太陽追蹤器是一種將有效載荷朝向太陽的裝置。有效負載通常是太陽能板、拋物面槽、菲涅耳反射器、透鏡或定日鏡的鏡子。
對於平板光伏系統，追蹤器用於最小化入射陽光和光伏板之間的入射角，有時稱為餘弦誤差。減小這個角度會增加固定發電裝置容量所產生的能量。在標準光伏應用中，2008-2009年預計追蹤器可用於2009-2012年間至少85%大於1兆瓦的商業裝置。
隨著單軸追蹤器的價格、可靠性和性能的提高，越來越多的公用事業規模專案安裝了該系統。根據WoodMackenzie/GTM Research的數據，2017年全球太陽能追蹤器出貨量達到創紀錄的14.5吉瓦。的增長。[ 3 ]
在聚光光伏發電(CPV) 和聚光太陽能發電(CSP) 應用中，追蹤器用於啟用 CPV 和 CSP 系統中的光學組件。聚光太陽能應用中的光學元件接受太陽光的直接成分，因此必須適當定向以收集能量。追蹤系統存在於所有聚光器應用中，因為當光軸與入射太陽輻射對齊時，此類系統能夠以最大效率收集太陽能。[ 4 ] [ 5 ]
基本概念
陽光有兩個組成部分：攜帶約 90% 太陽能的「直射光束」[ 6 ] [ 7 ]和攜帶剩餘能量的「漫射陽光」——漫射部分是晴天時的藍天，並且是陰天所佔比例較大。由於大部分能量來自直射光束，因此要最大限度地收集能量，就需要面板能夠盡可能長時間地看到太陽。然而，在陰天，直射光與漫射光的比例可能低至 60:40 甚至更低。
直射光束貢獻的能量隨著入射光與面板之間角度的餘弦值而下降。此外，對於高達 50° 左右的入射角，反射率（所有偏振的平均值）近似恆定，超過該角度反射率會迅速增加。 [ 8 ]
| 角度i | 小時[一] | 損失 |
|---|---|---|
| 0° | 0% | |
| 1° | 0.015% | |
| 3° | 0.14% | |
| 8° | 1% | |
| 15° | 1 | 3.4% |
| 23.4° [ b ] | 8.3% | |
| 30° | 2 | 13.4% |
| 45° | 3 | 30% |
| 60° | 4 | >50% [ c ] |
| 75° | 5 | >75% [ c ] |
筆記
例如，精度為 ± 5° 的追蹤器可以捕捉超過 99.6% 的直射光束以及 100% 的漫射光傳遞的能量。因此，高精度追蹤通常不用於非聚光光伏應用。
追蹤機制的目的是追蹤太陽在天空中移動。在以下各節中，對每個主要因素進行了更詳細的描述，透過分別考慮太陽的每日東西向運動和每年的南北變化隨一年中的季節變化，簡化了 太陽的複雜路徑
太陽能被攔截
可從直射光束收集的太陽能量就是面板截獲的光量。這是由面板面積乘以直射光束入射角的餘弦所得的（見上圖）。換句話說，截獲的能量相當於面板在垂直於直射光束的表面上投射的陰影面積。
這種餘弦關係與 1760 年蘭伯特餘弦定律形式化的觀察結果密切相關。這描述了觀察到的物體亮度與照射該物體的光的入射角的餘弦成正比。
反射損失
並非所有被攔截的光都傳輸到面板中；有些反映在其表面。反射量取決於表面材料的折射率和入射光的入射角。反射量也根據入射光的偏振而不同。入射的陽光是所有偏振的混合，在直射陽光下偏振的量相等。對所有偏振進行平均後，反射損耗在入射角高達 50° 左右時近似恆定，超過此角度反射損耗會迅速增加。例如，參見附圖，適用於玻璃。
太陽能板通常塗有抗反射塗層，該塗層是一層或多層薄層物質，其折射率介於矽和空氣之間。這會導致反射光發生相消干涉，進而減少反射量。光伏製造商一直致力於透過改進的抗反射塗層和紋理玻璃來降低反射率。[ 9 ] [ 10 ]
太陽每天的東西運動
太陽每天從東向西經過360°，但從任何固定地點看，平均半天的可見部分為180°（夏季較多，春季和秋季稍少，夏季明顯較少）。局部地平線效應會稍微減弱這一點，使有效運動約為 150°。在黎明和日落極端之間固定方向的太陽能電池板將向兩側移動 75°，因此，根據上表，將在早晨和晚上損失超過 75% 的能量。將面板向東和向西旋轉可以幫助彌補這些損失。僅嘗試補償太陽東西向運動的追蹤器稱為單軸追蹤器。
太陽的季節性南北運動
由於地軸的傾斜，太陽在一年中也會南北移動46°。因此，設置在兩個局部極值之間的中點的同一組面板將看到太陽向兩側移動 23°。因此，根據上表，最佳對準的單軸追蹤器（請參閱下方的極座標對準追蹤器）在夏季和冬季極端季節只會損失 8.3%，或一年平均損失約 5%。相反，由於太陽路徑的季節性變化，垂直或水平對齊的單軸追蹤器將損失更多。例如，位於緯度 60° 的垂直追蹤器在夏季將損失高達 40% 的可用能量，而位於緯度 25° 的水平追蹤器在冬季將損失高達 33% 的可用能量。
同時考慮日常和季節性運動的追蹤器被稱為雙軸追蹤器。一般來說，季節角度變化造成的損失因白天長度的變化而變得複雜，北緯或南緯地區夏季的收集量增加。這使得收集偏向夏季，因此，如果面板傾斜得更接近夏季平均角度，則與以春/秋分點角度（與該地點的緯度相同）傾斜的系統相比，每年的總損失會減少。
關於單軸追蹤器和雙軸追蹤器之間每年收集的微小差異是否值得增加兩軸追蹤器的複雜性，業界存在相當多的爭論。最近對安大略省南部實際生產統計數據的審查顯示，差異總計約為 4%，遠低於雙軸系統的增加成本。這與固定陣列追蹤器和單軸追蹤器之間 24-32% 的改進相比是不利的。[ 11 ] [ 12 ]
其他因素
雲
上述模型假設一天或一年的不同時間雲層覆蓋的可能性是一致的。在不同的氣候區，雲量可能隨季節變化，影響上述平均效能數據。或者，例如在白天平均有雲層覆蓋的地區，收集早晨的陽光可能會有特別的好處。
氣氛
當太陽接近地平線時，陽光穿過大氣層的距離就會增加，因為陽光斜著穿過大氣層。隨著穿過大氣層的路徑長度增加，到達收集器的太陽強度會減少。這種增加的路徑長度稱為空氣質量 (AM) 或空氣質量係數，其中AM0位於大氣層頂部，AM1是指太陽頭頂向下到海平面的直接垂直路徑，且AM大於 1指太陽接近地平線時的對角線路徑。
儘管在清晨或冬季，太陽可能不會感覺特別熱，但穿過大氣層的對角線路徑對太陽強度的影響小於預期。即使太陽僅高於地平線 15°，太陽強度可能約為其最大值的 60%，10° 時約為 50%，僅高於地平線 5° 時約為 25%。[ 13 ]因此，如果追蹤器能夠從地平線到地平線追蹤太陽，那麼它們的太陽能板就可以收集大量的能量。
太陽能電池效率
無論是否採用跟踪，光伏電池的基本功率轉換效率對最終結果都有重大影響。
溫度
光伏太陽能電池效率隨著溫度升高而降低，降低率約0.4%/°C。[ 14 ]例如，清晨或冬季 10 °C 時的效率比白天或夏季 60 °C 時的效率高約 20%。因此，追蹤器可以透過在電池以最高效率運行時收集清晨和冬季能量來提供額外的好處。
概括
用於集中收集器的追蹤器必須採用高精度跟踪，以使收集器保持在焦點處。
非聚光平板追蹤器不需要高精度追蹤：
- 低功率損耗：即使在 25° 錯位時，損耗也低於 10%
- 即使在 50° 左右錯位的情況下，反射率也保持一致
- 漫射陽光貢獻 10%，與方向無關，陰天比例較大。
追蹤非聚光平板集熱器的好處如下：
- 失準超過約 30° 時功率損耗迅速上升
- 即使太陽非常接近地平線，也能提供大量功率，例如，在地平線以上15° 時，可提供約60% 的全功率；在10° 時，可提供約50% 的功率；甚至在地平線以上5° 時，甚至可提供25% 的功率- 特別是高緯度地區和/或冬季的相關性
- 與白天炎熱的早晨相比，光伏板在涼爽的清晨效率高出約 20%；同樣，它們在冬天比夏天更有效率——並且有效捕捉清晨和冬天的陽光需要追蹤。
太陽能集熱器的類型
太陽能集熱器可以是非聚光平板，通常是光伏或熱水，或各種類型的聚光系統。
太陽能集熱器安裝系統可以是固定的（手動對齊）或追蹤的。不同類型的太陽能收集器及其位置（緯度）需要不同類型的追蹤機制。追蹤系統可以配置為固定收集器/移動鏡子（定日鏡）或移動收集器
非跟蹤固定安裝
住宅和小容量商業或工業屋頂太陽能電池板和太陽能熱水器電池板通常是固定的，通常齊平安裝在適當朝向的傾斜屋頂上。與追蹤器相比，固定安裝座具有以下優點：
- 機械優勢：製造簡單，安裝維護成本較低。
- 風載：提供堅固的安裝座更容易、更便宜；除固定嵌入式面板外的所有安裝件都必須仔細設計，考慮到由於更大的暴露而導致的風荷載。
- 間接光：約 10% [ 6 ] [ 7 ]的入射太陽輻射是漫射光，可在與太陽不對準的任何角度下使用。
- 對錯位的容忍度：平板的有效收集區域對與太陽的高度錯位相對不敏感 - 請參閱上面基本概念部分的表格和圖表 - 例如，即使是 25° 錯位也會減少更少的直接太陽能收集超過10 %。
固定安裝座通常與非聚光系統結合使用；然而，便攜式太陽能炊具是一類重要的非追蹤聚光收集器，在第三世界特別有價值。它們使用相對較低的集中度，通常約為 2 到 8 個太陽，並且是手動對齊的。
追蹤器
儘管固定平板可以設定為收集高比例的可用中午能源，但在清晨和下午晚些時候[ 13 ]，當與固定面板的錯位變得太大而無法收集合理的能量時，也可以提供大量電力。可用能量的比例。例如，即使太陽僅高於地平線 10°，可用能量也可能約為中午能量水平的一半（甚至更高，取決於緯度、季節和大氣條件）。
因此，追蹤系統的主要好處是在一天中最長的時間內收集太陽能，並在太陽位置隨季節變化時進行最準確的對準。
此外，所採用的集中程度越高，精確追蹤就變得越重要，因為來自直接輻射的能量比例越高，且集中能量聚焦的區域變得越小。
固定集熱器/移動鏡
許多收集器無法移動，例如高溫收集器，其中能量以熱液體或氣體（例如蒸汽）的形式回收。其他例子包括建築物的直接加熱和照明以及固定式內置太陽能炊具，例如舍弗勒反射器。在這種情況下，有必要使用移動鏡，以便無論太陽位於天空中的哪個位置，太陽光線都會重新引導到收集器上。
由於太陽在天空中的複雜運動，以及將太陽光線正確瞄準目標所需的精確度，定日鏡通常採用雙軸追蹤系統，其中至少一個軸是機械化的。在不同的應用中，鏡子可以是平面的或凹面的。
移動收集器
追蹤器可以根據追蹤器軸的數量和方向分為幾類。與固定安裝相比，單軸追蹤器的年產量可增加約 30%，雙軸追蹤器可額外增加 10-20%。[ 15 ] [ 16 ]
光伏追蹤器可分為兩種類型：標準光伏（PV）追蹤器和聚光光伏（CPV）追蹤器。這些追蹤器類型中的每一種都可以根據其軸的數量和方向、致動架構和驅動類型、預期應用、垂直支撐和基礎進行進一步分類。
浮動安裝
荷蘭、中國、英國和日本的水庫和湖泊上安裝了太陽能板浮島。控制面板方向的太陽追蹤系統會根據一年中的時間自動運行，透過附在浮標上的繩索改變位置。[ 17 ]
浮動地面安裝
太陽能追蹤器可以使用「浮動」基礎建造，該基礎位於地面上，不需要侵入式混凝土基礎。追蹤器不是放置在混凝土基礎上，而是放置在礫石盤上，該礫石盤可以填充各種材料，例如沙子或礫石，以將追蹤器固定在地面上。這些「浮動」追蹤器可以承受與傳統固定安裝追蹤器相同的風載荷。浮動追蹤器的使用增加了商業太陽能專案的潛在地點數量，因為它們可以放置在有蓋的垃圾掩埋場頂部或挖掘地基不可行的區域。
自由運動光學追蹤
無需機械追蹤設備即可建造太陽能追蹤器。這些被稱為無運動光學追蹤。 Renkube 開創了一種基於玻璃的設計，利用無運動光學追蹤技術來重定向光線。
非聚光光伏 (PV) 追蹤器
光電板接受來自天空的直射光和漫射光。標準光伏追蹤器上的面板收集可用的直射光和漫射光。標準光伏追蹤器中的追蹤功能用於最小化入射光和光伏面板之間的入射角。這增加了從入射陽光的直接部分收集的能量。
標準光伏追蹤器背後的物理原理適用於所有標準光伏模組技術。其中包括所有類型的晶體矽面板（單晶矽或多晶矽）和所有類型的薄膜面板（非晶矽、CdTe、CIGS、微晶）。
聚光光伏 (CPV) 追蹤器
CPV 模組中的光學元件接受入射光的直接分量，因此必須正確定向以最大限度地收集能量。在低濃度應用中，還可以捕捉來自天空的部分漫射光。 CPV 模組中的追蹤功能用於定向光學元件，以便將入射光聚焦到光伏收集器。
集中在一維的 CPV 模組必須在一個軸上垂直於太陽進行追蹤。集中在二維的 CPV 模組必須在兩個軸上垂直於太陽進行追蹤。
- 精度要求
CPV 光學元件背後的物理原理要求追蹤精度隨著系統聚光比的增加而增加。然而，對於給定的濃度，非成像光學元件提供盡可能寬的接收角，這可能會降低追蹤精度。[ 20 ] [ 21 ]
在典型的高聚光燈系統中，追蹤精度必須在 ± 0.1° 範圍內，才能提供約 90% 的額定功率輸出。在低濃度系統中，追蹤精度必須在 ± 2.0° 範圍內，才能提供 90% 的額定功率輸出。因此，高精度追蹤系統是典型的。
- 支援的技術
聚光光電追蹤器與折射和反射聚光系統一起使用。這些系統中使用了一系列新興的光伏電池技術。這些接收器的範圍從傳統的基於晶體矽的光伏接收器到基於鍺的三結接收器。
單軸追蹤器
單軸追蹤器具有一個作為旋轉軸的自由度。單軸追蹤器的旋轉軸通常沿著真正的北子午線對齊。透過先進的追蹤演算法可以將它們在任何基本方向上對齊。單軸追蹤器有幾種常見的實現方式。其中包括水平單軸追蹤器（HSAT）、帶傾斜模組的水平單軸追蹤器（HTSAT）、垂直單軸追蹤器（VSAT）、傾斜單軸追蹤器（TSAT）和極軸對齊單軸追蹤器（ PSAT）。在建模性能時，模組相對於追蹤器軸的方向非常重要。
水平的
- 水平單軸追蹤器（HSAT）
水平單軸追蹤器的旋轉軸相對於地面是水平的，並且該軸可以在南北線或東西線上。水平單軸追蹤器旋轉軸兩端的立柱可以在追蹤器之間共享，以降低安裝成本。這種類型的太陽追蹤器最適合低緯度地區。水平單軸追蹤器的現場佈局非常靈活。簡單的幾何形狀意味著保持所有旋轉軸彼此平行就足以使追蹤器相對於彼此適當定位。適當的間距可以最大限度地提高能源生產與成本的比率，這取決於當地地形和陰影條件以及所產生的能源的時間值。回溯是計算面板配置的一種方法。水平追蹤器通常具有平行於旋轉軸定向的模組面。當模組追蹤時，它會掃過圍繞旋轉軸旋轉對稱的圓柱體。在單軸水平追蹤器中，長水平管由安裝在塔架或框架上的軸承支撐。面板安裝在管子上，管子將繞其軸旋轉以追蹤太陽在一天中的視運動。追蹤的目的是在任何時刻最小化光束與面板法線之間的角度。
- 帶傾斜模組的水平單軸追蹤器 (HTSAT)
在 HSAT 中，模組以 0° 水平安裝，而在 HTSAT 中，模組以一定的傾斜安裝。它的工作原理與 HSAT 相同，保持管軸水平在南北線上，並全天從東向西旋轉太陽能組件。這些追蹤器通常適用於高緯度地區，但不會像垂直單軸追蹤器 (VSAT) 那樣佔用大量土地空間。因此，它在水平追蹤器中發揮了VSAT的優勢，並最大限度地降低了太陽能專案的整體成本。[ 23 ] [ 24 ]
垂直的
- 垂直單軸追蹤器（VSAT）
垂直單軸追蹤器的旋轉軸相對於地面是垂直的。這些追蹤器在一天中從東向西旋轉。此類追蹤器在高緯度地區比水平單軸追蹤器更有效。場地佈局必須考慮遮陽，以避免不必要的能量損失並優化土地利用。此外，由於一年中陰影的性質，密集堆積的最佳化受到限制。垂直單軸追蹤器通常具有相對於旋轉軸成一定角度的模組面。當模組追蹤時，它會掃過圍繞旋轉軸旋轉對稱的圓錐體。
斜
- 傾斜單軸追蹤器（TSAT）
所有旋轉軸在水平和垂直之間的追蹤器都被視為傾斜單軸追蹤器。追蹤器傾斜角度通常受到限制，以減少風廓線並降低升高的末端高度。透過回溯，它們可以以任何密度包裝，而不會在垂直於其旋轉軸的方向上產生陰影。然而，平行於其旋轉軸的堆積受到傾斜角度和緯度的限制。傾斜單軸追蹤器通常具有平行於旋轉軸定向的模組面。當模組追蹤時，它會掃過圍繞旋轉軸旋轉對稱的圓柱體。
雙軸追蹤器
雙軸追蹤器有兩個自由度作為旋轉軸。這些軸通常彼此垂直。相對於地面固定的軸可視為主軸線。參考主軸的軸可視為次軸。雙軸追蹤器有幾種常見的實現方式。它們根據主軸相對於地面的方向進行分類。兩種常見的實現是傾斜雙軸追蹤器 (TTDAT) 和方位高度雙軸追蹤器 (AADAT)。在建模性能時，模組相對於追蹤器軸的方向非常重要。雙軸追蹤器通常具有平行於次旋轉軸定向的模組。雙軸追蹤器由於能夠垂直和水平追蹤太陽，因此可以實現最佳的太陽能水平。無論太陽在天空中的哪個位置，雙軸追蹤器都能夠調整自身角度以直接指向太陽。
傾斜
傾斜雙軸追蹤器（TTDAT）之所以如此命名，是因為面板陣列安裝在桿子的頂部。桿的頂部是一個兩軸萬向節，它提供面板的有效水平旋轉和垂直傾斜，並為陣列提供恆載承載能力。傾翻和傾斜由外部放置的致動器控制。圍繞地平線的運動是透過圍繞桿頂部滾動陣列來驅動的。這使得有效負載與地面安裝設備的連接具有很大的靈活性，因為電線桿周圍沒有扭曲。
簡單的幾何形狀意味著保持旋轉軸彼此平行就足以使追蹤器相對於彼此正確定位。通常，追蹤器必須以相當低的密度放置，以避免當太陽在天空中較低時，一個追蹤器在其他追蹤器上投射陰影。在陣列中適當間隔追蹤器是確保能夠收集早晨/晚上太陽能的唯一方法。早晨/晚上的太陽能收集是 2 軸追蹤器與固定或 1 軸追蹤器的區別所在。一軸追蹤器使用「回溯」來解決自著色問題，但這對於 2 軸追蹤來說不一定是問題。如果要花錢安裝 2 軸追蹤器，為什麼要透過限制傍晚的陽光來走捷徑，適當地間隔追蹤器並享受最大的收穫。
許多傾斜雙軸追蹤器的早期一代追蹤器旋轉軸通常沿著真正的北子午線或東西緯線對齊。
本段所述的跟隨太陽的追蹤器具有水平的主軸旋轉和始終保持與主軸正交的副旋轉軸。陣列沒有繞垂直軸旋轉（桿式安裝）。繞主軸和次軸的淨旋轉允許陣列繞垂直軸（桿頂部）「滾動」。鑑於這種傾斜配置和控制器的獨特功能，可以在便攜式或固定平台上使用全自動追蹤。這種「太陽跟隨」追蹤器僅響應太陽的位置或陰雲密佈的天空中最亮的區域（漫射照明）。因此，當太陽在北極夏季 24 小時內移動時，它可以跟隨太陽繞著地平線移動。不需要進行天文計算來定位太陽的位置，並且追蹤器軸的方向並不特別重要，可以根據需要放置。[ 27 ]
方位角-高度
方位角-高度（或alt-azimuth）雙軸追蹤器 (AADAT) 的主軸（方位軸）垂直於地面。次軸（通常稱為仰角軸）通常垂直於主軸。它們與運行中的傾斜系統類似，但它們的不同之處在於陣列旋轉以進行日常追蹤的方式。 AADAT 系統可以使用安裝在地面上的大環，並將陣列安裝在一系列滾軸上，而不是圍繞桿頂部旋轉陣列。這種佈置的主要優點是陣列的重量分佈在環的一部分上，而不是 TTDAT 中桿的單一負載點。這使得 AADAT 能夠支援更大的陣列。然而，與 TTDAT 不同的是，AADAT 系統無法放置得比環的直徑更近，這可能會降低系統密度，特別是考慮到追蹤器間的陰影。
建設和（自）建
如下所述，面板和追蹤器成本之間的經濟平衡。 2010 年代初期太陽能板成本急劇下降，使得尋找合理的解決方案變得更加困難。從所附的媒體文件中可以看出，大多數建築使用不適合小型或工藝車間的工業和/或重型材料。即使是商業報價也可能有相當不合適的穩定解決方案（一塊大石頭）。對於小型（業餘/愛好者）建築，必須滿足的標準包括經濟性、最終產品針對元素危害的穩定性、易於處理材料和細木工。[ 28 ]
追蹤器類型選擇
追蹤器類型的選擇取決於許多因素，包括安裝尺寸、電價、政府激勵措施、土地限制、緯度和當地天氣。
水平單軸追蹤器通常用於大型分散式發電專案和公用事業規模專案。能源改進、更低的產品成本和更低的安裝複雜性相結合，在大型部署中帶來了引人注目的經濟效益。此外，下午的強勁表現對於大型併網光伏系統尤其有利，以便產量能夠與高峰需求時間相匹配。水平單軸追蹤器還可以在春季和夏季太陽高掛時顯著提高生產力。其支撐結構固有的堅固性和機構的簡單性也帶來了高可靠性，從而降低了維護成本。由於面板是水平的，因此它們可以緊湊地放置在軸管上，而不會產生自遮蔽的危險，並且也易於清潔。
垂直軸追蹤器僅繞垂直軸旋轉，面板處於固定、可調節或追蹤的仰角。這種具有固定或（季節性）可調節角度的追蹤器適用於高緯度地區，這些地區的視太陽路徑不是特別高，但會導致夏季白天較長，太陽會穿過一條長弧線。
雙軸追蹤器通常用於較小的住宅設施和政府補貼非常高的地點。當然，當與太陽能相關的行業意識到在需求高峰期典型的 30% 能源收穫損失的嚴重性時，這種情況將會改變。在最需要的時候生產太陽能的激勵措施將重新激發人們對雙軸追蹤器的興趣。
多鏡聚光PV
該裝置在水平面上使用多個鏡子將陽光向上反射到需要集中太陽能的高溫系統。由於鏡子不會明顯暴露於風荷載，因此大大減少了結構問題和費用。透過採用專利機構，每個設備僅需要兩個驅動系統。由於該設備的配置，它特別適合在平屋頂和低緯度地區使用。所示的每個單元可產生約 200 峰值直流瓦特。
位於加州蘭卡斯特的Sierra SunTower採用了與中央電力塔結合的多鏡反射系統。該發電廠由eSolar運營，運營時間為 2009 年至 2014 年。
驅動器類型
主動追蹤器
主動追蹤器使用馬達和齒輪系來執行太陽追蹤。他們可以使用微處理器和感測器、基於日期和時間的演算法或兩者的組合來檢測太陽的位置。為了控制和管理這些大型結構的運動，設計了特殊的迴轉驅動裝置並經過嚴格的測試。用於引導追蹤器的技術不斷發展，Google 和 Eternegy 最近的發展包括使用鋼絲繩和絞車來取代一些更昂貴和更脆弱的組件。[需要引用]
夾有固定角度支撐件的反向旋轉迴轉驅動器可用於建立「多軸」追蹤方法，消除相對於縱向對準的旋轉。這種方法如果放置在柱子或柱子上，將比固定光伏發電更多的電力，並且其光伏陣列永遠不會旋轉到停車場車道上。它還可以在幾乎任何停車場車道/行方向（包括圓形或曲線）上實現最大程度的太陽能發電。
主動兩軸追蹤器也用於定向定日鏡——可移動的鏡子，將陽光反射向中央發電站的吸收器。由於大視野中的每個鏡子都有單獨的方向，因此它們透過中央電腦系統以程式方式控制，這也允許系統在必要時關閉。
光感測追蹤器通常具有兩個或多個光電感測器，例如光電二極體，其配置不同，以便在接收相同的光通量時輸出零值。從機械角度來說，它們應該是全向的（即平坦的）並且以 90 度角瞄準。這將導致餘弦傳遞函數的最陡部分在最陡部分達到平衡，從而轉化為最大靈敏度。有關控制器的更多信息，請參閱主動採光。
由於馬達消耗能量，因此人們只想在必要時使用它們。因此，定日鏡不是連續運動，而是以離散步驟移動。此外，如果光線低於某個閾值，則不會產生足夠的功率來保證重新定向。當從一個方向到另一個方向的光照水平差異不夠大時（例如當雲從頭頂掠過時），情況也是如此。必須考慮防止追蹤器在陰天期間浪費能量。
被動追蹤器
最常見的被動追蹤器使用低沸點壓縮氣體，該氣體被驅動到一側或另一側（透過太陽熱產生氣壓），使追蹤器根據不平衡而移動。由於這是一個不精確的方向，因此它不適合某些類型的聚光光伏收集器，但適用於常見的光伏電池板類型。這些將具有粘性阻尼器，以防止因陣風而過度運動。著色器/反射器用於反射清晨的陽光以「喚醒」面板並將其向太陽傾斜，這可能需要幾個小時，具體取決於遮蔽條件。透過添加一個自動釋放的係緊裝置，將面板放置在稍微超過天頂的位置（以便流體不必克服重力）並在晚上使用係緊裝置，可以大大減少執行此操作的時間。 （鬆弛的彈簧將防止在有風的夜間條件下釋放。）
一種新興的光伏太陽能板被動追蹤器在光伏電池條紋後面使用全息圖，以便陽光穿過模組的透明部分並反射在全息圖上。這使得陽光可以從後面照射到電池上，從而提高模組的效率。此外，面板不必移動，因為全像圖總是從正確的角度向細胞反射陽光。
手動追蹤
在一些發展中國家，驅動器已被調整追蹤器的操作員所取代。這樣做的好處是堅固耐用，有人員進行維護，並為現場附近的人口創造就業機會。
旋轉建築物
在德國弗萊堡，Rolf Disch於1996年建造了Heliotrop，這是一座隨太陽旋轉的住宅大樓，屋頂上有一個額外的雙軸光帆。它產生的能量是建築物消耗的能量的四倍。
雙子座房子是垂直軸追蹤器的獨特範例。這座位於奧地利（北緯45度以上）的圓柱形房屋透過整體旋轉來追蹤太陽，垂直的太陽能板安裝在建築物的一側，獨立旋轉，從而可以控制來自太陽的自然加熱。
ReVolt House是一棟旋轉浮動房屋，由代爾夫特理工大學的學生為馬德里太陽能十項全能歐洲競賽設計。該房屋於 2012 年 9 月竣工。冬天，玻璃帷幕牆面向太陽，為房屋提供被動式太陽能加熱。由於房屋無摩擦地漂浮在水面上，因此旋轉它不需要太多能量。[ 29 ]
缺點
追蹤器增加了系統的成本和維護——如果它們增加了 25% 的成本，並將輸出提高了 25%，那麼透過將系統增加 25% 即可獲得相同的效能，從而消除額外的維護。[ 31 ]過去，當光電模組比現在昂貴時，追蹤非常具有成本效益。由於它們價格昂貴，因此使用追蹤來最大限度地減少具有給定功率輸出的系統中使用的面板數量非常重要。但隨著面板變得更便宜，追蹤與使用更多面板的成本效益會降低。然而，在電池儲存電力以供夜間使用的離網裝置中，追蹤系統減少了儲存能量的使用時間，從而需要更少的電池容量。由於電池本身價格昂貴（無論是傳統的鉛酸固定電池還是新型鋰離子電池），因此需要將其成本納入成本分析中。
追蹤也不適合典型的住宅屋頂光電裝置。由於追蹤需要面板傾斜或以其他方式移動，因此必須採取措施允許這樣做。這要求面板與屋頂偏移很遠的距離，這需要昂貴的貨架並增加風荷載。此外，這樣的設置不會使住宅屋頂上的安裝美觀。因此（以及此類系統的高成本），追蹤不用於住宅屋頂安裝，並且不太可能在此類安裝中使用。隨著光伏組件成本持續下降，增加組件數量以獲取更多電力成為更具成本效益的選擇，這一點尤其如此。追蹤可以（有時）用於住宅地面安裝，這樣可以有更大的移動自由度。
追蹤也會導致陰影問題。當面板在一天中移動時，如果面板彼此距離太近，則它們可能會由於輪廓角效應而相互遮擋。舉個例子，如果從東到西有幾塊電池板排成一排，那麼在正午時不會有陰影，但在下午，如果它們足夠近，電池板可能會被西邊相鄰的電池板遮擋。這意味著面板必須間隔足夠遠，以防止帶有跟踪的系統中出現陰影，從而減少陽光高峰時段給定區域的可用功率。如果有足夠的土地面積來擴大面板的間距，這不是一個大問題。但與固定陣列相比，它會在一天中的某些時段（即太陽正午前後）減少輸出。用數學最佳化這個問題稱為回溯。
此外，單軸追蹤系統在相對適中的風速（疾馳）下容易變得不穩定。這是由於單軸太陽追蹤系統的扭轉不穩定性所造成的。必須採取自動收起、外部阻尼器等防飛馳措施。[ 32 ]
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耶 穌 對 他 說 ： 你 要 盡 心 、 盡 性 、 盡 意 愛 主 ─ 你 的 神 。
—— Matthew 22:37 —— 馬 太 福 音 22:37