Ein MPP-Tracker ist dazu da, um den Betrieb der PV-Anlage zu überwachen und die Stromproduktion zu optimieren. Der MPP-Wert ist der Punkt, an dem eine PV-Anlage die ideale Leistung erbringt
In diesem Beitrag zeigen erklären wir Ihnen ganz genau, was der MPP ist, welchen Einfluss er auf den PV-Ertrag hat und welche Funktionen ein MPP-Tracker erfüllt. Denn so können Sie ganz einfach ohne großen Aufwand den Ertrag Ihrer PV-Anlage steigern und so bares Geld einsparen.
Jetzt 30% sparen und Photovoltaik Angebote vergleichen!
✅ 100% kostenlos und unverbindlich
✅ Angebote vergleichen und sparen
✅ Geprüfte Fachfirmen aus Ihrer Region
Wir verbinden Sie kostenlos und umgehend mit bis zu 4 geprüften Fachfirmen aus Ihrer Region.
Was sind MPP-Tracker?
Ein MPP-Tracker ist ein kleines elektronisches Bauteil, welches sich im Wechselrichter Ihrer PV-Anlage finden lässt, sofern es sich um eine moderne Anlage handelt. Der MPP-Tracker ist dafür zuständig, die erbrachte Leistung der Solaranlage zu überwachen und zu optimieren.
Der MPP (Maximum Power Point) ist der Punkt, an dem die Solarzellen die maximale elektrische Leistung produzieren. Der MPP-Tracker versucht, die PV-Anlage dauerhaft in diesem günstigen Bereich zu halten.
Wie wird der MPP ermittelt?
Der maximale Leistungspunkt (MPP) einer Photovoltaik-Anlage kann durch eine Methode berechnet werden, die als “I-U-Kurve” bezeichnet wird. Dazu müssen Stromstärke (I) und Spannung (U) der PV-Anlage miteinander multipliziert werden. An dem Punkt mit dem höchsten Ergebnis liegt der MPP.
Diese Leistungskurve zeigt die Beziehung zwischen dem Strom (I) und der Spannung (U) der Solarzellen bei verschiedenen Betriebsbedingungen.
Wie funktioniert ein MPP-Tracker im Betrieb?
Der MPP-Tracker überwacht kontinuierlich die Betriebsbedingungen der Solarzellen und passt die Spannung oder den Strom des Systems an. So kann der optimale Betriebspunkt (MPP) bzw. der höchste Wirkungsgrad erreicht werden. Das steigert den PV-Ertrag des Systems und hilft Ihnen, Geld zu sparen.
Der Stromertrag einer PV-Anlage ist immer von den herrschenden Umweltbedingungen abhängig. Da diese Umstände sich aber ständig ändern, ist auch der MPP nicht fix, sondern verändert sich im Laufe des Tages.
Durch das ständige Überwachen des MPPs kann der MPP-Tracker die Effizienz der PV-Anlage optimieren und sicherstellen, dass die höchstmögliche Menge an Energie aus den Solarzellen gewonnen wird.
Es gibt allerdings einen Unterschied bei der Definition des MPP-Wirkungsgrades:
Statischer MPP-Wirkungsgrad
Der statische MPP-Wirkungsgrad bezieht sich auf das Verhältnis der aufgenommenen Energie zur umgewandelten Energie bei konstanten Bedingungen. Der MPP-Tracker berechnet einen festen Punkt, an dem die maximale Leistung erzeugt wird. Dieser Punkt wird beibehalten.
Dynamischer MPP-Wirkungsgrad
Im Gegensatz dazu bezieht sich der dynamische MPP-Wirkungsgrad auf das Verhältnis der aufgenommenen und umgewandelten Energie unter schwankenden Betriebsbedingungen. Er ist deshalb realistischer.
Welche Faktoren beeinflussen den MPP?
Der MPP kann durch viele äußere Umwelteinflüsse verändert werden, wie die Sonnenstrahlung, Verschattung der Anlage oder die Temperatur der Solarmodule.
Hier finden Sie eine Auflistung mit den wichtigsten Punkten:
Lichtintensität: Der MPP einer PV-Anlage hängt direkt von der Lichtintensität ab. Eine intensivere Lichteinstrahlung führt zu einem höheren Strom und einer höheren Spannung, was den MPP verschiebt. Bewölkter Himmel oder Regen führt zu einem Leistungsverlust
Temperatur der Module: Die Temperatur der Solarzellen beeinflusst auch den MPP. Eine höhere Temperatur verringert die Leistung der Solarzellen und verschiebt den MPP nach unten.
Verschattung: Schatten oder Verschmutzung können den MPP einer PV-Anlage erheblich beeinträchtigen, da sie die Lichtaufnahme der Solarzellen beeinträchtigen.
Alterung der Solarzellen: Im Laufe der Zeit verlieren Solarzellen an Leistung, was den MPP negativ beeinflusst.
Ausrichtung der Solarpanels: Die Ausrichtung der Solarpanels in Bezug auf die Sonne kann den MPP beeinflussen. Eine optimale Ausrichtung sorgt für eine bessere Ausbeute.
MPP-Tracker Integration im Wechselrichter
Bei modernen PV-Anlagen, die ans öffentliche Stromnetz angebunden sind, ist der MPP-Tracker bereits im Wechselrichter der Anlage integriert. Diese bezeichnet man als MPPT-Wechselrichter (Maximum Power Point Tracking).
Anders ist das bei autarken Inselanlagen wie Balkonkraftwerken oder kleinen mobilen PV-Anlagen, wie man sie auf Campern oder in Schrebergärten findet. Hier ist der MPP-Tracker separat im Laderegler der PV-Anlage zu finden. Er muss zusätzlich an das Modul angeschlossen werden, um die Stromproduktion und die Speicherung der Energie zu optimieren.
Ohne MPP-Tracker bzw. Laderegler geht viel Leistung verloren, da die Anlage dann nicht optimal auf die herrschenden Betriebsbedingungen eingestellt ist.
Wie funktionieren MPP-Tracker?
MPP-Tracker optimieren den Lastwiderstand durch verschiedene aufeinander abgestimmte Prozesse. So soll eine Leistungsspitze der PV-Anlage erreicht und möglichst dauerhaft gehalten werden.
Der MPP-Tracker wird dabei von einem Micro-Controller geregelt, der den Lastwiderstand mittels Pulsweitenmodulation (PWM) einstellt.
Bei der PWM wird ein periodisches Signal erzeugt, bei dem die Zeitdauer (Pulsbreite) eines Pulses in einem festen Zeitraum variiert wird, während die Frequenz des Signals konstant bleibt.
Die durchschnittliche Leistung eines Signals kann durch die Steuerung der Pulsbreite verändert werden. Wenn die Pulsbreite vergrößert wird, erhöht sich die durchschnittliche Leistung des Signals, während bei einer Verringerung der Pulsbreite die Leistung abnimmt. So kann die Stromproduktion der PV-Anlage an die herrschenden Bedingungen flexibel angepasst werden.
MPP-Tracker mit Spannungserhöhungsverfahren
Beim Spannungserhöhungsverfahren reagiert der MPP-Tracker auf den unterschiedlichen Strahlungseinfall im Laufe eines Tages mit einer Erhöhung der Stromspannung.
Ab einem gewissen Punkt entsteht ein Leistungsabfall, den der MPP-Tracker registriert. Also senkt der Tracker die Spannung wieder, um sich dem MPP wieder anzunähern. Durch diese Anpassung im MPPT-Spannungsbereich kann die PV-Anlage mit dem bestmöglichen Ertrag betrieben werden
MPP-Tracker mit Schattenmanagement
Viele PV-Anlagen sind einer teilweisen Verschattung im Laufe des Tages, durch Bäume, andere Gebäude oder ähnlichem ausgesetzt. Diese Verschattung beeinflusst den PV-Ertrag der Anlage negativ. Allerdings kann man mit einem MPP-Tracker mit Schattenmanagement entgegenwirken.
Dafür wird im Abstand von einigen Minuten andauernd die Kennlinie (I-U-Kurve) überprüft, um den MPP zu finden. Anschließend wird die PV-Anlage angepasst, um sich dem MPP zu nähern. So kann der Energieverlust durch teilweise Verschattung gemindert werden. Grundsätzlich sollte man aber eine Verschattung der Anlage vermeiden.
MPP-Tracker mit Lastsprungverfahren
Beim Lastsprungverfahren verändert der MPP-Tracker die Belastung Solarzellen in Lastsprüngen. Das sind kleine Abstände mit unterschiedlichen elektrischen Lastwerten. Danach wird die erzeugte Leistung der PV-Anlage gemessen. Wenn die Leistung steigt, wird die Belastung der Zellen erneut in diese Richtung fortgesetzt und weiter erhöht. Wenn die Leistung abfällt, wird die Last wieder reduziert, um sich dem MPP anzunähern.
Fazit: MPP-Tracker bringen einen höheren PV-Ertrag
Der Einsatz von MPP-Trackern ist absolut sinnvoll, um Ihre PV-Anlage an die ständig wechselnden Umwelteinflüsse wie Sonnenstrahlung und Temperaturschwankungen anzupassen. Denn nur optimal eingestellt kann die Anlage die volle Leistung bringen, die technisch möglichst ist, ansonsten geht viel Potenzial verloren.
Zum Glück sind in den allermeisten Wechselrichtern die MPP-Tracker bereits integriert. Für den Einsatz von mobilen und kleineren PV-Anlagen ohne Netzanschluss empfehlen wir einen Laderegler, dieser enthält einen MPP-Tracker.