随着全球经济的发展和工业化程度的上升,人类社会对于能源的需求量在逐渐增加,传统能源的储量不断减少。各个国家一直在努力开发利用可再生能源和绿色能源以实现人类社会的可持续发展。基于综合储量稳定性等各种因素,太阳能从多种可再生能源中脱颖而出,成为最符合可持续发展战略的理想的新型的可再生绿色能源。但由于现有的光伏发电方式的成本太高且对太阳能量的利用也不够,在此背景下,本文研究了能有效提高太阳能利用率的聚光光伏发电技术,重点对太阳自动跟踪系统进行了设计。本文中首先建模仿真了太阳能电池,分析了太阳能电池的输出特性。比较了几种常用的聚光器的性能和经济性,并选用菲涅尔聚光器。对国内外常见的几种跟踪方式进行了讨论,在对比分析的基础上,本文提出了基于图像传感器的太阳自动跟踪系统的设计。该自动跟踪系统采用图像传感器检测太阳位置变化,按照小孔成像原理设计一次传感器一成像机构,将太阳投影成可以被图像传感器采集的光斑图像。通过对光斑定位得到太阳的偏转角度,针对所采集图像的特点来简化跟踪定位算法,最终得到的结果控制步进电机转动相对应的步数,即带动执行部分在两个方向上各旋转相应的角度实现跟踪。根据系统的功能分析和要求,论文对跟踪系统的硬件电路和软件进行了设计。论文选择了适合的图像传感器,处理器,步进电机及其驱动器,主要对成像机构,DSP外围电路,图像采集电路和电机控制电路进行了设计。最后对系统进行了实验,并将光线入射偏转角和步进电机应该转动的步数通过串口传送到上位机上显示,实验结果显示该系统达到了研究的预期目标。