随地球纬度、季节等因素的变化，太阳光照方向和强度会不断变化，同时还会出现光照密度低、间歇性等问题。因此，国内外对太阳能利用研究的焦点多集中在太阳能光伏电池的发电效率的提高上。传统的太阳能电池板受制于固定式安装的结构特点，无法时刻跟随太阳转动，因而其太阳能采集效率低下。据测算如果光伏发电系统与太阳光线角度存在25°偏差，就会因垂直入射的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右[2]。因此，对太阳实施自动跟踪以保证太阳能电池板时刻正对太阳，使太阳能发电效率达到最高。

1．2  国内外研究现状

1.2.1  光伏发电技术研究现状

1.2.2  太阳能自动跟踪装置研究现状

1．3  本文主要研究的内容

本文所研究的光伏太阳能随日转动电路是以STM32单片机为控制核心的自动控制系统，整个系统由硬件控制电路、软件程序部分、机械传动装置三个模块组成，并通过采用最大功率点跟踪技术（MPPT技术）和日跟踪技术配合的方式，作为提高太阳能采集效率的方案。系统能够实现对太阳能电池板的水平及俯仰的双向控制，使太阳能电池板接收面对准太阳，同时可通过调节太阳能电池输出电压保持太阳能电池输出功率最大。因此本论文的研究内容可分为三个部分。

（一）硬件控制电路部分通过三步完成

选择芯片及电路元件、设计电路图、制作PCB板。电路包括以下几部分：

（1）主控制电路

主控控制电路由STM32F103ZET6芯片、外接存储器电路、液晶显示电路、程序下载电路、UART接口电路、实时时钟电路等六部分组成。可以实现对转台的控制，数据的采集、存储及显示，跟踪时间的确定，程序的下载等功能，是整个系统的控制中枢。

（2）电机驱动电路

步进电机型号为 ，其驱动器为 进行工作。电机驱动电路分别控制着两个转动方向的电机转动，一个调节着太阳能电池板俯仰变化，另一个调节着太阳能电池板水平转动，采用间隔转动，间隔时间通过实验确定。源:自~优尔-·论`文'网·www.youerw.com/

（3）传感器电路设计

光照及温度信息影响太阳能电池板的输出，因而需通过传感器采集，便于调节相关参数提高发电效率。本电路分别使用NOA1302传感器及SHT10传感器检测光照和温度。

（4）太阳能电池板参数采集电路设计

太阳能电池板的电流、电压影响其输出功率，为保证整个系统采集效率最高，需不断对比调整各个参数，这就需要通过采集电路实现。电压与电流数据的测量分别通过电阻分压电路和 芯片实现。

（二）系统软件设计及程序编写部分

在Keil  uVision4软件环境下，用C语言编写程序，最后下载至电路板上进行系统的软硬件调试。

（三）机械传动装置的设计

虽然地平式二维转台需要采用较为复杂的程序控制，但考虑本课题着重研究控制电路的设计，且地平式的转台机械构造不复杂，加工业较方便，因而选取地平式二维转台。

1．4  论文结构文献综述

本文共分为5章，各章节安排如下：

第一章，介绍了课题的研究背景，概述了国内外光伏太阳能系统及太阳能自动跟踪装置的发展现状及研究趋势，同时介绍了本文的主要研究内容及文章结构。

第二章，介绍太阳能光伏系统，分析了太阳能电池的原理以及影响太阳能电池输出功率的因素，并说明了太阳能光伏系统结构特点。

第三章，介绍太阳能自动跟踪装置，确定了本课题采用的跟踪方式，阐述了本系统的设计思想及总体方案，研究了最大功率点跟踪技术的原理并介绍了实现该技术的四种算法。