Есть свои плюсы и минусы, связанные с двумя основными химическими составами батарей, используемыми в проектах солнечной энергии и хранения энергии.Свинцово-кислотные аккумуляторы существуют гораздо дольше, и их легче понять, но их емкость хранения ограничена.Литий-ионный аккумуляторОни имеют более длительный срок службы и легче по весу, но по своей сути более дороги.

Установки хранения обычно состоят из одного типа батарей, как здесь, в LG Chem.Фото предоставлено GreenBrilliance

Можно ли объединить плюсы каждого химического вещества, чтобы создать один экономичный аккумулятор большой емкости?

Придется ли кому-то демонтировать свою свинцово-кислотную аккумуляторную батарею только для того, чтобы воспользоваться функциями новой литий-ионной батареи?Можно ли добавить к их литиевой системе немного более дешевые свинцово-кислотные батареи, чтобы обеспечить определенную емкость в киловатт-часах?

Все важные вопросы с менее определенным ответом: это зависит.Проще и менее рискованно придерживаться одного химического состава, но есть обходные пути.

Гордон Ганн, инженер-электрик компании Freedom Solar Power в Техасе, сказал, что, вероятно, возможно соединить вместе свинцово-кислотные и литиевые батареи, но только через соединение переменного тока.

«Совершенно невозможно подключить свинцово-кислотные и литиевые батареи к одной и той же шине постоянного тока», — сказал он.«В лучшем случае это приведет к разрушению батарей, а в худшем… пожару?Взрыв?Чтение пространственно-временного континуума?Я не знаю."

К. Фред Вемейер, старший вице-президент по проектированию компании по производству свинцово-кислотных аккумуляторов US Battery Manufacturing Co., предоставил дополнительные объяснения.

«Это можно сделать, но это будет не так просто, как просто добавить свинцово-кислотные батареи в систему литиевых батарей.По сути, две системы будут действовать независимо», — сказал Вемейер.«Система литиевых батарей по-прежнему должна будет управляться собственной BMS с собственным зарядным устройством и контроллером заряда.Для системы свинцово-кислотных аккумуляторов потребуется собственное зарядное устройство и/или контроллер заряда, но не потребуется BMS.Две системы могут обеспечивать эквивалентные нагрузки параллельно, но, возможно, потребуется некоторый контроль для безопасного распределения нагрузки между двумя химическими процессами».

Трой Дэниэлс, менеджер по техническому обслуживанию производителя аккумуляторов LFP SimpliPhi Power, не рекомендует смешивать батареи одного и того же химического состава, не говоря уже о разных химических составах, в одной системе, но он признает, что это возможно.

«Пара способов объединения — это использование двух изолированных систем (зарядного устройства и инвертора), которые могли бы разделять общую нагрузку или даже разделять необходимые электрические нагрузки." он сказал.«Также можно использовать переключатель передачи;однако это будет означать, что только один комплект батарей или химикатов может заряжаться или разряжаться одновременно, и, вероятно, придется переносить его вручную».

Разделение нагрузки и настройка двух систем часто оказывается более сложной задачей, чем многим хотелось бы.

«Мы не занимались гибридной литий-свинцово-кислотной системой в Freedom Solar, потому что это не было бы дешевым дополнением, и мы стараемся сделать наши аккумуляторные установки простыми, используя только один химический состав батареи и один аккумуляторный продукт. — сказал Джош Мид, руководитель проекта и менеджер по дизайну.

Есть одна компания, которая пытается немного упростить объединение этих двух химических веществ.Производитель портативных электроприборов Goal Zero предлагает портативную электростанцию ​​Yeti на литиевой основе, которую можно использовать для частичного домашнего резервного питания.Yeti 3000 — это литиевая батарея NMC емкостью 3 кВтч и массой 70 фунтов, которая может поддерживать четыре цепи.Если требуется больше мощности, Goal Zero предлагает модуль расширения Yeti Link, который позволяет добавлять свинцово-кислотные аккумуляторы расширения.Да, верно: литиевую батарею Yeti можно использовать в паре со свинцово-кислотной.

«Наш расширительный бак представляет собой загадочный циклический свинцово-кислотный аккумулятор.Это позволяет вам использовать электронику в Yeti [системе на основе лития], но увеличивает срок службы батареи», — сказал Билл Хармон, генеральный директор Goal Zero.«При 1,25 кВтч каждая вы можете добавить столько [свинцово-кислотных батарей], сколько захотите.Покупатель может просто подключить их. Внезапно вы получаете портативность литиевых батарей и недорогих свинцово-кислотных батарей, сидящих дома».

Самой большой проблемой при попытке соединить литий и свинцово-кислотные аккумуляторы являются их разное напряжение, профили зарядки и пределы заряда/разряда.Если батареи имеют разное напряжение или разряжаются с разной скоростью, мощность будет быстро меняться.Когда питание работает быстро, возникают проблемы с нагревом, которые снижают эффективность цикла работы батареи.

Goal Zero справляется с этой ситуацией с помощью своего устройства Yeti Link.Yeti Link — это, по сути, сложная система управления батареями, подходящая для оригинальной литиевой батареи Yeti, которая управляет напряжением и зарядкой с учетом различных химических процессов.

«Йети Линк регулирует передачу энергии между батареями.— сказал Хармон.«Мы защищаем безопасным способом, так что литиевая батарея даже не узнает, что она соединена со свинцово-кислотной батареей».

Yeti 3000 может быть меньше традиционных домашних литиевых батарей – LG Chem.Модели Tesla и Sonnets обычно имеют мощность не менее 9,8 кВтч – но это их рисунок, сказал Хармон.И если кто-то может расширить ее до отметки в 9 кВтч с помощью более дешевых свинцовых батарей, а также взять с собой литиевую батарею в поход или в поход, почему бы и нет?

«Наша система предназначена для всех жителей страны, у которых нет 15 000 долларов для инвестиций в установку хранения энергии.А потом, когда я закончу, все, что мне нужно, это что-то постоянно установленное у меня дома», — сказал Хармон.«Йети предназначен для тех, кто уязвим перед тем, на что тратит деньги.Общая стоимость установки нашей системы составляет 3500 долларов».

Goal Zero сейчас выпускает пятое поколение продукта, поэтому компания уверена в возможностях комбинации лития и свинца.Но для многих других, кому некомфортно смешивать химические элементы аккумуляторной батареи, две изолированные и независимые системы могут быть установлены в одном и том же офисе или домашнем хозяйстве – при условии, что это будет настроено профессионалом-электриком.

«Более простой и безопасный способ добавить более дешевую емкость хранения к существующей литиевой системе — это разделить нагрузку и распределить ее отдельно по двум аккумуляторным системам.- сказал Вемейер из US Battery."В любом случае.Для обеспечения безопасности это должен делать обученный профессионал».