Was ist MPPT in Solar-Wechselrichtern und was sind die Vorteile?

Unter den vielen technologischen Fortschritten, die die Effizienz von Solarenergiesystemen verbessern, sticht das Maximum Power Point Tracking (MPPT) als entscheidende Komponente hervor. In diesem Artikel erfahren Sie, was MPPT ist, welche Vorteile es bringt, welche Unterschiede es zwischen Solarwechselrichtern mit und ohne MPPT gibt und wie Sie den richtigen Solarwechselrichter für Ihre Bedürfnisse auswählen.

Was ist MPPT?

Maximum Power Point Tracking (MPPT) ist eine Technologie, die in Solarwechselrichtern eingesetzt wird, um die Leistungsabgabe einer Photovoltaikanlage (PV) zu optimieren. Die Energiemenge, die ein Solarmodul erzeugen kann, hängt von der Intensität des Sonnenlichts, der Temperatur und anderen Umweltbedingungen ab. Jedes Solarmodul hat einen bestimmten Punkt, an dem es am effizientesten arbeitet, den so genannten Maximum Power Point (MPP). MPPT-Systeme passen den elektrischen Arbeitspunkt der Module oder des Arrays kontinuierlich an, um sicherzustellen, dass sie immer an ihrem MPP arbeiten.

Ein MPPT-Controller überwacht ständig die Spannungs- und Stromabgabe der PV-Module und verwendet einen Algorithmus, um den MPP zu ermitteln. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das System zu jedem Zeitpunkt die maximal mögliche Leistung abgibt, auch wenn sich die Bedingungen im Laufe des Tages und der verschiedenen Jahreszeiten ändern.

Vorteile von MPPT

1. Erhöhter Wirkungsgrad: MPPT kann den Wirkungsgrad einer Solarstromanlage um 20-30 % im Vergleich zu Systemen ohne MPPT erhöhen. Das liegt daran, dass MPPT die Energiegewinnung kontinuierlich optimiert und sich an die schwankenden Bedingungen anpasst.
2. Bessere Leistung bei variablen Bedingungen: Sonneneinstrahlung und Temperatur können sich häufig ändern. Mit MPPT kann sich das System dynamisch an diese Veränderungen anpassen und so eine optimale Leistung auch unter ungünstigen Bedingungen wie bewölktem Wetter oder Abschattung der Module gewährleisten.
3. Maximierte Energieausbeute: MPPT sorgt dafür, dass die Solarmodule immer mit ihrem maximalen Wirkungsgrad arbeiten, und maximiert so die Gesamtenergieausbeute der PV-Anlage. Dies ist besonders wichtig für die Maximierung der Investitionsrendite von Solaranlagen.
4. Verlängerte Lebensdauer der Solarkomponenten: Wenn Solarmodule und Batterien innerhalb ihres optimalen Bereichs betrieben werden, kann dies ihre Lebensdauer verlängern. MPPT sorgt dafür, dass die Module nicht übermäßig belastet werden, indem sie auf ihrem MPP gehalten werden, was den Verschleiß reduziert.

Unterschiede zwischen Solar-Wechselrichtern mit MPPT und ohne MPPT

Solar-Wechselrichter ohne MPPT

Herkömmliche Solarwechselrichter ohne MPPT sind einfacher aufgebaut und im Allgemeinen billiger. Diese Wechselrichter arbeiten mit einer festen Spannung oder einem voreingestellten Bereich, der nicht immer mit dem MPP der Solarmodule übereinstimmt. Infolgedessen sind sie weniger effizient, insbesondere wenn die Umgebungsbedingungen vom optimalen Szenario abweichen.

1. Geringerer Wirkungsgrad: Wechselrichter ohne MPPT können die potenziell verfügbare Leistung der PV-Anlage nicht nutzen, insbesondere in Zeiten schwankender Sonneneinstrahlung und Temperatur.
2. Begrenzte Anpassungsfähigkeit: Diese Systeme sind nicht in der Lage, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen, was zu einer suboptimalen Leistung bei wechselhaftem Wetter oder Teilverschattung führt.
3. Kosteneffektiv für kleine, einfache Systeme: Für kleine Anwendungen, bei denen die Kosten eine wichtige Rolle spielen und die Installationsumgebung relativ stabil ist, können Wechselrichter ohne MPPT immer noch eine sinnvolle Option sein.

Solar-Wechselrichter mit MPPT

Wechselrichter mit MPPT-Technologie sind so konzipiert, dass sie die Leistungsabgabe von PV-Anlagen durch kontinuierliche Anpassung des Arbeitspunkts maximieren. Diese Wechselrichter sind komplexer und in der Regel teurer, bieten aber erhebliche Vorteile in Bezug auf Leistung und Effizienz.

1. Höherer Wirkungsgrad: MPPT sorgt dafür, dass die Solarmodule an ihrem maximalen Arbeitspunkt betrieben werden, wodurch die höchstmögliche Leistung erzielt und die Systemeffizienz erheblich verbessert wird.
2. Anpassungsfähigkeit: Diese Wechselrichter können sich an wechselnde Wetterbedingungen anpassen und gewährleisten eine gleichbleibende Leistung und höhere Energieerträge über den Tag und die verschiedenen Jahreszeiten hinweg.
3. Bessere Investitionsrentabilität: Der höhere Wirkungsgrad und Energieertrag rechtfertigen häufig die höheren Anschaffungskosten von MPPT-Wechselrichtern und führen zu einer besseren langfristigen Rendite.

Was ist besser – Solar-Wechselrichter mit MPPT oder mit PWR

Beim Vergleich von MPPT (Maximum Power Point Tracking) und PWM (Pulsweitenmodulation) in Solarwechselrichtern ist es wichtig, die Unterschiede in der Funktionsweise und den jeweiligen Einsatzbereich zu kennen. MPPT-Steuerungen wurden entwickelt, um die Leistungsabgabe von Solarmodulen zu maximieren, indem der elektrische Arbeitspunkt kontinuierlich angepasst wird. Dadurch kann das System unabhängig von wechselnden Umgebungsbedingungen wie schwankender Sonneneinstrahlung und Temperatur im optimalen Leistungspunkt betrieben werden. Folglich können MPPT-Regler die Effizienz einer Solaranlage erheblich steigern, oft um 20-30 % im Vergleich zu PWM-Reglern. Sie sind besonders vorteilhaft bei größeren Anlagen oder in Umgebungen, in denen die Paneele Abschattungen oder wechselnden Wetterbedingungen ausgesetzt sind.

Im Gegensatz dazu sind PWM-Steuerungen einfacher und kostengünstiger. Sie halten eine konstante Ausgangsspannung von den Solarmodulen zur Batteriebank aufrecht und sorgen so dafür, dass die Batterien geladen werden, ohne dass sie überladen werden. Allerdings passen sie sich nicht dynamisch an die schwankende Leistungsabgabe der Module an, was zu einem geringeren Gesamtwirkungsgrad führt. PWM-Regler eignen sich am besten für kleinere Systeme oder Anwendungen, bei denen das Budget stark eingeschränkt ist und die Umgebungsbedingungen relativ stabil sind. Sie bieten eine unkomplizierte Lösung für einfache Solaranlagen, sind aber bei der Maximierung der Energieausbeute im Vergleich zu ihren MPPT-Gegenstücken unzureichend.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MPPT-Regler eine überlegene Effizienz und Anpassungsfähigkeit bieten, was sie ideal für die Maximierung des Energieertrags unter komplexen oder variablen Bedingungen macht. Im Gegensatz dazu bieten PWM-Regler eine budgetfreundliche und einfachere Option für einfachere Solaranlagen. Die Wahl zwischen MPPT- und PWM-Reglern hängt weitgehend von den spezifischen Anforderungen, dem Budget und den Umgebungsbedingungen des Solarsystems ab.

Die Wahl des richtigen Solarwechselrichters

Bei der Auswahl eines Solarwechselrichters sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das gewählte System Ihren Anforderungen entspricht und die Vorteile Ihrer Solaranlage maximiert.

1. Systemgröße und Budget: Für kleine Anlagen mit begrenztem Budget kann ein Nicht-MPPT-Wechselrichter ausreichend sein. Bei größeren Anlagen oder wenn die Maximierung der Effizienz und des Energieertrags von entscheidender Bedeutung ist, empfiehlt sich jedoch die Investition in einen MPPT-Wechselrichter.
2. Umweltbedingungen: Befindet sich die Solaranlage in einem Gebiet mit stark schwankenden Wetterbedingungen oder teilweiser Abschattung, bietet ein MPPT-Wechselrichter erhebliche Leistungsvorteile. In stabileren Umgebungen ist der Unterschied möglicherweise weniger ausgeprägt.
3. Energiebedarf: Beurteilen Sie Ihr Energieverbrauchsverhalten. Wenn Ihr Energiebedarf hoch und konstant ist, bietet die höhere Effizienz eines MPPT-Wechselrichters einen besseren Wert.
4. Zukünftige Erweiterung: Überlegen Sie, ob Sie planen, Ihre Solaranlage in Zukunft zu erweitern. MPPT-Wechselrichter sind anpassungsfähiger an Systemerweiterungen und gewährleisten eine kontinuierliche optimale Leistung, wenn Sie weitere Module hinzufügen.
5. Hersteller und Garantie: Wählen Sie seriöse Hersteller, die robuste Garantien und einen zuverlässigen Kundendienst bieten. Der Wechselrichter ist eine entscheidende Komponente Ihrer Solaranlage, und die Gewährleistung seiner Langlebigkeit und Leistung ist von entscheidender Bedeutung.

Fazit

Die MPPT-Technologie stellt einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Solarenergie dar und bietet erhebliche Verbesserungen bei Effizienz und Leistung. Zwar sind die Anschaffungskosten für MPPT-Wechselrichter höher, doch die langfristigen Vorteile in Bezug auf den Energieertrag und die Investitionsrendite machen sie zu einer überlegenen Wahl für die meisten Solaranlagen. Wenn Sie die Rolle von MPPT verstehen und Ihre spezifischen Bedürfnisse und Bedingungen sorgfältig berücksichtigen, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen und den richtigen Solarwechselrichter auswählen, um die Vorteile Ihres Solarsystems zu maximieren.