Όσο το σημείο λειτουργίας παραμένει κοντά στην τάση ΜΡΡ, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας της φωτοβολταϊκής γεννήτριας θα αξιοποιείται (Φ/Β πλαίσιο: μονοκρυσταλλικό Si, SolarWorld SW 175)

Η φωτοβολταϊκή γεννήτρια λειτουργεί με τη χαμηλότερη δυνατή τάση εισόδου του μετατροπέα, ενώ η τάση MPP της φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι μικρότερη.

Σύγκριση του ποσοστού απόδοσης των δύο μετατροπέων (προσομοίωση σε χρονοδιάγραμμα ενός λεπτού από μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση στο Μόναχο, τοποθέτηση σε στέγη 30° κλίση, νότιο προσανατολισμό, με μονοκρυσταλλικά πλαίσια Si).

Σχεδιάζοντας φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις για βέλτιστη απόδοση

H στιγμιαία τάση MPP και ο ρόλος της στη σχεδίαση ενός ιδανικού φωτοβολταϊκού έργου. Θα σας περιγράψουμε τι ακριβώς συμβαίνει, όταν η στιγμιαία τάση MPP (Maximum Power Point) είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από το εύρος MPP του μετατροπέα.

Μία αποτελεσματική σχεδίαση φωτοβολταϊκής εγκατάστασης συνήθως δεν απέχει από τα λειτουργικά όρια του εξοπλισμού, όπως για παράδειγμα, από την ελάχιστη τάση εισόδου του μετατροπέα. Στο τρέχον άρθρο σας περιγράφουμε τι ακριβώς συμβαίνει, όταν η στιγμιαία τάση MPP (Maximum Power Point) της φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από το εύρος MPP του μετατροπέα και πώς μια τέτοια κατάσταση μπορεί να επηρεάσει την ενεργειακή απόδοση του συστήματος. Αυτή η πληροφορία αποτελεί το θεμέλιο λίθο για την τεκμηριωμένη εφαρμογή της παραμέτρου «οικονομική βιωσιμότητα», υποστηρίζοντας τους χρήστες του Sunny Design Web να σχεδιάζουν το ιδανικό φωτοβολταϊκό έργο.
Η απόδοση του μετατροπέα είναι ένας καθοριστικός παράγοντας που επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης. Επιπρόσθετα, παρότι ο βαθμός συμβατότητας του εύρους λειτουργίας του μετατροπέα με τον αντίστοιχο της φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι σημαντικός, πολύ συχνά υπερεκτιμάται.  Ένας μετατροπέας που δε μπορεί να ανιχνεύσει με ακρίβεια το στιγμιαίο σημείο MPP της φωτοβολταϊκής γεννήτριας σε όλα τα επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας, αλλά συνεχίζει να εργάζεται με ένα εξαιρετικά υψηλό βαθμό απόδοσης, είναι σε θέση να παράγει περισσότερη ενέργεια από μια παρόμοια συσκευή, η οποία λειτουργεί συνεχώς στο σημείο μέγιστης ισχύος της φωτοβολταϊκής γεννήτριας, αλλά με μικρότερο βαθμό απόδοσης. Αρχικά, θα πρέπει να καθοριστούν οι απώλειες στην απόδοση, εάν η λειτουργία εκτελείται εκτός εύρους MPP. 
Η χαμηλότερη τάση λειτουργίας της φωτοβολταϊκής γεννήτριας προκύπτει στην υψηλότερη θερμοκρασία των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Σε αρκετές τοπολογίες μετατροπέων, η ελάχιστη τάση εισόδου συνδέεται με τη στιγμιαία τάση του δικτύου. Εάν η τάση εισόδου μετατροπέα είναι πολύ χαμηλή και δεν μπορεί να καλύψει την τάση του δικτύου (όπως στην περίπτωση μετατροπέα χωρίς step-up converter), τότε επηρεάζεται αρνητικά το ημιτονοειδές ρεύμα εξόδου του μετατροπέα. Ένας ασφαλής σχεδιασμός πρέπει να λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι, η τροφοδοσία είναι δυνατή, ακόμα και στη χαμηλότερη επιτρεπόμενη τάση εισόδου μετατροπέα με αντίστοιχη μέγιστη επιτρεπτή τάση δικτύου (για παράδειγμα, 230 V + 15%).  Αν η τάση MPP της φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι μικρότερη από την ελάχιστη τάση εισόδου του μετατροπέα, η εγκατάσταση θα σταματήσει να λειτουργεί εντός σημείου MPP και θα λειτουργεί στη χαμηλότερη δυνατή τάση εισόδου του μετατροπέα (βλέπε σχήμα 1).
Όπως περιγράφεται παραπάνω, υπάρχουν δύο κύριοι λόγοι για την κατάσταση αυτή:
Η τάση MPP μειώθηκε λόγω της υψηλής θερμοκρασίας των φωτοβολταϊκών  πλαισίων.
Η τάση του δικτύου είναι υψηλότερη από εκείνη που είχε καθοριστεί κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, με αποτέλεσμα και η ελάχιστη τάση εισόδου μετατροπέα που συνδέεται με αυτή (VDCmin), να αυξηθεί επίσης.
Αυτές οι συνθήκες λειτουργίας δεν αποτελούν πρόβλημα για το μετατροπέα και οδηγούν σε μικρές μόνο απώλειες απόδοσης. Το Σχήμα 2 δείχνει ένα παράδειγμα των απωλειών αυτών, συγκεκριμένα τη στιγμιαία ισχύ MPP σε συνάρτηση με την απόσταση της τάσης λειτουργίας από την ιδανική τάση MPP της φωτοβολταϊκής γεννήτριας. Θεωρητικά, ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο λειτουργεί αρκετά καλά υπό αυτές τις συνθήκες: Εάν η τάση MPP, είναι μικρότερη κατά 1% κάτω από την ελάχιστη τάση εισόδου του μετατροπέα (για παράδειγμα, 564 V, σε σύγκριση με 570 V), το 99,9% της ισχύος MPP μπορεί ακόμα να αξιοποιηθεί. Ακόμα και με μια μεγάλη διαφορά τάσης της τάξεως του 5% (για παράδειγμα, 543 V, σε σύγκριση με 570 V), οι απώλειες ισχύος της φωτοβολταϊκής γεννήτριας οριακά ξεπερνούν το 2%, σε σύγκριση με την ιδανική λειτουργία στο σημείο μέγιστης ισχύος. 
Ωστόσο, η κατάσταση είναι πολύ πιο κρίσιμη, εάν η τάση ανοικτού κυκλώματος της φωτοβολταϊκής γεννήτριας δεν φτάνει την τάση έναρξης Vpv-start του μετατροπέα. Στην περίπτωση που προκύψει διακοπή της τροφοδοσίας, η φωτοβολταϊκή γεννήτρια ενδεχομένως να μη μπορεί να τροφοδοτήσει εκ νέου το δίκτυο. 
Έτσι, κατά το σχεδιασμό, πρέπει να εξασφαλιστεί ότι, η τάση ανοικτού κυκλώματος της φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι πάντα υψηλότερη από την τάση εκκίνησης του μετατροπέα.
 Όλα τα παραπάνω μπορούν τώρα να χρησιμοποιηθούν, ώστε να διευκρινιστεί σε ποιες περιπτώσεις η υψηλότερη απόδοση του μετατροπέα αντισταθμίζει τις απώλειες φωτοβολταϊκής γεννήτριας, λόγω απόκλισης από το σημείο MPP. Ακολουθεί παράδειγμα με δύο μετατροπείς με την ίδια ισχύ, αλλά με διαφορετικές τοπολογίες:
STP 15000TL με μια ευρωπαϊκή σταθμισμένη απόδοση 97,6% και ελάχιστη τάση MPP από 360 V.
STP 15000TLEE με μια ευρωπαϊκή σταθμισμένη απόδοση 98,3% και ελάχιστη τάση MPP από 570 V.

Οι απόλυτες τιμές Performance Ratio εξαρτώνται επίσης από τη θέση και τον τύπο στήριξης των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Ωστόσο, εμφανίζεται με σαφήνεια και στα δύο γραφήματα η διαφορά μεταξύ των δύο μετατροπέων ως προς την απόδοσή τους.
Ο βαθμός απόδοσης PR του Sunny Tripower 15000TL, έχει ακριβώς τον ίδιο βαθμό εξάρτησης ως προς την τάση με τον Sunny Tripower 15000TLEE, όταν λειτουργούμε σε υψηλές τάσεις στοιχειοσειράς. Κάτω από την ελάχιστη τάση εισόδου του Sunny Tripower 15000TLEE (570 V), η επίδραση της τάσης στην απόδοση του συστήματος ξεχωρίζει, και το PR μειώνεται γραμμικά για μικρές πτώσεις της τάσης στοιχειοσειράς, αλλά ακόμα περισσότερο για μεγάλες πτώσεις τάσεις στοιχειοσειράς (<500 Vλειτουργίας). Σε αυτό το εύρος του σχεδιασμού (<500 Vλειτουργίας) μια γενική σύσταση για την επιλογή του μετατροπέα Sunny Tripower 15000 TLEE δεν προτείνεται.

Στρατηγική σχεδίασης του Sunny Design 
Το λογισμικό σχεδιασμού Sunny Design Web υπολογίζει επίσης την απώλεια της απόδοσης, λόγω περιορισμένου εύρους τάσης εισόδου, όπως την ηλιακή ακτινοβολία και τα δεδομένα του κλίματος στην περιοχή. Ας μην ξεχνάμε επίσης ότι, η ελάχιστη φωτοβολταϊκή τάση που αναφέρεται στο Sunny Design, αφορά στην τάση λειτουργίας της φωτοβολταϊκής γεννήτριας και όχι στην Voc (τάση ανοικτού κυκλώματος). Συμπερασματικά, σε διαστασιολογήσεις με τον STP 15000 TLEE και 20000TLEE, το γεγονός ότι, σε ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας π.χ. 70 ° C, η τάση λειτουργίας παρουσιάζει μικρή απόκλιση από την ιδανική τάση MPP, επιφέρει πολύ μικρές απώλειες που, στις περισσότερες περιπτώσεις, αντισταθμίζονται από τον πολύ μεγάλο βαθμό απόδοσης του μετατροπέα.