MPPT (Maximum Power Point Tracking, śledzenie punktu mocy maksymalnej) to układ i algorytm w falowniku albo regulatorze ładowania, który przez cały dzień dobiera napięcie pracy modułów tak, żeby iloczyn napięcia i prądu był największy. Ten punkt na krzywej I-V przesuwa się z każdą chmurą i każdą zmianą temperatury, więc tracker szuka go na nowo co chwilę.
Jak tracker znajduje punkt mocy
Moduł nie ma jednego „napięcia pracy”. Przy zwarciu daje pełny prąd i zero mocy, przy otwartym obwodzie pełne napięcie i też zero mocy, a maksimum leży pomiędzy, przy napięciu Vmp. Najprostsze algorytmy (np. „perturb and observe”) lekko zmieniają napięcie i sprawdzają, czy moc wzrosła; jeśli tak, idą dalej w tę stronę. Gdy temperatura rośnie, Vmp spada, a gdy słabnie słońce, spada głównie prąd, co widać na wizualizacji poniżej.
Krzywa I-V w prawdziwym świetle i upale
Zmieniaj natężenie światła i temperaturę ogniw i patrz, jak przesuwają się prąd, moc i punkt mocy maksymalnej.
Jak to jest liczone
Krzywa to model jednodiodowy bez rezystancji szeregowej i równoległej, zapisany w jawnej postaci przechodzącej przez trzy punkty z karty katalogowej: I(V) = Isc × (1 - C1 × (exp(V / (C2 × Voc)) - 1)), gdzie C2 = (Vmp / Voc - 1) / ln(1 - Imp / Isc), a C1 = (1 - Imp / Isc) × exp(-Vmp / (C2 × Voc)).
Dla innych warunków najpierw przesuwają się cztery punkty, a krzywa jest dopasowywana do nich od nowa. Gdy g to natężenie promieniowania podzielone przez 1000 W/m², a dT to temperatura ogniw minus 25 °C: Isc i Imp skalują się o g × (1 + współczynnik Isc × dT); Voc zmienia się o współczynnik Voc × dT; Vmp bierze to, co zostawia współczynnik Pmax po zmianie prądu, więc przy 1000 W/m² moc maksymalna podąża za współczynnikiem Pmax z karty. Oba napięcia spadają też o C2 × Voc × ln(g), czyli własną reakcję diody na mniejszy prąd.
Model nie ma rezystancji szeregowej, więc kolano krzywej jest ostrzejsze niż w prawdziwym module, ani równoległej, więc przy słabym świetle poniżej około 200 W/m² wynik jest nieco zbyt optymistyczny. Współczynniki temperaturowe to proste wokół 25 °C. NOCT jest tu temperaturą ogniw podaną w karcie, użytą przy 800 W/m²; artykuł wyjaśnia, jak ogniwa ją osiągają.
Model poglądowy, nie pomiar.
Przy częściowym zacienieniu krzywa stringu może mieć kilka lokalnych maksimów, bo diody bocznikujące wyłączają zacienione fragmenty. Prosty algorytm może utknąć na niższym szczycie. Dlatego wiele falowników co jakiś czas przemiata cały zakres napięć (tzw. globalne MPPT), żeby znaleźć najwyższy punkt.
Liczba trackerów MPPT w karcie falownika
Każdy tracker to osobne wejście, które ustawia własne napięcie pracy. Do jednego trackera podłącza się jeden lub kilka równoległych stringów, które powinny mieć te same moduły w tej samej liczbie i orientacji. Moduły na różnych połaciach, np. wschód i zachód, albo stringi o różnej długości zwykle podłącza się do osobnych trackerów.
Liczby z wykresu
| Liczba trackerów MPPT | Liczba modeli |
|---|---|
| 1 | 127 |
| 2 | 533 |
| 3 | 101 |
| 4 | 97 |
| 5 | 2 |
| 6 | 19 |
| 7 | 7 |
| 8 | 10 |
| 9 | 11 |
| 10 | 35 |
| 11 | 0 |
| 12 | 15 |
Mediana liczby trackerów w falownikach z bazy PV Index to 2. Dla domu z jedną połacią wystarczy jeden tracker, dla dwóch połaci o różnej orientacji zwykle dwa, a przy dachu z wieloma małymi polami warto rozważyć optymalizatory mocy albo mikrofalowniki.
Na co uważać przy doborze
Karta podaje dla trackera trzy liczby: zakres napięć MPPT (string musi w nim pracować latem i zimą), maksymalny prąd wejściowy i maksymalny prąd zwarcia. Napięcie stringu przy wysokiej temperaturze modułów nie może spaść poniżej dolnej granicy zakresu, bo falownik straci punkt mocy. Prąd Imp dużych modułów nowej generacji potrafi przekroczyć prąd wejściowy starszych falowników; wtedy falownik ogranicza prąd i część mocy przepada. Prąd Isc stringu nie może z kolei przekroczyć granicy prądu zwarcia trackera.