MPP-Tracker: Leistungsoptimierung für Ihre PV-Anlage

Photovoltaik MPP-Tracker optimieren die Leistung einer Solaranlage, indem sie kontinuierlich die idealen Spannungs- und Stromwerte finden. Diese Technologien maximieren die Energieausbeute und minimieren Verluste, indem sie sich an wechselnde Wetterbedingungen anpassen. Bei uns erfahren Sie alles über die verschiedenen MPP-Tracking-Methoden und ihre jeweiligen Vorteile

Das Wichtigste in Kürze 📌

• 💪 MPP-Tracker holen den maximal möglichen Stromertrag aus einer PV-Anlage raus.
• 🌤️ Sie optimieren nonstop die Leistung durch Anpassung an die wechselnden Wetterbedingungen.
• ⚡ Sie funktionieren, indem sie kontinuierlich die optimalen Spannungs- und Stromwerte finden.

Was ist ein MPP-Tracker?

MPP steht für “Maximum Power Point" und bezeichnet den Punkt, an dem eine Solaranlage ihre höchste Leistung erzielt. Dieser Punkt wird durch die Multiplikation von Stromstärke (I) und Spannung (U) innerhalb des Solarmoduls bestimmt. Da Faktoren wie Sonneneinstrahlung, Temperatur und Verschattung ständig variieren, ändert sich auch der MPP kontinuierlich 🌞.

Um den MPP zu finden und zu nutzen, wird ein MPP-Tracker eingesetzt. Dieser Tracker ist in modernen Wechselrichtern integriert und überwacht fortlaufend die Leistung der Solarmodule, um den optimalen Betriebspunkt zu berechnen. Der MPP-Tracker stellt sicher, dass die PV-Anlage immer die maximale Energieproduktion liefert, indem er den Lastwiderstand entsprechend anpasst. Bei netzgekoppelten Anlagen ist dieser Tracker bereits im Wechselrichter eingebaut, während bei autarken Systemen auch MPPT-Laderegler zum Einsatz kommen können.

Wie funktioniert ein MPP-Tracker?

Die Hauptaufgabe eines MPP-Trackers besteht darin, den Maximum Power Point (MPP) zu finden, den Punkt, an dem die Solaranlage ihre maximale Leistung erzielt. Dieser Punkt ist das Produkt aus Stromstärke (I) und Spannung (U), und obwohl beide Werte von der Sonneneinstrahlung und der Temperatur beeinflusst werden, kann der MPP-Tracker kontinuierlich Anpassungen vornehmen, um diesen zu erreichen.

Da bei höherer Sonneneinstrahlung die Stromstärke steigt, die Spannung jedoch aufgrund der Wärme sinkt, kann es zu suboptimalen Leistungswerten kommen. Hier greift der MPP-Tracker ein: Er analysiert ständig die aktuellen Strom- und Spannungswerte der Solarmodule und passt das Verhältnis zwischen Eingangsspannung (Gleichstrom) und Ausgangsspannung (Wechselstrom) so an, dass die PV-Anlage möglichst effizient arbeitet 🌟

Der Tracker arbeitet dabei mit einer Strom-Spannungs-Kennlinie, die im Diagramm die maximale Leistung bei verschiedenen Spannungen zeigt. Der MPP-Tracker stellt sicher, dass die Solaranlage nahe oder am Punkt ihrer maximalen Leistung arbeitet, indem er kontinuierlich den Lastwiderstand anpasst. In modernen Wechselrichtern übernimmt ein Mikrocontroller diese Aufgabe, indem er die Spannung kontrolliert.

Erhöht sich die Leistung nach einer Anpassung, wird der Sollwert weiter in diese Richtung verändert. Sinkt die Leistung, wird die Anpassung in die entgegengesetzte Richtung vorgenommen. Somit bleibt die PV-Anlage stets auf dem optimalen Leistungsniveau ✅

Unterschiedliche Typen von MPP-Trackern

MPP-Tracker nutzen verschiedene Verfahren, um die maximale Leistung aus Ihrer Solaranlage herauszuholen. Die 3 gängigsten Methoden sind:

Spannungserhöhungsverfahren

Bei diesem Verfahren erhöht der MPP-Tracker die Spannung in den Solarmodulen schrittweise, um den Maximum Power Point (MPP) zu finden. Wenn ein Leistungsabfall festgestellt wird, erkennt der Tracker, dass der MPP überschritten wurde, und reduziert die Spannung wieder. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anlage möglichst lange am optimalen Punkt betrieben wird, auch bei sich ändernder Sonneneinstrahlung.

Schattenmanagement

Dieses Verfahren ist besonders wichtig, wenn Teile der Solaranlage verschattet sind. Der MPP-Tracker überprüft alle fünf bis zehn Minuten die gesamte Strom-Spannungs-Kennlinie der PV-Anlage, um den globalen Maximum Power Point zu finden. Dies verhindert, dass der Tracker nur lokale Maxima erkennt, die durch Teilverschattungen verursacht werden könnten, und maximiert so die Leistung des gesamten Systems.

Lastsprung-Verfahren

Hier wird die Last der Solarzellen in kleinen Schritten verändert, um den MPP näherungsweise zu bestimmen. Diese Methode liefert zwar keinen exakt präzisen Punkt, hilft jedoch dabei, den maximalen Ertrag zu approximieren. Bei stark wechselnden Bedingungen kann dieses Verfahren nützlich sein, bietet jedoch nicht die Genauigkeit der anderen Methoden.

Für eine noch präzisere Leistungsoptimierung können auch Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern (2-MPP-Tracker oder 3-MPP-Tracker) in Betracht gezogen werden, die mehrere Maximum Power Points ermitteln können, um eine noch höhere Effizienz zu gewährleisten.

Welche Faktoren beeinflussen den MPP?

Der MPP wird durch verschiedene Umweltfaktoren beeinflusst. Hier sind die wichtigsten:

Sonneneinstrahlung 🌞: Die Intensität des Sonnenlichts hat einen direkten Einfluss auf die Leistung einer Solaranlage. Je stärker die Sonneneinstrahlung, desto mehr Energie können die Solarzellen erzeugen. Die Strahlungsintensität variiert jedoch im Tagesverlauf und bei unterschiedlichen Wetterbedingungen. Beispielsweise ist die Stromstärke zur Mittagszeit am höchsten, wenn die Sonne am intensivsten scheint, während sie in den Morgen- und Abendstunden geringer ist.

Temperatur des Moduls 🌡️: Auch die Temperatur der Solarmodule spielt eine entscheidende Rolle für den MPP. Mit steigender Temperatur nimmt die Spannung innerhalb des Solarmoduls ab, was zu einer Verringerung der Gesamtleistung führen kann. Jede Änderung der Umgebungstemperatur, sei es durch Wetterumschwünge oder direkte Sonneneinstrahlung, beeinflusst somit den MPP und erfordert ständige Anpassungen durch den MPP-Tracker.

Verschattungen 🌥️: Schatten, die durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse auf die Solarmodule fallen, können die Leistung erheblich reduzieren. Verschattungen führen dazu, dass einzelne Module weniger Sonnenlicht erhalten, was die Stromstärke und damit auch den MPP beeinflusst. Ein effektives Schattenmanagement im MPP-Tracker sorgt dafür, dass trotz Teilverschattungen immer die bestmögliche Leistung aus der Anlage herausgeholt wird.

Vorteile der Verwendung von MPP-Trackern

Die Verwendung von MPP-Trackern bringt zahlreiche Vorteile für PV-Anlagen:

Erhöhung des Stromertrags: MPP-Tracker maximieren die Energieausbeute, indem sie kontinuierlich die optimalen Spannungs- und Stromwerte finden, wodurch die Effizienz der Anlage gesteigert wird.

Reduzierung von Energieverlusten: MPP-Tracker passen sich fortlaufend an wechselnde Wetterbedingungen und Verschattungen an, minimieren dadurch Energieverluste und sorgen für einen stabilen Betrieb.

Kosteneffizienz: Durch die langfristig höheren Erträge, die durch die optimierte Leistung erzielt werden, ermöglichen MPP-Tracker erhebliche Kosteneinsparungen und reduzieren die Amortisationszeit der PV-Anlage.

Wie viele MPP-Tracker brauche ich?

Die Wahl des passenden MPP-Trackers hängt von der Größe und dem Typ Ihrer PV-Anlage ab. Bei kleineren Anlagen reicht oft ein Wechselrichter mit einem MPP-Tracker aus. Größere Anlagen profitieren von Wechselrichtern, die mit zwei oder drei MPP-Trackern ausgestattet sind. Diese ermöglichen es, mehrere Maximum Power Points gleichzeitig zu ermitteln und somit den Ertrag zu maximieren.

Fazit

MPP-Tracker sind essenziell für die Leistungsoptimierung von Photovoltaikanlagen. Durch ihre Fähigkeit, kontinuierlich die idealen Spannungs- und Stromwerte zu ermitteln, maximieren sie den Stromertrag und minimieren Energieverluste, selbst unter wechselnden Wetterbedingungen und bei Teilverschattungen. Dies führt nicht nur zu einer höheren Effizienz und Zuverlässigkeit der Anlage, sondern auch zu erheblichen Kosteneinsparungen über die Lebensdauer der Anlage hinweg.