MPPT (Maximum Power Point Tracking)
Regelalgorithmus in Wechselrichter oder Laderegler, der die Arbeitsspannung laufend nachführt, damit der PV-Generator die maximal verfügbare Leistung liefert.
Ein PV-Generator hat eine nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie. Die Leistung, das Produkt aus Spannung und Strom, erreicht an genau einem Punkt ihr Maximum, dem Maximum Power Point (MPP). Dieser Punkt wandert, wenn sich Einstrahlung und Zelltemperatur ändern: Der Strom steigt fast linear mit der Einstrahlung, die Spannung sinkt mit steigender Temperatur (siehe Temperaturkoeffizient).
Die MPPT-Stufe, ein softwaregesteuerter DC/DC-Wandler, sucht diesen Punkt viele Male pro Sekunde. Gängige Verfahren:
- Perturb and Observe: verändert die Spannung ein wenig und behält die Richtung bei, in der die Leistung steigt.
- Incremental Conductance: vergleicht dI/dV mit −I/V, um das Maximum zu finden.
- Periodischer globaler Scan: fährt die gesamte Kennlinie ab, um lokalen Maxima zu entkommen, die entstehen, wenn bei Teilverschattung Bypassdioden schalten.
Moderne Wechselrichter erreichen statische Tracking-Wirkungsgrade über 99 % (Prüfung nach EN 50530). Mit mehreren MPPT-Eingängen arbeiten Strings mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Länge unabhängig voneinander. Modulelektronik wie Mikrowechselrichter und Leistungsoptimierer bringt das Tracking bis auf jedes einzelne Modul. Laderegler mit MPPT holen 10–30 % mehr heraus als einfache PWM-Regler, besonders bei Kälte.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Stringwechselrichter
Wechselrichter, der den Gleichstrom eines oder mehrerer PV-Strings in netzsynchronen Wechselstrom umwandelt, meist mit mehreren unabhängigen MPPT-Eingängen.
- Mikrowechselrichter
Ein kleiner Wechselrichter, der hinter einem oder wenigen PV-Modulen sitzt, deren Gleichstrom auf Modulebene in Wechselstrom umwandelt und jeweils einen eigenen MPP-Tracker hat.
- Leistungsoptimierer
DC/DC-Wandler auf Modulebene, der für jedes Modul den Punkt maximaler Leistung sucht und dessen Ausgang aufbereitet, bevor der Strom in einen Strangwechselrichter fließt.
- Bypass-Diode
Diode, die in einem PV-Modul parallel zu einer Zellgruppe geschaltet ist und den Strangstrom an verschatteten oder defekten Zellen vorbeileitet, damit keine Hotspots entstehen.
- String (PV)
Gruppe in Reihe geschalteter PV-Module: Die Spannungen addieren sich, der Strom bleibt der eines einzelnen Moduls.