本論文主要在研發高精度之日心追蹤器(Solar Center Tracker)，以應用於高聚光型太陽光電(High Concentrated Photovoltaic, HCPV)系統。由於日光垂直照射時，HCPV之集光率及光電轉換效能最高，因此在不同天氣條件下，必須將HCPV準確對準日心，才能產生最高的發電效率。為了準確求得太陽中心位置，本研究設計一影像處理方法，使得估算太陽中心位置的誤差降至0.1度以下。為了方便設計與分析追日之過程，本研究於實驗室內建立開迴路太陽運動軌跡模擬裝置，與閉迴路追日系統。所設計之追蹤器與追日次系統可分為四大模組:影像擷取模組、影像處理與控制模組、動力與馬達驅動模組及機構平台模組。追蹤控制流程為，經由影像擷取模組之CCD攝影機，擷取太陽影像，傳送至遠端電腦，透過影像處理與控制模組，分析太陽影像，估算太陽中心位置，並將結果帶入模糊控制器，計算系統所需之控制量，再經由動力與馬達驅動模組轉動雙軸機構平台模組，執行追日任務。經實地日照測試與實驗室之結果比較顯示，本研究所設計之影像處理技術，在計算太陽中心位置，具有高準確度。此外，本研究設計之追日系統模糊控制器，具有高穩定性，可使系統保持穩定追蹤。

The objective of this study is to design a precision solar center tracker for the High Concentrated Photovoltaic (HCPV) electric generation system. When sunlight impinges vertically on to a HCPV unit, it can achieve the highest concentration effect and obtain the best photovoltaic conversion rate. As such, accurately aiming HCPV unit to the center of the sun under different weather conditions is vital to efficiently generate electricity from the system. To locate solar center with very high precision, this study has formulated the image processing procedure and developed the tracker that can identify the solar center within an error of 0.1 degrees. Also, to conveniently and efficiently design and analyze the solar tracking routine, an open-loop controlled solar trajectory motion module and a closed-loop solar center tracker and tracking subsystem were built in the laboratory to simulate the dynamics of the generation system. The tracker and tracking subsystem includes four modules: image acquisition module, image processing and control module, power and motor drive module, and mechanism platform module, and the tracking procedure starts from taking the solar image with CCD camera, sending it to remote monitoring computer, processing the image and finding the correcting control command, and activation power and motor drive to rotate the platform by the double axes rotating mechanism. Comparing the actual field test with the laboratory results has shown that the image processor designed possesses reliable quality and satisfies the required precision in various outdoor situations. Furthermore, for future reference, the control law formulated with fuzzy logic for the solar tracking subsystem can follow the model sun with stable motion.

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[6]台灣業餘天文攝影愛好者論壇
http://astro.freebbs.tw/viewthread.php?tid=508&extra=page%3D22
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