Postoje prednosti i nedostaci povezani s dva glavna kemijska sastava baterija koja se koriste u projektima solarne energije i pohrane energije. Olovne baterije postoje mnogo dulje i lakše ih je razumjeti, ali imaju ograničenja u kapacitetu pohrane.Litij-ionska baterijaImaju dulji životni ciklus i lakši su, ali su inherentno skuplji.

Instalacije za pohranu obično se sastoje od jedne vrste baterije, kao što je ovdje slučaj s LG Chemom. Fotografija ljubaznošću GreenBrilliancea

Može li se kombinirati prednosti svake kemije kako bi se napravila jedna isplativa baterija visokog kapaciteta?

Treba li netko rastaviti svoju olovno-kiselinsku bateriju samo da bi iskoristio funkcije nove litij-ionske baterije? Može li se u litijev sustav dodati malo jeftinije olovno-kiselinske baterije kako bi se postigao određeni kapacitet od kilovat-sati?

Sva 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 tvrtki Freedom Solar Power u Teksasu, rekao je da je vjerojatno moguće spojiti olovne i litijeve baterije, ali samo putem AC spajanja.

„Apsolutno ne možete spojiti olovne i litijeve baterije na istu istosmjernu 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 inženjeringa u tvrtki za olovno-kiselinske baterije US Battery Manufacturing Co., dao je daljnje objašnjenje.

„Može se napraviti, ali ne bi bilo tako jednostavno kao samo dodavanje olovno-kiselinskih baterija u sustav litijevih baterija. Dva sustava bi u biti djelovala neovisno“, rekao je Wehmeyer. „Sustav litijevih baterija i dalje bi morao biti kontroliran vlastitim BMS-om s vlastitim punjačem i regulatorom punjenja. Sustav olovno-kiselinskih baterija trebao bi vlastiti punjač i/ili regulator punjenja, ali ne bi trebao BMS. Dva sustava mogla bi paralelno napajati ekvivalentna opterećenja, ali možda će biti potrebna određena kontrola kako bi se sigurno rasporedilo opterećenje između dva kemijska sustava.“

Troy Daniels, voditelj tehničkih usluga za proizvođača LFP baterija SimpliPhi Power, ne preporučuje miješanje istog kemijskog sastava baterija, a kamoli različitog kemijskog sastava u jednom sustavu, ali priznaje da je to moguće.

„Nekoliko načina kombiniranja bilo bi korištenje dvaju izoliranih sustava (i punjača i pretvarača) koji bi mogli dijeliti zajedničko opterećenje ili čak podijeliti potrebna električna opterećenja“, rekao je. „Može se koristiti i preklopnik; međutim, to bi značilo da bi se samo jedan set baterija ili kemijskih elemenata mogao puniti ili prazniti istovremeno i vjerojatno bi se prebacivanje moralo obavljati ručno.“

Razdvajanje tereta i postavljanje dvaju sustava često je složeniji zadatak nego što mnogi žele.

„U Freedom Solaru se nismo bavili hibridnim litij-olovno-kiselinskim sustavom jer to ne bi bio jeftin dodatak, a trudimo se da instalacije baterija budu jednostavne korištenjem samo jedne kemije baterija i jednog baterijskog proizvoda“, rekao je Josh Meade, voditelj inženjerskog razvoja i dizajna.

Postoji jedna tvrtka koja pokušava malo olakšati kombiniranje dviju kemijskih elemenata. Proizvođač prijenosnih proizvoda za napajanje Goal Zero ima prijenosnu elektranu Yeti na bazi litija koja se može koristiti za djelomičnu kućnu rezervu. Yeti 3000 je NMC litijeva baterija od 3 kWh i 70 lb koja može podržati četiri strujna kruga. Ako je potrebno više snage, Goal Zero nudi svoj Yeti Link modul za proširenje koji omogućuje dodavanje olovno-kiselinskih baterija za proširenje. Da, točno: litijeva Yeti baterija može se upariti s olovno-kiselinskim baterijama.

„Naš ekspanzijski spremnik je misteriozna ciklička olovno-kiselinska baterija. To vam omogućuje korištenje elektronike u Yetiju [sustavu na bazi litija], ali proširuje bateriju“, rekao je Bill Harmon, generalni direktor tvrtke Goal Zero. „Sa 1,25 kWh svaka, možete dodati onoliko [olovno-kiselinskih baterija] koliko želite. Kupac ih može jednostavno uključiti. Odjednom dobivate prenosivost litijeve baterije i jeftine olovno-kiselinske baterije koje stoje kod kuće.“

Najveći problemi pri pokušaju povezivanja litijevih 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 učinkovitost ciklusa baterije.

Goal Zero rješava ovu situaciju svojim Yeti Link uređajem. Yeti Link je u biti sofisticirani sustav za upravljanje baterijom prilagođen originalnoj Yeti litijevoj bateriji koji upravlja naponima i punjenjem između različitih kemijskih elemenata.

„Yeti Link regulira taj prijenos energije između baterija“, rekao je Harmon. „Štitimo na siguran način, tako da litijeva baterija čak ni ne zna da je spojena s olovno-kiselinskom baterijom.“

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

„Naš sustav je za sve ljude u zemlji koji nemaju 15.000 dolara za ulaganje u instalaciju za pohranu energije. A kad završim, sve što imam je nešto trajno instalirano u mom domu“, rekao je Harmon. „Yeti je za one koji su osjetljivi na ono na što troše novac. Naš sustav je ukupno instaliran 3.500 dolara.“

Goal Zero sada proizvodi svoju petu generaciju proizvoda, tako da je siguran u svoje mogućnosti kombiniranja litij-olovnih baterija. No, za mnoge druge koji se ne osjećaju ugodno s izravnim miješanjem kemije baterija, u istom poslovnom prostoru ili kućanstvu mogu se instalirati dva izolirana i neovisna sustava - sve dok ih postavlja električar.

„Jednostavniji i sigurniji način dodavanja jeftinijeg kapaciteta za pohranu postojećem litijevom sustavu bio bi podjela opterećenja i njihova zasebna dodjela dvama baterijskim sustavima“, rekao je Wehmeyer iz tvrtke US Battery. „U svakom slučaju. To bi trebao učiniti obučeni stručnjak radi sigurnosti.“