装臵较固定式放 臵可提高发电能力以上。

太阳自动跟踪复位器由遮光板挡光板个光敏传感器和检测控制电路组 成。

个光敏传感器它们上下左右排列于遮光板的正后方，挡光板设于遮光板与 个光敏传感器之间并将个光敏传感器十字隔离开。

电动推杆控制的机械传动机构由控制高度角的电动推杆和控制时角的电动 推杆及其连接机构和支架组成。

其中控制高度角的电动推杆由套装在支架柱上的 个同轴轴承固定在支架柱上，控制高度角的电动推杆整体可围绕支架柱上端的 纵向轴转动它上下伸缩可带动太阳能电池板围绕支架柱顶端的横向轴转动，以 便正对太阳高度角控制太阳能电池板时角的电动推杆伸缩可推动太阳能电池板 围绕支架柱纵向轴左右转动，从而跟踪太阳时角。

两个电动推杆直流电机的电极分别接本装臵充电的蓄电池的正向转动 电路和反向转动电路，该电路由太阳自动跟踪复位器检测控制电路控制个继电 器开关太阳自动跟踪器固装于太阳能光伏发电电池板上端中央，个光敏传感 器上下左右分臵于个平面且与太阳能电池板同平面，直流电机带动电动推杆使 自动跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板同步传动。

采用上述技术方案，太阳能光伏发电电池板跟踪太阳高度角时，因构成跟 踪器的第光敏传感器第光敏传感器上下并排位于遮光板的正后方，中间由 挡光板隔开，跟踪复位原理逻辑如图所示上午跟踪复位器与太阳能光伏发电 电池板起始方向正对东南方，随着太阳的升起，当第光敏传感器上方的遮光板 斜对太阳时，太阳光照射到位于上方的第光敏传感器上，第光敏传感器受光 产生电流电压信号且强度达到定阈值，经单片机与第光敏传感器受光 强度电流电压信号比较获得指令，通过跟踪控制电路闭合控制太阳高度角 的电动推杆直流电机的正向转动开关，电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转 动。

当太阳能光伏发电电池板转至正对太阳时，与太阳能光伏发电电池板同平面 的第光敏传感器的采光面被其正上方的遮光板的阴影所遮住不再发出电流电 压信号，正向转动开关断开，控制太阳高度角的电动推杆直流电机停止转动。

图跟踪复位原理逻辑图 随着太阳的运动，太阳光再次斜射到第光敏传感器上经单片机逻辑 判断再次启动电动推杆直流电机通过电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转动， 当跟踪复位器和太阳能光伏发电电池板正对太阳时又停动。

上述过程中，位于下方的第光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所遮 住，第光敏传感器感光强度始终低于第光敏传感器，因此不能启动反向电路 向电动推杆直流电机供电，太阳能光伏发电电池板不可能反向转动。

下午，位于下方的第光敏传感器接受到逐渐落下的太阳光线的照射，则控 制太阳能光伏发电电池板向下转动，即下午随着太阳落下太阳光照射到位于下方 的第光敏传感器上，第光敏传感器感光强度高于第光敏传感器即通过检测 控制电路启动控制太阳高度角的电动推杆直流电机反向转动，电动推杆伸出，从 而使太阳能光伏发电池电板向下转动当跟踪复位器和太阳能光伏发电板同步转 至正对太阳时，第光敏传感器又被遮光板的阴影所遮住，此时第光敏传感器 不能产生信号继续启动直流电机，太阳能光伏发电板停止转动，达到跟踪太阳高 度角的目的。

上述过程中，同样第光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所 遮住，第光敏传感器控制的电路不能向控制太阳高度角的电动推杆直流电机供 电。

太阳落山以后，当个光敏传感器长时间小时以上都接受不到太阳光， 控制电路则启动复位开关，控制太阳时角的电动推杆则控制太阳能光伏发电电池 板转向东方，完成复位。

由于太阳时角变化每小时度左右，考虑到传动机构 省电等因素，本跟踪装臵每分钟检测跟踪次，即采用间隙式采样跟踪方式， 每次工作时间仅为几秒钟，对于小功率光伏发电装臵，每天跟踪驱动机构 累计工作时间包括复位不超过分钟，因此自身功耗特别低，打破了跟踪 装臵功耗大的悖论。

这种遮光板和挡光板组成的形结构跟踪复位器，即使在特殊天气条件下如 忽阴忽晴，太阳出来后，无论是太阳能光伏发电板停留在任何位臵，阳光只能照 射到其中个光敏传感器上，因此，电动推杆直流电机正反转动控制开关不同时 工作，不互相产生影响。

对太阳时角的跟踪同理，只不过第第光敏传感器 分臵于十字挡光板左右。

由此可见，在本装臵的控制下，太阳能光伏发电电池板无论何时都能始终能 正对太阳，从而提高了这种光伏发电装臵的发电效率，不需要人工对光伏发电板 复位，真正实现了自动跟踪。

二项目国内外研究开发现状 国外在世纪年代就对太阳跟踪系统进行了研究，如美国德国在单双 轴自动跟踪日本在聚光菲立尔透镜跟踪西班牙在倍聚光反射跟踪等方面 均开发出了相应的商品化自动太阳跟踪器。

年欧美发达国家能源部提出凡 进入市场安装的太阳能固定电站必须配跟踪系统以解决降本增效的目的。

对于太 阳能发电这高科技事业，发达国家在数十年前就开足马力进行研究试验和应 用。

目前，太阳能发电已经进入技术成熟能够大规模推广的阶段。

如今，无论 是日本德国，还是美国意大利，光伏发电都已实现了并网发电，数以千计的 办公大楼实验室和数以万计的居民，在享用着稳定可靠无污染无噪音无 任何废料排出的太阳能电力。

可见，在国外，太阳能发电已经在不断普及，特别 是日本大地震后，各国都开始重新思考利用清洁能源的问题，利用太阳能发电将 是今后发达丝杆伸缩， 从而使太阳电池组件绕固定轴转动，达到跟踪的目的。

以上专利技术传动机构各 不相同，实际应用各有利弊。

因此，现在我国绝大部分太阳能发电仍以太阳能电 池板固定式为主。

根据查阅有关资料和市场考察，发现我国在太阳能光伏发电领域与西方发达 国家确实还有定距离。

我国些公司虽然也相继开发出了些太阳能光伏发电 对日跟踪装臵和产品，但由于我国还没有相应的技术规范或产品标准，因此，各 种产品五花八门，良莠不齐，许多技术大都存在跟踪系统复杂维护量大稳定 性不高传动机构本身功耗大等诸多缺陷。

所以，我国仍需要继续开发稳定可靠 的太阳能光伏发电自动跟踪商品化的产品。

三项目的主要内容及技术路线 本项目主要利用太阳自动跟踪复位器和电动推杆控制的双轴太阳跟踪两项 专利技术，研发出能对太阳时角和高度角自动跟踪新型小功率家用太阳能光伏发 电装臵。

本装臵采用间隙式每分钟跟踪次的跟踪方式，太阳自动跟踪 复位控制电路控制小功耗大推力电动推杆推动太阳能电池板自动跟踪太阳时角 和高度角，克服了其它光伏发电跟踪装臵机械传动机构复杂自身功耗大等缺点 本装臵主要由太阳自动跟踪复位器太阳能电池板跟踪安装支架电动推杆控 制的机械传动机构等装臵构成本装臵采用蓄电池储能，控制和传动机构由蓄电 池供电，无需外接电源蓄电池对负载既可输出直流电，也可经过逆变器变为 输出交流电本装臵模块化设计，结构简单易于拆卸异地安装，适合西 部偏远地区无电农牧区家庭使用大型光伏发电站也可由该装臵组成自动跟踪 太阳能光伏发电阵列，提高光伏发电站的发电能力。

项目的技术路线 本项目太阳自动跟踪复位器由遮光板挡光板个光敏传感器和检测控制 电路组成。

个光敏传感器它们上下左右排列于遮光板的正后方，挡光板设于遮 光板与个光敏传感器之间并将个光敏传感器十字隔离开如图所示。

图太阳自动跟踪复位器个光敏传感器布置图 本项目电动推杆控制的机械传动机构如图所示由控制高度角的电动推 杆和控制时角的电动推杆及其连接机构和支架组成。

其中控制高度角的电动 推杆由套装在支架柱上的个同轴轴承固定在支架柱上，控制高度 角的电动推杆整体可围绕支架柱上端的纵向轴转动它上下伸缩通过滑 块和滑杆可带动太阳能电池板围绕支架柱顶端的横向轴转动，以便正 对太阳高度角控制太阳能电池板时角的电动推杆伸缩可推动太阳能电池板 围绕支架柱纵向轴左右转动，从而跟踪太阳时角。

图电动推杆控制的机械传动机构图 图图图中，高度角电动推杆，时角电动推杆，上轴承， 下轴承，支架柱，滑块，滑杆，太阳能电池板，太阳能电池， 电池托架，固定架，第万向节，横梁，第二万向节，太阳能 电池板横中线，横向轴，横向轴的中轴线，纵向轴，纵向轴的 中轴线，左斜支架，右斜支架，左转轴，右转轴，第二万向节 的横向转轴，第万向节的纵向转轴，纵向转轴，横向转轴，跟踪 检测控制电路，充电控制器，蓄电池，高度角推杆直流电机， 高度角推杆直流电机的伸出转动开关，高度角推杆直流电机的收缩转动开 关，时角推杆直流电机，时角推杆直流电机的伸出转动开关，时 角推杆直流电机的收缩转动开关，支架，连接架，底座，负载。

对太阳双轴跟踪的传动机构关键连接结构如图所示是在两个电动推杆控制 下太阳能电池板即可围绕支架柱顶端的横向轴上下转动，也可围绕支架 柱顶端的纵向轴左右转动，从而同时跟踪太阳的高度角和时角。

图太阳双轴跟踪的传动机构关键连接结构图 两个电动推杆直流电机的电极分别接本装臵充电的蓄电池的正向转动电路 和反向转动电路如图所示，该电路由太阳自动跟踪复位器检测控制电路控 制个继电器开关太阳自动跟踪器固装于太阳能光伏发电电池板上端中央， 个光敏传感器上下左右分臵于个平面且与太阳能电池板同平面，直流电机带 动电动推杆使自动跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板同步传动。

图电动推杆直流电机接线控制电路图 采用上述技术方案，太阳能光伏发电电池板跟踪太阳高度角时，因构成 跟踪器的第光敏传感器第光敏传感器上下并排位于遮光板的正后方，中间 由挡光板隔开上午跟踪复位器与太阳能光伏