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Word版说明书一份，共63页，约25000字

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摘  要

当今世界能源短缺，环境污染，化石能源濒临枯竭，在这种情况下，可再生能源的利用就显得尤为重要。太阳能以其储量的无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。

但是太阳能又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。为了提高太阳能发电系统的效率，本文设计了双轴太阳能自动跟踪系统。本系统利用步进电机带动蜗轮蜗杆减速器以实现对太阳水平方向角的跟踪，并利用蜗轮蜗杆减速器的特性实现系统的自锁。利用步进电机带动丝杠使发电系统围绕水平轴以实现对太阳高度角的追踪。为了使电池板能在恶劣天气下实现自动收放，利用步进电机带动行星轮减速器，驱动具有不同旋向的丝杠以实现两侧板的同步反方向运动。

最后，本文给出了三个步进电机控制系统的流程图。

 

关键字：太阳能  双轴跟踪  蜗轮蜗杆减速器 行星轮减速器 

 

 

目    录

1 绪论 1

1.1 能源概述 1

1.1.1能源现状及发展 1

1.1.2我国太阳能资源 1

1.1.3目前太阳能的开发和利用 1

1.1.4太阳能的特点 2

1.2课题研究的目的 2

1.3研究课题的意义 2

1.3.1新环保能源 2

1.3.2提高太阳能的利用率 2

1.4太阳能利用的国内外发展现状 3

1.5太阳追踪系统的国内外研究现状 4

1.6论文的研究内容 4

2太阳能自动跟踪系统总体设计 5

2.1太阳运行的规律 5

2.1.1赤道坐标系 5

2.1.2地平坐标系 5

2.1.3太阳位置的确定 6

2.2 太阳能跟踪器的机械装置 6

2.2.1单轴跟踪 6

2.2.2 双轴跟踪 7

2.3 太阳能跟踪器的控制方式 8

2.3.1时钟式控制方式 8

2.3.2程序式控制方式 8

2.3.3 压差式控制方式 8

2.3.4光电式太阳跟踪装置 9

2.4机械跟踪装置和控制方式的比较和选用 10

2.4.1机械跟踪方式的选择 10

2.4.2 太阳能电池板收放的实现 10

2.4.3 控制方式的选择 11

3 机械设计部分 12

3.1电池板收放装置的设计 12

3.1.1 行星轮减速器的设计 12

3.2 水平方向角跟踪装置的设计 25

3.2.1 蜗轮蜗杆减速器的设计 25

3.3 俯仰角调节的装置设计 33

4自动跟踪控制系统设计 35

4.1太阳位置跟踪控制系统设计 35

4.1.1光敏电阻光强比较法 35

4.1.2光电转换器 36

4.1.3 AT89C51单片机 36

4.1.4水平方位角跟踪控制系统流程图 38

4.1.5高度角调节控制系统流程图 39

4.2太阳能电池板收放装置控制系统设计 39

5 结  论 41

5.1总结 41

5.2展望 41

参考文献 42

翻译部分 43

英文原文 43

中文翻译 49

致  谢 53