Maximum Power Point Tracking (MPPT)
MPPT ist ein Regelungsverfahren in Wechselrichtern und Ladereglern, das die Betriebsspannung der Anlage kontinuierlich anpasst, um sie am Maximum Power Point zu halten, also an dem Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem die Leistungsabgabe am höchsten ist, während sich Einstrahlung und Temperatur im Tagesverlauf ändern.
Maximum Power Point Tracking ist das Verfahren, das eine Solaranlage in jedem Moment des Tages an ihrem produktivsten Betriebspunkt arbeiten lässt. Da die Leistungsabgabe einer Anlage davon abhängt, an welcher Stelle ihrer Strom-Spannungs-Kennlinie sie betrieben wird, und da sich diese Kennlinie mit Sonnenlicht und Temperatur ständig verschiebt, wäre eine feste Betriebsspannung fast immer die falsche. MPPT löst dies, indem es den Maximum Power Point kontinuierlich sucht und hält.
Es sitzt im Wechselrichter oder Laderegler. Ein MPPT-Wandler befindet sich zwischen der Anlage und der Last und variiert die Betriebsspannung, um das Maximum der Leistungs-Spannungs-Kennlinie zu finden. Gängige Algorithmen sind Perturb-and-Observe und die inkrementelle Konduktanz, die beide kleine Änderungen vornehmen und beobachten, ob die Leistung gestiegen oder gefallen ist.
Seine Grenzen bestimmen die String-Auslegung. Der MPPT-Eingang eines Wechselrichters hat ein Spannungsfenster, zum Beispiel 100 V bis 500 V, und einen Maximalstrom. Diese Grenzen bestimmen, wie viele Module in einem String in Reihe geschaltet werden können, damit die String-Spannung unter den kältesten und heißesten Bedingungen innerhalb des Fensters bleibt, und wie viele Strings parallel geschaltet werden können, bevor die Stromgrenze erreicht ist. Die String-Dimensionierung ist letztlich die Aufgabe, einen String in die MPPT-Grenzen einzupassen.
Unabhängige Eingänge sind bei gemischten Dächern wichtig. Jeder MPPT-Kanal verfolgt einen einzelnen Betriebspunkt, daher gehören Module mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Verschattung auf unterschiedliche Kanäle. Legen Sie eine Ost- und eine Westgruppe auf einen MPPT, findet der Tracker einen Kompromiss zwischen beiden; gibt man jeder ihren eigenen, arbeiten beide an ihrem echten Optimum.
Warum das für Installateure wichtig ist
MPPT ist die Randbedingung, die aus Modul- und Wechselrichter-Datenblättern einen realen String-Plan macht. Machen Sie hier einen Fehler, kappt die Anlage im Sommer oder fällt am kältesten Morgen aus. solarVis prüft jeden String in Echtzeit gegen die MPPT-Spannungs- und Stromgrenzen des Wechselrichters, während Sie ihn zeichnen, unter Verwendung temperaturkorrigierter Modulwerte, sodass der Entwurf, den Sie vorschlagen, das ganze Jahr über tatsächlich innerhalb des Fensters bleibt.
Häufige Fragen
- Was ist der Maximum Power Point?
- Jede Solaranlage hat eine Strom-Spannungs-Kennlinie (I–V), und auf ihr gibt es genau einen Betriebspunkt, an dem das Produkt aus Strom und Spannung, also die Leistung, am größten ist. Das ist der Maximum Power Point. Er verschiebt sich fortlaufend mit Sonnenlicht und Temperatur, sodass eine feste Betriebsspannung Energie verschenken würde. MPPT verfolgt ihn in Echtzeit.
- Was ist der Unterschied zwischen MPPT- und PWM-Ladereglern?
- Ein PWM-Regler zieht die Anlage auf die Batteriespannung herunter und verschwendet die Differenz. Ein MPPT-Regler betreibt die Anlage an ihrem echten Maximum Power Point und wandelt die überschüssige Spannung in zusätzlichen Strom um, wodurch typischerweise 10 bis 30 Prozent mehr Energie gewonnen werden, besonders bei kaltem Wetter oder wenn die Anlagenspannung deutlich über der Batteriespannung liegt.
- Wie viele MPPT-Eingänge benötigt mein Wechselrichter?
- Jeder unabhängige MPPT-Eingang kann einen Betriebspunkt verfolgen, daher sollten Module, die in unterschiedliche Richtungen zeigen oder unterschiedlich verschattet sind, idealerweise auf getrennte MPPTs gelegt werden. Ein einfaches, nach Süden ausgerichtetes Dach benötigt möglicherweise nur einen, während ein Ost-West- oder mehrflächiges Dach von zwei oder mehr profitiert, sodass jede Gruppe an ihrem eigenen Optimum arbeitet.
