极地地区太阳方位

极昼区太阳周日视运动规律探析

极昼区太阳周日视运动规律探析

极昼区，即出现太阳终日不落现象的地区。在同一个太阳日内，极昼区内不同纬度地点尽管都有极昼现象，但它们的太阳高度（角）日变化及其太阳周日视运动轨迹却迥然不同。对于该问题的认识，学生大都模糊不清，下面分类图示例析如下。

一.南、北极点太阳周日视运动状况

每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），阳光直射北半球，为北极点极昼期；秋分至次年春分，阳光直射南半球，则为南极点极昼期。由于南、北极点位于地球自转轴上，其角速度和线速度为0，因此，当其处于极昼期时，全天24小时太阳高度角为恒值（不变），并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。运用正午太阳高度的计算公式（h＝90°－（90°－直射点的纬度）），可推知h＝直射点所在的纬度数,即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。例如，当阳光直射20°N时，北极点全天太阳高度角为20°；又如，当阳光直射20°S时，南极点太阳高度角终日为20°。由于阳光直射点以回归年为单位在南北回归线之间来回移动，故南、北极点在其极昼期内的太阳高度变化范围为（0°，23°26′]。当阳光某日直射南、北纬h°时，南、北极点太阳高度角的日变化曲线及其视运动轨迹，如图1、图2（南极点图）和图3（北极点图）所示。

提示：①太阳周日视运动是地球自转的结果，其移动方向与地球自转方向相反；在北半球地平圈上看来，太阳视运动表现为顺时针方向，而南半球则为逆时针方向。②北极点为地球最北端，其四面八方均为南方；南极点为地球最南端，其四面八方为北方。③阳光直射赤道时（二分日），南、北极点太阳高度终日为0°，该日太阳沿地平线移动，此现象不属极昼现象。④阳光直射点南北移动的日内变化忽略不计，同纬度地点太阳视运动轨迹相同。

例1 下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图，这一天他观察到的太阳在天空呈逆时针方向运行。据此回答下面两题。

⑴.该科考队员所处的纬度位置是（）

A.68°S

B.68°N

C.90°S

D.90°N

⑵.假设图示太阳高度为该地一年中的最大值，则（）

A.地球上的热带范围将变大

B.地球上温带范围将变小

C.地球上有极昼极夜现象的范围将变小

D.濮阳（36°N）正午太阳高度的年变化幅度将变大

解析地球上太阳高度整日不变的只有极点，极昼时北极点上空太阳视运动方向为顺时针方向，南极点为逆时针方向，故第⑴题C项正确。极昼期间，极点太阳高度等于阳光直射点的纬度，其大小随直射点的南北移动而变化。若此日南极点的太阳高度（22°）为一年中的最大值，说明黄赤夹角变小，则南北回归线的度数由23°26′缩小为22°，南北极圈的度数由66°34′增大为68°，进而可知地球上的热带范围缩小，寒带（即有极昼极夜现象的地区）缩小，而温带范围则变大，故第⑵题C项正确；据正午太阳高度的计算公式可推知，温带地区正午太阳高度的年变化幅度

为黄赤夹角度数的2倍。黄赤夹角变小，濮阳正午太阳高度的年变化幅度也将变小。

答案⑴ C ⑵ C

二. 极昼圈上太阳周日视运动状况

所谓极昼圈，就是指刚刚出现极昼现象的纬线圈，即出现极昼现象的最低纬度圈。极昼圈的大小随着阳光直射点的南北移动而张缩。以北半球为例，春分（3月21日前后）过后，阳光直射点由赤道逐渐向北移移动，极昼圈则由北极点（90°N）逐渐向南扩展；夏至时，阳光直射23°26′N，极昼圈扩大到年内最大值,此时极昼圈就是北极圈,即66°34′N。夏至过后，阳光直射点又由

23°26′N向南移动，极昼圈则由北极圈向南逐渐缩小；到秋分时，极昼圈缩小至北极点，北半球极昼现象结束。通过分析日照图容易得出，在极昼圈张缩过程中，阳光直射点所在的纬度始终与极昼圈的纬度互余。显然，极昼圈的纬度年内变化范围为[66°34′，90°）。

极昼圈上，全天24小时内太阳高度最小值为0°，出现在当地时间0时（或24时），此时太阳视运动轨迹与地平圈相切；太阳高度最大值就是当地正午太阳高度，其大小为阳光直射点所在纬度数的2倍（根据正午太阳高度的计算公式即可推知）。显然，冬至或夏至时极昼圈上的正午太阳高度达到一年内的最大值，即46°52′。当阳光某日直射南、北纬h°时，极昼圈（其纬度为南、北纬（90°－h°））上某地点太阳高度的日变化曲线及其视运动轨迹，如图4、图5（南半球极昼圈太阳视运动图）和图6（北半球极昼圈太阳视运动图）所示。

例2 下图表示某地点A某日所观察到的太阳运行轨迹，其中箭头表示太阳运行方向，E、W、S、

N分别表示东、西、南、北四个方向。当太阳位于图中B点时，北京时间为16点。据此回答下面两题。

⑴.观察地点的地理坐标可能是（）

A.60°N，120°W

B. 60°N，60°E

C.70°N，120°W

D. 70°N，60°E

⑵.该日，太阳升起的方向是（）

A.地平正北方向

B. 地平东北方向

C.地平东南方向

D. 地平正东方向

解析从图中太阳视运动可以看出，该地该日刚好发生了极昼现象，即该地正好位于极昼圈上。极昼圈上正午太阳高度等于直射点纬度的2倍，据图示信息可推知此时阳光直射在20°N，进而可知该日极昼圈为70°N（90°－20°）。当太阳位于B点时，为当地地方时正午12点，而此时的北京时间（东经120°地方时）为16点，时差4小时，经度相隔60°，可算出该地位于60°E。北半球极昼圈上，太阳在子夜0时从地平的正北方向升起（人的视线越过北极点看到日出），又在第二天的子夜0时落于地平的正北。

答案⑴ D ⑵ A

三. 极昼圈与极点之间地区的太阳周日视运动状况

在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天24小时太阳高度角都大于0°，其中日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于阳光直射点纬度数的2倍，并且日最小太阳高度角的度数等于该地纬度与极昼圈之间相隔的纬度数（由正午太阳高度的计算公式外延而得）。例如，当阳光直射20°N 时，极昼圈为70°N，处在极点与70°N之间的80°N上的正午太阳高度为30°（据正午太阳高度的

计算公式而得），其最小太阳高度角则为10°（2×20°－30°＝10°）。当阳光某日直射南、北纬h°时，极昼圈纬度为90°－h°，此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太阳高度日变化曲线及太阳视运动图如图7、图8（南半球图）和图9（北半球图）所示。

提示h 1图中表示该地日最大太阳高度角，h 2表示该地日最小太阳高度角，若该日直射点纬度为h，a表示该地纬度，b表示该日极昼圈纬度，则它们存在以下关系式：①2×h＝h 1＋h 2 ②a ＝b＋h 2＝90°－（h 1－h 2）÷2 ③b＝90°－h°＝90°－（h 1＋h 2））÷2

例3 下图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线与地面的夹角，据此回答下列三题。

⑴.这一天，太阳直射点的纬度是（）

A.15°N

B.20°N

C.15°S

D.20°S

⑵.该地的地理纬度是（）

A.70°N

B.75°N

C.70°S

D.75°S

⑶.当太阳处在正北方上空时，国际标准时为20时，则该地的经度位置是（）

A.120°W

B.0°

C.60°E

D.180°

解析北半球极昼圈及其以北地区（极点除外），日最小太阳高度角朝向正北（出现在当地0时），

日最大太阳高度（即正午太阳高度）朝向正南方向，并且两极值之和等于直射点纬度的2倍，据此可推知该日阳光直射20°N。该地纬度等于该日极昼圈纬度70°（90°－20°）与日最小太阳高度之和，即75°N。当太阳处于正北方上空时，该地地方时为0时（或24时），而此时0°经线地方时（国际标准时）为20时，通过时差经度计算可知该地经度为60°E。

答案⑴ B ⑵ B ⑶ C

综上可知，阳光直射点的纬度决定着极昼范围的大小，并影响着极昼区各纬度地点太阳高度角的日变化及视运动状况。在分析极昼问题时，牢固把握直射点纬度与极昼区内各纬度地点正午太阳的数量关系，并联系上述三类地区的太阳视运动轨迹，问题往往会迎刃而解。

太阳能自动跟踪系统方案

摘要 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，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。太阳光线自动跟踪装置解决了太阳能利用率不高的问题。本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计。 第一，机械部分设计： 机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。当太阳光线发生偏离时，控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪；同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2，小齿轮2带动齿圈和太阳能板实现垂直方向转动，通过步进电机1、步进电机2的共同工作实现对太阳的跟踪。 第二，控制部分设计： 主要包括传感器部分、信号转换电路、单片机系统和电机驱动电路等。系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。传感器采用光敏电阻，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处下方。当两个光敏电阻接收到的光强度不相同时，通过运放比较电路将信号送给单片机，驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。 关键词太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机

Abstract Human being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on.These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. First,the mechanical part is designed. Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rayshas a deviation, small gear arerotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together. Second, control system part is designed. Control system mainly includesthe sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection systemisused to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances receiveddifferent light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors. Keywords Solar energyTrackingPhotosensitive resistance SCMSteppingmotor

太阳能跟踪器工作原理

太阳能跟踪器的工作原理 一工作原理 “太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上，根据太阳光的位置，驱动电机，带动机械转动机构，始终跟随太阳位置运动。当太阳偏转一定角度时（一般5--10分钟左右），控制器发出指令，转动机构旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动；当阴天或晚上没有太阳出现时停止动作；只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位，全自动运行，无需人工干预，东西向、南北向二维控制，也可单方向控制，使用电源直流12伏，技术指标 1. 跟踪起控角度:1°--10°（不同应用类型） 2. 水平（太阳方位角）运行角度：Ⅰ型0°--360°，Ⅱ型-20°-- +200° 3. 垂直（太阳高度角）调整角度：10°--120°（太阳光与地面夹角） 4. 传动方式：丝杠、涡轮蜗杆、齿轮 5. 承载重量:10Kg-- 500Kg 6. 系统重量：2 Kg--500Kg 7. 电机功率：0.4W--15W 8. 电源电压 DC6V--24V 9. 运行环境温度： -40--85℃ 10.运行时间≥10万小时 11.室外全天候条件运行现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比

太阳方位探测器

分类号：TP271+.5 U D C：D10621-408-（2014）0404-0 密级：公开编号：2010021180 成都信息工程学院 学位论文 太阳方位探测器 论文作者姓名：张中山 申请学位专业：电子信息工程 申请学位类别：工学学士 指导教师姓名（职称）：王江（副教授） 论文提交日期：2014年6月4日

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名：日期：2014年6月9日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解成都信息工程学院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都信息工程学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 日期：2014年6月9日

太阳方位探测器 摘要 由于当今世界能源越来越匮乏，以常规能源为基础的普通能源结构随资源的不断消耗将越来越不适应可持续发展的需要。同时，常规能源的过量消耗引起的环境污染日益严重，人们迫切需要找到一种更加绿色的能源来维持人类的发展，太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、取之不尽用之不竭，具有非常广阔的利用空间。但太阳能利用率低这一问题一直影响和阻碍着太阳能利用的普及和扩张。太阳能自动跟踪系统就是为解决这一问题而设计的，它大大的提高了太阳能的利用效率。而本文则阐述了采用视日运动轨迹跟踪的方法来探测太阳的方位，探测太阳的方位是跟踪太阳的基础，它由天文公式根据当地经纬度和当前时间计算太阳方位，MCU控制系统，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现对太阳方位的探测。 关键词：太阳方位；探测器；MCU；步进电机 I

基于单片机的太阳跟踪系统设计

基于单片机的太阳跟踪系统设计 摘要：针对现代社会能源越来越匮乏的现状，以常规能源为基础的能源结构随资源的不断好用将愈来愈不适应可持续发展的需要。太阳能是已知的最原始的能源它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。本设计采用光电跟踪的方法，利用步进电机双轴驱动，由光电传感器根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到微机处理器。微机处理器运行程序，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现对太阳的跟踪。采用单片机来实现的太阳能追踪系统能有效提高太阳板的光电转化效率，并具有较广泛的应用前景。 关键词：太阳能；跟踪；光敏二极管；单片机；步进电机

Design of Sun Tracking System Based on Single Chip Microcomputer Abstract: According to the status that increasingly lack of energy in modern society, conventional energy-based energy structure with the continuous consumption of resources will become increasingly unsuited to the needs of sustainable development. Solar energy is known as the most primitive energy, and it is clean、renewable、rich and wide distribution and has wide prospects of use. But the solar energy utilization efficiency is low; the problem has been influencing and hindering the popularity of solar energy technology. Solar energy to be automatic tracking system designed to solve the problem provide the new way which greatly improve the efficiency in the use of solar energy. This design uses the photoelectric tracking method, and use the stepping motor driver, by photoelectric sensor incident, then the strength o f the light’s changes produce feedback signals to the computer processor, and computer processor will run the program, through the horizontal tracking mechanism and pitch two degrees of freedom control to adjust the angle of solar panels to achieve the tracking of the sun. Solar tracking system by single chip microcomputer to achieve can improve the efficiency of conversion of photoelectric Solar panels, and has a broad prospect of application. Key words:Solar energy;Tracking;Photosensitive diode ;SCM;Stepping motor

太阳能自动跟踪装置设计报告

吉林铁道职业技术学院 电子制作职业技能大赛（论文） 题目太阳能自动跟踪装置设计

参赛人姓名王志会张卫国朱峰所在系电气工程系 指导教师陈冬鹤 完成时间2013年5月26日

吉林铁道电子制作职业技能大赛设计报告 题目：太阳能自动跟踪装置设计 主要内容、基本要求等： ◆主要内容：加强大学生动手操作能力，促进集体荣誉感。 ◆基本要求：1，利用单片机控制实现太阳能电池板随着太阳（光源）的位置变 化而调整自身相应的姿态，以达到太阳光能的最佳利用。 2，实现一定的姿态控制精度。 3，以低成本、低功耗完成设计并实现目标电路的组装。 ◆主要参考资料：电路基础、电工技术、电子手工焊接、单片机原理及应用、传感器原理与应用。 完成日期：2013年5月26日 指导教师：陈冬鹤 实验组组长：王志会 2013年 6 月 5 日

太阳能自动跟踪装置 研制目的 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，但由于传统太阳能板方向固定，受光时间有限。因此研制可随光移动的太阳能跟随系统。

一自动跟踪系统整体设计 1.1 系统总体结构 本系统包括光电转换器、步进电机、89C5系列单片机以及相应的外围电路等。太阳能电池板可以360度自由旋转。控制机构将分别对水平方向进行调整。单片机加电复位后，首先由TRCT5000构成的定位系统对整个系统进行预置定位，然后单片机将对两光敏电阻采样进来的两个电平进行比较，电平有高电平和低电平两种，若两电平相等则电池板停止转动，若不等单片机将对两电平进行比较判定，驱动步进电机让太阳能板与之相对应转动，实现电池板对太阳的跟踪。图1-1所示： 1.2 光电转换器

太阳能自动跟踪系统的设计

太阳能自动跟踪系统的设计 1引言 开发新能源和可再生资源是全世界面临的共同课题，在新能源中，太阳能发电已成为全球发展最快的技术。太阳能作为一种清洁无污染的能源，开发前景十分广阔。然而由于太阳存在着间隙性，光照强度随着时间不断变化等问题，这对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求(见图1)。目前很多太阳能电池板阵列基本都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下。据测试，在太阳能电池板阵列中，相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。 所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。目前市场上所使用的跟踪系统按照驱动装置分为单轴太阳能自动跟踪系统和双轴太阳能自动跟踪系统。所谓单轴是指仅可以水平方向跟踪太阳，在高度上根据地理和季节的变化人为的进行调节固定，这样不仅增加了工作量，而且跟踪精度也不够高。双轴跟踪可以在水平方位和高度两个方向跟踪太阳轨迹，显然双轴跟踪优于单轴跟踪。 图1 太阳能的收集装置现场 从控制手段上系统可分为传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪(程序跟踪)。传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光线是否偏离电池板法线，当太阳光线偏离电池板法线时，传感器发出偏差信号，经放大运算后控制执行机构，使跟踪装置从新对准太阳。这种跟踪装置，灵敏度高，但是遇到长时间乌云遮日则会影响运行。视日运动轨迹跟踪，是根据太阳的实际运行轨迹，按照预定的程序调整跟踪装置。这种跟踪方式能够全天候实时跟踪，其精度不是很高，但是符合运行情况，应用较广泛。 从主控单元类型上可以分为PLC控制和单片机控制。单片机控制程序在出厂时由专业人员编写开发，一般设备厂家不易再次进行开发和参数设定。而学习使用PLC比较容易，通过PLC厂家技术人员的培训，设备使用厂家的技术人员可以很方便的学会简单的调试和编写，并且PLC能够提供多种通讯接口，通讯组网也比较方便简单。

太阳能电池的方位跟踪方案比较与设计

２００８ 年 第２期 能源研究与利用 太阳能电池的方位跟踪方案比较与设计 梁勇１，梁维铭２ （桂林电子科技大学电子工程学院，广西桂林 ５４１００４） 摘要：分析了太阳能利用中的开环、闭环跟踪的特点，比较了目前常见的几种太阳方位跟踪方案的优劣并说明了它们的应用场合。提出能适应全天候的一种新型低能耗、高利用率太阳能方位跟踪系统———多方位跟踪。还分析了多方位跟踪的优缺点，并给出设计模型。通过实验对跟踪系统的实用性进行了验证，结果达到预定的性能指标，具有广泛应用的潜力。 关键词：太阳能电池；多方位跟踪；双轴跟踪 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｉｎｔｏｏｐｅｎ－ｌｏｏｐ，ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｔｒａｃｋｉｎｇ，ｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｍｍｏｎｉｎｔｈｅｓｏｌａｒａｚｉｍｕｔｈｔｒａｃｋｉｎｇ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｅｗｔｙｐｅｏｆａｌｌ－ｗｅａｔｈｅｒ，ｌｏｗ－ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｓｏｌａｒａｚｉｍｕｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ－ｍｕｌｔｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｔｒａｃｋｉｎｇ．Ａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｍｕｌｔｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｔｒａｃｋｉｎｇ，ａｎｄｇａｖｅｉｔｓｄｅｓｉｇｎｍｏｄｅｌ．Ｔｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙｏｆｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘ，ｗｈｉｃｈｈａｓｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｃｅｌｌ；ｍｕｔｉ－ａｚｉｍｕｔｈｔｒａｃｋ；ｔｗｏ－ａｘｅｓｔｒａｃｋ 中图分类号：ＴＫ５１２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－５５２３（２００８）０２－０００４－０４ 目前太阳能光伏发电研究非常活跃，太阳能电池板的前端即太阳能方位跟踪很重要，一般采用跟踪技术能提高发电效率３０％以上［１］。所以人们在方位跟踪方面提出了很多的研究方法和设计方案，并有很多跟踪技术已经应用到实际的光伏发电中，产 生了很好的实用效果。 １ 跟踪控制方式分类 在太阳能利用中常见的跟踪装置的控制系统， 按照控制系统对控制量（电机转速，转角等）进行控制时，被控制量（跟踪装置的位置，转角）对控制量产不产生影响，即是否存在着反馈，可以把控制系统划分为三类：闭环、 开环、混合控制方式［２］，若存在反馈的称为闭环控制，若不存在反馈的称为开环控制，混合控制顾名思义就是开环和闭环控制方式的结合。 １．１ 开环式 开环控制要先确定一个初始位置，根据某时刻太阳相对位置的差值，计算出电机转过该差值所需的脉冲数。该跟踪控制方式又分为时钟跟踪和程序跟踪方式［３］。 这种方法虽然控制简单，易于实现，但存在当电机失步和堵转时，跟踪就不准确；当连续阴雨天时，不仅不能发电，同时系统连续运行还会消耗大量的功率。 １．１．１定时时钟法 时钟跟踪方式，原理图见图１。根据太阳在天空 中每分钟的运动角度，计算出太阳能电池板每分钟应转动的角度，从而确定出电动机的转速，使得电池板根据太阳的位置而相应变动。这种方法称为定时法。这种跟踪可以看作对太阳运动的时角进行跟踪，所以也可称为时角跟踪。该方法优点是电路简单，但由于不同季节日出日落的时间不同，会降低该系统调整的精确度。 研究与探讨 ４??

日出方位角的判断及计算

日出方位角的判断及计算 纵观近年来各地的高考题和模拟试题，涉及日出方位角考查的题目不在少数，而这个知识点可以说是高中阶段自然地理的最难点之一，学生很难理解和掌握。下面本文就这个问题进行具体的阐述。 日出方位角，即日出时，太阳所在方位与正东方向的夹角。根据太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全球太阳正东升正西落。 然而，不同纬度的日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)到底多大？日出方位角与太阳直射点的纬度到底是什么关系？本文试图运用中学地理知识，定量研究一下日出方位角问题。 图2表示太阳直射北回归线的日照情况。0号光线为直射北回归线的光线，光线①②③④⑤分别表示赤道、纬线圈A 、北极圈P 、纬线圈B 和南极圈Q 日出时刻光照情况。过P 、Q 的粗黑线椭圆为晨昏圈。 图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图 ③ c ′ c ′ ① ② ②′ ④ ⑤ A B N 赤道 P 1 2 3 a b c d o c ′ d ′

一、赤道地区日出方位角的大小 1、赤道夏至时的日出方位角的计算 如图2，∵太阳直射北回归线∴∠1=23°26′ 辅助线ab与赤道共面，且在晨昏圈与赤道的交点a上与赤道相切。直线ab与光线①的夹角为∠2 又∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，∴∠2=∠1=23°26′ ∠2=23°26′的地理意义：夏至时，赤道地区日出方位为东偏北23°26′。 2、推论： 赤道地区日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)的度数与太阳直射点的纬度度数相等。赤道地区，冬至时太阳直射23°26′S，日出方位角为23°26′，日出方位为东偏南23°26′。春秋分时太阳直射赤道，日出方位角为00，日出方位为正东。 二、其它纬度日出方位角的大小变化规律 1、夏至日其它纬度日出方位角的计算 如图2，辅助线cd、ef分别与纬线圈A、纬线圈B共面，且在地方时为6：00的经线与纬线圈A和纬线圈B的交点c、e处与纬线圈相切。 直线cd与光线②′的夹角为∠3。 ∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，纬线圈彼此平行。 ∴∠3=∠2=23°26′。 ∠3=23°26′的地理意义：夏至时，纬线圈A上，地方时6：00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。同理，夏至时，纬线圈B上，地方时6：00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。 这并不是纬线圈A、B日出时刻的太阳方位。 光线②与纬线圈A的切线c′d′的夹角,才是纬线圈A日出时的方位角。这个角明显大于23°26′。 在北极圈P上，光线③从正北方向照射，那里的日出方位偏离正东90°。 2、推论： 赤道以外的其它地区，日出方位角的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。刚好发生极昼现象的地区偏离正东方90°，太阳从正北(或正南)方升起。 三、一道典型错题的纠正 题：下图为某地某日的太阳视运动示 意图(图3)。已知∠A=20°,∠B=65°,则 此地的地理纬度是( )。 参考答案为：45°N。 试题提供的参考解析：由∠A=20°可 知，太阳直射20°N，又由∠B=65°可知 此日该地正午太阳高度为65°。由H午 =90°- 纬度差，推出该地与直射点的纬 度差为250，所以该地纬度可能是50S或 450N。再根据正午太阳位于正南方天空， 排除50S。 其实，除了赤道地区日出方位偏离正 东方的度数与太阳直射点的纬度度数相等 外，其它地区，日出方位偏离正东方的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。该题中直射点的纬度应低于200N，该地纬度应低于450N。N S E A B W 图3

第三课 利用太阳定方位

第三课利用太阳定方位 学习目的： 1．使学生认识太阳东升西落的现象和东南西北四个基本方向。 2．培养学生利用太阳辨认方向。 教学重、难点：利用太阳辨认方向。 教学时数：１课时 教具学具准备：电筒 教学过程： 一、讲故事引入新课。 1．讲故事：小熊是个调皮的孩子。一次熊妈妈出门去了，他一个人跑出去玩。外面的世界真美呀！清澈的小河，美丽的蝴蝶，温暖的太阳……小熊玩得可高兴了。突然，一只小兔子窜了出来，小熊立刻追上去。他追呀追，左弯右拐，追了好远好远。忽然，他发现找不着回家的路了，急得哭了起来。小朋友们，你们能帮助小熊辨明方向，替他找到回家的路吗？ 2．学生想办法帮助小熊找方向。 3．学生小结：辨明方向的各种方法。 4．谈话：今天我们学生其中的一种方法：利用太阳找方向。（板书：太阳和方向） 二、指导学生认识太阳东升西落的自然现象及利用太阳辨别方向。 （一）指导学生认识太阳东升西落的自然现象。 1．提问：每天早晨你到学校，太阳在校园的哪一方？这是什么方向？放学时太阳在校园的哪一方？这是什么方向？ 2．学生讨论汇报。 3．提问：为什么早晨的太阳在东边？放学时太阳在西边？ 4．学生讨论汇报。 5．用电筒演示太阳东升西落的现象。 6．小结：太阳东升西落这一自然现象。 （二）观察与试验 1.利用日影确定方向 2.探究原理：太阳从东方升起，到西方降落。利用太阳照射木棒成影法确定野外方向。 3.研究方法与步骤 4.研究结论

5.对研究结论的剖析 三、假设与研究方案。 （一）我们的假设 1.学生小组合作填写我们的假设。 2.假设问题汇报。 3.根据假设制定研究方案。 （二）研究的结论 1．小组根据实验的过程完成实验结论。 2.全班交流试验结论。 四、课堂小结。 1．简述本课内容。 ２．如果你迷路了，在没有别人帮助的情况下，你怎么找方向？ 五、板书设计 三利用太阳定方位 日影定位法指南针定位法北斗七星定位法 ······ 温馨提示：放学时分，按时回家，不在学校、路上逗留 拓展资料 用表定方向 首先是要采用24小时制，然后确定现在时间，用整点时间除以2，若有余数，则不计，只看整数，在表盘上找到整数刻度，将手表平端，以该整数时刻刻度对准太阳，则12点刻度所指的方向就是正北。比如，现在是下午3点33分，就是15点33分，以15除以2得7.5，取7，在表盘上找到7，将7对应的刻度对准太阳，则12点刻度指的方向就是正北。 在野外活动，诸如地质考察、登山、徒步旅行、探险、旅游等，为防止迷路，正确地判定所在位置和方向，必须掌握定位和侧向方法。在自然界，某些动物具有辨别方向的本能，如鸽子，人类的某些成员也具备这种能力，但绝大多数人不具备，或者只有这种潜能，因此野外确定方向主要依靠经验和工具。野外判定方向和位置的方法有许多，这里介绍几种常见的方法。

(完整版)太阳跟踪控制方式

太阳跟踪控制方式 国内外，太阳跟踪系统中实现跟踪太阳的方法很多，基本上可以分为两类:一类是实时的探测太阳对地位置，控制对日角度的被动式跟踪;另一类是根据天文知识计算太阳位置以跟踪太阳的主动式跟踪。文献中介绍了被动式跟踪的典型代表:压差式跟踪器和光电式跟踪器;主动式跟踪的典型代表:控放式跟踪器、时钟式跟踪器和采用计算机控制和天文时间控制的视日运动轨迹跟踪器。以下对两种类型中目前主要采用的光电跟踪 方式和视日运动轨迹跟踪方式进行比较。一般地，在聚光光伏发电的应用多采用校准 的光筒，它可以阻止散射进入传感器达到更精确的太阳位置探测。 （1）光电跟踪 虽然光电跟踪方式本身的精度较高，但是它却具有严重的缺点:在阴天时，太阳辐照度较弱(而散射相对会强些)，光电转换器很难响应光线的变化;在多云的天气里，太阳 本身被云层遮住，或者天空中某处由于云层变薄而出现相对较亮的光斑时，光电跟踪 方式可能会使跟踪器误动作，甚至会引起严重事故。对于太阳能发电来说，是可能在 晴朗、阴天和多云等任何天气情况下进行的。光电跟踪能够在较好的天气条件下，提 供较高的精度，但是在气象条件差时跟踪结果不能令人满意。 （2)视日运动轨迹跟踪 视日轨迹跟踪的原理是根据太阳运行轨迹，利用计算机(由天文学公式计算出每天中日出至日落每一时刻的太阳高度角与方位角参数)控制电机转动，带动跟踪装置跟踪太阳。此跟踪方式通常采用开环控制，由于太阳位置计算与地理位置(如纬度、经度等)和系 统时钟密切相关，因此，跟踪装置的跟踪精度取决于一是输入信息的准确性，二是跟 踪装置参照坐标系与太阳位置坐标系的重合度，即跟踪装置初始安装时要进行水平和 指北调整。 太阳跟踪机构 双轴跟踪 如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够跟踪太阳就可以获得最多的太阳能， 全跟踪即双轴跟踪就是根据这样的要求而设计的。双轴跟踪又可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度角方位角式全跟踪。 1)极轴式全跟踪。

太阳能自动跟踪系统的设计

太阳能自动跟踪系统的设计 解决方案： 跟踪系统驱动器接口电路 步进电机驱动电路 限位信号采集电路 太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。 跟踪太阳的方法可概括为两种方式：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便；缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。 而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。 系统总体设计 本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统，系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分组成。跟踪系统电路控制结构框图如图1所示，系统机械结构示意图如图2所示。

任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算，并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数，将数据送给跟踪系统驱动器，单片机接收上位机送来的数据，驱动步进电机的运行。系统具有实现复位、水平方位的调整，俯仰方向的调整，太阳的跟踪及手动校准等功能。 硬件电路设计 1跟踪系统驱动器接口电路

太阳能方位角的计算方法

太阳能方位角的计算方法 由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为60～70％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。 1.方位角 太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设臵场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设臵时土地的方位角、在屋顶上设臵时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布臵规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。方位角＝（一天

中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116）。在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。 2.倾斜角 倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50％-60％）等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角，即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况，因此，特别是在并网发电的系统中，并不一定优先考虑积雪的滑落，此外，还要进一步考虑其它因素。对于正南（方位角为0°度），倾斜角从水平（倾斜角为0°度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，其日射量不断增加直到最大值，然后再增加倾斜角其日射量不断减少。特别是在倾斜角大于50°～60°以后，日射量急剧下降，直至到最后的垂直放臵时，发电量下降到最小。方阵从垂直放臵到10°～20°的倾斜放臵都有实际的例子。对于方位角不为0°度的情况，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在与水平面接近的倾斜角度附近。以上所述为方位角、倾斜角与发电量之间的关系，对于具体设计某一个方阵的方位角和倾斜角还应综合地进一步同实际情况结合起来考虑。 3.阴影对发电量的影响 一般情况下，我们在计算发电量时，是在方阵面完全没有阴影的前提下得到的。因此，如果太阳电池不能被日光直接照到时，那么只有

求太阳升起的方位角度

求太阳升起的方位角 太阳从何方升起，这似乎是一个再简单不过的问题，一般人会不假思索地回答是从东方升起。从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。对于我们有了一定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。 实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的方位角是不同的，不一定是从正东方升起。在夏季时，较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起，在西偏北同样的角度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。这时候我们还能说太阳是从东方升起吗？显然不能这么说。所以我们在夏天时可以说：“一轮红日从东北方升起，在西北方落下”。 那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢？这里我们来推导一个计算公式，把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。 例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的方位角。 具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明 （1）我们可绘如下的图 图一 设观测者在北纬30度线上的某一点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度）。 地平圈和赤道（这里理解为天赤道）的交点E为正东方（东点）、交点W为正西方（西点）。另外，N为正北、S为正南、O为地心。 （2）还是见上面的图（图一），设地平圈与北纬20°的交点为B。 由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的自转，总有一刻太阳会直射到B 点，光线同时指向地心O，太阳和地平圈在同一平面上，这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。（为什么这样说呢？这里我们要引入天球的概念，地平圈

太阳自动跟踪装置控制系统的研究(精)

第2期(总第147期 2008年4月机械工程与自动化 M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &AU TOM A T I ON N o 12 A p r 1 文章编号:167226413(20080220140203 太阳自动跟踪装置控制系统的研究 徐东亮,任超 (武汉理工大学机电学院,湖北武汉430070 摘要:为了更充分、高效地利用太阳能,人们普遍采用跟踪太阳的方式以最大限度地获得更多的光能。介绍了太阳自动跟踪装置控制系统的控制原理及硬件、软件的设计方法。该系统控制软件运行后,PC 机通过串行端口发送和接收脉冲信号以驱动步进电机,实现对太阳运动轨迹的自动跟踪。整个系统结构简单、价格低廉、性能可靠、跟踪精度高。本控制系统基于PC ,具有丰富的软件资源、良好的人机界面以及强大的数据处理能力。关键词:太阳跟踪装置;自动控制;串口通讯;步进电机中图分类号:T P 273文献标识码:A 收稿日期:2007208213;修回日期:2007211201 作者简介:徐东亮(19702,男,福建人,副教授,博士,研究方向为机械电子工程、检测技术与自动化装置。 0引言 太阳能是一种洁净的可再生资源,有着矿物能源不可比拟的优越性,而且太阳能资源十分丰富,是目前可再生能源中应用范围最广泛、发展前景最远大的清洁能源。

虽然太阳能总能量很大,但由于太阳能的能量密 度比较低,在大气层外的平均密度约为1135k W m 2 ,再考虑通过大气层的损耗等因素,当到达地面时,只 有不到1k W m 2 。因此为了更充分、高效地利用太阳能,人们普遍采用跟踪太阳的方式以最大限度地获得更多的光能。本文介绍的是基于二维太阳跟踪装置的控制系统,该系统采用视日运动轨迹跟踪的方法计算太阳的高度角和方位角,进而通过PC 控制步进电机,实现全自动、全天候、高精度的太阳跟踪。由于采用在V C ++610环境下通过PC 机串口直接控制步进电机的方法,因此整个系统成本低、简单实用、可靠性高,且具有良好的人机界面,能够广泛应用于气象监测、环境能源利用等领域。1太阳运行轨迹的算法 太阳的运行轨迹,即太阳相对地球的位置可由两种坐标系来描述:赤道坐标系和地平坐标系。111赤道坐标系 赤道坐标系是人在地球以外的宇宙空间里看太阳相对于地球的位置,这时太阳相对于地球的位置是相对于赤道平面而言,用赤纬角和时角这两个坐标表示。11111赤纬角? 太阳中心与地球中心的连线(即太阳光线在地球表面直射点与地球中心的连线与此连线在赤道平面上的 投影间的夹角称为太阳赤纬角(或称太阳赤纬。它描述地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。一年中,太阳光线在地球表面上的垂直照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复运动,使该直射点与地心连线在赤道面上的夹角也随之重复变化。赤纬角?(o 在一年中的变化用下式计算: ?=23145sin (2Πd

太阳光自动跟踪系统设计

摘要 随着以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将越来越适应可持续发展的需要，包括太阳能在内的可再生资源将会越来越受到人们的重视。利用洁净的太阳光能，以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有这十分广阔的应用前景。 本设计尝试设计一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统以提高太阳能电池的光-电转化率。该系统是以单片机为核心，利用太阳轨道公式进行太阳高度角及方位角计算，并利用计时芯片以及步进电机驱动双轴跟踪系统，使太阳能电池板始终垂直于太阳入射光线，从而提高太阳能的吸收效率。 目前本设计仅通过简单的计算公式得到的数据，对东西向进行每小时一次的角度改变，南北向进行每天一次的角度改变，再通过单片机的判断进行每晚的东西向回归控制以及每半年的南北向跟踪方向的改变控制。 由于时间及作者目前的知识限制，跟踪系统只是进行粗略的角度跟踪，有较大误差，今后如有机会再进行改进。 关键词：太阳能电池太阳照射角自动跟踪单片机步进电机

Abstract With the conventinuous consumption of resources , the conventional enenrgy-based energt strcucture has not already more and more adapt to the needs for sustainable development,sppeing-up the development of and utilization of solar energy , the photovoltaic technology based on the photovoltaic effect has a very bord application prospect. In the design , we try to design an automatic tracking system with Biaxial in order to enhance solar light - electricity conversion efficiency. The system is based on single-chip, orbit the sun elevation angle formula using the sun and calculating azimuth and take the time chip advantage of dual-axis stepper motor driven tracking system, make the solar panels perpendicular to the solar incidence line, to improve the absorption efficiency of solar energy. At present, the design of a simple formula was only for calculating the data, the east-west to the point of view will be changed once an hour, the north-outh perspective will be changed once a day, and then the MCU to return to control things through the night to determine, as well as every haif a year to track the direction of the north-south change in control. Because of the time and the current limitations of the knowledge of the author’s , the tracking system to track the point of view is rough , there are many errors , if the opportunity arised the design will be iomproved in the future. Keywords:solar cells Inrradiation angle of sun tracking automatically single-chip Stepping motor