太阳能属于清洁可再生能源,太阳能可用于发电,但是由于太阳能利用效率不高等因素导致了太阳能发电量在总发电量中的占有率较低,因而需要采用太阳跟踪装置提高太阳能的利用效率。目前,太阳跟踪装置已经广泛应用于太阳能光伏发电和热发电中,现有的装置虽然可以实现跟踪太阳的目标,但是从跟踪精度和加工成本方面综合考虑还是有所不足。本论文通过分析现有跟踪装置的不足之处依据太阳运行规律建立了两种数学跟踪模型：极轴式群组控制跟踪和俯仰轴-南北轴群组控制跟踪,依据模型分别提出两种太阳跟踪装置的可行方案并设计出相应的三维结构。本论文通过对比两种太阳跟踪装置方案,分析出两种方案的特点：极轴式群组控制跟踪装置依靠大减速比的减速器实现了群组控制,降低跟踪装置的成本；俯仰轴-南北轴群组控制跟踪装置通过采用旋转支架的结构形式进一步简化了太阳跟踪装置的机械结构。最终本论文依据各个方案的特点确定出了采取俯仰轴-南北轴群组控制方案应用于光伏发电实验,本论文以这种跟踪方式为基础设计了跟踪装置的具体结构。此外本论文还通过考虑电池板之间的遮光率,对装置的结构进行了改进。根据装置的设计图纸加工零件并进行组装,然后对该跟踪装置进行了实验研究以验证装置在光伏发电中所起的作用,实验得出了跟踪装置的精度；此外通过实验还测出了跟踪式光伏电池板的输出功率以及固定式电池板的输出功率,通过对比发现采用跟踪装置后光伏电池的输出功率有明显的提高,很好的证明了本论文所设计的跟踪装置对于光伏发电效率的提高是非常有效的。