Maximum Power Point

Unter dem Begriff maximum power point (MPP) bezeichnet man den maximalen Leistungspunkt einer Solarzelle. An diesem Punkt produziert die Solarzelle mit der maximalen Leistung und somit mit dem optimalen Wirkungsgrad. Anhand einer Kennlinie, in der Stromstärke und Spannung voneinander abhängig sind, kann dieser maximum power point abgeleitet und dargestellt werden.

Einflüsse

Grundsätzlich kann der maximale Leistungspunkt als das höchstmögliche Produkt zwischen der elektrischen Stromstärke und der elektrischen Spannung gesehen werden. Das heißt, dass die Stromstärke und die Spannung immer in dem optimalen Verhältnis zueinander stehen müssen. Hierbei muss angemerkt werden, dass der Innenwiderstand der elektrischen Quelle gleich dem externen Lastwiderstand ist.

Der maximum power point verändert sich im Betrieb ständig, da sich die maßgebenden Parameter ständig in wechselnden Bedingungen befinden. Hauptfaktoren sind hier die tages- und wetterabhängige Bestrahlungsstärke, sowie die Temperatur der einzelnen Solarmodule. Durch einen Anstieg der Bestrahlungsintensität steigt die gemessene Leistung und somit auch die abgegebene Leistung in das Stromnetz. Bei steigender Temperatur der Solarzellen verringert sich jedoch die Spannung, welches die eingespeiste Leistung verringert.

Optimale Leistung und Güte

Neben dem Kurzschlussstrom und der Leerlaufspannung ist der sogenannte Füllfaktor ein weiteres Maß der Güte einer Solarzelle. Der Füllfaktor beschreibt im Wesentlichen das Verhältnis zwischen theoretisch maximaler Leistung und der tatsächlichen praktischen Leistung.
Kristalline Solarzellen weisen einen Füllfaktor von circa 0,75 bis 0,85 auf, während amorphe Solarzellen einen Füllfaktor zwischen 0,5 bis 0,7 erreichen.

MPP-tracking

Um den höchstmöglichen Ertrag zu bekommen, muss die gemessene Leistung der Solarzellen immer am optimalen Leistungspunkt laufen. Dieses MPP-tracking wird mittels verschiedener verfahren in der Kontrolleinheit der Photovoltaikanlage durchgeführt. Der wichtigste externe Einflussfaktor bei einem sich ständig ändernden Leistungsmaximum ist die Verschattung.

Bei den meisten Herstellern ist ab Werk das Schattenmanagementverfahren aktiviert. Hier wird in regelmäßigen Abständen, alle 5 bis 7 Minuten, die gesamte Kennlinie des Solargenerators durchfahren, um den globalen MPP zu finden.
Bei dem iterativen Verfahren der Spannungserhöhung wird die Spannung der Solarzelle kontinuierlich erhöht. Durch diese Erhöhung steigt ebenso die erzeugte Leistung. An dem Punkt der höchsten Leistung beginnt sie wieder zu sinken und der Vorgang wird automatisch abgebrochen.

Weiterhin gibt es sehr viele verschiedene weitere Methoden und Verfahren um den MPP zu finden, da jeder einzelne Parameter separat angesteuert werden kann.

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