自动逐日式太阳能小车软硬件方案实现

变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下：

其P为功率单位为瓦，Ω为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，M为力矩单位为牛顿·米。

现假设半径为5CM，每分钟转速为30转/min，小车总重量20k，则滚动摩擦力为，设滚动摩擦因数为0.1;那么f=20N;

本小车上需要使用的步进电机为6-7个，则消耗功率为18-22w。

3.2行驶速度对入射角的影响分析

现在来分析下当小车沿着一个方向快速行驶时，对入射角的偏移会造成多大的影响。

已知太阳到地球的距离为一亿五千万公里，这么远的距离相对于地球的半径可看成太阳光线都是平行到达地球的。已知地球的半径为r=6400km，假设小车的速度为100km/h。

东西走向

小车从A地以100km/h的速度由西向东行驶，1分钟后经过了

S=100/60 km

对应的在地球上的角度为

设太阳光与地表切平面的夹角为β，那么由图分析可知小车从A地到B地的β角变化了

而地球自转的时候角度变化为

180/(12*60)=0.25º

那么小车从A地到B地实际的角度变化为=0.25º±0.0149º

当小车从西向东走时，取﹢号

当小车从东向西走时，取﹣号

小车速度对俯仰角角度的偏差为

0.0149/0.25=5.9%，可以忽略不计。

因此小车东西走向时对俯仰角的偏差基本可以忽略不计。

南北走向

假设在1min内地球不偏转，那么小车南北走向行驶时只有对方向角有偏差影响。

假设条件如东西走向，那么小车在1min内走过的角度为

同理，由于地球的偏转为自西向东，因此不会对方向角产生影响。产生影响的只有小车行驶产生的角度偏差。

那么小车以100km/h南北走向行驶1min后产生的方向角偏差只有

基本可以忽略不计。

4.总结

大多数的太阳能汽车的电池板都是平铺在汽车顶部，不会随着太阳光的入射角度改变方向，太阳能的利用效率极低，而且因为太阳能板面积过大，成本过高，因此严重阻碍了太阳能能源的推广，在当今能源紧缺、环保意识逐渐增强的时代，降低清洁能源的那个成本，充分利用清洁能源已成当务之急，而本方案正好提供了一个解决这些问题的办法，1、我们采用了光追踪模块对太阳光的光照强度实时监测，定位太阳光的入射角度，使太阳能接收器始终正对阳光，大大提高了太阳能的利用效率。2、利用了菲涅尔透镜对太阳光进行聚焦，使得太阳能电池板可以做到足够小，节省了昂贵的太阳能板成本，无疑对推广太阳能这种绿色能源有着巨大的经济优势，本方案中采用的菲涅尔透镜具有重量轻、价格低的优点，而且已经应用于太阳能聚光发电的工业用途上，前景相当乐观。但需要注意的是由于目前技术的限制，光电转换的效率并不是很高，因此光能发电在本方案中只作辅助能源之用，起到节约能源的作用，并不能作为完全的替代能源使用。