INVERTTERIN MAKSIMITEHOPISTE

Vaihtelevien olosuhteiden takia aurinkokenno toimii harvoin maksitehopisteessään ilman erillistä säädintä. Maksimitehopisteen paikka virta-jännitekäyrällä vaihtelee olosuhteiden mukaan. Jos esimerkiksi pilvi varjostaa paneelin, niin maksimitehopiste ei ole samassa paikassa kuin pilvettömältä taivaalta paistavan auringon tapauksessa. Maksimitehopisteessä pystytään pysymään MPPT (maximum power point
tracking) -menetelmällä. MPPT voi olla erillinen laite, tai se voi olla sisällytetty esimerkiksi invertteriin. MPPT:lle on useita eri algoritmeja, jotka toimivat hieman eri tavoilla.

Vakiojännitemenetelmä

Jos oletetaan, että ainoastaan paneelin jännitteellä on vaikutusta tehoon, niin maksimitehopistettä vastaava jännite voidaan laskea. Vakiojännitemenetelmällä MPPT pyrkii pitämään jännitteen aina tässä arvossa. Tällä menetelmällä ei päästä todelliseen maksimitehopisteeseen vaan sille pyritään löytämään mahdollisimman hyvä arvio. Tietyissä olosuhteissa vakiojännitemenetelmä on parempi kuin monimutkaisemmat menetelmät, ja siksi tätä yksinkertaista menetelmää käytetään usein yhdessä muiden menetelmien kanssa.
Vakiojännitemenetelmä on hyvin yksinkertainen, sillä algoritmi tarvitsee mittaustuloksena ainoastaan paneelin jännitteen. Menetelmä vaatii toimiakseen kunnolla alueen maantieteellistä dataa, jotta sopiva vakiojännite voidaan laskea.

Oikosulkumenetelmä

Maksimitehopisteen virta on verrannollinen jollain kertoimella oikosulkuvirtaan kyseiseissä olosuhteissa. Oikosulkuvirta voidaan mitata, kun paneelin navat oikosuljetaan hetkellisesti. Tällä ajanhetkellä paneeli ei kuitenkaan voi tuottaa tehoa, sillä sen napojen välillä ei ole jännitettä. Tällöin järjestelmän hyötysuhde pienenee. Tyypillinen kerroin maksimitehopisteen virran ja oikosulkuvirran välillä on noin 0,92.

Tyhjäkäyntijännitemenetelmä

Tyhjäkäyntijännitemenetelmä toimii vastaavalla periaatteella, kuin oikosulkumenetelmä. Erona on se, että hetkellinen oikosulku korvataan hetkellisellä tyhjäkäynnillä ja virran sijasta mitataan jännitettä. Tässäkin tapauksessa mittauksen aikana paneeli ei voi tuottaa tehoa, koska virralla ei ole kulkureittiä. Tyypillinen kerroin maksimitehopisteen jännitteen ja tyhjäkäyntijännitteen välillä on noin 0,76.

Naapuruushakumenetelmä

Naapuruushakumenetelmä (perturb and observe, hill climbing) toimii niin, että jännitteelle tai virralle tehdään muutos ja katsotaan, että miten teho muuttui. Ongelmana tässä menetelmässä on se, että jokaisella toimintahetkellä tehdään muutos. Jos maksimitehopiste on jo saavutettu, niin tämä aiheuttaa värähtelyä maksimitehopisteen ympärillä.

Vähittäiskonduktanssimenetelmä

Vähittäiskonduktanssimenetelmä perustuu siihen, että maksimitehopisteessä pätee kaava

(𝑑𝐼/𝑑𝑈) + (𝐼/𝑈) = 0,

jossa I on paneelin hetkellinen virta ja U on paneelin hetkellinen jännite. Jos kaavan vasen puoli on positiivinen, niin paneelin jännite on liian pieni ja jos se on negatiivinen, niin jännite on liian suuri. Tämä menetelmä pystyy löytämään maksimitehopisteen tarkan paikan, eikä värähtelyä pääse esiintymään. Toisaalta algoritmi vaatii hieman enemmän laskentatehoa prosessorilta, joten hinta on hieman kalliimpi.

Lämpötilamenetelmä

Paneelin tyhjäkäyntijännite riippuu suurimmaksi osaksi lämpötilasta. Lämpötilamenetelmässä algoritmi laskee lämpötilamittauksen perusteella tyhjäkäyntijännitteen, jonka jälkeen voidaan löytää sopiva jännite paneelille. Tyhjäkäyntijännite voidaan mallintaa kaavalla

𝑈0 ≅ 𝑈𝑠𝑡𝑐 + (𝑑𝑈0/𝑑𝑇) ∙ (𝑇 − 𝑇𝑠𝑡𝑐),

jossa Ustc on tyhjäkäyntijännite standardiolosuhteissa, (dU0/dT) on paneelin lämpötilagradientti ja Tstc kennon lämpötila standardiolosuhteissa. Kun kaavalla on laskettu tyhjäkäyntijännite, niin tyhjäkäyntijännitemenetelmällä voidaan löytää sopiva paneelin jännite. Etuna tässä menetelmässä on parempi hyötysuhde, sillä tyhjäkäyntijännitettä ei tarvitse mitata, jolloin vältytään tuotannon katkeamiselta. Toisaalta menetelmä vaatii enemmän laskutehoa, kuin yksinkertaisemmat menetelmät.