MPP-Tracking

Der maximum power point (MPP) ist der Ort an der Stromstärken-Spannungskennlinie bei der die abgegebene Leistung am höchsten ist. Um dauerhaft an diesem maximalen Leistungspunkt Strom zu produzieren, greifen moderne Photovoltaikanlagen auf das Konzept des MPP-trackings.
Da bei der Stromproduktion viele verschiedene Parameter, wie Temperatur oder Bestrahlungsintensität, Einfluss auf den Wirkungsgrad und damit den Ertrag haben, werden viele verschiedene Verfahren angewendet.

Hardware

Da die Ausgangsspannung des Ladungsreglers jederzeit nahezu konstant sein sollte, muss ein Gleichspannungswandler eingebaut werden, da die Belastung der Solarzelle anhand der Belastungsspannung eingestellt wird. So können dann Spannungsdifferenzen ausgeglichen werden.
Die Steuerung wird im Gegensatz zu netzgekoppelten System bei Inselanlagen anders umgesetzt. Bei netzgekoppelten Photovoltaikanlagen agiert der Wechselrichter als MPP-tracker wobei bei Inselanlagen der MPP-tracker in dem Laderegler integriert ist.

Software

Ausgestattet ist die Hardware mit einem Mikrocontroller oder einem digitalen Signalprozessor. Diese führen dann die möglichen Verfahren, nachdem die Messdaten von Sensoren bereitgestellt werden, durch und geben die berechneten Ergebnisse dann an die jeweilige Steuereinheit weiter.

Verfahren

Mittlerweile gibt es sehr viele verschiedene Methoden und Verfahren welche zum Zweck des MPP-trackings durchgeführt werden können.
Die Vielzahl der Verfahren ist auf die zahlreichen Parameter zurückzuführen, welche die Leistung der Solaranlagen beeinflussen.

Die am weitesten verbreiteten Methoden ist das Schattenmanagement und die Methode der Spannungserhöhung.
In regelmäßigen Abständen durchläuft der MPP-tracker die gesamte Kennlinie des Solargenerators und sucht damit den globalen MPP. Sobald dieser MPP gefunden wurde, orientiert sich der MPP-tracker an diesen Werten und optimiert die Einstellungen laufend, um möglichst nah an dem optimalen Wirkungsgrad zu bleiben.
Die Methode der Spannungserhöhung hingegen ist ein iteratives Verfahren, um sehr einfach den Punkt des Leistungsmaximums zu finden. Der MPP-tracker erhöht kontinuierlich die elektrische Spannung. Sobald die Spannung erhöht wird, steigt ebenso die Leistung bis zu einem Maximum, wonach die Leistung absinkt. An dem Maximalpunkt hält der Tracker dann automatisch diese Spannung.

Zukunftsvisionen

Laufend werden Software sowie Hardware aktualisiert und verbessert. Zusammen mit dem Aufkommen von Smarthomes, also digital vernetze und mit KI ausgestattete Heime, sollen auch die hauseigenen Photovoltaikanlagen miteinander vernetzt werden, um etwa aufkommende Wolkeneinbrüche frühzeitig zu erkennen und dann die Einstellungen dementsprechend vorbereitend zu ändern.

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