Vmp (ang. maximum power voltage, też Vmpp) to napięcie modułu w punkcie mocy maksymalnej, czyli w tym miejscu krzywej I-V, w którym iloczyn napięcia i prądu jest największy. Razem z Imp wyznacza moc znamionową: Pmax = Vmp × Imp. Karta katalogowa podaje Vmp w warunkach STC.
Vmp na tle Voc
Vmp jest zawsze niższe od napięcia obwodu otwartego Voc, bo przy Voc prąd spada do zera. Wśród modułów od 300 W w bazie PV Index mediana Vmp wynosi 38,1 V. Stosunek Vmp do Voc ma medianę 83,7%, a jego rozrzut pokazuje wykres niżej. Wyższy stosunek oznacza bardziej „kwadratową” krzywą I-V, czyli wyższy fill factor.
Liczby z wykresu
| Vmp jako procent Voc | Liczba modeli |
|---|---|
| 74,0 do 75,0 | 4 |
| 75,0 do 76,0 | 3 |
| 76,0 do 77,0 | 2 |
| 77,0 do 78,0 | 25 |
| 78,0 do 79,0 | 10 |
| 79,0 do 80,0 | 21 |
| 80,0 do 81,0 | 93 |
| 81,0 do 82,0 | 504 |
| 82,0 do 83,0 | 2852 |
| 83,0 do 84,0 | 5420 |
| 84,0 do 85,0 | 3798 |
| 85,0 do 86,0 | 1099 |
| 86,0 do 87,0 | 276 |
| 87,0 do 88,0 | 98 |
| 88,0 do 89,0 | 31 |
| 89,0 do 90,0 | 10 |
Falownik szuka Vmp sam
Moduł nie ma jednego stałego napięcia pracy. Tracker MPPT w falowniku cały czas przesuwa napięcie stringu i sprawdza, przy którym moc jest największa. Vmp z karty to tylko punkt odniesienia dla STC: w upale wyraźnie spada, przy słabym świetle zmienia się mniej.
Karta Jinko JKM570N-72HL4-BDV pokazuje to na dwóch kolumnach: Vmp 43,58 V w STC i 40,56 V w warunkach NOCT (800 W/m², 20 °C powietrza, ogniwa nagrzane do ok. 45 °C). To o 7% mniej, choć NOCT to dopiero łagodne lato.
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.
Na co uważać przy doborze stringu
- Dolna granica MPPT. Suma Vmp modułów w stringu w najgorętszy dzień musi zostać powyżej dolnej granicy zakresu MPPT falownika. Za krótki string w upale wypada z zakresu i falownik przestaje trzymać punkt mocy maksymalnej.
- Górna granica MPPT liczy się z Vmp w chłodzie. Bezpieczeństwo (granica napięcia wejściowego) liczy się już z Voc w mrozie, nie z Vmp.
- Zacienienie. Gdy część modułu jest zacieniona, dioda bocznikująca wyłącza jedną jego sekcję i napięcie stringu spada o jej część. Dlatego string projektuje się z zapasem nad dolną granicą MPPT.
- Mieszanie modułów. W jednym stringu płynie ten sam prąd, ale napięcia się sumują, więc moduły o innym Vmp da się połączyć szeregowo łatwiej niż moduły o innym prądzie. Więcej: czy można łączyć różne panele.
