太阳辐射跟踪器又叫双轴太阳跟踪器,作为一种全自动太阳方位跟踪器,它是直接日射表和总日射表的必备装置。双轴太阳跟踪器能够保证直接日射表的进光筒始终对准太阳,又能确保总日射表的自动遮光任务,从而可精确测量出太阳直接辐射(DNI)及太阳散射水平辐射(DHI),因此,相比于自动化程度低的手动跟踪器和半自动跟踪器,它具有更明显的优势。由于四象限光电传感器、光电旋转编码器和激光位移传感器具有精度高、功耗低、免维护的优良特性,本论文开展了基于光电传感器的太阳辐射跟踪器的设计与应用。整体设计主要包括太阳辐射跟踪器硬件电路和太阳位置跟踪软件算法两个部分。硬件电路主要由四象限光电传感器、EnDate22角度编码器、激光位移传感器、DSP主控制电路和电源模块构成。软件算法主要包含数据输入子程序、太阳方向角及高度角子程序、日升日落时间子程序等几大部分。双轴太阳跟踪器配备GPS(北斗)接收经纬度、海拔和时间等重要数据,提高了太阳位置跟踪算法的精度,避免了以往太阳跟踪器移动位置需要重新手动输入校准值的情形。基于此设计,本论文完成了太阳辐射跟踪器的软硬件运行调试和功能实现的研究。经过测试,软件算法输出的太阳位置误差在0.06°之内,远远小于太阳张角0.6°。驱动电机的齿轮转动误差在0.75°之内,满足气象辐射观测设备(直接日射表、总日射表)的误差要求。本设计制作的双轴太阳跟踪器具有晴天/阴天自动切换、自动校准运行轨迹误差、免维护和调试的优点,因而在光伏/光热产业、气象数据测量上具有独特优势,可在太阳能电站发电效率预测及电站运行指导、光伏电厂选址等领域发挥重要作用。