太陽光線自動跟蹤裝置.pdf

1、人類正面臨著石油和煤炭等礦物燃料枯竭的嚴(yán)重威脅，這些礦物燃料是一次性不可再生資源，儲量有限，而且燃燒時產(chǎn)生大量的二氧化碳，造成地球氣溫升高，生態(tài)環(huán)境惡化。太陽能作為一種新型能源具有儲量無限、普遍存在、利用清潔、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但是太陽能又存在著低密度、間歇性、空間分布不斷變化的缺點(diǎn)，這就使目前的一系列的太陽能設(shè)備，如太陽能熱水器、太陽能電池等，對太陽能的利用率不高。太陽每時每刻都是在運(yùn)動著，不管哪種太陽能設(shè)備，如果它的能量轉(zhuǎn)換部分能始終

2、保持與太陽光線垂直，那么它就可以在有限的使用面積內(nèi)收集更多的太陽能。太陽能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分若想保持與太陽光垂直，就必須要跟蹤太陽。太陽光線自動跟蹤裝置為解決這一問題提供了條件。研究表明，太陽能設(shè)備對太陽光線運(yùn)動的跟蹤與非跟蹤，其能量的利用率相差37.7％。 現(xiàn)有的太陽光線自動跟蹤裝置中，光電式跟蹤裝置能通過反饋消除累計誤差，但由于選用多個光敏電阻，造成其不能連續(xù)檢測和跟蹤太陽光線的角度變化。本文以光電式跟蹤裝置為基礎(chǔ)，用圖像傳

3、感器代替光敏電阻，研究一種基于圖像傳感器的太陽光線自動跟蹤裝置。根據(jù)小孔成像原理設(shè)計光學(xué)成像機(jī)構(gòu)，將發(fā)散的太陽光線通過小孔投影在接收屏上，成為太陽光斑。放置在接收屏下方的圖像傳感器采集接收屏上的圖像信息，并輸出數(shù)字圖像信號。數(shù)字圖像處理器對該數(shù)字圖像進(jìn)行處理，提取光斑的亮度特征，得到光斑在接收屏上的位置坐標(biāo)以及太陽光線對接收屏的高度角和方位角，在數(shù)碼管上顯示檢測結(jié)果。當(dāng)成像機(jī)構(gòu)所在平面與太陽光線不垂直時，數(shù)字信號處理器根據(jù)上述兩個角度通