光控太阳能跟踪技术利用太阳光线制导,通过晶体硅和砷化镓光敏器件采集信号。有两种原理:受光面平行法和暗合投影法。前者可以广泛地探测太阳光线范围,性能稳定可靠;后者具有高精度但只适用于小角度偏离。
最好选用数字电路来控制主电路,因为模拟电路待机损耗大且故障率高。缺点是完全依赖太阳光,遇到雨天或忽阴忽晴的情况就会出现停止或放弃跟踪的问题。
时控太阳能跟踪技术则使用数字单片机时间控制电路进行定时跟踪,其优点在于不受天气影响、可靠性高而且稳定性好,但精度没有纯光控方法高。
针对天气变幻无常的特点开发了复合跟踪技术,在上半天阴天时仍然可以实现追踪。由于传动系数较大需要一段时间才能到位,并且如果区域能力窄则无法追踪到位。这样即使下半天有太阳也不能收集利用。
光控和时控复合跟踪技术的跟踪方式:当天空有太阳时,系统会自动转入光控跟踪,跟踪精度不大于0.1°;当天空阴天时,跟踪系统自动转入时控跟踪,跟踪精度不大于0.5°。这样,天气在由阴转晴的瞬间,跟踪控制系统仅仅在0.5°~0.1°的跟踪精度范围内调整。这就大大缩短了系统跟踪到位的所需时间,最大限度地提高了太阳能的采集利用率。光控和时控复合跟踪系统是比较理想的跟踪方式,值得推广。
跟踪系统用电动机及减速机。用于太阳能跟踪系统的电动机可以是直流电动机也可以是交流电动机,可以是步进电动机或伺服电动机。无论是哪种电动机都要满足跟踪精度的要求。都必须满足防水、防尘、耐曝晒、抗严冬等室外环境要求。对于高寒地区,可以考虑采用冷库专用电动机,以满足其特殊低温环境的要求。
跟踪用减速机的传动间隙不能过大,以免因间隙过大使系统较大幅度地抖动。一般的跟踪系统减速机,要求其末级输出必须是较为精密的蜗轮蜗杆减速装置,以承受较大的脉冲负荷的冲击。