值的微电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服机构调整角度使追踪装置对准太阳完成追踪。

本设计主要包过光电转换电路，ad转换电路，单片机控制电路，电机驱动电路的设计，该部分主要从整体上进行系统的总体设计分析。

3. 研究计划与安排

第 1-2 周：查资料及撰写开题报告；

第 3 周：审查并修改开题报告；

第 4-10 周：课题设计与研究；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 太阳能电池板定位系统的研究-成都电子机械高等专科学校学报-2011年 第3期 (14).

[2] 太阳能电池板自动追踪装置的设计-科技信息-2011年 第11期.

[3] 用于太阳能电池板的自动测试分选应用工程-制造业自动化-2011年 第15期 (33).