能源短缺问题是未来世界难以避免的难题,不可再生的能源资源日益枯竭,可再生能源的发展势在必行。目前太阳能利用存在的最主要的问题是效率不高。在太阳能利用设备中,如果能量接收平面垂直于太阳入射光线,这样就可以在单位面积内收集更多的太阳能量。实践表明,相同条件下,有自动跟踪设备的光伏阵列要比固定式设备的发电量提高30%以上,本系统主要应用于太阳能发电方面太阳能跟踪,主要由机械部分、控制系统组成。机械部分主要是在水平方向和竖直方向进行太阳能跟踪的二维运动云台,其中包括机壳、传动方式的选择,内部结构设计等。通过传感模块的探测,控制器发出信号来驱动水平面步进电机,通过齿轮传动,实现太阳能水平方位的跟踪。同时竖直面内的步进电机驱动齿轮、蜗杆蜗轮实现太阳能电池板在垂直方向上下转动,通过步进电机联合动作实现对太阳能两个方向的跟踪。控制部分的设计主要包括光照强度、太阳位置传感模块,AD转换,单片机系统和步进电机部分。在研究分析几种主要跟踪模式的基础上,系统采用光电检测跟踪模式实现对太阳能的跟踪,并增加了光强传感器来确定是否启用跟踪系统。本文采用太阳能硅片电池作为光照强度检测的光敏元件,太阳方位角传感器光敏器件选用光敏电阻,两对相同的光敏电阻放置在电池板的四个方向。当两端的光敏电阻接收到的光照强度相差达到一定值时,经过比较运算放大电路送入单片机,实现电机动作、间歇性跟踪太阳能。为了降低功耗,当光强达到一定值时开始跟踪,低于实验设置值则停止跟踪继续等待比较,减少系统频繁动作引起的损耗。通过对8天平均每天的太阳能跟踪与非跟踪的采样光强功率的对比及运用MATLAB积分分析差异,实验结果表明了所设计系统的有效性。