Wat doet de MPP tracker van de omvormer?

De MPP tracker van een omvormer is zeer belangrijk. Maar wat is MPP en wat doet de MPP tracker precies? 

Als eerste is het van belang om te kijken wat een zonnepaneel doet met spanning en stroom. Als voorbeeld neem ik een zonnepaneel van LG. In de datasheet zien we deze gegevens:

We zien hier dat indien het zonnepaneel niet aangesloten is dat de spanning 39,5 volt is. Maken we kortsluiting (dat kan bij zonnepanelen) dan is de stroom 10 ampère. Dit zijn echter niet de getallen die we zullen zien want het zijn de 2 uiterste waar we niets mee kunnen. Daarom bepaalt de omvormer het MPP punt. Hierbij zien we dat met namen de spanning een stuk daalt ( 32 volt is ca. 80% van max) en de stroom daalt iets ( 9,42 is 94% van max).  De vermenigvuldiging van de spanning en de stroom bepaalt het vermogen van het zonnepaneel. In dit geval dus 32 volt x 9,42 ampère is 301 Wattpiek. Hoe komt het dat deze waardes dalen?

De temperatuur heeft invloed op de spanning en de stroom.

Daarvoor kijken we naar de grafieken die bij deze waardes horen.

De gegeven waardes zijn namelijk de waardes onder test condities (STC zie blog https://fritts.nl/dunne-film-is-de-toekomst/). Eén van die specificaties van STC is dat de paneel temperatuur 25 graden is. De spanning daalt dus naarmate het paneel warmer is. En de stroom stijgt iets naarmate de temperatuur warmer wordt. Als we de stroom en spanning voor elke graden vermenigvuldigen dan zie je dat het totaal vermogen van een zonnepaneel daalt naarmate het warmer wordt (en dus stijgt als het kouder wordt). Een zonnepaneel van 300 wattpiek kan bij 0 graden 115% vermogen geven en is dan 345 Watt. Hetzelfde paneel bij 50 graden (wat veel vaker voorkomt in Nederland) levert 255 watt.

De instraling heeft met name invloed op de stroom

Het vermogen van de zonnepanelen is ook afhankelijk van de hoeveelheid zonne-energie die op het zonnepaneel terecht komt. Dit is afhankelijk van de instraling.

Ook dit geeft weer een mooi grafiekje:

Dit zonnepaneel geeft bij 1000 watt (heel zonnig weer) vrijwel altijd 9,42 A tot dat de spanning hoger dan ca. 28 volt is. De stroom loopt lineair met de instraling. Is de instraling 20% (200 watt) dan is de stroom 20% van 9,42A is ca. 1,9 ampère.

Wat is nou een MPP punt?

Voor het gemak gaan we uit van bovenstaande grafiek en 1000 watt instraling. De stroom van het paneel wordt beïnvloed door de instraling. Het enige wat de omvormer kan doen is de spanning aanpassen. De stroom is namelijk een resultaat van de instraling en de temperatuur. De omvormer begint bij 0 volt en dit gaat hij langzaam opvoeren. Hierbij ontstaat de Stroom Spanning Curve (IV Curve). Het resultaat van de stroom en de spanning is het vermogen in watt en dat is natuurlijk waar het om gaat.

Dit ziet er als volgt uit in een grafiek:

In het rood dezelfde lijn als we eerder gezien hebben. De verhouding tussen de Stroom (rechts is ampere) en Spanning. Deze 2 vermenigvuldigd geeft de groene lijn. Hier zien we heel mooi dat het vermogen geleidelijk oploopt tot 32 volt en daarna weer gaat dalen. Dat is exact het punt dat het vermogen en dus de opbrengt maximaal is. Het MPP punt.

Wat doet de omvormer op het MPP Punt te bepalen.

De omvormer heeft een zogenaamde MPP tracker (minimaal 1 en soms meer). Deze doet niets anders dan de spanning variëren en een zelfde grafiek maken. De MPP tracker is eigenlijk software die analyseert waar het vermogen maximaal is en houdt dit punt vast.

En wat is het MPP Punt bij meerdere zonnepanelen?

Er zijn maar weinig mensen met 1 zonnepaneel op het dak. Wanneer er meerdere zonnepanelen aangesloten worden staan deze vaak ik serie geschakeld. De stroom die door de zonnepanelen loopt blijft hetzelfde (ofwel die van het minst presterende paneel). De spanning is een optelsom van het aantal zonnepanelen.

Als we uitgaan van 10 zonnepanelen ontstaat deze grafiek:

De spanning en het vermogen is de optelsom van het aantal panelen.  Appeltje eitje.

Is dat alles?

Nee. De omvormer met zijn MPP tracker gaat zich pas echt onderscheiden in het geval van schaduw. Dan ontstaat bijvoorbeeld deze grafiek:

Een simpele (goedkope) omvormer zal de spanning gaan opvoeren en bij circa 170 volt denken dat hij het MPP punt heeft bereikt. Dit is echter onjuist. Want zoals te zien is zal het vermogen later weer stijgen. Een goede omvormer met een goede MPP tracker zal dus altijd vrijwel het gehele gebied bekijken en zijn punten bepalen.

Een MPP curve trekken kost echter ook tijd en dus energie. Oudere en goedkope omvormers zijn hier wel even mee bezig en dan gaat het op jaarbasis procenten kosten. Nieuwe moderne en goed ontwikkelde omvormers kunnen het echt heel snel en vrijwel continu. Door snel op met name schaduw te reageren kan de omvormer met een goede MPP tracker een extra opbrengst van wel 10% geven.