Postoje prednosti i mane povezane s dva glavna hemijska sastava baterija koji se koriste u projektima solarne energije i skladištenja energije. Olovne baterije postoje mnogo duže i lakše ih je razumjeti, ali imaju ograničenja u pogledu kapaciteta skladištenja.Litijum-jonska baterijaImaju duži vijek trajanja i lakši su, ali su inherentno skuplji.

Instalacije za skladištenje obično se sastoje od jedne vrste baterije, kao što je slučaj sa LG Chem, ovdje. Fotografija ljubaznošću GreenBrilliance-a.

Može li se kombinovati prednosti svake hemije kako bi se napravila jedna isplativa baterija visokog kapaciteta?

Da li je potrebno rastaviti svoju olovno-kiselinsku bateriju samo da bi se iskoristile funkcije nove litijum-jonske baterije? Može li se dodati malo jeftinije olovno-kiselinske baterije u litijum-jonski sistem kako bi se postigao određeni kapacitet od kilovat-sati?

Sve važna pitanja s manje definiranim odgovorom: ovisi. Lakše je i manje rizično držati se jedne kemije, ali postoje neka zaobilazna rješenja.

Gordon Gunn, elektroinženjer u kompaniji Freedom Solar Power u Teksasu, rekao je da je vjerovatno moguće spojiti olovne i litijumske baterije, ali samo putem AC spajanja.

„Apsolutno ne možete spojiti olovne i litijumske baterije na istu DC sabirnicu“, rekao je. „U najboljem slučaju, to bi uništilo baterije, a u najgorem... požar? Eksplozija? Očitavanje prostorno-vremenskog kontinuuma? Ne znam.“

K. Fred Wehmeyer, viši potpredsjednik za inženjering u kompaniji za olovne baterije US Battery Manufacturing Co., dao je daljnja objašnjenja.

„Može se napraviti, ali ne bi bilo tako jednostavno kao samo dodavanje olovno-kiselinskih baterija u sistem litijumskih baterija. Dva sistema bi u suštini djelovala nezavisno“, rekao je Wehmeyer. „Sistem litijumskih baterija bi i dalje morao da kontroliše vlastiti BMS sa vlastitim punjačem i kontrolerom punjenja. Sistem olovno-kiselinskih baterija bi trebao vlastiti punjač i/ili kontroler punjenja, ali ne bi trebao BMS. Dva sistema bi mogla da napajaju ekvivalentna opterećenja paralelno, ali bi možda bila potrebna određena kontrola kako bi se bezbedno rasporedila raspodela opterećenja između dva hemijska sistema.“

Troy Daniels, menadžer tehničkih usluga za proizvođača LFP baterija SimpliPhi Power, ne preporučuje miješanje istog hemijskog sastava baterija, a kamoli različitih hemijskih sastava u jednom sistemu, ali priznaje da je to moguće.

„Nekoliko načina kombinovanja bi bilo imati dva izolovana sistema (i punjač i inverter) koji bi mogli dijeliti zajedničko opterećenje ili čak podijeliti potrebna električna opterećenja“, rekao je. „Može se koristiti i prekidač za prenos; međutim, to bi značilo da bi se samo jedan set baterija ili hemikalija mogao puniti ili prazniti u isto vrijeme i vjerovatno bi morao biti ručni prenos.“

Razdvajanje tereta i postavljanje dva sistema često je složeniji zadatak nego što mnogi žele da se upuste.

„U kompaniji Freedom Solar nismo se bavili hibridnim litijum-jon-kiselinskim sistemom jer to ne bi bio jeftin dodatak, a trudimo se da instalacije baterija budu jednostavne korištenjem samo jedne hemije baterija i jednog baterijskog proizvoda“, rekao je Josh Meade, inženjer proizvodnje i menadžer dizajna.

Postoji jedna kompanija koja pokušava da malo olakša kombinovanje ova dva hemijska elementa. Proizvođač prenosivih proizvoda za napajanje, Goal Zero, ima Yeti prenosivu elektranu na bazi litijuma koja se može koristiti za djelimičnu kućnu rezervu. Yeti 3000 je NMC litijumska baterija od 3 kWh i težine 70 lb koja može podržati četiri strujna kola. Ako je potrebno više snage, Goal Zero nudi svoj Yeti Link modul za proširenje koji omogućava dodavanje olovno-kiselinskih baterija za ekspanziju. Da, tačno: Yeti litijumska baterija može se upariti sa olovno-kiselinskim baterijama.

„Naš ekspanzijski rezervoar je misteriozna ciklična olovno-kiselinska baterija. Ovo vam omogućava da koristite elektroniku u Yetiju [sistemu baziranom na litijumu], ali proširuje bateriju“, rekao je Bill Harmon, generalni direktor u Goal Zerou. „Sa 1,25 kWh svaka, možete dodati onoliko [olovno-kiselinskih baterija] koliko želite. Kupac ih može jednostavno uključiti. Odjednom dobijate prenosivost litijumske baterije i jeftine olovno-kiselinske baterije koje stoje kod kuće.“

Najveći problemi pri pokušaju povezivanja litijumskih i olovnih baterija su njihovi različiti naponi, profili punjenja i ograničenja punjenja/pražnjenja. Ako baterije nisu istog napona ili se prazne neusklađenim brzinama, napajanje će se brzo mijenjati između njih. Kada napajanje ide brzo, nastaju problemi s zagrijavanjem i smanjuju efikasnost ciklusa baterije.

Goal Zero rješava ovu situaciju svojim Yeti Link uređajem. Yeti Link je u suštini sofisticirani sistem za upravljanje baterijom prilagođen originalnoj Yeti litijumskoj bateriji koji upravlja naponima i punjenjem između različitih hemijskih sastava.

„Yeti Link reguliše taj prenos energije između baterija“, rekao je Harmon. „Štitimo na siguran način, tako da litijumska baterija čak ni ne zna da je u braku sa olovno-kiselinskom baterijom.“

Yeti 3000 možda jest manji od tradicionalnih kućnih litijumskih baterija – LG Chem. Tesla i Sonnets modeli obično imaju najmanje 9,8 kWh energije – ali to je njegova potrošnja, rekao je Harmon. A ako neko može proširiti kapacitet do te granice od 9 kWh s nekim jeftinijim olovnim baterijama, a također ponijeti litijumsku bateriju sa sobom na kampiranje ili vožnju, zašto ne?

„Naš sistem je namijenjen svim ljudima u zemlji koji nemaju 15.000 dolara za ulaganje u instalaciju za skladištenje energije. A kada završim, sve što mi preostaje je nešto trajno instalirano u mom domu“, rekao je Harmon. „Yeti je za one koji su osjetljivi na ono na što troše novac. Naš sistem je ukupno instaliran 3.500 dolara.“

Goal Zero sada radi na svojoj petoj generaciji proizvoda, tako da je siguran u svoje mogućnosti kombinovanja litijum-olovnih baterija. Ali za mnoge druge koji se ne osjećaju ugodno pri direktnom miješanju hemijskih sastava baterija, dva izolovana i nezavisna sistema mogu se instalirati u istom poslovnom prostoru ili domaćinstvu - sve dok ih postavlja električar.

„Jednostavniji i sigurniji način dodavanja jeftinijeg kapaciteta za skladištenje postojećem litijumskom sistemu bio bi podjela opterećenja i njihova odvojena dodjela dvama baterijskim sistemima“, rekao je Wehmeyer iz kompanije US Battery. „U svakom slučaju. To bi trebao uraditi obučeni stručnjak radi održavanja sigurnosti.“