MPPT

Was ist MPPT in Wechselrichtern?

Maximum Power Point Tracking (MPPT) ist eine Technologie, die in Solarladereglern angewendet wird, um optimale Leistung unter unterschiedlichen Bedingungen zu gewährleisten. Der Kern dieser Methode besteht darin, mithilfe eines speziellen Algorithmus den maximalen Leistungspunkt eines PV-Panels zu identifizieren.

Im Wesentlichen verbessert ein Solarwechselrichter mit einem MPPT-Laderegler die Systemeffizienz, indem er die Verluste, die durch die Fehlanpassung zwischen Eingangsspannung und Batteriespannung entstehen, minimiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das PV-Panel stets mit optimalen Strom- und Spannungswerten arbeitet.

Die MPPT-Steuerung einer Solaranlage kann entweder als eigenständiges Modul oder in den Wechselrichter integriert sein. Ein Solarwechselrichter mit integrierter Laderegelung bietet zusätzlichen Komfort. Diese Art von Wechselrichtern wird weiter in verschiedene Typen unterteilt, einschließlich Einzel- und Mehrfach-MPPT-Typen. Weitere Informationen zu diesen Typen finden Sie folgend.

Einzelner MPPT-Wechselrichter

Ein separater MPPT-Wechselrichter verfügt lediglich über einen einzigen MPPT-Kanal für die Anbindung an die Solaranlage. Anders ausgedrückt, ist er nur in der Lage, die Leistungsausgabe des gesamten Solarfelds zu überwachen. Individuelle MPPT-Wechselrichter stellen normalerweise die kostengünstigste Möglichkeit dar. Trotzdem weisen sie auch niedrigere Effizienzwerte auf im Vergleich zu solchen, die mehr als einen MPPT-Kanal bieten.

Mehrere MPPT-Wechselrichter

Ein Multi-MPPT-Wechselrichter nutzt dagegen verschiedene MPPT-Kanäle oder Eingänge. Diese Konfiguration des MPPT-Designs des Solarwechselrichters gestattet die individuelle Verfolgung von Modulsträngen innerhalb einer Anlage. Mehrfach-MPPT-Wechselrichter weisen üblicherweise höhere Effizienzwerte im Vergleich zu ihren Einzel-MPPT-Pendants auf, sind jedoch auch kostenintensiver.

Wie Funktioniert MPPT?

Der Grundgedanke hinter der Integration von MPPT in einen Solarwechselrichter besteht darin, eine fortlaufende Anpassung des Systemstroms zu ermöglichen und optimale Leistungswerte zu erzielen. Um das Funktionsprinzip von Solar-MPPT zu verstehen, bedarf es einer Betrachtung der Wechselwirkung zwischen Strom, Spannung und Leistung.

Dies wird durch die Gleichung P = V x I repräsentiert, wobei P für Leistung, V für Spannung und I für Strom steht.

In dieser Gleichung führt eine Erhöhung der Spannung im Stromkreis bei konstantem Strom zu einer gesteigerten Ausgangsleistung und umgekehrt.

Unter Berücksichtigung dieser Grundlagen können wir nun die Funktionsweise von Solar-MPPT genauer betrachten.

• Der MPPT-Solarwechselrichter überwacht die Spannung, die von Ihrem Solarmodul erzeugt wird. Durch geschickte Anwendung elektronischer Technologie wird dem Stromkreis ein Widerstand hinzugefügt, um den Punkt maximaler Leistung zu erreichen.
• Diese Technologie nutzt das Verhältnis zwischen Strom und Spannung, welches durch die I-U-Kurve dargestellt wird. Folglich passt Ihr Wechselrichter kontinuierlich die Einstellungen an, um den optimalen Leistungspunkt gemäß der Kurve zu erreichen.

Die Verwendung eines MPPT-Wechselrichters für ein Solarsystem bedeutet daher eine stets effiziente Installation, selbst unter sich verändernden Bedingungen wie Schwankungen der Sonnenintensität, Staub, Temperaturschwankungen und Ähnlichem. Solar-MPPT bietet verschiedene Vorteile, die im weiteren Verlauf ausgeführt werden.

Vorteile von MPPT

Der Solar-MPPT-Wechselrichter identifiziert, wie zuvor angedeutet, den optimalen Betriebspunkt des Solarmoduls. Daraufhin erfolgt eine kontinuierliche Anpassung des Stroms, um Veränderungen der Bedingungen, wie beispielsweise Temperatur- und Sonnenlichtintensität, zu adaptieren. Dies eröffnet verschiedene Vorteile.

• Erstens steigert es die Systemeffizienz – ein wesentlicher Pluspunkt von MPPT. Durch die konstante Anpassung des Arbeitspunkts der Anlage ist das MPPT-Modul in der Lage, mehr Energie aus den Modulen zu extrahieren, was zu einer insgesamt höheren Effizienz führt. Dies ist in jeder Solaranlage äußerst wünschenswert.
• Zweitens kann MPPT die Leistung Ihres Solarsystems unter vielfältigen Bedingungen optimieren, da es den maximalen Leistungspunkt Ihrer PV-Paneele auch bei schwacher Sonneneinstrahlung nachverfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist dies für Systeme, die in Regionen mit suboptimalen Lichtverhältnissen, Schattenproblemen oder staubigen Umgebungen installiert sind.
• MPPT bietet zusätzliche Flexibilität und gestattet Ihnen, höhere Spannungen der Solaranlage zu nutzen, ohne dabei Energieverluste zu verzeichnen. Dies bedeutet, dass Sie bei Verwendung eines MPPT-Basiswechselrichters die Skalierbarkeit in Betracht ziehen können.

Spannungsanpassung

Zusätzlich zur Anpassung der Nennleistung muss auch die Spannung des PV-Generators mit dem Spannungsbereich des Wechselrichters übereinstimmen. Dieser Bereich wird über folgende Grenzen definiert:

• MPP-Spannung (UMPP) bei der höchsten Zelltemperatur (70°C)
• Leerlaufspannung (UOC) bei der niedrigsten Zelltemperatur (-10°C)

Der MPP-Spannungsbereich des Wechselrichters sollte bei einer gut geplanten PV-Anlage zu allen MPP-Punkten der Generatorkennlinie passen, die während des Betriebs auftreten.

Die Zell- und Generatorspannung variiert stark mit der Temperatur und in geringerem Maße mit der Einstrahlungsstärke.

Diese Temperaturabhängigkeit wird durch einen negativen Temperaturkoeffizienten beschrieben, was bedeutet, dass die Generatorspannung bei höheren Temperaturen sinkt und bei niedrigeren Temperaturen steigt. Der Temperaturkoeffizient ist in den Datenblättern der meisten Modulhersteller zu finden.