目前人们对能源的需求不断提高,因此人们越来越多的将注意力集中在能源安全与能源消耗方面。在此背景下,可再生能源的利用得到了广泛关注。太阳能作为一种无污染的可再生能源之一,被认为是最有前景的可再生能源。太阳能自20世纪70年代的第一次能源危机以来,在世界范围内引起了广泛关注,在过去的几十年里,它的发展比其他可再生能源更为迅速,被广泛应用于发电领域。太阳能发电可以通过固定角度式和跟踪式两种系统来实现。一些研究表明,相比于固定角度式系统,使用光伏发电太阳能跟踪系统可以回收利用约20%至50%的太阳能。已有研究证明,跟踪系统显著提高了每年的平均能源产量。但是鉴于现代技术的制约,光伏发电效率广泛偏低,发电成本偏高,严重影响到光伏发电技术的普及,进而有必要对提高发电效率方面进行深入研究,以最大限度的利用太阳能。本文提出了一种太阳能双轴自动跟踪系统具体的设计方案,研究比较了固定式和自动跟踪式光伏电池板的发电效率。鉴于在阴天或多云天气的条件下,超过90%的太阳能辐射可能扩散,跟踪太阳可能是无效的,为提高灵活性,使系统适应不同的天气条件变化,本研究运用一种混合跟踪模式。即在晴天时采用光电跟踪模式跟随太阳的运动,在阴雨多云天气时则改为视日跟踪模式。本文设计了一款以DSP做为自动跟踪系统的控制核心、光敏电阻和四象限传感器做为光电传感器的双轴自动跟踪控制系统。系统的传动装置采用减速型步进电机,使设备始终正对太阳的方位,实现光伏电池板对太阳的跟踪。最后考虑到大风天气对设备造成干扰使跟踪精度降低,采用风力传感器进行调整,使光伏电池板稳定运行,有效避免了天气对设备造成的不良影响。本文在完成系统总体方案设计的基础上,对系统的硬件和软件分别进行了相关设计。硬件系统设计中,对DSP进行了引脚分配、外围电路按照功能分为多个模块进行了设计分析、步进电机的选型与驱动电路进行了设计、风速传感器与温度传感器进行了选择分析。软件系统设计中,完成了对系统主程序和子程序的相关设计,完成了太阳位置的计算。最后通过对比分析固定式和自动跟踪式光伏电池板的发电效率的实验,所得结果表明,自动跟踪式光伏电池板发电效率比固定式提高了 36%,因此大大避免了可利用能量的浪费。