Існують переваги та недоліки, пов'язані з двома основними хімічними складами акумуляторів, що використовуються в проектах сонячної енергії та накопичення енергії. Свинцево-кислотні акумулятори існують набагато довше та є більш зрозумілими, але мають обмеження щодо їхньої ємності зберігання.Літій-іонний акумулятормають довший термін служби та легші за вагою, але за своєю суттю дорожчі.

Установки для зберігання даних зазвичай складаються з одного типу батарей, як-от LG Chem, як показано тут. Фото надано GreenBrilliance.

Чи можна поєднати переваги кожного хімічного складу, щоб створити один економічно ефективний акумуляторний блок високої ємності?

Чи доведеться розбирати свій свинцево-кислотний акумулятор, щоб скористатися функціями нового літій-іонного акумулятора? Чи можна додати трохи дешевші свинцево-кислотні акумулятори до своєї літієвої системи, щоб досягти певної ємності в кіловат-годину?

Усі ці важливі питання мають менш чітку відповідь: це залежить від обставин. Легше та менш ризиковано дотримуватися одного хімічного складу, але є деякі обхідні шляхи.

Гордон Ганн, інженер-електрик компанії Freedom Solar Power у Техасі, сказав, що, ймовірно, можливо з'єднати свинцево-кислотні та літієві акумулятори разом, але лише через з'єднання змінного струму.

«Ви категорично не можете підключати свинцево-кислотні та літієві акумулятори до однієї шини постійного струму», – сказав він. «У кращому випадку це знищить акумулятори, а в гіршому… пожежа? Вибух? Зчитування просторово-часового континууму? Я не знаю».

К. Фред Вехмаєр, старший віце-президент з інженерії компанії US Battery Manufacturing Co., що виробляє свинцево-кислотні акумулятори, надав додаткові пояснення.

«Це можна зробити, але це буде не так просто, як просто додати свинцево-кислотні акумулятори до літієвої акумуляторної системи. Дві системи, по суті, діятимуть незалежно», – сказав Вехмаєр. «Літієва акумуляторна система все ще повинна буде керуватися власною BMS з власним зарядним пристроєм та контролером заряду. Свинцево-кислотна акумуляторна система потребуватиме власного зарядного пристрою та/або контролера заряду, але не потребуватиме BMS. Дві системи можуть подавати еквівалентні навантаження паралельно, але може знадобитися певний контроль для безпечного розподілу навантаження між двома хімічними системами».

Трой Деніелс, менеджер з технічного обслуговування виробника акумуляторів LFP SimpliPhi Power, не рекомендує змішувати акумулятори з однаковим хімічним складом, не кажучи вже про різні, в одній системі, але він визнає, що це можливо.

«Кілька способів поєднання — це використання двох ізольованих систем (як зарядного пристрою, так і інвертора), які могли б використовувати спільне навантаження або навіть розділяти необхідні електричні навантаження», — сказав він. «Також можна використовувати перемикач; однак це означатиме, що одночасно може заряджатися або розряджатися лише один комплект акумуляторів або хімічних речовин, і, ймовірно, доведеться перемикатися вручну».

Розділення навантажень та налаштування двох систем часто є складнішим завданням, ніж багато хто хоче.

«У Freedom Solar ми не мали справу з гібридною літій-свинцево-кислотною системою, оскільки це було б недешевим доповненням, і ми намагаємося спростити встановлення наших акумуляторів, використовуючи лише один хімічний склад акумуляторів та один акумуляторний продукт», — сказав Джош Мід, керівник відділу проектування та інженер-проектувальник.

Одна компанія намагається трохи спростити поєднання цих двох хімічних речовин. Виробник портативних джерел живлення Goal Zero пропонує портативну електростанцію Yeti на літієвій основі, яку можна використовувати для часткового резервного живлення дому. Yeti 3000 — це літієва батарея NMC ємністю 3 кВт·год і вагою 70 фунтів, яка може підтримувати чотири кола. Якщо потрібна більша потужність, Goal Zero пропонує свій модуль розширення Yeti Link, який дозволяє додавати свинцево-кислотні акумулятори розширення. Так, все вірно: літієву батарею Yeti можна поєднувати зі свинцево-кислотними.

«Наш розширювальний бак — це загадковий циклічний свинцево-кислотний акумулятор. Це дозволяє використовувати електроніку в Yeti [літієвій системі], але розширює ємність акумулятора», — сказав Білл Гармон, генеральний директор Goal Zero. «З ємністю 1,25 кВт·год кожен ви можете додати стільки [свинцово-кислотних акумуляторів], скільки забажаєте. Клієнт може просто підключити їх. Раптом ви отримуєте портативність літієвої батареї та недорогі свинцево-кислотні акумулятори, що лежать вдома».

Найбільшими проблемами під час спроби поєднати літієві та свинцево-кислотні акумулятори є їхня різна напруга, профілі заряджання та межі заряджання/розряджання. Якщо напруга акумуляторів неоднакова або вони розряджаються з різною швидкістю, заряджання між ними буде швидким. Коли заряджання відбувається швидко, виникають проблеми з нагріванням, що знижує ефективність циклу заряджання/розряду акумулятора.

Goal Zero вирішує цю ситуацію за допомогою свого пристрою Yeti Link. Yeti Link — це, по суті, складна система керування акумулятором, що підходить для оригінального літієво-іонного акумулятора Yeti, яка керує напругою та зарядкою між різними хімічними елементами.

«Yeti Link регулює передачу енергії між акумуляторами», — сказав Гармон. «Ми захищаємо безпечним способом, щоб літієва батарея навіть не знала, що вона з’єднана зі свинцево-кислотною».

Yeti 3000 може бути меншим за традиційні літієві батареї для дому – LG Chem. Моделі Tesla та Sonnets зазвичай мають щонайменше 9,8 кВт⋅год енергії – але це його обмеження, сказав Гармон. І якщо хтось може розширити його до позначки 9 кВт⋅год за допомогою дешевших свинцевих батарей, а також брати літієву батарею з собою в кемпінг або подорожувати, чому б і ні?

«Наша система призначена для всіх людей у ​​країні, які не мають 15 000 доларів, щоб інвестувати в установку накопичувача енергії. А коли я закінчу, все, що мені залишиться, це щось, що буде постійно встановлено в моєму будинку», – сказав Гармон. «Yeti призначений для тих, хто вразливий до того, на що вони витрачають гроші. Загальна вартість встановлення нашої системи становить 3500 доларів».

Goal Zero зараз працює над своїм продуктом п'ятого покоління, тому компанія впевнена у своїх можливостях комбінованого літій-свинцевого акумулятора. Але для багатьох інших, кому незручно одразу змішувати хімічний склад акумуляторів, в одному бізнесі чи домогосподарстві можна встановити дві ізольовані та незалежні системи – за умови, що їх налаштує фахівець з електрики.

«Простішим і безпечнішим способом додати дешевшу ємність для зберігання енергії до існуючої літієвої системи було б розділити навантаження та розподілити їх окремо між двома акумуляторними системами», – сказав Вехмаєр з US Battery. «У будь-якому разі. Це має робити кваліфікований фахівець для забезпечення безпеки».