Obstajajo prednosti in slabosti, povezane z dvema glavnima kemijskima sestavama baterij, ki se uporabljata v projektih sončne energije in shranjevanja. Svinčeno-kislinske baterije obstajajo veliko dlje in so lažje razumljive, vendar imajo omejene zmogljivosti shranjevanja.Litij-ionska baterijaImajo daljšo življenjsko dobo in so lažji, vendar so po naravi dražji.

Skladiščne naprave so običajno sestavljene iz ene vrste baterij, kot je na primer LG Chem, prikazan tukaj. Fotografija je last GreenBrilliance.

Ali je mogoče združiti prednosti vsake kemije, da bi ustvarili eno stroškovno učinkovito baterijo z visoko zmogljivostjo?

Ali je treba razstaviti svojo svinčeno-kislinsko baterijo samo zato, da bi lahko izkoristili funkcije nove litij-ionske baterije? Ali lahko v svoj litijev sistem dodamo nekoliko cenejše svinčeno-kislinske baterije, da dosežemo določeno kapaciteto v kilovatnih urah?

Vsa pomembna vprašanja z manj definiranim odgovorom: odvisno. Lažje in manj tvegano je ostati pri eni kemiji, vendar obstajajo nekatere rešitve.

Gordon Gunn, elektroinženir pri podjetju Freedom Solar Power v Teksasu, je dejal, da je verjetno mogoče povezati svinčeno-kislinske in litijeve baterije, vendar le prek izmeničnega toka.

»Svinčeno-kislinskih in litijevih baterij nikakor ne morete priključiti na isto vodilo enosmernega toka,« je dejal. »V najboljšem primeru bi to uničilo baterije, v najslabšem pa ... požar? Eksplozija? Odčitek prostorsko-časovnega kontinuuma? Ne vem.«

K. Fred Wehmeyer, višji podpredsednik inženiringa pri podjetju za svinčeno-kislinske baterije US Battery Manufacturing Co., je podal dodatna pojasnila.

»To je mogoče izdelati, vendar ne bi bilo tako preprosto kot zgolj dodajanje svinčevih baterij v sistem litijevih baterij. Sistema bi v bistvu delovala neodvisno,« je dejal Wehmeyer. »Sistem litijevih baterij bi moral še vedno krmiliti lasten sistem za upravljanje stavb (BMS) z lastnim polnilnikom in krmilnikom polnjenja. Sistem svinčevih baterij bi potreboval lasten polnilnik in/ali krmilnik polnjenja, vendar ne bi potreboval sistema BMS. Sistema bi lahko vzporedno dobavljala enakovredne obremenitve, vendar bi morda potrebovali nekaj nadzora za varno porazdelitev obremenitve med obema kemijskima sistemoma.«

Troy Daniels, vodja tehničnih storitev pri proizvajalcu baterij LFP SimpliPhi Power, ne priporoča mešanja baterij z enako kemijsko sestavo, kaj šele z različnimi kemijskimi sestavami, v enem samem sistemu, vendar priznava, da je to mogoče.

»Nekaj ​​načinov za kombiniranje bi bilo imeti dva izolirana sistema (polnilnik in razsmernik), ki bi si lahko delila skupno obremenitev ali celo razdelila potrebne električne obremenitve,« je dejal. »Uporabili bi lahko tudi preklopno stikalo; vendar bi to pomenilo, da bi se lahko hkrati polnil ali praznil le en komplet baterij ali kemikalij in bi verjetno moral biti preklop ročni.«

Ločevanje obremenitev in postavitev dveh sistemov je pogosto bolj zapletena naloga, kot si mnogi želijo.

»Pri Freedom Solar se še nismo ukvarjali s hibridnim litijevim/svinčevo-kislinskim sistemom, ker ne bi bil poceni dodatek, in poskušamo ohraniti naše namestitve baterij preproste z uporabo le ene kemijske sestave in enega baterijskega izdelka,« je dejal Josh Meade, vodja osebja in oblikovanja.

Obstaja eno podjetje, ki poskuša nekoliko olajšati kombiniranje obeh kemijskih elementov. Proizvajalec prenosnih napajalnih izdelkov Goal Zero ima prenosno elektrarno Yeti na osnovi litija, ki jo je mogoče uporabiti za delno rezervno napajanje doma. Yeti 3000 je 3 kWh in 32 kg težka litijeva baterija NMC, ki lahko podpira štiri tokokroge. Če potrebujete več moči, Goal Zero ponuja svoj razširitveni modul Yeti Link, ki omogoča dodajanje svinčevo-kislinskih ekspanzijskih baterij. Da, prav imate: litijevo baterijo Yeti je mogoče povezati s svinčevo-kislinskimi baterijami.

»Naša ekspanzijska posoda je skrivnostna ciklična svinčeno-kislinska baterija. To vam omogoča uporabo elektronike v Yetiju [litijevem sistemu], vendar razširi baterijo,« je dejal Bill Harmon, generalni direktor pri Goal Zero. »Z zmogljivostjo 1,25 kWh na baterijo lahko dodate toliko [svinčeno-kislinskih baterij], kot želite. Stranka jih lahko preprosto priključi. Nenadoma dobite prenosljivost litijeve baterije in poceni svinčeno-kislinske baterije, ki jih lahko imate doma.«

Največje težave pri poskusu povezovanja litijevih in svinčevih baterij so njihove različne napetosti, profili polnjenja in omejitve polnjenja/praznjenja. Če baterije nimajo enake napetosti ali se praznijo z neenakomerno hitrostjo, se bo napajanje med njimi hitro izpraznilo. Ko se napajanje hitro izprazni, se pojavijo težave s segrevanjem in se zmanjša učinkovitost cikla polnjenja baterije.

Goal Zero to situacijo rešuje s svojo napravo Yeti Link. Yeti Link je v bistvu dovršen sistem za upravljanje baterij, primeren za originalno litijevo baterijo Yeti, ki upravlja napetosti in polnjenje med različnimi kemičnimi elementi.

»Yeti Link uravnava prenos moči med baterijami,« je dejal Harmon. »Zaščitimo na varen način, tako da litijeva baterija sploh ne ve, da je povezana s svinčeno-kislinsko baterijo.«

Yeti 3000 je morda manjši od tradicionalnih litijevih baterij za gospodinjstvo – LG Chem. Modeli Tesla in Sonnet imajo običajno vsaj 9,8 kWh energije – vendar je to njegova poraba, je dejal Harmon. In če ga lahko nekdo razširi do te meje 9 kWh z nekaj cenejšimi svinčenimi baterijami in litijevo baterijo vzame s seboj na kampiranje ali potovanje, zakaj pa ne?

»Naš sistem je namenjen vsem ljudem v državi, ki nimajo 15.000 dolarjev za naložbo v sistem za shranjevanje energije. Ko bom končal, mi bo ostalo le nekaj trajno nameščenega v mojem domu,« je dejal Harmon. »Yeti je namenjen tistim, ki so ranljivi glede tega, za kaj porabljajo denar. Naš sistem je skupno vreden 3.500 dolarjev namestitve.«

Goal Zero je zdaj na poti do pete generacije izdelka, zato je prepričan v svoje zmogljivosti kombiniranja litijevih in svinčenih baterij. Za mnoge druge, ki se ne počutijo udobno pri mešanju kemije baterij, pa je mogoče v istem podjetju ali gospodinjstvu namestiti dva izolirana in neodvisna sistema – če ju nastavi električar.

»Enostavnejši in varnejši način za dodajanje cenejše shranjevalne zmogljivosti obstoječemu litijevemu sistemu bi bil, da obremenitve razdelimo in jih ločeno dodelimo obema baterijskima sistemoma,« je dejal Wehmeyer iz podjetja US Battery. »V vsakem primeru. Zaradi varnosti bi to moral storiti usposobljen strokovnjak.«