单轴跟踪装置一般采用三种方式 :
(1)倾斜布置东西跟踪;
(2)焦线南北水平布置,东西跟踪;
(3)焦线东西水平布置,南北跟踪。
这三种方式都是南北方向或东西方向的单轴跟踪,工作原理基本相似。
单轴跟踪装置的转轴东西方向布置。控制器计算太阳角度的变化,控制转轴转动,使太阳能电池板作俯仰运动,以跟踪太阳。采用这种跟踪方式,一天之中只有正午时刻太阳光与电池板相垂直,而在早上或下午太阳光线都是斜射。采用单轴跟踪的特点是结构简单,但是由于入射光线不能始终与主光轴平行,收集光线的效果并不理想。
如果能够同时跟踪太阳两个角度的变化,就能获得更多的太阳能量,双轴跟踪就是根据这样的要求而设计的。双轴跟踪通常可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度角-方位角式全跟踪 。
(1)极轴式全跟踪
极轴式全跟踪是指聚光镜的一轴指向地球北极,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。反射面绕极轴用与地球自转角速度相同方向相反的固定转速进行跟踪,反射镜按照季节时间的变化围绕赤纬轴作俯仰运动以适应赤纬角的变化。这种跟踪方式并不复杂,但从力学角度分析,在结构上反射镜的重量不通过极轴轴线,极轴支撑装置的设计比较困难。
(2)高度角-方位角全跟踪
高度角一方位角全跟踪建立在地平坐标系基础上,两轴分别为方位轴和俯仰轴,方位轴垂直于地面,俯仰轴垂直于方位轴。根据太阳角度的计算方法,工作时反射镜根据太阳位置的理论计算值,绕方位轴转动改变方位角,绕俯仰轴作俯仰运动改变反射镜的倾斜角,使反射镜的主光轴始终与太阳光线平行。这种跟踪装置的跟踪准确度高,而且反射镜的重量保持在垂直轴所在的平面内,支持机构容易设计。但是在计算太阳角的过程中容易出现误差,影响跟踪准确度。