Bij zonnepanelen is het de uitdaging om ze op elk moment en onder alle omstandigheden zo efficiënt mogelijk te laten werken. Om dit te bereiken is een omvormer voorzien van een zogeheten MPP-tracker. Deze MPP-tracker zoekt naar de optimale verhouding tussen spanning en stroom waarbij een zo hoog mogelijk vermogen door de panelen wordt geleverd. Dit wordt ook wel het MPP genoemd, het Maximum Power Point.
Complicatie is dat dit optimale punt zich niet altijd op dezelfde plek bevindt. Het ideale punt hangt onder andere af van de hoeveelheid opgevangen licht, de stand van de zon, schaduwwerking en de warmteontwikkeling van de panelen. Vandaar dat de MPP-tracker van een omvormer regelmatig op zoek gaat naar de beste verhouding. Dit wordt gedaan via de zogeheten IV-curve, ook wel vermogenscurve of stroom-spanning-curve genoemd.
Scannen
In deze grafiek wordt de spanning afgezet tegen de stroom, want het product van die twee levert het vermogen op (P = I * V). De MPP-tracker van een omvormer kan de spanning variëren om zo het precieze MPP in de curve op te zoeken. Bij een bepaalde spanning zal de stroom ineens inzakken, waardoor de tracker weet dat het MPP daar ergens in de buurt ligt.
Dit scannen naar het MPP moet het liefst zo snel mogelijk gebeuren, omdat de omstandigheden tijdens de meting zo constant mogelijk moeten blijven. Daarnaast moet het regelmatig opnieuw gedaan worden, denk aan snel veranderende omstandigheden zoals schaduwen veroorzaakt door overtrekkende wolken. Het berekenen van de MPP kost een beetje tijd én energie, waardoor het zo efficiënt mogelijk moet gebeuren.
Goed of nog beter
Het MPP dat door de MPP-tracker wordt bepaald geldt voor de volledige string. Daarom werkt het enorm in het voordeel als alle zonnepanelen in de string gelijkwaardig zijn. Denk aan paneelkarakteristieken, oriëntatie, hellingshoek en lichtinval. Stel dat één paneel in de schaduw komt te liggen, dan raakt de IV-curve verstoord. Er ontstaan allerlei pieken en dalen, met meerdere vermogenspunten van wisselende kwaliteit als gevolg. Daardoor kan de omvormer per abuis het verkeerde punt voor het MPP aanzien. Dan wordt er een lager vermogen geleverd dan mogelijk is.
De betere omvormers stoppen daarom niet meteen zodra ze het MPP gevonden denken te hebben, maar kijken nog even verder of er misschien nog een betere verhouding van stroom en spanning te vinden is, die een hogere opbrengst (vermogen) oplevert. Dit betekent wel dat een groter deel van de curve moet worden afgespeurd, en dat kost meer tijd en energie. Het verschilt per algoritme, hoe goed en efficiënt een MPP-tracker hiermee omgaat.
Wel of niet meedoen
Afhankelijk van de spanning die de omvormer kiest kan het zijn dan een (deels) beschaduwd paneel nog steeds een mooie bijdrage levert aan het totale geleverde vermogen van de string, of dat dit zonnepaneel dankzij de bypass diodes tijdelijk buitenspel wordt gezet.
Ligt een paneel slechts af en toe (deels) in de schaduw, of bijvoorbeeld alleen op de vroege en late uurtjes, of alleen tijdens de donkerste wintermaanden, dan is op die manier nog steeds een mooi rendement mogelijk. In andere gevallen is het vaak toch beter om de afwijkende panelen in een aparte string op te nemen. Je wilt immers niet dat de zwakste schakel de prestaties van het geheel beïnvloeden. Denk aan panelen die wel erg vaak schaduw vangen, of aan panelen met een compleet andere oriëntatie. Er zijn omvormers met meerdere MPP-trackers, waardoor elke string afzonderlijk geoptimaliseerd kan worden. Daarmee neemt het rendement alleen maar toe.
Lokaal optimaliseren
Een andere oplossing om de zwakste schakel ‘apart te nemen’ is via de inzet van een power optimizer. Hiermee krijg je een MPP-tracker op paneelniveau. Afhankelijk van het merk breng je optimizers bij alle panelen in de string aan, of volstaat het dit bij elk afwijkende paneel te doen. Een power optimizer varieert de paneelspanning om de stroom gelijk te trekken met de overige zonnepanelen, waardoor dit exemplaar niet langer de prestaties van de volledige string omlaag trekt. De omvormer kan daardoor nog meer vermogen aan de panelen onttrekken.
Optimizers zorgen daarmee in bepaalde omstandigheden voor extra rendement en zijn vooral zinvol als ergens regelmatig schaduw valt. Al met al blijft het vooral belangrijk om als installateur per situatie naar de beste oplossing te zoeken en het legplan hierop af te stemmen. Niet zelden moeten hierbij compromissen gesloten worden. Al helemaal als het om een bestaande installatie gaat die moet worden uitgebreid of geoptimaliseerd.
