Dva hlavné typy batérií používané v solárnych a skladovacích projektoch majú svoje výhody aj nevýhody. Olovené batérie existujú oveľa dlhšie a sú ľahšie pochopiteľné, ale ich skladovacia kapacita je obmedzená.Lítium-iónová batériaMajú dlhšiu životnosť a sú ľahšie, ale inherentne drahšie.

Inštalácie skladovacích zariadení zvyčajne pozostávajú z jedného typu batérie, ako napríklad v prípade LG Chem, ako je to tu. Fotografia s láskavým dovolením GreenBrilliance.

Dá sa skombinovať výhody každej chémie a vytvoriť tak jednu nákladovo efektívnu batériu s vysokou kapacitou?

Musí niekto rozobrať svoju olovenú batériu, len aby mohol využívať funkcie novej lítium-iónovej batérie? Môže do svojho lítium-iónového systému pridať o niečo lacnejšie olovené batérie, aby dosiahol určitú kilowatthodinovú kapacitu?

Všetko sú to dôležité otázky s menej definovanou odpoveďou: záleží na situácii. Je jednoduchšie a menej riskantné držať sa jednej chémie, ale existujú určité obchádzky.

Gordon Gunn, elektrotechnik zo spoločnosti Freedom Solar Power v Texase, povedal, že je pravdepodobne možné prepojiť olovené a lítiové batérie, ale iba prostredníctvom striedavého prepojenia.

„V žiadnom prípade nemôžete pripojiť olovené a lítiové batérie na rovnakú jednosmernú zbernicu,“ povedal. „V najlepšom prípade by to batérie zničilo a v najhoršom prípade... požiar? Výbuch? Počítanie časopriestorového kontinua? Neviem.“

K. Fred Wehmeyer, senior viceprezident pre inžinierstvo v spoločnosti US Battery Manufacturing Co., ktorá sa zaoberá olovenými batériami, poskytol ďalšie vysvetlenie.

„Dá sa to vyrobiť, ale nebolo by to také jednoduché ako len pridať olovené batérie do lítiovo-lítiového batériového systému. Tieto dva systémy by v podstate fungovali nezávisle,“ povedal Wehmeyer. „Systém lítiovo-lítiových batérií by stále musel byť riadený vlastným systémom riadenia budovy (BMS) s vlastnou nabíjačkou a regulátorom nabíjania. Systém olovených batérií by potreboval vlastnú nabíjačku a/alebo regulátor nabíjania, ale nepotreboval by BMS. Tieto dva systémy by mohli dodávať ekvivalentné záťaže paralelne, ale možno by bola potrebná určitá kontrola na bezpečné rozdelenie záťaže medzi tieto dva chemické systémy.“

Troy Daniels, manažér technických služieb pre výrobcu LFP batérií SimpliPhi Power, neodporúča miešať batérie s rovnakým chemickým zložením, nieto ešte rôzne chemické zloženie, v jednom systéme, ale uznáva, že je to možné.

„Niekoľkými spôsobmi kombinovania by bolo mať dva izolované systémy (nabíjačku aj menič), ktoré by mohli zdieľať spoločnú záťaž alebo dokonca rozdeliť požadované elektrické záťaže,“ povedal. „Mohol by sa použiť aj prepínač; to by však znamenalo, že by sa naraz mohla nabíjať alebo vybíjať iba jedna sada batérií alebo chemikálií a pravdepodobne by sa muselo prepínať manuálne.“

Oddelenie záťaže a nastavenie dvoch systémov je často zložitejšia úloha, než by si mnohí priali.

„V spoločnosti Freedom Solar sme sa nezaoberali hybridným lítiovo-oloveným systémom, pretože by to nebol lacný doplnok a snažíme sa udržiavať inštalácie našich batérií jednoduché používaním iba jednej chémie batérií a jedného batériového produktu,“ povedal Josh Meade, PE a manažér dizajnu.

Existuje jedna spoločnosť, ktorá sa snaží tieto dve chemické látky trochu zjednodušiť. Výrobca prenosných energetických produktov Goal Zero má prenosnú elektráreň Yeti na báze lítia, ktorú možno použiť na čiastočné zálohovanie domácnosti. Yeti 3000 je lítiová batéria NMC s kapacitou 3 kWh a hmotnosťou 70 libier, ktorá dokáže podporovať štyri obvody. Ak je potrebný väčší výkon, Goal Zero ponúka svoj rozširujúci modul Yeti Link, ktorý umožňuje pridanie olovených expanzných batérií. Áno, presne tak: lítiová batéria Yeti sa dá spárovať s olovenými batériami.

„Naša expanzná nádrž je záhadná cyklická olovená batéria. Umožňuje vám používať elektroniku v systéme Yeti [na báze lítia], ale rozširuje batériu,“ povedal Bill Harmon, generálny riaditeľ spoločnosti Goal Zero. „S kapacitou 1,25 kWh na kus môžete pridať toľko [olovených batérií], koľko chcete. Zákazník ich môže jednoducho zapojiť. Zrazu získate prenosnosť lítiovej batérie a lacné olovené batérie, ktoré máte doma.“

Najväčšími problémami pri pokuse o prepojenie lítiových a olovených batérií sú ich rozdielne napätia, profily nabíjania a limity nabíjania/vybíjania. Ak batérie nemajú rovnaké napätie alebo sa vybíjajú nerovnomerne, dochádza k rýchlemu vybíjaniu. Keď sa nabíjanie vykonáva rýchlo, vznikajú problémy s prehrievaním a znižuje sa účinnosť cyklu batérie.

Spoločnosť Goal Zero túto situáciu rieši pomocou zariadenia Yeti Link. Yeti Link je v podstate sofistikovaný systém správy batérie vhodný pre pôvodnú lítiovú batériu Yeti, ktorý riadi napätie a nabíjanie medzi rôznymi chemickými zložkami.

„Yeti Link reguluje prenos energie medzi batériami,“ povedal Harmon. „Chránime ich bezpečným spôsobom, takže lítiová batéria ani nevie, že je spojená s olovenou batériou.“

Yeti 3000 môže byť menší ako tradičné lítiové batérie pre domácnosti – LG Chem. Modely Tesla a Sonnets majú zvyčajne aspoň 9,8 kWh energie – ale to je jeho spotreba, povedal Harmon. A ak ho niekto dokáže rozšíriť až na 9 kWh pomocou lacnejších olovených batérií a zároveň si vziať lítiovú batériu so sebou na kempovanie alebo na cesty, prečo nie?

„Náš systém je určený pre všetkých ľudí v krajine, ktorí nemajú 15 000 dolárov na investíciu do inštalácie na uskladnenie energie. A keď skončím, všetko, čo mi zostane, bude niečo trvalo nainštalované v mojom dome,“ povedal Harmon. „Yeti je určený pre tých, ktorí sú zraniteľní voči tomu, za čo míňajú peniaze. Celková inštalácia nášho systému stojí 3 500 dolárov.“

Spoločnosť Goal Zero teraz vyrába svoju piatu generáciu produktu, takže si je istá svojimi schopnosťami kombinovať lítium a olovo. Pre mnohých iných, ktorí sa necítia pohodlne pri priamom miešaní batérií, je možné v tej istej firme alebo domácnosti nainštalovať dva izolované a nezávislé systémy – pokiaľ ich nastaví elektrikár.

„Jednoduchší a bezpečnejší spôsob, ako pridať lacnejšiu skladovaciu kapacitu do existujúceho lítiového systému, by bolo rozdeliť záťaže a prideliť ich samostatne dvom batériovým systémom,“ povedal Wehmeyer zo spoločnosti US Battery. „V každom prípade by to mal urobiť vyškolený odborník, aby sa zachovala bezpečnosť.“