对于小型碟式发电系统来说，可以考虑使用高精度传感器跟踪装置来降低成本。
（五）太阳能跟踪技术现状
现阶段国内外已经有的跟踪装置的跟踪方式可分为单轴跟踪和双轴跟踪两种。 (1)单轴跟踪一般采用：倾斜布置东西跟踪；焦线南北水平布置，东西跟踪；焦线东西水平布置，南北跟踪。这三种方式都是单轴转动的南北向或东西向跟踪，工作原理基本相似。
图1.5 单轴焦线东西水平布置（南北跟踪）
图1.5是第3种跟踪方式的原理，跟踪系统的转轴(或焦线)东西向布置，根据事先计算的太阳方位的变化，太阳能设备的能量转换部分绕转轴作俯仰转动跟踪太阳。采用这种跟踪方式，一天之中只有正午时刻太阳光与柱形抛物面的母线相垂直，此时太阳能接收率最大;而在早上或下午太阳光线都是斜射。单轴跟踪的优点是结构简单，但是由于入射光线不能始终与太阳能设备的能量转换部分的主光轴平行，接收太阳能的效果并不理想。
(2)双轴跟踪又可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度一方位角式全跟踪。极轴式全跟踪原理如图1.6所示，太阳能设备的能量转换部分的一轴指向天球北极，即与地球自转轴相平行，故称为极轴；另一轴与极轴垂直，称为赤纬轴。工作时太阳能设备的能量转换部分所在平面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以跟踪太阳方位角:反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应太阳高度角的变化，通常根据季节的变化定期调整。这种跟踪方式并不复杂，但在结构上反射镜的重量不通过极
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轴轴线，极轴支承装置的设计比较困难。
图1.6 极轴式跟踪
高度角-方位角式太阳跟踪方法又称为地平坐标系双轴跟踪，其原理如图1.7所示。太阳能设备的能量转换部分的方位轴垂直于地平面，另一根轴与方位轴垂直，称为俯仰轴。工作时太阳能设备的能量转换部分根据太阳的视日运动绕方位轴转动改变方位角，绕俯仰轴作俯仰运动改变太阳能设备的能量转换部分的倾斜角，从而使能量转换部分所在平面的主光轴始终与太阳光线平行。这种跟踪系统的特点是跟踪精度高，而且太阳能设备的能量转换部分的重量保持在垂直轴所在的平面内，支承结构的设计比较容易。
图1.7 高度-方位角式全跟踪
目前，国外对于太阳光线自动跟踪装置(或称为太阳跟踪器)的研究有，美国 Blackace，在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，而南北
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方向则通过手动调节，接收器对太阳能的热接收率提高了15%。1998年美国加州成功的研究了八JM两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的涅耳透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多能量，使热收率进一步提JoeLH.Godman研制了活动太阳能方位跟踪装置，该装置通过大直径回转台使太阳能接收器可从东到西跟踪太阳，这个方位跟踪器具有大直径的轨迹，通风窗体是白昼光照鼓膜结构窗体，窗体上面是圆顶结构，成排的太阳能收集器可以从东到西跟踪太阳，以提高夏季能量的获取率。2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，大大拓宽了跟踪器的应用领域。1994年在德国北部，太阳能厨房投入使用，该厨房也采用了单轴太阳能跟踪装置1321。捷克科学院物理研究所则以形状记忆合金调节器为基础，通过日照温度的变化实现了单轴被动式太阳跟踪。
近几年来国内不少专家学者也相继开展了这方面的研究。1929 年推出了太阳灶自动跟踪系统。1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单轴跟踪，国家气象局计量站在1990 年研制了FST型全自动太阳跟踪器，成功的应用于太阳辐射观测。
不论是单轴跟踪或双轴跟踪，太阳跟踪装置可分为：时钟式、程序控制式、压差式、控放式、光电式和用于天文观测和气象台的太阳跟踪装置几种。
（1）时钟式太阳跟踪装置是一种被动式的跟踪装置，有单轴和双轴两种形式，其控制方法是定时法。根据太阳在天空中每分钟的运动角度，计算出太阳光接收器每分钟应转动的角度，从而确定出电动机的转速，使得太阳光接收器根据太阳的位置而相应变动。双轴跟踪器的主要结构是通过电机带动反射器以每小时15度的恒速绕日轴转动，以跟踪太阳的赤经运动，另一个电机带动反射器以每天以巧分的恒速绕季轴旋转，以跟踪太阳的赤纬运动。这样反射器就能全年和入射阳光相垂直，达到跟踪太阳的目的。为了完成这两个方向上的跟踪，机构应该采用子午坐标跟踪系统。这种跟踪装置的主要优点是:结构简单，便于制造，并且该装置的控制系统也十分简单。其主要缺点是:跟踪精度不够。太阳的高度角随季节的变化不是均匀的，对这种属于被动式的跟踪装置，单轴跟踪系统需要在每天开始工作时调整角度以对准太阳，双轴跟踪系统累积误差比较大，需要定期进行校正。
（2）程序控制式太阳跟踪装置是与计算机相结合的。首先利用一套公式通过计算机算出在给定时间的太阳的位置，再计算出跟踪装置被要求的位置，最后通过电机传动
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装置达到要求的位置，实现对太阳高度角和方位角的跟踪。在美国加州建成的10MW太阳1号塔式电站，就是使用这种控制系统，在总计28万平方米的范围内分散着1818块反射镜。首先计算出太阳的位置，然后求出每个反射镜要求的位置，再通过固定在两个旋转轴(高度角和方位角跟踪轴)上的13位增量式编码器得到反射镜的实际位置，最后把反射镜要求所处的位置同实际上所处的位置进行比较，偏差信号用来驱动122.5w的支流电机，使反射装置对太阳运动进行跟踪I38)。这种跟踪装置在多云天气下仍可正常工作，但是存在累计误差，并且自身不能消除。
（3）压差式太阳跟踪装置.武汉市电子产品研究所，参考国外单轴跟踪太阳时角的热水器，研制了一种压差式单轴太阳跟踪器，现己用在太阳能热水器上。这种太阳能热水器的吸热板南北放置，其倾角可按不同季节通过手动调节。为了取得太阳的偏移信号，在反射镜周边设有一组空气管作为时角的跟踪传感器。当太阳偏移时，两根空气管受太阳的照射不同，管内产生压差，当压力达到一定的数值时，压差执行器就发出跟踪信号，用压力为。.IMPa的自来水作为跟踪动力(若无自来水，可装一只容积为ZL的压力水箱)。带动镜面跟踪太阳.当镜面对准太阳时，管内压力平衡，压差执行器又发出停止跟踪信号.这种跟踪器的跟踪灵敏度高，每大当太阳刚升起3-5分钟后，镜面即跟踪对准太阳。
与此相类似的太阳跟踪装置还有重力差式跟踪器和液压式跟踪器。
重力差式跟踪器是1799年美国公布的一项专利。跟踪器是装在太阳能利用装置枢轴两侧的一对装有低沸点液体的密闭容器。其中的液体(如氟里昂R一12)可以互相流通。在容器的适当位置装有太阳能挡板，只有在装置对准太阳时，太阳辐射能才可等量地照射到两个容器上。否则一个容器接收的辐射能便较另一个容器多，从而导致液体蒸发上的差异，使容器内的压力不同，于是液体便流向压力低的容器。液体多的容器重量增加，使装置倾斜而跟踪太阳，直至对准时为止。整个装置的重心低于枢轴，以防容器完全翻转。这种太阳跟踪器在夜间能自动返回原来的位置。因为日落后空气变冷，并且容器内液体冷却速度预先己经调整，东面容器比西面容器冷却得快，其内压力下降也快，于是东边变重，使整个装置向东倾斜，以待日出。要使两个容器冷却速度不同，方法很多，例如可把东边容器的一部分表面涂上热辐射率高的涂料，或者把西边容器的一部分表面加设绝热层等等。
简易液压式跟踪器的工作原理与以上两种基本相似.太阳的相对位置信号由跟踪器平板两侧遮光板下方南北向安装的温度传感器(黑管)所接受。黑管内充有低沸点的液体
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物质，在常温下，部分液体汽化形成饱和蒸汽，同时产生一定的饱和蒸汽压，通过胶管驱动双杆双作用液压缸运动，达到自动跟踪目的。当太阳正对跟踪器平板时，两黑管的受热面积(投影面)相等，黑管保持同样的受热状态，液压缸活塞的两侧受力处于平衡状态，跟踪器平板静止不动。
当太阳光线向西偏移一个角度时，遮光板使黑管的受热面积发生变化，右黑管将被遮光板遮住一部分，受热面积改变，而左黑管的受热面积不变，仅是位置发生了变化。由于两黑管的受热情况不同，产生压力差，左侧黑管所接液压缸一侧的压力增大，推动活塞上移，带动跟踪器平板绕中间支点逆时针转动，使跟踪器平板随太阳在空间位置的变化自东向西跟踪集热，直到日落西山。第二天早上日出东方，晒热右侧黑管，液压缸带动跟踪器迅速做顺时针转动，重新对准太阳集热。
这种跟踪器在实际中应用很广，其主要的优点是:结构比较简单，制作费用低，纯机械式，不需电子控制部分及外接电源。缺点是没有足够的工作空间，而且一般只用于单轴跟踪，不能完成自动对太阳往返于南北回归线之间运动的跟踪，只能每隔一段时间，重新对准阳光，因此精度比较低。
（4）控放式太阳跟踪装置。控放式太阳跟踪装置对太阳方位角进行单向跟踪，操作时，在太阳能接受面板西侧安放一偏重，作为太阳能接受面板向西转动的动力，并利用控放式自动跟随装置对此动力的释放加以控制，使镜面随着太阳的西偏而转动。这种把原动力与控制部件分离的方法，可以简化控制装置的结构，减少能量消耗(面板的转动动能来源于偏重的势能)，为不用外接电源创造了条件。
控放式太阳跟踪装置由配重块、弹簧、杠杆、制动装置、电磁铁等部分组成。工作原理是:由于在集热装置的西侧装有配重块，在重力的作用下，集热装置便会绕主轴自东向西转动。重力的控放由弹簧通过制动装置和杠杆来实现。弹簧则由电磁铁控制。电磁铁的动力又由硅太阳能电池板供给。电池装在集热装置的上方，前面设有遮光板，当集热装置对准太阳时恰好遮住阳光，使太阳能电池处于阴影区。一但太阳西移，遮光板的阴影随之移动，太阳能电池便受到阳光照射，输出一定数值的电流，从而发出偏移信号。信号经放大，使高灵敏的继电器动作，并通过执行继电器控制电磁铁吸合，于是制动装置松开，集热装置向西旋转，直至对准阳光。此时遮光板又重新挡住阳光，太阳能电池进入阴影区，电磁铁释放，完成跟踪。为了保证跟踪系统在多云大气下也能可靠地工作，光电控制线路中还增加了一组多谐振荡器。因多云天气太阳被云层遮挡的时(aJ
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