Warum ist MPPT notwendig?
Why is MPPT necessary?
The efficiency of transferring the power from the photovoltaic (PV) solar systems depends on many factors which change frequently. MPPT system purpose is to continuously adjust the parameters under which the system work to achieve the most efficient transfer of power from the solar system to the load.
Die Effizienz der Stromübertragung von Photovoltaik (PV)-Solaranlagen hängt von vielen Faktoren ab, die sich häufig ändern. Das MPPT-System hat die Aufgabe, die Parameter, unter denen das System arbeitet, kontinuierlich anzupassen, um die effizienteste Energieübertragung von der Solaranlage zur Last zu erreichen.
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Das Maximum Power Point Tracking (MPPT) oder manchmal auch nur Power Point Tracking (PPT) ist eine Technik, die bei variablen Energiequellen eingesetzt wird, um die Energieausbeute zu maximieren, wenn sich die Bedingungen ändern. Diese Technik wird am häufigsten bei Photovoltaik (PV)-Solaranlagen eingesetzt, kann aber auch bei Windturbinen, optischer Energieübertragung und Thermophotovoltaik verwendet werden.

PV-Solarsysteme stehen in unterschiedlichem Verhältnis zu Wechselrichtersystemen, externen Netzen, Batteriespeichern und anderen elektrischen Verbrauchern. Das zentrale Problem von MPPT ist, dass die Effizienz der Energieübertragung von der Solarzelle von der verfügbaren Sonneneinstrahlung, der Abschattung, der Temperatur des Solarmoduls und den elektrischen Eigenschaften der Last abhängt. Wenn diese Bedingungen variieren, ändert sich die Lastcharakteristik (Impedanz), die die höchste Leistungsübertragung ermöglicht. Das System wird optimiert, wenn sich die Lastcharakteristik so verändert, dass die Leistungsübertragung mit dem höchsten Wirkungsgrad erfolgt. Diese optimale Lastcharakteristik wird als maximaler Leistungspunkt (MPP) bezeichnet. MPPT ist der Prozess der Anpassung der Lastcharakteristik, wenn sich die Bedingungen ändern. Schaltkreise können so konzipiert werden, dass sie die Photovoltaikzellen optimal belasten und dann die Spannung, den Strom oder die Frequenz so umwandeln, dass sie zu anderen Geräten oder Systemen passen.

Die nichtlineare Beziehung zwischen Temperatur und Gesamtwiderstand der Solarzellen kann anhand der Strom-Spannungs-Kurve (I-V) und der Leistungs-Spannungs-Kurve (P-V) analysiert werden. MPPT-Geräte nehmen die Leistung der Zellen auf und stellen den richtigen Widerstand (die richtige Last) ein, um die maximale Leistung zu erzielen. MPPT-Geräte sind in der Regel in ein Stromrichtersystem integriert, das die Spannungs- oder Stromumwandlung, die Filterung und die Regelung für den Betrieb verschiedener Lasten wie Stromnetze, Batterien oder Motoren übernimmt. Solarwechselrichter wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um und können mit MPPT ausgestattet sein.

Die Leistung am MPP (Pmpp) ist das Produkt aus der MPP-Spannung (Vmpp) und dem MPP-Strom (Impp).

Im Allgemeinen kann die P-V-Kurve einer teilweise verschatteten Solaranlage mehrere Spitzen aufweisen, und einige Algorithmen können an einem lokalen Maximum statt am globalen Maximum der Kurve hängen bleiben.
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