MPPT

INTRODUZIONE

Una cella fotovoltaica solare può funzionare in un ampio intervallo di tensioni V e di correnti I . Con la sigla MPP (Maximum Power Point) si indica il punto di lavoro  che massimizza il prodotto  V x I in cui la cella eroga la massima potenza per l'illuminazione a cui e' sosto posta.  Incrementando continuamente il carico resistivo di una cella irradiata dal valore zero (situazione di corto-circuito) ad un valore molto elevato (situazione di circuito aperto), e' possibile determinare il valore del MPP.  La potenza di uscita di un cella in corto-circuito (tensione PV uguale a zero) e a circuito aperto (corrente della cella nulla) è zero.  Una cella solare di qualità elevata, in silicio monocristallino, alla temperatura di  25 ° C, può produrre una tensione a circuito aperto di 0,60 volt. La temperatura di una cella pienamente illuminata dal sole, con una temperatura dell'aria di 25 ° C, può essere più vicino ai 45 °C riducendo la sua tensione a circuito aperto a circa 0.55V. Con l'aumentare della temperatura, la tensione a circuito aperto continua a scendere fino a quando c'è un corto circuito sul modulo fotovoltaico.  La potenza massima di una cella, a temperatura di 45 ° C, è tipicamente prodotta facendo lavorare la cella ad una tensione pari all' 80% della tensione a circuito aperto e a una corrente pari al 90% della corrente di cortocircuito. La corrente  di corto circuito di una cella è quasi proporzionale alla illuminazione, mentre la tensione a circuito aperto ( Vopen) può scendere al 10% con un calo dell'80% della illuminazione. Le celle con una qualità inferiore hanno una più rapida caduta di tensione con il crescere della corrente e quindi una ridoduzine della potenza utilizzabile dal 70% al 50% o anche il meno fino al 25%.

Figura 1: andamento della corrente e potenza di un pannello in fuznione della tensione di lavoro

La figura 1 mostra la corrente di uscita e la potenza di uscita un pannello fotovoltaico in funzione della tensione di lavoro per una data illuminazione. Il circuito, utilizzatore della tensione fornita dl panello fotovoltaico ( microinverter solare, inverter centralizzato, carica batteria), deve garantire che questo funzioni al MPP per catturare la massima energia dal pannello fotovoltaico, in qualsiasi momento. Questo requisito e' raggiunto nei circuiti utilizzatori che implementano la tecnica di inseguimento della massima potenza nota con il nome di  Maximum Power Point Tracker (MPPT). Il raggiungimento di un'alta percentuale di tracking MPP richiede il ripple della tensione di uscita PV essere sufficientemente piccolo, per operare attorno massima potenza Point senza variazione troppo PV corrente. Per moduli con tensione a circuito aperto di 50V, il punto di lavoro per avere la massima potenza ( MPP) ha un range di tensione nell'intervallo 25V a 45V, con un livello di potenza generata  approssimativa di 250W.