太阳跟踪控制系统相位超前控制器的设计

太阳跟踪控制系统相位超前控制器的设计

太阳跟踪控制系统是利用太阳能电池板等太阳能设备组成的系统，可将太阳能转化为直流电能。然而，太阳跟踪控制系统对太阳位置的高度、角度等因素高度敏感，系统的追踪控制精度越高，太阳能转换效率就越高。而控制精度的提升，离不开相位超前控制器。

相位超前控制器是APC（Advance Phase Control）控制器的基础，是研发设计太阳跟踪控制系统所必需的控制器之一。它可以通过控制电机相位，实现更加精准的追踪太阳位置。接下来，本文将说明如何设计一个适用于太阳跟踪控制系统的相位超前控制器。

首先，我们需要了解相位超前控制器的原理。

相位超前控制器是一种根据输出目标信号与输入信号相位差量，对输出信号进行超前、滞后控制来实现更为精确的目标控制的电子元器件。它可以通过改变控制信号的相位，使输出信号相比输入信号出现一定的超前和滞后。在太阳跟踪控制系统中，我们可以通过改变电机电流的相位，控制太阳能组件转动的角度。这样，即可实现太阳能组件方位的快速跟踪和精准控制。

在设计相位超前控制器时，需要根据实际条件进行优化和调整，以实现最优控制效果。下面，我们介绍三个基本步骤：

第一步，选择合适的控制器类型。在太阳跟踪控制系统中，常用的相位超前控制器有RST控制器和PID控制器。具体选择

哪种类型的控制器，需要根据系统的响应速度、抗干扰性等因素进行评估和判断。

第二步，合理设置控制参数。控制器的关键参数包括比例系数、积分时间和微分时间。这些参数的设置需要考虑系统响应特性和误差补偿等方面。在实际设计过程中，建议采用试错法，通过不断实验和调整，确定最佳控制参数。

第三步，采用反馈控制方法。在太阳跟踪控制系统中，反馈信号可以采用太阳能传感器或光电二极管等元件来反馈。通过反馈控制，可以实现太阳能组件的安全、快速地追踪太阳。

总之，相位超前控制器在太阳跟踪控制系统中起着至关重要的作用。设计一个稳定、高效的相位超前控制器需要一定的理论知识和实践经验，需要综合考虑多种因素，实现最优控制效果。

太阳能发电自动跟踪系统技术方案

太阳能发电自动跟踪系统技术方案 太阳能发电自动跟踪系统是一种能够根据太阳位置实时调整太阳能电 池板角度的技术方案。根据太阳的位置变化，自动跟踪系统可以最大程度 地使太阳能电池板与太阳光源保持垂直，从而提高太阳能发电效率。下面 是一个关于太阳能发电自动跟踪系统技术方案的详细描述。 1.系统结构 太阳能发电自动跟踪系统主要由以下组件组成：太阳能电池板、追踪 装置、控制器和电池等设备。太阳能电池板是核心组件，负责将太阳光转 化为电能。追踪装置通过电机和传感器实现对太阳能电池板角度的调整。 控制器则负责收集太阳位置信息，控制追踪装置的工作，并实时监测太阳 能发电系统的工作状态。 2.工作原理 太阳能发电自动跟踪系统的工作原理是基于太阳位置的实时计算和反 馈控制的。系统通过安装在太阳能电池板上的传感器，实时监测太阳位置，并将数据传输给控制器。控制器会根据太阳位置信息，计算出太阳能电池 板需要调整的角度，并通过追踪装置调整电池板的角度，使其面向太阳。 3.太阳位置计算 太阳位置计算是太阳能发电自动跟踪系统的核心算法之一、根据地理 位置和时间，可以通过公式计算出太阳高度角和方位角。高度角表示太阳 光线与地平面的夹角，而方位角表示太阳在东西方向上的位置。利用这些 数据，可以精确计算出太阳在天空中的位置。 4.追踪装置

追踪装置是太阳能发电自动跟踪系统的核心部件之一、它包括电机和 支架，能够根据控制器的指令，调整太阳能电池板的角度。追踪装置可以 分为单轴和双轴两种类型。单轴追踪装置只能实现水平角度的调整，而双 轴追踪装置还可以调整垂直角度。 5.控制器 控制器是太阳能发电自动跟踪系统的关键组件之一、它负责收集太阳 位置数据，并根据算法计算太阳能电池板需要调整的角度。控制器还可以 监测系统的工作状态，并根据环境条件进行智能调节，例如在阴天或夜间 停止跟踪，以节省能源。 6.电池 电池是太阳能发电自动跟踪系统的能量储存装置。太阳能发电系统不 仅可以随着太阳位置的变化而调整电池板的角度，同时也可以将多余的电 能储存到电池中，以备不时之需。电池可以提供能源给太阳能发电系统， 以确保系统在无太阳光的情况下仍然能够正常工作。 总结： 太阳能发电自动跟踪系统是一种能够根据太阳位置实时调整太阳能电 池板角度的技术方案。它通过追踪装置和控制器实现对太阳能电池板角度 的精确调整，从而提高太阳能发电效率。太阳能发电自动跟踪系统的关键 技术包括太阳位置计算、追踪装置、控制器和电池等。通过优化这些技术，可以实现太阳能发电系统的自动化和智能化，提高能源利用效率。

太阳跟踪控制系统相位超前控制器的设计

太阳跟踪控制系统相位超前控制器的设计 太阳跟踪控制系统是利用太阳能电池板等太阳能设备组成的系统，可将太阳能转化为直流电能。然而，太阳跟踪控制系统对太阳位置的高度、角度等因素高度敏感，系统的追踪控制精度越高，太阳能转换效率就越高。而控制精度的提升，离不开相位超前控制器。 相位超前控制器是APC（Advance Phase Control）控制器的基础，是研发设计太阳跟踪控制系统所必需的控制器之一。它可以通过控制电机相位，实现更加精准的追踪太阳位置。接下来，本文将说明如何设计一个适用于太阳跟踪控制系统的相位超前控制器。 首先，我们需要了解相位超前控制器的原理。 相位超前控制器是一种根据输出目标信号与输入信号相位差量，对输出信号进行超前、滞后控制来实现更为精确的目标控制的电子元器件。它可以通过改变控制信号的相位，使输出信号相比输入信号出现一定的超前和滞后。在太阳跟踪控制系统中，我们可以通过改变电机电流的相位，控制太阳能组件转动的角度。这样，即可实现太阳能组件方位的快速跟踪和精准控制。 在设计相位超前控制器时，需要根据实际条件进行优化和调整，以实现最优控制效果。下面，我们介绍三个基本步骤： 第一步，选择合适的控制器类型。在太阳跟踪控制系统中，常用的相位超前控制器有RST控制器和PID控制器。具体选择

哪种类型的控制器，需要根据系统的响应速度、抗干扰性等因素进行评估和判断。 第二步，合理设置控制参数。控制器的关键参数包括比例系数、积分时间和微分时间。这些参数的设置需要考虑系统响应特性和误差补偿等方面。在实际设计过程中，建议采用试错法，通过不断实验和调整，确定最佳控制参数。 第三步，采用反馈控制方法。在太阳跟踪控制系统中，反馈信号可以采用太阳能传感器或光电二极管等元件来反馈。通过反馈控制，可以实现太阳能组件的安全、快速地追踪太阳。 总之，相位超前控制器在太阳跟踪控制系统中起着至关重要的作用。设计一个稳定、高效的相位超前控制器需要一定的理论知识和实践经验，需要综合考虑多种因素，实现最优控制效果。

太阳能跟踪系统

全天候太阳能跟踪系统设计 摘要 全天候太阳能跟踪系统是针对太阳能空调、太阳能制氢、太阳辐照度测量、材料老化实验、高效太阳能光伏发电、高效太阳能热水器等需要对太阳进行实时跟踪的应用领域而设计的。 太阳能跟踪系统的设计是综合运用物理学、光学，运动学、控制理论等学科体现，是当前国内外研究的热点问题之一。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。所以实现对太阳全天候跟踪，是提高对太阳能运用，利用率有重大意义。 本人制作全天候太阳能跟踪系统，该系统可以对太阳全方位跟踪，具有两个自由度的跟踪能力。经过黑夜或阴天后，只要太阳一出即可跟踪，工作可靠稳定。 该系统运用ATMEL公司AT89C52控制芯片，通过对运放器LM354N,LM358组成比较模块对光敏电阻对光线的感应强度和设定基准电压比较结果的检测，并对检测结果进行逻辑运算后，对负责方位角和高度角的步进电机进行控制，从而实现对太阳全方位跟踪。1602液晶显示模块，显示系统当前的工作状态及时间。在该论文中详细阐述了控制系统的组成结构和工作原理。该方法利用九个光敏电阻对当前环境光线强度进行感应，在不同强度亮度下，光敏电阻的阻值不一样，所以比较器的正输入电压也不同。如果跟踪板不是正对的太阳，那么九个光敏电阻的阻值也不一样，比较器正输入的电压也不一样，如果正输入电压高于设定的基准电压，比较器将输出一个信号给单片机，单片机根据比较器输入的信号进行逻辑运算，然后控制相应步进电机旋转，直到九个光敏电阻感应光线强度一样。 在接受控制电路中引入单片机，通过充分利用其软、硬件资源，使系统具有优异的智能性、可扩展性、可升级性和操作方便，为对太阳全天候跟踪提供了合理、廉价的解决方案等特点。 最后进行了系统联合调试，结果表明：系统的软、硬件设计合理可行，为后续的研究工作奠定了基础。 关键词：光敏电阻组合检测元件比较器模块单片机（AT89C52） 1 概论

单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计 引言： 太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。光伏发 电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。为了优 化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的 利用效率。 一、系统工作原理： 该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控 制电路和执行机构组成。光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电 路进行电信号转换。控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值 进行比较。然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整 角度。 二、光敏电阻的选择： 光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准 确度和稳定性。在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性 曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。一般建议选择具有 较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。 三、测量电路设计： 测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电 信号。测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。信号放大 器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，

模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。 四、控制电路设计： 控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。 五、执行机构设计： 执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。电动执行机构一般由步进电机、减速器和传动机构构成，气动执行机构一般由气缸和传动机构构成。在选择执行机构时，需要根据光伏板的质量和大小来确定合适的类型和尺寸。 六、系统性能评价： 为了评价该系统的性能，需要考虑以下几个指标：追踪精度、响应速度、能效。追踪精度指系统能否准确跟踪太阳位置，响应速度指系统调整角度的速度，能效指系统在跟踪运行时的电能输出与光能输入的比值。通过实验和理论分析，可以确定系统的优化设计方案。 综上所述，单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统通过光敏电阻感应太阳光照强度，并利用测量电路、控制电路和执行机构来实现对光伏板角度的自动调整。该系统能够最大限度地提高光伏发电效率，具有重要的研

太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究

太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究 太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究 一、引言 近年来，随着全球对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为一种绿色环保的能源形式，受到了广泛的关注和研究。太阳能光伏系统的效率取决于太阳光的照射角度，而太阳能跟踪系统能够实时调整太阳能电池板的位置，以最佳角度接收太阳光，从而提高能源转化效率。因此，对太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究具有重要意义。 二、太阳能双轴自动跟踪系统的工作原理 太阳能双轴自动跟踪系统主要由光敏电阻、控制电路、电机、轴承和太阳能电池板等组成。光敏电阻用于实时感知光照强度，然后通过控制电路对电机进行驱动，使太阳能电池板跟随太阳的运动。 该系统的工作原理如下： 1. 光敏电阻感知：将光敏电阻安装在太阳能电池板的一侧， 用于感知光照的强度。电阻的电阻值与光照强度呈反比关系，因此可以通过电阻值来判断光照的强弱。 2. 控制电路驱动：利用控制电路对电机进行驱动，实现太阳 能电池板的双轴自动跟踪。控制电路根据光敏电阻感知到的电阻值来判断光照的强弱，并根据一定的算法计算出电机驱动的方向和速度，以实现太阳能电池板的准确跟随。 3. 电机驱动：太阳能双轴自动跟踪系统采用两个电机，分别 用于水平轴和垂直轴的驱动。电机通过与控制电路的配合，实现太阳能电池板的水平和垂直方向的旋转，使其能够跟随太阳的运动轨迹，并保持最佳接收太阳光的角度。

4. 轴承：太阳能电池板通过轴承连接到电机，以实现旋转。 轴承设计应具有较高的承载能力和较小的摩擦阻力，确保太阳能电池板的平稳运转。 三、太阳能双轴自动跟踪系统的设计要点 1. 光敏电阻的选择：选择感光度高、响应速度快、稳定 性好的光敏电阻，以确保系统能够准确感知光照强度变化。 2. 控制电路的设计：控制电路要能够准确判断光敏电阻感知 到的光照强度，根据一定的算法计算出电机驱动的参数，并能够稳定、准确地驱动电机。 3. 电机的选用：选择符合系统需求的电机，应考虑电机的转速、转矩和功率等参数，并能够与控制电路进行良好的配合。 4. 轴承的选型：轴承应具有较高的承载能力，同时需注意轴 承的摩擦阻力应尽可能小，以减小系统的能耗。 四、太阳能双轴自动跟踪系统的研究现状 目前，对太阳能双轴自动跟踪系统的研究主要集中在控制算法和电机控制技术方面。在控制算法方面，研究人员提出了多种算法，如PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等，以提高系统的控制精度和稳定性。在电机控制技术方面，研究人员探索了多种驱动方式，如直流电机驱动、步进电机驱动和无刷直流电机驱动等，以满足不同应用场景的需求。 此外，一些研究还将太阳能双轴自动跟踪系统与光热转换技术相结合，通过加热和蓄热等方式增强系统的能量利用率。这些研究为太阳能双轴自动跟踪系统的改进和进一步应用提供了新的思路。 五、结论 太阳能双轴自动跟踪系统是提高太阳能光伏系统能源转化效率的重要技术。通过光敏电阻感知光照强度，并通过控制电

单片机太阳能跟踪系统设计

单片机太阳能跟踪系统设计 摘要： 本文介绍了一种基于单片机的太阳能跟踪系统的设计。该系统通过 使用光敏传感器和步进电机，能够实时跟踪太阳位置并自动调整太阳 能电池板的方向，以最大程度地吸收阳光能量。文章详细讨论了系统 的硬件设计和软件编程，并进行了实验验证系统的有效性与稳定性。 引言： 随着可再生能源的发展和应用，太阳能作为一种绿色能源正变得越 来越普遍。而太阳能电池板作为太阳能转换的核心装置，其工作效率 直接受到太阳光照强度和入射角度的影响。因此，设计一种能够实时 追踪太阳位置的太阳能跟踪系统，对于提高太阳能电池板的能量转换 效率具有重要意义。 1. 系统硬件设计 1.1 光敏传感器 光敏传感器是实现太阳位置检测的关键模块，其作用是测量光强度 并转化为电信号。在本设计中，采用光敏二极管作为光敏传感器，通 过调整电路参数和选用适当的滤光片以提高传感器的灵敏度和稳定性。 1.2 步进电机

步进电机是用于控制太阳能电池板偏转角度的执行器。本设计中， 选用具有较高精度和可控性的双相步进电机，通过调节步进电机的脉 冲信号和相位控制信号，可以实现对太阳能电池板的精确调整。 1.3 控制电路 控制电路是整个系统的核心部分，主要由单片机、驱动电路和电源 组成。单片机作为系统的主控制器，通过接收光敏传感器采集的信号，并经过一系列计算和判断，生成控制信号给步进电机实现调整。驱动 电路负责将单片机输出的信号转化为适合步进电机工作的电流信号， 以驱动步进电机。 2. 系统软件编程 2.1 信号采集与处理 在软件编程阶段，首先需要进行光敏传感器信号的采集与处理。通 过ADC模块采集光敏传感器输出的电压信号，并借助数字滤波算法对 其进行滤波和降噪处理，确保获取准确可靠的光强度数据。 2.2 太阳位置计算 根据光敏传感器测量到的光强度数据，通过一定的数学模型和算法，可以计算出太阳的位置。根据太阳位置的变化规律，可以判断出太阳 的相对方位和倾角，从而确定太阳能电池板的调整方向。 2.3 步进电机控制

单轴太阳能跟踪系统的优化设计与控制

单轴太阳能跟踪系统的优化设计与控制 一、引言 太阳能作为一种取之不尽的清洁能源受到了越来越多的关注。在太阳能光伏发电中，采用单轴跟踪系统可以提高光伏电池板的输出效率。因此，单轴太阳能跟踪系统的优化设计和控制研究具有重要意义。 二、单轴太阳能跟踪系统的原理和结构 单轴太阳能跟踪系统由两个主要部分组成：跟踪控制和电机驱动。其中，跟踪控制负责测量太阳轨迹并控制驱动系统，而电机驱动则控制电机的转速以实现光伏电池板的旋转。 单轴太阳能跟踪系统的工作原理是由一组电机驱动和一组角度传感器组成，它们维护着一个水平位置的平面，使得光伏电池板始终保持跟踪太阳位置的方位角度变化。该系统可以实现沿水平方向的追踪，然后再根据不同的季节和地理位置进行调整，以实现最大化的太阳能捕获效率。 三、单轴太阳能跟踪系统的设计优化 1. 电机驱动系统的设计

单轴太阳能跟踪系统中，电机驱动作为核心部件，其设计方案 对系统性能起着决定性作用。设计时需要考虑以下几个方面：电 机的选型、功率参数、齿轮传动和控制器的稳定性等。 2. 稳定性优化 电机驱动系统的稳定性是影响单轴太阳能跟踪系统稳定性的重 要因素。其中，电机的闭环控制是提高稳定性的关键因素。因此，在设计过程中应该充分考虑电机闭环控制器的选择和动态特性。 3. 太阳轨迹测量 为了实时测量太阳位置，可以采用不同的测量方法，如光线传 感器、太阳位置计算模型等。其中，太阳位置计算模型可以根据 时间、经度和纬度等参数计算出太阳位置，具有精准度高、计算 复杂度低的特点。 4. 光伏电池板的安装和调整 光伏电池板的安装和调整是单轴太阳能跟踪系统中的重要问题。在设计时应该注意以下几点：光伏电池板安装的高度、倾角的选择、板面与地面夹角以及和太阳距离的控制等。 四、单轴太阳能跟踪系统控制问题 1. PID控制器

单轴跟随太阳能跟踪系统的设计与优化

单轴跟随太阳能跟踪系统的设计与优化 随着能源危机和环保意识的日益增强，太阳能发电逐渐成为人们选择的一种绿色能源。而太阳能跟踪系统则是太阳能发电的重要组成部分之一。本文将介绍单轴跟随太阳能跟踪系统的设计与优化。 一、跟踪系统的基本原理 太阳能跟踪系统是指一种可以追踪太阳位置，保证光伏板垂直于太阳辐射方向，最大限度地接受太阳辐射的系统。根据跟踪方式的不同，太阳能跟踪系统可以分为：固定式、单轴跟踪式、双轴跟踪式等。其中，单轴跟踪式是性价比较高的一种方案。 单轴跟随太阳能跟踪系统是通过控制一个轴，使光伏板始终朝向太阳进行跟踪。这种跟踪系统基于地球绕太阳的运动，可以将光伏板始终维持在最佳接收光线角度，提高太阳能转化效率。单轴跟踪系统一般只能单向调节轴的角度，即只能调整俯仰角，不能调整方位角。因此，单轴跟踪系统适合用于大面积、朝向基本相同的光伏场。 二、系统设计 1. 光敏元件

设计单轴跟拍太阳能跟踪系统的关键在于精确地感知太阳位置，常用的光敏元件有两种类型：LDR（光敏电阻）和光电二极管（PD）。在单轴跟踪系统中，我们可以选用单个光敏元件感知太 阳位置。 2. 控制电路 控制电路是单轴跟随太阳能跟踪系统的核心部分，其主要功能 是实现光敏元件感知太阳位置后，通过电机带动太阳能板做出相 应的调整。 控制电路包含两个部分：一部分是基于微处理器的控制器，另 一部分是利用功率放大器进行系统驱动的电路。 3. 电机 为了实现单轴跟随的控制，需要选择一种合适的电机。常用的 电机有直流电机和步进电机，选择何种电机一般需要考虑到系统 的功率和精度等因素。 三、系统优化 1. 太阳位置计算精度 在单轴跟踪系统中，太阳位置计算的计算精度是影响系统效果 的重要参数。精度越高，光伏板始终面对太阳的时间越长，就越 能够发挥最大的太阳能转化效果。

太阳能跟踪系统开题报告

开题报告 题目：太阳能自动跟踪系统设计

目录 1.设计背景 (3) 1.1背景 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3.主要技术指标： (3) 2.设计原理 (4) 3.设计方案 (4) 3.1光电转换器与光电转换电路 (4) 3.2 AT89C51单片机 (6) 3.3电源 (6) 3.4步进电动机 (7) 4.预期成果 (8)

1.设计背景 1.1背景 太阳能作为一种清洁无污染的新能源,开发前景十分广阔。然而由于太阳存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的特点，这对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求。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。而据测试,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，是使太阳能电池板随时正对太阳，集能器的主光轴始终与太阳光线相平行的动力装置，能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。太阳能跟踪系统的主要应用领域：（1）光伏领域的平板光伏发电和500倍以下的CPV系统；（2）光热领域的抛物面跟踪（如太阳灶、高温太阳能采暖、太阳能热化工等）；（3）太阳能槽式集热；（4）太阳能塔式热电等。 1.2国内外研究现状 在太阳能跟踪方面，我国在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向则通过手动调节，提高了接收器的接收效率。1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能量，使效率进一步提高。2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，大大拓宽了跟踪器的应用领域。目前，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但是不外乎采用如下两种方式：一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪；前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。 1.3.主要技术指标： 1）光电转化效率，即入射单色光子-电子转化效率(用缩写IPCE表示)，定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np 之比，其数学表达式为：IPCE=1240Isc/(IPin)，其中Isc、I和Pin所使用的

基于变频器的太阳能跟踪系统设计及实现

基于变频器的太阳能跟踪系统设计及实现 太阳能是一种绿色、清洁、可再生、低碳的能源，近年来受到了越 来越多的关注。为了提高太阳能的利用效率，我们需要构建适合不同 场地、不同需求的太阳能发电系统。其中，太阳能跟踪系统是一种被 广泛采用的方法，能够自动追踪太阳的运动轨迹，以最大程度地利用 太阳的能量。而基于变频器的太阳能跟踪系统则是一种更加高效、稳 定的解决方案。本文将介绍基于变频器的太阳能跟踪系统的设计及实现。 一、太阳能跟踪系统的基本原理 太阳能跟踪系统的核心是太阳能追踪器，它可以控制太阳能电池板 随着太阳的位置移动，使其始终朝向太阳，以最大限度地接收太阳光 的能量。太阳能追踪器的跟踪原理一般分为两种：单轴跟踪和双轴跟踪。 单轴跟踪是通过一个轴来控制电池板的倾斜角度，让电池板朝向太阳，使得垂直于太阳光的投影面积最大，这样可以获得最大的能量收 集效率。而双轴跟踪是在水平面和垂直平面上各加一个轴，可以实现 更精确的跟踪。由于双轴跟踪可以考虑到太阳高度角和方位角的影响，所以收集效率更高，但系统复杂度也相应增加。 二、基于变频器的太阳能跟踪系统的设计 传统的太阳能追踪系统一般采用直流电机控制电池板的旋转，但这 种控制方式由于对电机转速的限制，跟踪精度有所局限。而基于变频

器的太阳能跟踪系统则可以通过调整电机的频率和电压来实现更加稳定、精准的跟踪效果。具体的，基于变频器的太阳能跟踪系统具有以 下几个设计要点： 1、选型合适的变频器 变频器是控制电机旋转速度的核心组件，需要根据实际情况选型。 一般需要考虑电机的额定电压、电流、功率等参数。同时，为了提高 系统运行效率，还需要考虑变频器的运算速度和控制精度等因素。 2、设计合适的控制算法 基于变频器的太阳能跟踪系统需要采用特定的控制算法进行方向调 整和转速调节。一般的控制算法有基于光照度的PID控制、模糊控制、神经网络控制等，需要根据系统的要求进行选择。 3、结构设计和调试 基于变频器的太阳能跟踪系统的结构设计和调试需要考虑到太阳能 追踪器的精度、稳定性和耐用性等因素。通常会涉及到机械设计、电 路设计、软件编写、传感器安装和信号处理等多个方面。 三、基于变频器的太阳能跟踪系统的实现 为了验证基于变频器的太阳能跟踪系统的有效性，我们可以通过实 现一个简单的太阳能追踪器来演示其实现过程。 1、系统硬件

STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的研究与设计

STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的 研究与设计 摘要 如何解决能源危机，缓解环境压力，实现能源的可持续发展，已成为全球能 源研究的热点。由于其诸多优势，太阳能已逐渐成为一种新型的有潜力的新型能源，但是由于其本身存在的不足，制约了它的推广与推广。日冕追踪 该控制体系的研制对于我国光伏发电行业的推广和应用以及国家节能降耗等 都有着积极的作用。本论文是针对STM32的一种新型的太阳能电池板自动追踪装 置进行了研究。本文对STM32单片机的太阳能电池板的自动追踪控制进行了详细 的论述。 关键词：STM32单片机；太阳能电池板；太阳能自动跟踪系统 引言 能源是人类发展和进步的重要资源，对能源的管理是我国国民经济发展的第 一要务。当今全球的主要消费是石油、天然气和煤炭等非再生能源，它们的储存 量非常小，而且在使用过程中会产生大量的CO2，对生态环境的危害很大。目前，我国面临的主要问题是，我国目前面临的主要问题是如何通过新的资源来实现资 源的利用。 1 STM32单片机太阳能自动跟踪系统硬件设计 1.1硬件总体设计方案 根据国内外有关能源管理的经验，本文介绍了一种新型的太阳能自动跟踪控 制器，并根据该系统的特点，实现了一种新型的太阳能自动跟踪控制器。本发明

既可有效地克服太阳电池的非平稳、间断现象，又可使压缩气体储存装置发热， 从而改善其工作效能与效能，其详细的系统硬件结构见下图1-1。 图 1-1 系统硬件总体框图 该仪器的各个部件，其主要的作用是：1）利用光电感应器来探测太阳的方向，纠正由观测日线轨道追踪而引起的累计偏差，以及对气象的晴好情况的判别； 2.一种对光传感器所产生的弱电流进行采集与加工的信号进行处理，以完成电流 转换和电压的放大；3. RTC即时时钟，用以将目前的日期及时刻资讯供给所述控 制器；4. LCD液晶屏幕显示当地时间、日期和此时的日高角和方向信息；5. GPS 模块的功能是：通过获取地理位置的数据，为观测轨道的计算提供经纬数据；6. 采用STM32F103VET6为控制器，通过输出控制讯号，带动方向角马达及角度马达 旋转，完成对日的追踪。 1.2 STM32简介 STM32是一款采用ARMCortex-M3核心的32位 RISC微控制器，具有强大的 信息处理能力、 IO输入和输出能力，能够连接多个外围设备。STM32具有高性能、低成本、低功耗等优点，能实现多种功能。意法半导体（ST）公司（ST）提 供了72 MHz的工作频率，采用单循环硬件相加和除法，内置高速内存（最多512 kbit, SRAM为64 K)，丰富的 I/O端口，连接两条 APB总线的外部设备，3个 12位16通道 ADC、2个12位2通道 DAC、4个普通16位 DAC、2个 PWM高级控 制定时器2个、两个看门狗定时器、2个基本定时器、2个I2C接口、3个 SPI 接口、2个I2C、3个I2c、1个 SDIO、1个 USART、1个 USB、1个 CAN接口。 并且还拥有多个输出接口，以适应不同的场合和不同的设备同时使用。该系统采

太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究

太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究 1.引言 近年来，由于环境污染和化石能源的消耗，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到了广泛关注。太阳能电池板作为太阳能利用的重要组成部分，具有将阳光能转化为电能的能力。然而，由于太阳的运动轨迹以及天气等因素，太阳能电池板的效率常常受到一定程度的限制。因此，设计一种能够实现自动追踪太阳的系统，成为提高太阳能电池板效率的有效途径。 2.太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理 太阳能电池板追日自动跟踪系统通过控制电机的转动，使太阳能电池板始终朝向太阳。系统主要由光敏电阻、测量装置、控制器和电机组成。当太阳光照射到光敏电阻上时，光敏电阻产生电信号，并通过测量装置转换为相应的角度信息。控制器通过比较实际角度与太阳位置的偏差，控制电机旋转，使太阳能电池板调整到正确的角度。 3.系统参数设计与优化 为确保系统的准确性和稳定性，需要对系统的参数进行设计与优化。首先需要选取合适的测量装置，以确保可以准确地测量太阳能电池板的角度。传感器的选取应考虑其分辨率、精度和抗干扰能力等因素。其次，需要合理设计控制器的算法，以保证系统的精度和灵敏度。控制器应对太阳位置变化做出快速而准确的响应，从而实现对太阳能电池板运动的精确控制。最后，还需对电机的选型和驱动方式进行优化，以确保电机可以在恶劣环境下稳定运行。 4.系统性能测试与分析

在完成系统参数设计与优化后，需要进行系统性能测试与分析。测试时可以在不同天气条件下观测太阳能电池板的追踪效果，并对实际追踪角度与理论角度之间的差异进行比较。此外，还可通过测试太阳能电池板的电能输出情况，以评估系统的效率和稳定性。通过对测试结果的分析，可以进一步改进系统设计，提高追日自动跟踪系统的性能和可靠性。 5.应用前景与展望 太阳能电池板追日自动跟踪系统具有重要的应用前景和发展空间。随着太阳能的广泛应用，对太阳能电池板效率的要求也越来越高。追日自动跟踪系统可以帮助太阳能电池板始终追踪太阳，最大程度地提高电能转换效率，从而提高整个太阳能发电系统的综合效能。未来，可以进一步研究和改进追日自动跟踪系统的控制算法、传感器技术和电机驱动技术，以提高系统的精度、可靠性和适应性，同时降低系统成本，推动太阳能产业的发展。 6.总结 太阳能电池板追日自动跟踪系统是提高太阳能电池板效率的重要手段。本文概述了该系统的基本原理和参数设计与优化方法，并介绍了系统性能测试与分析的重要性。最后，展望了太阳能电池板追日自动跟踪系统的应用前景和发展方向。随着太阳能发电的逐渐普及，追日自动跟踪系统的研究与应用将发挥重要作用，为太阳能利用的进一步推广与发展做出贡献 太阳能电池板追日自动跟踪系统在提高太阳能电池板效率方面具有重要的应用前景和发展空间。随着太阳能的广泛应用，对太阳能电池板效率的要求也越来越高。追日自动跟踪系统可以帮助太阳能电池板始终追踪太阳，最大程度地提高电能转换

自动跟踪太阳光伏发电设备控制器的设计

自动跟踪太阳光伏发电设备控制器的设计 图片： 引言 能源是人类面临经济发展和环境维护平衡需要解决的最根本最重要的问题。太阳能是一种极为丰富的清洁能源，同时通常最普遍且最方便使用的是电能。因而太阳能光伏发电是最有应用前景的太阳能利用方式。目前，光伏发电的成本太高，世界各国正在积极改进电池制造工艺。采用新技术以提高转换效率，降低光伏发电的成本。全自动跟踪太阳发电设备从控制技术出发，采用新的光伏发电装置技术，与固定式相比发电能力提高35％，成本下降25％。 全自动跟踪控制是控制器的核心任务。本文设计的这套控制装置是以工控计算机作为检测与控制的核心，利用其PCI总线插槽、插入采集卡和I／O卡，实现巡回检测多路模拟信号以及开关信号，可对检测信号进行采集、显示、查询、图形图像处理、打印输出，并且具有自校准、自诊断和自测试功能，同时可以根据测试的结果进行自动控制，形成智能化控制器。 2 全自动跟踪控制器硬件设计 2.1 硬件结构的基本组成 全自动跟踪太阳光伏发电控制器主要由各种传感器、转换电路、A／D采集卡、工控计算机、I／O卡、执行元件等组成。其硬件结构图如图1所示。

各种传感器检测到的参数信号通过转换电路，转换成标准的1 V～5 V电信号，传输到模-数(A／D) 采集卡，将采集的各参数信号转换为计算机可以处理的数字量，然后计算机对这些经过离散并量化的数字信号进行监测与处理，并通过输入／输出卡(I／O)输出控制信号，以控制执行元件的接通或断开。利用人机界面的系统监控软件。设置系统运行方式，选择控制算法，显示实时和历史的数据与图表、分析、保存、报警、打印、发送命令控制系统运行等功能。 2.2 传感器的选择和模拟输入电路设计 该装置可检测14路系统参数，分别是光伏阵列的输出电压／电流、跟踪光强、环境光强、蓄电池充电电流／电压、逆变器的输出交流电流、交流电压、环境温度、蓄电池温度、光伏阵列温度、太阳方位角、高度角和风速。 电流检测是采用北京中新康达电子有限公司生产的电流传感器CHT50A-S实现的。该电流互感器的主要传感器件是霍尔元件，采用磁平衡原理。检测精度高，线性度好，而且检测电路与被检测电路完全隔离。但电流互感器实际上是电流一电流变换器，即将被测电流转换为0 mA～50 mA标准电流，并以电流源方式输出，为了获得可供A／D采集卡采集的电压信号，还必须外加电压取样电路，将电流信号转变成电压信号。其检测电路原理如图2 所示。

太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究

太阳能电池板追日自动跟踪系统的探究 1.引言 近年来，由于环境污染和化石能源的消耗，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到了广泛关注。太阳能电池板作为太阳能利用的重要组成部分，具有将阳光能转化为电能的能力。然而，由于太阳的运动轨迹以及天气等因素，太阳能电池板的效率屡屡受到一定程度的限制。因此，设计一种能够实现自动追踪太阳的系统，成为提高太阳能电池板效率的有效途径。 2.太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理 太阳能电池板追日自动跟踪系统通过控制电机的转动，使太阳能电池板始终朝向太阳。系统主要由光敏电阻、测量装置、控制器和电机组成。当太阳光照耀到光敏电阻上时，光敏电阻产生电信号，并通过测量装置转换为相应的角度信息。控制器通过比较实际角度与太阳位置的偏差，控制电机旋转，使太阳能电池板调整到正确的角度。 3.系统参数设计与优化 为确保系统的准确性和稳定性，需要对系统的参数进行设计与优化。起首需要选取合适的测量装置，以确保可以准确地测量太阳能电池板的角度。传感器的选取应思量其区分率、精度和抗干扰能力等因素。其次，需要合理设计控制器的算法，以保证系统的精度和灵敏度。控制器应对太阳位置变化做出快速而准确的响应，从而实现对太阳能电池板运动的精确控制。最后，还需对电机的选型和驱动方式进行优化，以确保电机可以在恶劣环境下稳定运行。 4.系统性能测试与分析

在完成系统参数设计与优化后，需要进行系统性能测试与分析。测试时可以在不同天气条件下观测太阳能电池板的追踪效果，并对实际追踪角度与理论角度之间的差异进行比较。此外，还可通过测试太阳能电池板的电能输出状况，以评估系统的效率和稳定性。通过对测试结果的分析，可以进一步改进系统设计，提高追日自动跟踪系统的性能和可靠性。 5.应用前景与展望 太阳能电池板追日自动跟踪系统具有重要的应用前景和进步空间。随着太阳能的广泛应用，对太阳能电池板效率的要求也越来越高。追日自动跟踪系统可以援助太阳能电池板始终追踪太阳，最大程度地提高电能转换效率，从而提高整个太阳能发电系统的综合效能。将来，可以进一步探究和改进追日自动跟踪系统的控制算法、传感器技术和电机驱动技术，以提高系统的精度、可靠性和适应性，同时降低系统成本，推动太阳能产业的进步。 6.总结 太阳能电池板追日自动跟踪系统是提高太阳能电池板效率的重要手段。本文概述了该系统的基本原理和参数设计与优化方法，并介绍了系统性能测试与分析的重要性。最后，展望了太阳能电池板追日自动跟踪系统的应用前景和进步方向。随着太阳能发电的逐渐普及，追日自动跟踪系统的探究与应用将发挥重要作用，为太阳能利用的进一步推广与进步做出贡献 太阳能电池板追日自动跟踪系统在提高太阳能电池板效率方面具有重要的应用前景和进步空间。随着太阳能的广泛应用，对太阳能电池板效率的要求也越来越高。追日自动跟踪系统可以援助太阳能电池板始终追踪太阳，最大程度地提高电能转换

太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计 摘要：伴随着全球经济的迅速发展，人们对资源的需求量越来越大，这促使不可再生资源（煤炭、天然气等）日益紧缺，太阳能电池板的发电能力与照射到光伏的发光强度正相关，接受太阳直射光时可取得较大的光照强度，进而提升太阳能组件的发电效率。本文将简要介绍根据ARM太阳能光伏发电自动跟踪系统的设计。 关键字：光伏发电；跟踪系统；嵌入式操作系统；光敏二极管 1介绍太阳能光伏发电自动跟踪控制系统 因为地球的转动和旋转，太阳能的倾斜角随时随地都会转变。针对固定位置的太阳能发电系统，仅有确保太阳能时刻垂直照射太阳能光伏发电板，才可以做到较高的发电效率。所以，维持太阳能光伏发电板可以最大限度地接受太阳辐射能是非常关键的。现阶段最经典的三种跟踪系统是双轴跟踪系统软件。两轴跟踪系统软件和固定跟踪系统软件。双轴跟踪系统与固定跟踪系统软件对比，双轴跟踪系统和两轴跟踪系统具备较高的日常输出功率和年功率，但在体系结构和费用层面，双轴跟踪体系结构简易。成本费更高一些。 2自动跟踪对系统太阳能光伏发电的分类 2.1固定跟踪系统软件 将太阳能电池片部件直接置放在中纬度地域称之为固定重装系统，太阳能光伏发电列阵选用串联和并联方法搜集太阳能。固定重装系统是确定的，无法一直垂直直射太阳，因此固定重装系统的太阳能组件无法发挥其发展潜力。 2.2双轴跟踪系统

因为光伏发电列阵只有围绕一个转动轴转动，所以双轴跟踪系统包含倾角双轴跟踪和水准双轴跟踪。通常情况下，双轴跟踪系统只有降低光的倾斜角，所以跟踪效果较弱。 2.3两轴跟踪系统 两轴跟踪分成高角。方向角跟踪和极轴跟踪。两轴跟踪系统就是指光伏发电列阵绕2个转动轴转动，第一个转动轴垂直于平面，第二个转动轴水平于平面。这类跟踪方式可以同时跟踪水准方位角和垂直高度角。理论上，两轴跟踪系统可以完全跟踪太阳的运作，太阳的倾斜角为零，所以跟踪精密度相比较高。 2逐日跟踪方式 愈来愈多的理论已经确认了太阳光和发电量效率相互关系。现阶段，人们也明确提出了很多的办法来跟踪太阳。归纳这种方式的具体办法有两类：光学跟踪和太阳运动跟踪。 2.1跟踪太阳轨迹 日出和日落有特殊的运动轨迹和规则。依据当地时节和气候特点，可以得到太阳每日的位置，随后在太阳能电池板上安装对应的管理程序，使太阳能电池板可以准确无误地跟踪太阳。具体选用双轴方式具体采取两类跟踪设备：双轴跟踪和两轴跟踪。其中，双轴具体以焦线为核心，沿焦线的垂直方位开展双重跟踪；两轴可以多方位跟踪高角。双轴关键由两个传动轴构成，即垂直传动轴和水平传动轴，相对性繁杂。 2.2光学跟踪 太阳的强度可以根据光敏管磁感应，根据两个光敏管组装在太阳能电池片的两个对应的点，假如太阳能电池片板接收到太阳，其发生的电量在预估电能值误差要求的阈值，说明现阶段光效果优良，不用太阳能电池板旋转。伴随着时间的变化，太阳能的轨迹产生变化，太阳能电池片造成的电能慢慢变弱，造成电能和预估电能产生之间的偏差越来越更高。这时，光敏管检验到的电子信号被放大电

太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计的分析

太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计的分析 摘要：随着经济社会的不断发展，人们对能源的需求量日益增多。由于地球存 储能源可视为有限状态，因此需尽量利用自然能源，降低对天然气、煤炭等不可 再生能源的使用量。太阳能光伏发电利用了太阳光线所产生的热能与光能，是目 前最重要的新型能源之一。自动跟踪控制系统的运用可显著提升光伏发电控制有 效性，改进太阳能接收效率。本文主要对太阳能光伏发电自动跟踪控制系统的设 计进行分析。 关键词：太阳能光伏发电；自动跟踪控制系统设计；单双轴，固定式 引言 随着传统化石能源枯竭，可再生能源的利用和开发受到了重视，太阳能以储 量巨大、安全清洁等优势已成为未来主要能源之一。目前，太阳能发电方式主要 有热发电和光伏发电，因为光伏发电规模不限、建设时间短、维护简单，所以太 阳能光伏发电作为太阳能利用的重要方式，具有巨大的发展潜力。但太阳能光伏 发电存在着一个瓶颈就是发电效率偏低，这大大限制了太阳能发电的应用和发展。在太阳能利用领域中，如何最大限度地提高光伏发电效率，仍为国内外学者的研 究热点。解决这一问题的一种可行且重要的途径是对太阳进行自动跟踪。本文概 述了现有的太阳能光伏发电跟踪控制系统的分类、跟踪控制方式和特点，以太阳 能光伏发电系统中跟踪装置作为研究对象，为了提高太阳能光伏板的跟踪效率， 提出了前馈加闭环的跟踪控制方案。 一、太阳能光伏发电自动跟踪控制系统简介及分类 太阳能光伏发电自动跟踪系统的目的就是使太阳能光伏板保持随时正对太阳，以提高太阳能光伏组件的发电效率。由于地球的公转和自转，太阳光的入射角度 随时随刻都在变化．对于固定地点的太阳能发电系统．只有保证太阳光时刻垂直 照射太阳能光伏板，发电效率才会达到高。因而保持太阳能光伏板能与太阳光垂 直最大化地接收太阳辐射能就显得十分重要。目前最典型的三种跟踪系统分别是 单轴跟踪系统、双轴跟踪系统和固定式跟踪系统。和固定式跟踪系统相比．单轴 跟踪系统和双轴跟踪系统的日用功率和年输出功率高．但从系统结构和成本上来说．单轴跟踪系统结构简单、成本较低。太阳能光伏发电自动跟踪系统的分类：（1）固定式跟踪系统：直接将太阳能光伏电池组件朝向低纬度地区放置称为固定安装系统。它采用串并联的方式组成太阳能光伏阵列来收集太阳能。固定安 装系统均为固定放置．并不能时时太阳光的垂直照射．因此固定安装系统的光伏 组件并不能完全发挥其潜力。 （2）单轴跟踪系统：单轴跟踪系统包括倾斜度角斜单轴跟踪和水平单轴跟踪．单轴跟踪系统只能从一个方向（方位角或者高度角）跟踪太阳的运动，因为 光伏阵列只能围绕一个旋转轴旋转。一般情况下单轴跟踪系只能减小接收光照的 入射角．因此跟踪效果较差。 （3）双轴跟踪系统：双轴跟踪分为高度角、方位角式跟踪和极轴式跟踪。双轴跟踪系统是指光伏阵列绕两个旋转轴转动，第一个旋转轴和水平面垂直．第二 个旋转轴和水平面平行。这种跟踪方法可以实现水平方位角与垂直高度角上同时 跟踪。在理论上双轴跟踪系统可以完全跟踪太阳的运行可以实现阳光的入射角为零，所以跟踪精度相对较高。 二、光伏发电系统的自动跟踪控制方式 （1）闭环控制。在闭环状态下利用反馈尽可能减小误差。使用感光元件测算

太阳跟踪系统

太阳跟踪系统 1．引言 随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。无疑，太阳能是最理想的新能源。照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳能资源, 发电效率低下。在太阳能光发电中,相同条件下自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35 % ,成本下降25 % ,因此在太阳能利用中,进行跟踪是很有必要的。本文介绍一种对太阳进行混合跟踪的方式，即光电跟踪和视日跟踪相结合的方式，它结合了二者的优点,克服了二者的缺点:在一般没有云的情况下使用光电跟踪方式,但云层挡住太阳一段时间后,控制系统将改变为视日轨迹跟踪方式,继续跟踪,直到云层过去一段时间后,再重新使用光电跟踪的方式。 2．视日跟踪 地球周而复始很有规律地绕太阳运动，站在地球上的人可以看到太阳有规律地在天上运动，每天东升西落。时日跟踪就是利用电子控制单元根据相应的公式和参数计算出白天时太阳的实时位置, 然后发出指令给步进电机去驱动太阳跟踪装置, 以达到对太阳实时跟踪的目的。太阳相对于地球的位置可由太阳高度角α和太阳方位角β来确定。太阳高度角α是指太阳光线与地表水平面之间的夹角(0 ≤α≤90°)。 α可由下式计算得出: sinα = sinφsinδ+ cosφco sδcosω (1) δ = 23.45sin [360/365×(284 + n)] (2) 式中各角度单位均为度, 其中φ为当地纬度；δ为太阳赤纬角。春分和秋分时δ = 0°, 夏至时δ =23.5°,冬至时δ= -23.5°；ω为时角,是用角度表示的时间。因为每24小时地球自转1圈,所以每15°为1h, 且正午时,ω = 0°, 上午ω > 0°, 下午ω < 0°； n为1年中的日期序号,如春分时, n = 81。太阳方位角β是指太阳光线在水平面上的投影和当地子午线的夹角。