太陽跟蹤器研究的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述國(guó)外研究及應(yīng)用狀況CemilSungur[3]等人設(shè)計(jì)了一套PLC控制的雙軸跟蹤系統(tǒng)，用隔板分開放置兩個(gè)光學(xué)傳感器，如果裝置不正對(duì)太陽，這樣兩側(cè)傳感器接受的光照強(qiáng)度不同，產(chǎn)生的電信號(hào)也不同。通過這個(gè)電信號(hào)差實(shí)現(xiàn)跟蹤，與固定式太陽能接收系統(tǒng)相比，獲得的能量增加了42.6%。SafaSkouri[4]等人設(shè)計(jì)了一種太陽能拋物面聚光器，提高了定位和跟蹤準(zhǔn)確性，高精度測(cè)量了太陽輻射，確定了水平面上的漫射、直射和全局輻射。并且將信號(hào)反饋給系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)控制方位角（垂直軸）和俯仰角（水平軸），使得跟蹤角度誤差在±2°,但結(jié)構(gòu)較為笨重。VinayakNarasimhan[5]則設(shè)計(jì)了一種不依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)的跟蹤方法，利用中間介質(zhì)將太陽光改為垂直入射，使用一種微流控制的可調(diào)棱鏡，通過棱鏡角度改變太陽入射角度，使得光伏板能夠接受最強(qiáng)光照強(qiáng)度，但是這種棱鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)，成本高，沒有做出可靠性高的實(shí)物，僅僅停留在理論階段。HassanFathabadi[6]等人設(shè)計(jì)了一種閉環(huán)控制的高精度無傳感器雙軸太陽能跟蹤器如圖1.2所示，除了利用天文學(xué)公式計(jì)算太陽方位進(jìn)行跟蹤，該系統(tǒng)利用最大功率點(diǎn)跟蹤單元實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，機(jī)械結(jié)構(gòu)采用了兩個(gè)相同的一級(jí)齒輪減速器，一個(gè)控制方位旋轉(zhuǎn)，一個(gè)控制俯仰，整套系統(tǒng)的追蹤誤差僅為±0.11°。圖1.2HassanFathabadi設(shè)計(jì)的太陽能跟蹤器的機(jī)械部件Parthipan[7]等人設(shè)計(jì)了一種單軸三位置太陽能跟蹤系統(tǒng)如圖1.3所示，采用了光敏電阻(LDR)傳感器來跟蹤太陽光的位置，一個(gè)傳感器面向東方，一個(gè)則是面向西方，根據(jù)兩個(gè)傳感器的強(qiáng)度差異計(jì)算，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)光伏板旋轉(zhuǎn)直到兩個(gè)傳感器接收到的太陽光強(qiáng)度相同，以獲取最大光照方向，是一套閉環(huán)系統(tǒng)，但單軸的缺點(diǎn)也很明顯，不能調(diào)整南北方向。圖1.3Parthipan系統(tǒng)的工作原理示意圖KianooshAzizi[8]等人設(shè)計(jì)了一種使用光敏傳感器的雙軸跟蹤裝置。利用小孔成像原理將光斑聚集在光敏傳感器上，利用光斑之間的偏差計(jì)算出太陽方向，將信號(hào)處理之后反饋給控制系統(tǒng)，使兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整方向，獲得最大光照強(qiáng)度方向。SendhilKumarNataraja[9]等人設(shè)計(jì)了一種太陽能拋物面聚光雙軸跟蹤系統(tǒng)，傳感器接受棱錐頂點(diǎn)上凸透鏡折射的光線，太陽光線再透鏡表面入射角的變化由放置在塔頂?shù)墓怆姸O管檢測(cè)，將信息反饋給系統(tǒng)后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，使傳感器接受正確的入射陽光，以此獲得最佳角度。1.2.2國(guó)內(nèi)研究及應(yīng)用狀況與常用的兩自由度機(jī)構(gòu)不同，許義泉[10]等人根據(jù)太陽時(shí)角和太陽赤緯角的特殊函數(shù)關(guān)系，基于赤道坐標(biāo)系設(shè)計(jì)出了一種單軸雙動(dòng)機(jī)構(gòu)，在穩(wěn)定追蹤太陽時(shí)角的基礎(chǔ)上利用多級(jí)齒輪和棘輪機(jī)構(gòu)追蹤，最終結(jié)果與實(shí)際情況擬合較好，相對(duì)誤差最大出現(xiàn)在一月為4.276%，但是跟蹤精度與空程取決于齒輪加工精度，高精度齒輪成本較高。蘇楊等人利用圖像識(shí)別技術(shù)來尋找太陽的方位[11]。使用攝像機(jī)拍攝太陽的照片利用上位機(jī)進(jìn)行圖像分析修正太陽光的質(zhì)心位置，解決了傳統(tǒng)太陽光線跟蹤方式中精度低的問題。崔之超等人設(shè)計(jì)了一種并聯(lián)式太陽能自動(dòng)跟蹤裝置[13]。并沒有采取主流的單、雙軸機(jī)構(gòu)布局,而是采用了三個(gè)鉸鏈構(gòu)成了一個(gè)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，受力更加良好，跟蹤效果好，但并聯(lián)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)尺寸大，成本相對(duì)較高，整個(gè)平臺(tái)使用三個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制方面也會(huì)更加困難。張學(xué)剛[14]等設(shè)計(jì)了一種雙滑軌兩自由度機(jī)構(gòu)如圖1.4所示，與常用的軸系設(shè)計(jì)不同，該機(jī)構(gòu)使用兩個(gè)滑軌T型布置，再加上一個(gè)支撐桿構(gòu)成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，滑軌上由同步帶驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)來改變?nèi)切蔚倪呴L(zhǎng)，以此來改變?nèi)切蔚母鹘墙嵌取Ｈ鐖D1.2所示，改變D滑塊在東西滑軌上的位置與C滑塊在南北滑軌的位置就可以改變∠ADC(高度角)和∠ODC(方位角)，可以實(shí)現(xiàn)0-90°的高度角跟蹤范圍和-90-90°的方位角跟蹤范圍，兩個(gè)角度的跟蹤精度都在1°以內(nèi)。圖1.4張學(xué)剛設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)原理示意圖李欣雪等人設(shè)計(jì)了一種光點(diǎn)式采集裝置來提升光信號(hào)采集的有效性[15]。如圖1.5所示，在一個(gè)不透光的黑暗盒子中，將反光鏡安裝在盒子底部，將多個(gè)光敏傳感器組成矩陣平行于反光鏡安裝在盒子頂部，矩陣中心開有進(jìn)光孔。入射光線經(jīng)過反光鏡反射到光敏傳感器矩陣上，光斑照射在各個(gè)光敏傳感