Υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που σχετίζονται με τις δύο κύριες χημικές μεθόδους των μπαταριών που χρησιμοποιούνται σε έργα ηλιακής ενέργειας + αποθήκευσης. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος υπάρχουν πολύ περισσότερο καιρό και είναι πιο εύκολα κατανοητές, αλλά έχουν όρια στην χωρητικότητα αποθήκευσης.Μπαταρία ιόντων λιθίουέχουν μεγαλύτερο κύκλο ζωής και είναι ελαφρύτερα σε βάρος, αλλά εκ φύσεως πιο ακριβά.

Οι εγκαταστάσεις αποθήκευσης συνήθως αποτελούνται από έναν τύπο μπαταρίας, όπως συμβαίνει με την LG Chem, εδώ. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του GreenBrilliance.

Μπορεί κανείς να συνδυάσει τα πλεονεκτήματα κάθε χημικής ουσίας για να δημιουργήσει μια οικονομικά αποδοτική τράπεζα μπαταριών υψηλής χωρητικότητας;

Θα χρειαστεί κάποιος να αποσυναρμολογήσει την συστοιχία μπαταριών μολύβδου-οξέος μόνο και μόνο για να αξιοποιήσει τις λειτουργίες μιας νέας μπαταρίας ιόντων λιθίου; Μπορεί κανείς να προσθέσει λίγο φθηνότερες μπαταρίες μολύβδου-οξέος στο σύστημα λιθίου του για να καλύψει μια συγκεκριμένη χωρητικότητα κιλοβατώρας;

Όλες οι σημαντικές ερωτήσεις με μια λιγότερο σαφή απάντηση: εξαρτάται. Είναι πιο εύκολο και λιγότερο επικίνδυνο να εμμείνεις σε μια χημεία, αλλά υπάρχουν κάποιες λύσεις.

Ο Γκόρντον Γκαν, ηλεκτρολόγος μηχανικός στην Freedom Solar Power στο Τέξας, δήλωσε ότι είναι πιθανώς δυνατή η σύνδεση μπαταριών μολύβδου-οξέος και λιθίου, αλλά μόνο μέσω ζεύξης AC.

«Δεν μπορείτε απολύτως να συνδέσετε μπαταρίες μολύβδου-οξέος και λιθίου στον ίδιο δίαυλο συνεχούς ρεύματος», είπε. «Στην καλύτερη περίπτωση, θα κατέστρεφε τις μπαταρίες και στη χειρότερη... φωτιά; Έκρηξη; Μια ανάγνωση του χωροχρονικού συνεχούς; Δεν ξέρω».

Ο K. Fred Wehmeyer, ανώτερος αντιπρόεδρος μηχανικής στην εταιρεία μπαταριών μολύβδου-οξέος US Battery Manufacturing Co., παρείχε περαιτέρω εξηγήσεις.

«Μπορεί να κατασκευαστεί, αλλά δεν θα είναι τόσο απλό όσο η απλή προσθήκη μπαταριών μολύβδου-οξέος στο σύστημα μπαταριών λιθίου. Τα δύο συστήματα ουσιαστικά θα λειτουργούν ανεξάρτητα», δήλωσε ο Wehmeyer. «Το σύστημα μπαταριών λιθίου θα εξακολουθεί να απαιτείται να ελέγχεται από το δικό του BMS με τον δικό του φορτιστή και ελεγκτή φόρτισης. Το σύστημα μπαταριών μολύβδου-οξέος θα χρειάζεται τον δικό του φορτιστή ή/και ελεγκτή φόρτισης, αλλά δεν θα χρειάζεται BMS. Τα δύο συστήματα θα μπορούσαν να τροφοδοτούν τα ισοδύναμα φορτία παράλληλα, αλλά ίσως χρειαστεί κάποιος έλεγχος για την ασφαλή κατανομή του φορτίου μεταξύ των δύο χημικών συστατικών».

Ο Troy Daniels, διευθυντής τεχνικών υπηρεσιών της SimpliPhi Power, κατασκευάστριας μπαταριών LFP, δεν συνιστά την ανάμειξη της ίδιας χημείας μπαταριών, πόσο μάλλον διαφορετικής χημείας, σε ένα μόνο σύστημα, αλλά αναγνωρίζει ότι αυτό είναι εφικτό.

«Μερικοί τρόποι συνδυασμού θα ήταν η ύπαρξη δύο απομονωμένων συστημάτων (φορτιστή και μετατροπέα) που θα μπορούσαν να μοιράζονται ένα κοινό φορτίο ή ακόμα και να χωρίζουν τα απαιτούμενα ηλεκτρικά φορτία», είπε. «Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ένας διακόπτης μεταφοράς. Ωστόσο, αυτό θα σήμαινε ότι μόνο ένα σετ μπαταριών ή χημικών ουσιών θα μπορούσε να φορτίζει ή να αποφορτίζεται κάθε φορά και πιθανότατα θα έπρεπε να γίνεται χειροκίνητη μεταφορά».

Ο διαχωρισμός φορτίων και η ρύθμιση δύο συστημάτων είναι συχνά μια πιο περίπλοκη εργασία από ό,τι πολλοί θέλουν να αναλάβουν.

«Δεν έχουμε ασχοληθεί με ένα υβριδικό σύστημα λιθίου/μολύβδου-οξέος στην Freedom Solar επειδή δεν θα ήταν ένα φθηνό πρόσθετο και προσπαθούμε να διατηρήσουμε τις εγκαταστάσεις των μπαταριών μας απλές χρησιμοποιώντας μόνο μία χημική σύνθεση μπαταριών και ένα προϊόν μπαταρίας», δήλωσε ο Josh Meade, υπεύθυνος σχεδιασμού και PE.

Υπάρχει μια εταιρεία που προσπαθεί να κάνει τον συνδυασμό των δύο χημικών στοιχείων λίγο πιο εύκολο. Ο κατασκευαστής φορητών προϊόντων ενέργειας Goal Zero διαθέτει έναν φορητό σταθμό παραγωγής ενέργειας Yeti με βάση το λίθιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μερική εφεδρική λειτουργία στο σπίτι. Η Yeti 3000 είναι μια μπαταρία λιθίου NMC 3 kWh, 70 lb που μπορεί να υποστηρίξει τέσσερα κυκλώματα. Εάν απαιτείται περισσότερη ισχύς, η Goal Zero προσφέρει τη μονάδα επέκτασης Yeti Link που επιτρέπει την προσθήκη μπαταριών επέκτασης μολύβδου-οξέος. Ναι, σωστά: Η μπαταρία λιθίου Yeti μπορεί να συνδυαστεί με μπαταρία μολύβδου-οξέος.

«Το δοχείο διαστολής μας είναι μια μυστηριώδης μπαταρία μολύβδου-οξέος. Αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε τα ηλεκτρονικά στο Yeti [σύστημα λιθίου], αλλά επεκτείνει την μπαταρία», δήλωσε ο Bill Harmon, Γενικός Διευθυντής της Goal Zero. «Με 1,25 kWh η καθεμία, μπορείτε να προσθέσετε όσες [μπαταρίες μολύβδου-οξέος] θέλετε. Ο πελάτης μπορεί απλώς να τις συνδέσει. Ξαφνικά αποκτάτε τη φορητότητα της μπαταρίας λιθίου και τις φθηνές μπαταρίες μολύβδου-οξέος που κάθονται στο σπίτι».

Τα μεγαλύτερα προβλήματα κατά την προσπάθεια σύνδεσης λιθίου και μολύβδου-οξέος είναι οι διαφορετικές τάσεις, τα προφίλ φόρτισης και τα όρια φόρτισης/εκφόρτισης. Εάν οι μπαταρίες έχουν εκτός της ίδιας τάσης ή αποφορτίζονται με ασύμβατους ρυθμούς, η τροφοδοσία θα διανέμεται γρήγορα μεταξύ τους. Όταν η τροφοδοσία διανέμεται γρήγορα, προκύπτουν προβλήματα θέρμανσης και μειώνουν την απόδοση του κύκλου ζωής της μπαταρίας.

Η Goal Zero διαχειρίζεται αυτήν την κατάσταση με τη συσκευή Yeti Link. Το Yeti Link είναι ουσιαστικά ένα εξελιγμένο σύστημα διαχείρισης μπαταρίας κατάλληλο για την αρχική μπαταρία λιθίου Yeti που διαχειρίζεται τις τάσεις και τη φόρτιση μεταξύ των διαφόρων χημικών συστατικών.

«Η Yeti Link ρυθμίζει αυτή τη μεταφορά ισχύος μεταξύ των μπαταριών», είπε ο Harmon. «Προστατεύουμε με ασφαλή τρόπο, έτσι ώστε η μπαταρία λιθίου να μην γνωρίζει καν ότι είναι παντρεμένη με μια μπαταρία μολύβδου-οξέος».

Το Yeti 3000 μπορεί να είναι μικρότερο από τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου για το σπίτι - τα μοντέλα LG Chem. Tesla και sonnets έχουν συνήθως τουλάχιστον 9,8 kWh ισχύος - αλλά αυτό είναι το όριό του, είπε ο Harmon. Και αν κάποιος μπορεί να το επεκτείνει μέχρι το όριο των 9 kWh με μερικές φθηνότερες μπαταρίες μολύβδου και επίσης να παίρνει μαζί του την μπαταρία λιθίου όταν κάνει κάμπινγκ ή κάνει βόλτα με το αυτοκίνητο, γιατί όχι;

«Το σύστημά μας απευθύνεται σε όλους τους ανθρώπους στη χώρα που δεν έχουν 15.000 δολάρια για να επενδύσουν σε εγκατάσταση αποθήκευσης ενέργειας. Και όταν τελειώσω, το μόνο που μου μένει είναι κάτι μόνιμα εγκατεστημένο στο σπίτι μου», είπε ο Χάρμον. «Το Yeti απευθύνεται σε όσους είναι ευάλωτοι σε αυτό στο οποίο ξοδεύουν χρήματα. Το σύστημά μας έχει συνολικά εγκατεστημένο κόστος 3.500 δολαρίων».

Το Goal Zero βρίσκεται πλέον στην πέμπτη γενιά του προϊόντος, επομένως είναι σίγουρο για τις δυνατότητες συνδυασμού λιθίου-μολύβδου που διαθέτει. Αλλά για πολλούς άλλους που δεν αισθάνονται άνετα να αναμειγνύουν πλήρως τη χημεία της μπαταρίας, μπορούν να εγκατασταθούν δύο απομονωμένα και ανεξάρτητα συστήματα στην ίδια επιχείρηση ή νοικοκυριό - εφόσον η εγκατάσταση γίνει από έναν ηλεκτρολόγο.

«Ένας απλούστερος και ασφαλέστερος τρόπος για να προστεθεί χωρητικότητα αποθήκευσης χαμηλότερου κόστους σε ένα υπάρχον σύστημα λιθίου θα ήταν να διαιρεθούν τα φορτία και να κατανεμηθούν ξεχωριστά στα δύο συστήματα μπαταριών», δήλωσε ο Wehmeyer της US Battery. «Σε κάθε περίπτωση. Θα πρέπει να γίνεται από εκπαιδευμένο επαγγελματία για τη διατήρηση της ασφάλειας».