太阳自动跟踪系统的设计

4 试验观察数据分析
由于影响跟踪精度的因素很多，不仅跟当地纬度、太阳赤纬角、太阳时角的取值有关，还跟步进电机的精度以及跟踪转台的机械结构有关，因而需要对跟踪轨迹的程序进行校正。校正采用手动操作，通过控制水平俯仰方位步进电机，使两个轴带动平面镜反光装置转动，同时不断观察平面镜反射太阳光的影子，当影子中心刚好聚在指定点时为最佳，记录下从原点到该点两轴的步进电机各自走过的步数，根据实际运行步数与理论运行步数之差，可计算得到角度之差，就是高度角和方位角的修正值。校正可以选择任一天中几个不同时刻进行。系统在实际运行时，观察到太阳在正午至下午3点期间，高度角方位角变化曲线存在明显拐点，变化比较显著，在此期间内系统对太阳位置的跟踪存在误差。
表1中列出了2009年1月12日中午至下午三时左右的理论数据，并用系统的手动校准功能，记录下不同时刻的步进电机实际运行步数。

为了更准确地得到太阳实际位置的参数修正值，应在春夏秋冬四季中不同时刻分别观测记录数据，将得到的一组高度角和方位角的校正值，拟合其曲线。用校正系数校正理论值存入控制程序，可以提高跟踪精度。

5 结 语
本文介绍的太阳自动跟踪装置可以有效地提高太阳能利用率，适用于各种需要跟踪太阳的装置。经过试验、测试和实际使用，各项指标均达到了设计要求。本文设计的太阳自动跟踪装置是基于视日运动规律，为使系统具有更高的跟踪精度，可采用光电传感器跟踪校正，构成由视日运动规律跟踪和传感器跟踪的混合跟踪系统。随着太阳能自动跟踪装置的广泛应用，它定会有助于提高绿色能源利用的进程，为环境保护和提高人民的生活质量做出更大的贡献。