【正文】 究底是來自太陽的。煤炭，石油都是古時候由動物或植物存儲下來的太陽能。全世界人們一年所用的各種能量之和也只有到達地球表面的太陽能的數(shù)萬分之一，因此利用太陽能的潛力是十分大的。而相對于日益枯竭的化石能源來說，太陽能似乎是未來社會能源的希望所在。太陽輻射能與煤炭，石油，核能相比較。有如下的優(yōu)點:太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用能量巨大。 X 1021 kW，極其巨大的。 X 1011kW,。在到達地球表面的太陽輻射能中， X 1013kW，相當于目前全世界一年內(nèi)消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能量的三萬五千多倍。太陽的壽命至少尚有40億年，相對于人類歷史來說，太陽可源源不斷供給地球能源的時間可以是無限的。相對于常規(guī)能源的有限性，太陽能具有儲量的“無限性”，取之不盡，用之不竭。這就決定了開發(fā)利用太陽能將是人類解決常規(guī)能源缺乏、枯竭的最有效途徑。雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽能輻射的不均勻但相對于其他能源來說，太陽能對于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。這就為常規(guī)能源缺乏的國家和地區(qū)解決能源問題提供了美好前景。太陽能像風能、潮汐能等潔凈能源一樣，其開發(fā)利用時幾乎不產(chǎn)生任何污染，加之其儲量的無限性，是人類理想的替代能源。可以從兩個方面看太陽能利用的經(jīng)濟性。一是太陽能取之不盡，用之不竭，而且在接收太陽能時不征收任何“稅”，可以隨地取用。二是在目前的技術(shù)發(fā)展水平下，有些太陽能利用己具經(jīng)濟性。隨著科技的發(fā)展以及人類開發(fā)利用太陽能的技術(shù)突破，太陽能利用的經(jīng)濟性將會更明顯。太陽能熱水器把太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，目前真空管式太陽能熱水器為主，占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及相關附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達到所需熱水。我國太陽能建筑技術(shù)經(jīng)近20年的努力，獲得了可喜的發(fā)展。到2004年底，太陽能熱水器年生產(chǎn)能力達到1350萬㎡，利用量達到6500萬㎡，占全球安裝量的60%，居世界首位，并出口世界30多個國家和地區(qū)。，解決了700多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，約300萬偏遠人口基本用電問題。如西藏已建成近400個縣級和鄉(xiāng)級太陽能光伏電站，總裝機容量達近8000千瓦，成為我國集中型光伏電站最多的省區(qū)。近年來，在科研開發(fā)、住宅小區(qū)大面積推廣應用、太陽能建材化、太陽能與建筑一體化設計等方面都取得了驕人的成績。北京清上園為北京第一個全部使用太陽能熱水器的板式小高層建筑住宅小區(qū)，全小區(qū)共519戶，每戶陽臺護欄外都安裝了由山東澳華電器有限公司生產(chǎn)的“澳華維麗亞”牌陽臺壁掛式太陽能熱水器；陽臺內(nèi)分戶墻壁上安裝著與電熱水器一模一樣的分體式水箱，管道經(jīng)地下直通衛(wèi)生間，業(yè)主只需輕輕扳動把手，70℃左右的熱水便順暢流淌，即可輕松洗浴。此系統(tǒng)還配有電輔助設施，無論在春夏秋冬，還是雨雪天氣都可正常使用，實現(xiàn)了自動控制，恒溫出水，達到了安全、舒適、節(jié)能的目的。據(jù)初步估算，通過利用太陽能采暖器，每平方米每年可節(jié)省近600度電。完全用太陽能為驅(qū)動力代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油，是幾代汽車工作者的夢想。1982年澳大利亞人漢斯和帕金用玻璃纖維和鋁制成了一部“靜靜的完成者”太陽能汽車。車頂部裝有能吸收太陽能的裝置，給兩個電池充電，電池再給發(fā)動機提供電力。12月19曰，兩人駕駛著這輛車，從澳大利亞西海岸的珀思出發(fā)，橫穿澳大利亞大陸，于1983年1月7曰到達東海岸的悉尼，實現(xiàn)了一次偉大的創(chuàng)舉。這種太陽能汽車與傳統(tǒng)的汽車不論在外觀還是運行原理上都有很大的不同，太陽能汽車是由電池板、儲電器和電機組成．利用貼在車體外表的太陽電池板，將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，再通過電能的消耗，驅(qū)動車輛行駛，車的行駛快慢只要控制輸入電機的電流就可以解決。這個太陽能空間站的項目，是由日本政府和能源研究員一起構(gòu)想出來的。他們設想在地球22360英里（3萬6千千米）的上空的對地靜止軌道上建立一個太陽能空間站。這個空間站每天可以產(chǎn)生10億瓦特的電能，并將電能傳輸給地球上的能源接受站，這樣就可以供給30萬家庭的日常用電現(xiàn)階段國內(nèi)外已經(jīng)有的跟蹤裝置的跟蹤方式可分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩種。傾斜布置東西跟蹤；焦線南北水平布置，東西跟蹤；焦線東西水平布置，南北跟蹤。這三種方式都是單軸轉(zhuǎn)動的南北向或東西向跟蹤，工作原理基本相似。跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸(或焦線)東西向布置，根據(jù)事先計算的太陽方位的變化，太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分繞轉(zhuǎn)軸作俯仰轉(zhuǎn)動跟蹤太陽。采用這種跟蹤方式，一天之中只有正午時刻太陽光與柱形拋物面的母線相垂直，此時太陽能接收率最大。而在早上或下午太陽光線都是斜射。單軸跟蹤的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但是由于入射光線不能始終與太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分的主光軸平行，接收太陽能的效果并不理想。雙軸跟蹤又可以分為兩種方式:極軸式全跟蹤和高度一方位角式全跟蹤。太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分的一軸指向天球北極，即與地球自轉(zhuǎn)軸相平行，故稱為極軸；另一軸與極軸垂直，稱為赤緯軸。工作時太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分所在平面繞極軸運轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速的設定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同方向相反用以跟蹤太陽方位角:反射鏡圍繞赤緯軸作俯仰轉(zhuǎn)動是為了適應太陽高度角的變化，通常根據(jù)季節(jié)的變化定期調(diào)整。這種跟蹤方式并不復雜，但在結(jié)構(gòu)上反射鏡的重量不通過極軸軸線，極軸支承裝置的設計比較困難。高度角方位角式太陽跟蹤方法又稱為地平坐標系雙軸跟蹤。太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分的方位軸垂直于地平面，另一根軸與方位軸垂直，稱為俯仰軸。工作時太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分根據(jù)太陽的視日運動繞方位軸轉(zhuǎn)動改變方位角，繞俯仰軸作俯仰運動改變太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分的傾斜角，從而使能量轉(zhuǎn)換部分所在平面的主光軸始終與太陽光線平行。這種跟蹤系統(tǒng)的特點是跟蹤精度高，而且太陽能設備的能量轉(zhuǎn)換部分的重量保持在垂直軸所在的平面內(nèi)，支承結(jié)構(gòu)的設計比較容易。第二章 系統(tǒng)實現(xiàn)方案在太陽能應用系統(tǒng)中，為了研究一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉且跟蹤精度高的太陽能跟蹤方法，提出了一種新型的雙軸跟蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)太陽法線方向的跟蹤。以TI公司32位定點數(shù)字信號處理器TMS320F2812為主協(xié)處理器，構(gòu)建根據(jù)太陽光線與太陽能電池板夾角變化追蹤太陽位置的光電傳感器模式，通過步進電機驅(qū)動雙軸跟蹤裝置控制太陽能電池板的方位角和高度角，達到跟蹤太陽的目的。 系統(tǒng)整體框圖本設計的主要功能是用TMS320F2812微控制器控制兩個步進電機，實現(xiàn)太陽能跟蹤系統(tǒng)在高度角和方位角方向跟蹤太陽，同時，將時鐘芯片的時間顯示在LCD上，另外，通過按鍵來調(diào)整時間，達到人機相互交流的目的?？刂铺柲茈姵匕宓木冗_到2176。眾所周知 ，地球每天為圍繞通過它本身南極和北極的“地軸”自西向東自轉(zhuǎn)一周。每轉(zhuǎn)一周為一晝夜，一晝夜又分為24h，所以地球每個小時自轉(zhuǎn)15176。地球除了自轉(zhuǎn)外，還繞太陽循著偏心率很小的橢圓形軌道(黃道)上運行，稱為“公轉(zhuǎn)”，其周期為一年。地球公轉(zhuǎn)時其自轉(zhuǎn)軸的方向始終不變，總是指向天球的北極。因此，地球處于運行軌道不同位置時，陽光投射到地球上的方向也就不同，形成地球四季的變化。假設觀察者位于地球北半球中緯度地區(qū)，我們可以對太陽在天球上的周年視運動情況做如下描述。每年的春分日(3月12日)，太陽從赤道以南到達赤道(太陽的赤緯占δ=0176。)，地球北半球的天文春季開始。在周日視運動中，太陽出于正東而沒于正西，白