Există avantaje și dezavantaje asociate cu cele două chimii principale ale bateriilor utilizate în proiectele solare + de stocare. Bateriile cu plumb există de mult mai mult timp și sunt mai ușor de înțeles, dar au limite în ceea ce privește capacitatea lor de stocare.Baterie litiu-ionau durate de viață mai lungi și sunt mai ușoare, dar inerent mai scumpe.

Instalațiile de stocare constau de obicei dintr-un singur tip de baterie, cum ar fi în cazul LG Chem, aici. Fotografie oferită de GreenBrilliance

Se pot combina avantajele fiecărei substanțe chimice pentru a crea o bancă de baterii de mare capacitate și rentabilă?

Va trebui cineva să demonteze banca de baterii cu plumb doar pentru a utiliza funcțiile unei noi baterii litiu-ion? Se pot adăuga baterii cu plumb puțin mai ieftine la sistemul său de litiu pentru a atinge o anumită capacitate în kilowați-oră?

Toate întrebările importante au un răspuns mai puțin definit: depinde. Este mai ușor și mai puțin riscant să rămâi la o singură chimie, dar există câteva soluții alternative.

Gordon Gunn, inginer electrician la Freedom Solar Power din Texas, a declarat că este probabil posibil să se conecteze bateriile cu plumb și litiu, dar numai prin cuplare de curent alternativ.

„Nu poți conecta absolut deloc baterii cu plumb și litiu pe aceeași magistrală de curent continuu”, a spus el. „În cel mai bun caz, ar distruge bateriile, iar în cel mai rău caz... un incendiu? O explozie? O citire a continuumului spațiu-timp? Nu știu.”

K. Fred Wehmeyer, vicepreședinte senior pentru inginerie la compania de baterii cu plumb-acid US Battery Manufacturing Co., a oferit explicații suplimentare.

„Se poate realiza, dar nu ar fi atât de simplu ca simpla adăugare a bateriilor cu plumb la sistemul de baterii cu litiu. Cele două sisteme ar acționa în esență independent”, a spus Wehmeyer. „Sistemul de baterii cu litiu ar trebui în continuare controlat de propriul BMS, cu propriul încărcător și controler de încărcare. Sistemul de baterii cu plumb ar avea nevoie de propriul încărcător și/sau controler de încărcare, dar nu ar avea nevoie de un BMS. Cele două sisteme ar putea furniza sarcini echivalente în paralel, dar ar putea fi nevoie de un anumit control pentru a aloca în siguranță distribuția sarcinii între cele două componente chimice.”

Troy Daniels, manager de servicii tehnice pentru producătorul de baterii LFP SimpliPhi Power, nu recomandă amestecarea aceleiași chimii a bateriilor, darămite a unor chimii diferite, într-un singur sistem, dar recunoaște că acest lucru se poate face.

„Câteva modalități de combinare ar fi posibilitatea de a avea două sisteme izolate (atât încărcător, cât și invertor) care ar putea partaja o sarcină comună sau chiar să împartă sarcinile electrice necesare”, a spus el. „Ar putea fi utilizat și un comutator de transfer; totuși, acest lucru ar însemna că doar un set de baterii sau substanțe chimice s-ar putea încărca sau descărca odată și probabil ar trebui să se efectueze un transfer manual.”

Separarea sarcinilor și configurarea a două sisteme este adesea o sarcină mai complicată decât își doresc mulți.

„Nu am avut de-a face cu un sistem hibrid litiu/plumb-acid la Freedom Solar, deoarece nu ar fi un accesoriu ieftin și încercăm să simplificăm instalarea bateriilor, folosind o singură chimie a bateriei și un singur produs”, a declarat Josh Meade, manager de proiectare și proiectare.

Există o companie care încearcă să simplifice puțin combinarea celor două substanțe chimice. Producătorul de produse de alimentare portabile Goal Zero are o stație de alimentare portabilă Yeti pe bază de litiu, care poate fi utilizată pentru backup parțial la domiciliu. Yeti 3000 este o baterie litiu NMC de 3 kWh și 32 kg, care poate suporta patru circuite. Dacă este necesară mai multă putere, Goal Zero oferă modulul de expansiune Yeti Link, care permite adăugarea de baterii de expansiune cu plumb. Da, așa este: bateria litiu Yeti poate fi asociată cu cea cu plumb.

„Vasul nostru de expansiune este o baterie plumb-acid misterioasă, cu ciclu. Aceasta vă permite să utilizați componentele electronice din Yeti [sistemul pe bază de litiu], dar extinde bateria”, a declarat Bill Harmon, director general la Goal Zero. „Cu o putere de 1,25 kWh fiecare, puteți adăuga oricâte [baterii plumb-acid] doriți. Clientul le poate pur și simplu conecta. Dintr-o dată, beneficiați de portabilitatea bateriei de litiu și a bateriilor plumb-acid ieftine, chiar și acasă.”

Cele mai mari probleme atunci când se încearcă conectarea bateriilor cu litiu și plumb sunt tensiunile lor diferite, profilurile de încărcare și limitele de încărcare/descărcare. Dacă bateriile nu au aceeași tensiune sau se descarcă la rate nepotrivite, alimentarea se va schimba rapid între ele. Când alimentarea funcționează rapid, apar probleme de încălzire și afectează eficiența ciclului bateriei.

Goal Zero gestionează această situație cu dispozitivul său Yeti Link. Yeti Link este, în esență, un sistem sofisticat de gestionare a bateriei, potrivit pentru bateria originală de litiu Yeti, care gestionează tensiunile și încărcarea între diferitele componente chimice.

„Yeti Link reglează transferul de energie dintre baterii”, a spus Harmon. „Protejăm într-un mod sigur, astfel încât bateria cu litiu nici măcar nu știe că este conectată la o baterie cu plumb.”

Yeti 3000 poate fi mai mic decât bateriile tradiționale cu litiu de uz casnic – LG Chem. Modelele Tesla și Sonnets au de obicei cel puțin 9,8 kWh de putere – dar acesta este avantajul său, a spus Harmon. Și dacă cineva îl poate extinde până la pragul de 9 kWh cu niște baterii cu plumb mai ieftine și, de asemenea, poate lua bateria cu litiu cu el atunci când campează sau merge cu mașina înainte de drum, de ce nu?

„Sistemul nostru este destinat tuturor oamenilor din țară care nu au 15.000 de dolari pentru a investi într-o instalație de stocare a energiei. Și apoi, când termin, tot ce trebuie să fac este să instalez ceva permanent în casa mea”, a spus Harmon. „Yeti este pentru cei care sunt vulnerabili la ceea ce cheltuiesc. Sistemul nostru are o instalație totală de 3.500 de dolari.”

Goal Zero se află acum la a cincea generație de produs, așa că este încrezătoare în capacitățile sale de combinare litiu-plumb. Însă pentru mulți alții care se simt mai puțin confortabil să combine complet chimia bateriei, două sisteme izolate și independente pot fi instalate în aceeași firmă sau gospodărie - atâta timp cât configurarea este efectuată de un profesionist în domeniul electric.

„O modalitate mai simplă și mai sigură de a adăuga o capacitate de stocare cu costuri mai mici la un sistem existent cu litiu ar fi împărțirea încărcăturilor și alocarea lor separată celor două sisteme de baterii”, a spus Wehmeyer de la US Battery. „În orice caz, acest lucru ar trebui făcut de un profesionist calificat pentru a menține siguranța.”