Istnieją zalety i wady związane z dwoma głównymi składami chemicznymi akumulatorów stosowanymi w projektach związanych z energią słoneczną i magazynowaniem.Akumulatory kwasowo-ołowiowe istnieją znacznie dłużej i są łatwiejsze do zrozumienia, ale mają ograniczenia co do ich pojemności.Bateria litowo-jonowamają dłuższą żywotność i są lżejsze, ale z natury droższe.

Instalacje magazynujące zazwyczaj składają się z jednego typu baterii, tak jak w przypadku LG Chem w tym przypadku.Zdjęcie dzięki uprzejmości GreenBrilliance

Czy można połączyć zalety każdej substancji chemicznej, aby stworzyć jeden opłacalny bank akumulatorów o dużej pojemności?

Czy trzeba demontować zestaw akumulatorów kwasowo-ołowiowych, aby móc korzystać z funkcji nowego akumulatora litowo-jonowego?Czy można dodać do systemu litowego nieco tańsze akumulatory kwasowo-ołowiowe, aby osiągnąć określoną pojemność kilowatogodzinną?

Wszystkie ważne pytania z mniej określoną odpowiedzią: to zależy.Łatwiej i mniej ryzykownie jest trzymać się jednej chemii, ale są pewne obejścia.

Gordon Gunn, inżynier elektryk w Freedom Solar Power w Teksasie, powiedział, że prawdopodobnie możliwe jest połączenie akumulatorów kwasowo-ołowiowych i litowych, ale tylko poprzez złącze prądu przemiennego.

„Absolutnie nie można podłączać akumulatorów kwasowo-ołowiowych i litowych do tej samej szyny prądu stałego” – stwierdził.„W najlepszym przypadku zniszczyłoby to baterie, a w najgorszym… pożarze?Eksplozja?Odczyt kontinuum czasoprzestrzennego?Nie wiem."

K. Fred Wehmeyer, starszy wiceprezes ds. inżynierii w firmie US Battery Manufacturing Co. zajmującej się akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, przedstawił dalsze wyjaśnienia.

„Można to zrobić, ale nie byłoby to tak proste, jak dodanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych do systemu akumulatorów litowych.Obydwa systemy działałyby zasadniczo niezależnie” – stwierdził Wehmeyer.„System baterii litowych nadal musiałby być kontrolowany przez własny system BMS z własną ładowarką i kontrolerem ładowania.System akumulatorów kwasowo-ołowiowych wymagałby własnej ładowarki i/lub kontrolera ładowania, ale nie potrzebowałby BMS.Obydwa systemy mogą dostarczać równoważne obciążenia równolegle, ale może być konieczna pewna kontrola, aby bezpiecznie rozdzielić obciążenie między dwoma substancjami chemicznymi”.

Troy Daniels, kierownik ds. usług technicznych producenta akumulatorów LFP SimpliPhi Power, nie zaleca mieszania tego samego składu chemicznego akumulatorów, nie mówiąc już o różnym składzie chemicznym w jednym systemie, ale przyznaje, że jest to możliwe.

„Kilka sposobów połączenia to połączenie dwóch izolowanych systemów (zarówno ładowarki, jak i falownika), które mogłyby dzielić wspólne obciążenie lub nawet dzielić wymagane obciążenia elektryczne." powiedział.„Można również zastosować przełącznik zasilania;oznaczałoby to jednak, że tylko jeden zestaw baterii lub chemikaliów mógłby być ładowany lub rozładowywany na raz i prawdopodobnie musiałby być przenoszony ręcznie”.

Rozdzielenie obciążeń i skonfigurowanie dwóch systemów jest często zadaniem bardziej skomplikowanym, niż wielu chce się podjąć.

„W Freedom Solar nie zajmowaliśmy się hybrydowym systemem litowo-ołowiowo-kwasowym, ponieważ nie byłby to tani dodatek, a my staramy się, aby nasze instalacje akumulatorów były proste, stosując tylko jeden skład chemiczny akumulatorów i jeden produkt akumulatorowy, ” powiedział Josh Meade, PE i kierownik projektu.

Jest jedna firma, która stara się nieco ułatwić łączenie tych dwóch substancji chemicznych.Producent przenośnych produktów zasilających Goal Zero ma przenośną elektrownię Yeti na bazie litu, której można używać do częściowego tworzenia kopii zapasowych w domu.Yeti 3000 to bateria litowa NMC o pojemności 3 kWh i wadze 70 funtów, która może obsługiwać cztery obwody.Jeśli wymagana jest większa moc, Goal Zero oferuje moduł rozszerzający Yeti Link, który umożliwia dodanie akumulatorów rozszerzających kwasowo-ołowiowych.Tak, zgadza się: akumulator litowy Yeti można łączyć z akumulatorem kwasowo-ołowiowym.

„Nasz zbiornik wyrównawczy to tajemniczy akumulator kwasowo-ołowiowy o cyklu.Pozwala to na wykorzystanie elektroniki w Yeti [systemie litowym], ale zwiększa pojemność baterii” – powiedział Bill Harmon, dyrektor generalny w Goal Zero.„Przy mocy 1,25 kWh każdy możesz dodać dowolną liczbę [akumulatorów kwasowo-ołowiowych].Klient może je po prostu podłączyć. Nagle zyskujesz przenośność baterii litowej i niedrogich akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które możesz mieć w domu.”

Największymi problemami podczas prób łączenia litu i kwasu ołowiowego są ich różne napięcia, profile ładowania oraz limity ładowania/rozładowania.Jeśli akumulatory nie mają tego samego napięcia lub rozładowują się z różną szybkością, zasilanie będzie szybko przepływać między sobą.Gdy zasilanie wyczerpuje się szybko, pojawiają się problemy z nagrzewaniem i pogarszają wydajność cyklu akumulatorowego.

Goal Zero zarządza tą sytuacją za pomocą urządzenia Yeti Link.Yeti Link to zasadniczo wyrafinowany system zarządzania baterią, dostosowany do oryginalnej baterii litowej Yeti, który zarządza napięciami i ładowaniem w różnych chemikaliach.

„Yeti Link reguluje przesyłanie mocy pomiędzy akumulatorami.– powiedział Harmon.„Chronimy w sposób bezpieczny, tak aby bateria litowa nawet nie wiedziała, że ​​jest połączona z akumulatorem kwasowo-ołowiowym.”

Yeti 3000 może być mniejszy od tradycyjnych domowych baterii litowych – LG Chem.Modele Tesli i Sonnetów mają zazwyczaj co najmniej 9,8 kWh mocy – ale taki jest rysunek, powiedział Harmon.A jeśli ktoś może rozszerzyć go do 9 kWh za pomocą tańszych akumulatorów ołowiowych, a także zabrać ze sobą akumulator litowy na kemping lub podróż tyłem, dlaczego nie?

„Nasz system jest przeznaczony dla wszystkich mieszkańców kraju, którzy nie mają 15 000 dolarów na inwestycje w instalację magazynowania energii.A kiedy już skończę, wystarczy, że będę czymś zainstalowanym na stałe w moim domu” – powiedział Harmon.„Yeti jest dla tych, którzy są bezbronni wobec tego, na co wydają pieniądze.Łączny koszt instalacji naszego systemu wynosi 3500 USD”.

Goal Zero jest obecnie w ofercie produktu piątej generacji, więc jest pewny możliwości połączenia litu i ołowiu.Jednak w przypadku wielu innych osób, które nie czują się komfortowo, mieszając skład chemiczny akumulatorów, w tej samej firmie lub gospodarstwie domowym można zainstalować dwa izolowane i niezależne systemy – pod warunkiem, że zostaną skonfigurowane przez specjalistę elektryka.

„Prostszym i bezpieczniejszym sposobem na dodanie tańszej pojemności magazynowej do istniejącego systemu litowego byłoby podzielenie obciążeń i przypisanie ich oddzielnie do dwóch systemów akumulatorowych.” powiedział Wehmeyer z US Battery."Tak czy inaczej.Aby zachować bezpieczeństwo, czynność tę powinien wykonać przeszkolony specjalista.”