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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

现如今，对新能源的开发应用已成为一种趋势。太阳能其本身具有众多独特的性质。主要有如下优点：（1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。（4）长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

在国内，太阳能发电得到了很高的重视，截至2016年国内太阳能发电装机容量就已经超过了传统火电的装机容量。尽管太阳能发电有着诸多优点，但其不可避免的存在一些影响效率的问题，太阳能利用的稳定性很大程度受当地天气情况的制约，因此，其实际发电量与理论值有不小的差异。除此之外，太阳直射角度一直在变化，而当太阳能光伏面板与入射光线垂直时会产生最好的效果。

国内外研究现状

目前，太阳轨迹跟踪技术受到国内外的普遍重视，发展十分迅速。国外对于这片的研究起步较早，成果丰硕。国内学者在前人的基础上对这块进行研究，迎头赶上。

2. 研究的基本内容

研究太阳轨迹理论的相关内容，包括基本太阳轨迹描述方法、各种具体参数的定义、基本的天文学内容和历法等。参考目前主流的两种太阳跟踪的原理：

方案一、视日跟踪原理：利用一些已知的信息——日期、时间、位置、海拔等，通过公式计算出选定坐标系下的太阳位置坐标。再由控制部件控制机械装置使运动平面与太阳光线垂直。使用这种原理的装置的精度受到很多因素的影响且累计误差无法消除，实际使用中误差较大。但这种方法不失为一种简单易行的方法，具有较高的效费比。

方案二、光电探测器跟踪原理：在视日跟踪的基础上，增加光电感应器。此类装置一般使用开环控制。在视日跟踪的基础上再用光电传感器进行微调，直到运动平面与太阳光线垂直。使用这种原理的装置会有滞后性，反应速度较慢。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（1）进度安排： 16年12月：完成选题及前期准备工作。 17年1月：确定具体工作内容，并开始理论研究。 17年2月：研究核心算法、精度研究； 17年3月上中旬：控制部件选型及机械部件设计。 17年3月下旬：传感器研究；编写软件； 17年4月上旬：制作整体成品，仿真测试改进； （2）预期效果：控制器根据传感器反应控制运动部件追踪太阳光线，直至运动平面与太阳光线垂直。

4. 参考文献

[1] meeus,j.astronomical algorithms[m].second edition 1998, willmann-bell,inc.,richmond,virginia,usa..