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Maximum Power Point

Der Maximum Power Point (MPP) ist entscheidend für die Effizienz von Photovoltaikanlagen. Er markiert den Punkt, an dem eine Solarzelle ihre maximale Leistung abgibt. MPP-Tracking-Methoden wie Perturb & Observe oder Incremental Conductance sind Technologien in Wechselrichtern oder Ladereglern, die kontinuierlich den MPP suchen, um die Leistung der Solaranlage zu maximieren. Verschiedene externe Faktoren wie Temperatur und Einstrahlung beeinflussen den MPP, weshalb ein kontinuierliches Tracking unerlässlich ist. Der Einsatz von MPP-Trackern kann die Komplexität und die Kosten von Solaranlagen erhöhen, steigert aber den Energieertrag und damit die Effizienz erheblich. Bei der Auswahl eines MPP-Trackers sollten die spezifischen Anforderungen der Anlage und der Wirkungsgrad des Trackers berücksichtigt werden, um eine optimale Leistung der Photovoltaikanlage zu gewährleisten.
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    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.

    AspektBeschreibung
    DefinitionDer Maximum Power Point (MPP) ist der Punkt auf der Strom-Spannungs-Kurve einer Solarzelle, an dem die maximale Leistung abgegeben wird.
    BedeutungDer MPP ist wichtig, um die Solaranlage optimal zu betreiben und die höchstmögliche Energieausbeute zu erzielen.
    MPP-TrackingMPP-Tracking ist ein Verfahren, das von Solarwechselrichtern oder Ladereglern verwendet wird, um den MPP kontinuierlich zu finden und die Solaranlage optimal zu betreiben.
    Faktoren, die den MPP beeinflussenDie Position des MPP auf der Strom-Spannungs-Kurve kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, wie z.B. Temperatur, Einstrahlung und Alterung der Solarzellen.
    Vorteile von MPP-TrackingDurch MPP-Tracking kann die Effizienz der Solaranlage erhöht und die Energieausbeute maximiert werden.
    Nachteile von MPP-TrackingMPP-Tracking kann die Komplexität und die Kosten von Solarwechselrichtern oder Ladereglern erhöhen.
    Typen von MPP-TrackernEs gibt verschiedene Typen von MPP-Trackern, wie z.B. Perturb & Observe (P&O), Incremental Conductance (InCond) und Fuzzy Logic. Diese unterscheiden sich in ihrer Arbeitsweise und Effizienz.
    Auswahl eines MPP-TrackersBei der Auswahl eines MPP-Trackers sollten Aspekte wie Kompatibilität, Effizienz, Kosten und Zuverlässigkeit berücksichtigt 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.

    Häufige Fragen zum Maximum Power Point (MPP)

    Was ist der Maximum Power Point (MPP)?

    Der Maximum Power Point (MPP) ist der Punkt auf der Strom-Spannungs-Kurve einer Solarzelle, an dem die maximale Leistung abgegeben wird. Der MPP ist wichtig, um die Solaranlage optimal zu betreiben und die höchstmögliche Energieausbeute zu erzielen.

    Warum ist MPP-Tracking wichtig?

    MPP-Tracking ist ein Verfahren, das von Solarwechselrichtern oder Ladereglern verwendet wird, um den MPP kontinuierlich zu finden und die Solaranlage optimal zu betreiben. Durch MPP-Tracking kann die Effizienz der Solaranlage erhöht und die Energieausbeute maximiert werden.

    Welche Faktoren beeinflussen den MPP?

    Die Position des MPP auf der Strom-Spannungs-Kurve kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, wie z.B. Temperatur, Einstrahlung und Alterung der Solarzellen.

    Welche Typen von MPP-Trackern gibt es?

    Es gibt verschiedene Typen von MPP-Trackern, wie z.B. Perturb & Observe (P&O), Incremental Conductance (InCond) und Fuzzy Logic. Diese unterscheiden sich in ihrer Arbeitsweise und Effizienz.

    Wie wählt man einen MPP-Tracker aus?

    Bei der Auswahl eines MPP-Trackers sollten Aspekte wie Kompatibilität, Effizienz, Kosten und Zuverlässigkeit berücksichtigt werden.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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