【正文】 能交通警示燈，高速公路上的太陽能廣告牌，太陽能路燈等。目前我國已建成的較大的光伏電站有西藏雙湖 25千瓦光伏電站，西藏安多 100千瓦光伏電站以及目前中國最 大的新疆北塔山牧場 150千瓦太陽能光伏電站等。因此，到 2021年世界光伏系統(tǒng)累計安裝容量將達到 14～ 15GW。預測未來 10年仍將保持 10%或稍高的發(fā)展水平，達到 (約 %)。按照預計的發(fā)展速度， 2021 年美國光伏銷售達到 。歐盟的可再生能源白皮書及相伴隨的 “ 起飛運動 ” 是驅動歐洲光伏發(fā)展的里程碑，總目標是 2021年光伏發(fā)電裝機容量達到3GW。目前以 %的年平均增長率高速發(fā)展，位于世界能源發(fā)電市場 增長率的首位。光伏發(fā)電是利用太陽能電池這種半導體器件吸收太陽光輻射能，使之轉化成電能的直接發(fā)電形式，光伏發(fā)電是當今太陽能發(fā)電的主流。 太陽能應用包括太陽能發(fā)電和太陽能熱利用。全國各地太陽能輻射量為 3340 8400MJ/(m a)，中值為 5852MJ/（ m2 a）。我國的國土跨度從南至北，自西至東，距離都在 5000km以上，總面積達 960萬平方公里，占世界陸地總面積的 7%，居世界第三位。隨著科技的發(fā)展以及人類開發(fā)利用太陽能的技術突破，太陽能利用的經濟性將會 更明顯 。 利用的經濟性 可以從兩個方面看太陽能利用的經濟性。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。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。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。其中到達地球的能量高達 1011kW，穿過大氣層到達地球表面的太陽輻射能大約為 1013kW。有如下的優(yōu)點 : 儲量的 “ 無限性 ” 太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用能量巨大。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。煤炭，石油都是古時候由動物或植物存儲下來的太陽能。其中太陽能應用技術以其獨特的優(yōu)勢在全世界蓬勃發(fā)展，使人們在能源危機的焦慮中， 感到不少欣慰 。新能源技術及節(jié)能技術在世界范圍內迅速發(fā)展。煤的儲量約為 5600億噸， 1995年煤炭開采量為 3億噸，可以供應 169年 ； 鈾的年開采量目前為每年 6萬噸，根據(jù) 1993年世界能源委員會的估計可維持到 21世紀 30年代中期，核聚變在 2050年前沒有實現(xiàn)的希望。占人們能源消費的大部分的煤炭和石油都是有限的，不可再生的。一次能源的日益枯竭，已引起全世界的極大關注。這一問題己提到全球的議事日程，有關國際組織己召開多次會議，限制各國 COZ等溫室氣體的排 放量。 環(huán)境污染 由于燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬噸硫等有害物質拋向天空，使大氣環(huán)境遭到嚴重污染，直接影響居民的身體健康和生活質量，局部地區(qū)形成酸雨，嚴重污染水土。目前世界的主要能源是由吸收太陽能的植物經億萬年的演化積累而形成的化石能源，如煤炭、石油、天然氣等。 Step Motor 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 太陽能電池板 轉向機構 設計 1 概 述 能源與環(huán)保 隨著時代的前進，人類社會和經濟的發(fā)展速度日益增加，但是與此同時人類社會的負擔和責任也隨之增加。 Cam Mechanism。 關鍵字 ：太陽自動跟蹤； 太陽照射角 ；凸輪機構；蝸輪蝸桿；步進電機 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 Design of Steering Mechanism for Solar Panel Abstract: The solar energy is one kind of clean sources of energy, primary energy, regenerative energy, has a lot of unique advantages. However, the problem that low utilization efficiency is always affecting and blocking the popularization of heliotechnics. The development of autosolar tracker is a king of important approach which can improve solar energy utilization ratio. The development of exact autosolar tracker can improve the receiving efficiency of sunlight, then can improve the receiving efficiency of sunlight, then can improve solar energy utilization and broaden the field of solar energy utilization. In solar power generation, the angle of the battery plate facing sun and sunlight is a key factor determining the efficiency of solar power generation. To find a suntracking way with little cost and high precision, this thesis proposes a mechanical system, with twodimension driving and twodimension tracking. This paper firstly analyzes the two kinds of solar tracking method, namely single axis tracking and dualaxis tracking. Next , we try to design an automatic tracking system with Biaxial in order to enhance solar light electricity conversion efficiency. The system is based on cam mechanism and worm gear, orbit the sun elevation angle formula using the sun and calculating azimuth and take two step motors work together at the same time driven Dualaxis tracking system, make the solar panels perpendicular to the solar incidence line, to improve the absorption efficiency of solar energy. Because of the time and the current limitations of the knowledge ,the tracking system to track the point of view is rough , there are many errors , if the opportunity arised the design will be improved in the future. .Keywords: Auto solar Track。該系統(tǒng)是以凸輪機構和蝸輪蝸桿為核心，利用太陽軌道公式進行太陽高度角及方位角計算，并借助兩個步進電機同時工作來實現(xiàn) 雙軸跟蹤系統(tǒng)， 使太陽能電池板始終垂直于太陽入射光線，從而提高太陽能的吸收效率。 本論文首先分析了兩種太陽跟蹤方法，即單軸跟蹤和雙軸跟蹤。 在太陽能發(fā)電中，電池板受光面與太陽光線的角度是決定太陽能發(fā)電效率的關鍵因素 。太陽自動跟蹤裝置的利用是提高太陽能利用率的一個重要途徑。 畢業(yè)設計 (論文 ) 太陽能電池板轉向機構設計 系 別 ： 機械與電子工程系 專業(yè)（班級）： 08 級機械設計制造及其自動化 (1)班 作者（學號） ： 指導教師： 完成日期： 2021 年 4 月 27 日 目 錄 中文摘要 ……………………………………………………………………………………… 1 英文摘要 ……………………………………………………………………………………… 2 1 概述 ………………………………………………………………………………………… 3 能源與環(huán)保 ……………………………………………………………………………… 3 太陽能的特點 ……………………………………………………………………4 國內外太陽能應用的現(xiàn)狀 …………………………………………………………… 5 太陽能跟蹤技術現(xiàn)狀 …………………………………………………………6 2 實現(xiàn)轉向機構的理論基礎 ……………………………………………………………… 10 地球圍繞太陽的運行規(guī)律 …………………………………………………………… 10 太陽高度角和方位角的確定 …… …………………………………………………… 10 3 轉向機構 的設計 ……………………………………………………………… 13 轉向機構的整體設計 …………………………………………………… …… 13 步進電機 ……………………………………………………………………… 14 步進電機的概述 …………………………………………………………… 14 步進電機的選擇 …………………………………………………………… 15 太陽能自動跟蹤方位角部分的設計 ……………………………………………… 16 步進 電機的 轉速的計算 ……………………………………………………1 7 齒輪的設計計算 …………………………………………………………1 8 蝸輪蝸桿的選擇 …………………………………………………………… 21 太陽能自動跟蹤高度角部分的設計 …………………………………………2 4 步進 電機的 轉速的計算 ……………………………………………………2 5 蝸輪蝸桿的選擇 ……………………………………………………………2 5 齒輪的設計計算 …………………………………………… ………………2 8 凸輪的設計計算 …………………………………………………………… 32 本章小結 ………………………………………………………… …… ……… 36 結論 ………………………………………………………………………………………… 37 謝辭 ……………………………………………………………………………………………… 38 參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 39 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 太陽能電池板 轉向機構 設計 摘 要 ： 太陽能作為一種潔凈的能源，既是一次能源，又是可再生能源，有著化石能源無法比擬的優(yōu)越性。但太陽能利用效率低這一問題一直影響和阻礙著太陽能技術的普及。研究精確的太陽跟蹤裝置，可使太陽能采光板的熱接受 率大大提高，從而可提高太陽能的利用效率，拓寬太陽能的利用領域。為找到一種價格低廉、跟蹤精度高的太陽跟蹤方法，本論文提出了“ 二 維驅動，二維跟蹤”的機械系統(tǒng)方案 。然后 嘗試設計一種能夠自動跟蹤太陽光照射角度的雙軸自動跟蹤系統(tǒng)以提高太陽能電池的光 電轉化率。 由于時間及 目前的知識限制，跟蹤系統(tǒng)只是進行粗略的角度跟蹤，有較大誤差，今后如有機會再進行改進。 Sun Angle。 Worm Gear。能源是國民經濟和社會發(fā)展的基礎，社會經濟發(fā)展得越快，人類對能源的需求就越大，利用能源時可能對環(huán)境造成較大程度的破壞。正是由于上述原因，世界能源問題日益嚴峻，表現(xiàn)在如下方面： 能源短缺 世界上大部分國家能源供應不足，據(jù)統(tǒng)計近 10 年內化石燃料 (煤、石油與天然氣等 )能量消耗增加了近 20倍，預計今后十年化石燃料的用量將翻一番，但全球己探明的石油儲量只能用到 2050年，天然氣也只能延續(xù)到 2040年左右，即使儲量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。 溫室效應 化石能源的利用產生大量的溫室氣體而導致溫室效應，引起全球氣候變化。能源問題關系到經濟是否能夠可持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)在人們常用的一次能源有煤炭，石油，原子能等。據(jù)有關資料顯示 :石油儲量的綜合估算，可支配的化學能源的極限大約為 1180 1510蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 億噸，以 1995年世界石油的年開采量 32億噸計算，石油儲量大約在 2050年左右宣告枯竭 ； 天然氣儲備估計在 13180~152900兆立方米，年開采量維持在 2300兆立方米，將在 57一 65年內枯竭 。能源短缺的形勢很嚴峻，當前世界多數(shù)國家對能源問題都很重視。太陽能、綠色生物能、燃料電池、海洋能等新能源的研究與應用為人們描繪出希望。 太陽能的特點 太陽是一個巨大的能源，萬物生長都要依靠太陽