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Glossar · Solar

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).

P = V · I     im MPP: dP/dV = 0     Vmp ≈ 0.78–0.84 · Voc

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

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  • 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.