Існуюць плюсы і мінусы, звязаныя з двума асноўнымі хімічнымі складамі акумулятараў, якія выкарыстоўваюцца ў праектах сонечнай энергіі і захоўвання энергіі. Свінцова-кіслотныя акумулятары існуюць значна даўжэй і лягчэй зразумець, але маюць абмежаванні ў сваёй ёмістасці захоўвання.Літый-іённы акумулятармаюць больш працяглы тэрмін службы і лягчэйшыя па вазе, але па сваёй сутнасці даражэйшыя.

Звычайна ўстаноўкі захоўвання дадзеных складаюцца з аднаго тыпу акумулятараў, як, напрыклад, LG Chem, паказаная тут. Фота прадастаўлена GreenBrilliance.

Ці можна спалучыць перавагі кожнага хімічнага рэчыва, каб стварыць адзін эканамічна эфектыўны акумулятар высокай ёмістасці?

Ці трэба разбіраць свінцова-кіслотныя акумулятары, каб скарыстацца функцыямі новага літый-іённага акумулятара? Ці можна дадаць крыху таннейшыя свінцова-кіслотныя акумулятары ў літыевую сістэму, каб дасягнуць пэўнай ёмістасці ў кілават-гадзіны?

Усе важныя пытанні з менш акрэсленым адказам: усё залежыць ад сітуацыі. Прасцей і менш рызыкоўна прытрымлівацца аднаго хімічнага складу, але ёсць некаторыя абходныя шляхі.

Гордан Ган, інжынер-электрык з кампаніі Freedom Solar Power у Тэхасе, сказаў, што, верагодна, можна злучыць свінцова-кіслотныя і літыевыя акумулятары разам, але толькі праз пераменны ток.

«Катэгарычна нельга падключаць свінцова-кіслотныя і літыевыя акумулятары да адной шыны пастаяннага току», — сказаў ён. «У лепшым выпадку гэта знішчыць акумулятары, а ў горшым... пажар? Выбух? Змена прасторава-часавага кантынууму? Я не ведаю».

К. Фрэд Вехмайер, старшы віцэ-прэзідэнт па інжынерыі кампаніі US Battery Manufacturing Co., якая вырабляе свінцова-кіслотныя акумулятары, даў дадатковыя тлумачэнні.

«Гэта можна зрабіць, але гэта будзе не так проста, як проста дадаць свінцова-кіслотныя акумулятары да літыевай батарэйнай сістэмы. Дзве сістэмы будуць па сутнасці працаваць незалежна», — сказаў Вехмаер. «Сістэма літыевых акумулятараў усё яшчэ павінна будзе кіравацца ўласнай сістэмай кіравання будынкам з уласнай зараднай прыладай і кантролерам зарада. Сістэме свінцова-кіслотных акумулятараў спатрэбіцца ўласная зарадная прылада і/або кантролер зарада, але не спатрэбіцца сістэма кіравання будынкам з будынкам. Дзве сістэмы могуць падаваць эквівалентныя нагрузкі паралельна, але, магчыма, спатрэбіцца нейкі кантроль для бяспечнага размеркавання нагрузкі паміж двума хімічнымі сістэмамі».

Трой Дэніэлс, менеджэр па тэхнічным абслугоўванні вытворцы акумулятараў LFP SimpliPhi Power, не рэкамендуе змешваць аднолькавы хімічны склад акумулятараў, не кажучы ўжо пра розныя, у адной сістэме, але ён прызнае, што гэта магчыма.

«Некалькі спосабаў аб'яднання — гэта мець дзве ізаляваныя сістэмы (як зарадную прыладу, так і інвертар), якія маглі б выкарыстоўваць агульную нагрузку або нават падзяляць неабходныя электрычныя нагрузкі», — сказаў ён. «Таксама можна выкарыстоўваць перамыкач; аднак гэта азначала б, што адначасова можа зараджацца або разраджацца толькі адзін камплект акумулятараў або хімічных рэчываў, і, верагодна, пераключэнне давядзецца рабіць уручную».

Падзел нагрузкі і налада дзвюх сістэм часта з'яўляецца больш складанай задачай, чым многія хацелі б.

«У Freedom Solar мы не мелі справы з гібрыднай літый-свінцова-кіслотнай сістэмай, бо гэта было б нятанным дадаткам, і мы стараемся зрабіць нашы ўстаноўкі акумулятараў простымі, выкарыстоўваючы толькі адзін хімічны склад акумулятара і адзін акумулятарны прадукт», — сказаў Джош Мід, менеджэр па інжынерных пытаннях і дызайне.

Адна кампанія спрабуе крыху спрасціць спалучэнне гэтых двух хімічных рэчываў. Вытворца партатыўных электрастанцый Goal Zero прапануе партатыўную электрастанцыю Yeti на літыевай аснове, якую можна выкарыстоўваць для частковага рэзервовага харчавання дома. Yeti 3000 — гэта літыевая батарэя NMC ёмістасцю 3 кВт·г і вагой 70 фунтаў, якая можа падтрымліваць чатыры ланцугі. Калі патрэбна большая магутнасць, Goal Zero прапануе свой модуль пашырэння Yeti Link, які дазваляе дадаваць свінцова-кіслотныя акумулятары пашырэння. Так, усё правільна: літыевую батарэю Yeti можна спалучаць са свінцова-кіслотнымі.

«Наш пашыральны бак — гэта таямнічы цыклічны свінцова-кіслотны акумулятар. Гэта дазваляе выкарыстоўваць электроніку ў Yeti [літыевай сістэме], але пашырае акумулятар», — сказаў Біл Харман, генеральны дырэктар Goal Zero. «Пры 1,25 кВт·г кожны вы можаце дадаць столькі [свінцова-кіслотных акумулятараў], колькі хочаце. Кліент можа проста падключыць іх. Раптам вы атрымліваеце партатыўнасць літыевай батарэі і недарагія свінцова-кіслотныя акумулятары, якія ляжаць дома».

Найбольшыя праблемы пры спробе злучыць літыевыя і свінцова-кіслотныя акумулятары — гэта іх рознае напружанне, профілі зарадкі і межы зарадкі/разрадкі. Калі акумулятары маюць рознае напружанне або разраджаюцца з рознай хуткасцю, зарадка будзе хутка перарывацца паміж імі. Пры хуткай разрадцы ўзнікаюць праблемы з нагрэвам, што зніжае эфектыўнасць цыклу зарадкі і разрадкі.

Goal Zero спраўляецца з гэтай сітуацыяй з дапамогай прылады Yeti Link. Yeti Link — гэта, па сутнасці, складаная сістэма кіравання батарэяй, прыдатная для арыгінальнай літыевай батарэі Yeti, якая кіруе напружаннем і зарадкай паміж рознымі хімічнымі элементамі.

«Yeti Link рэгулюе перадачу энергіі паміж акумулятарамі», — сказаў Харман. «Мы абараняем бяспечным спосабам, каб літыевая батарэя нават не здагадвалася, што яна падключана да свінцова-кіслотнай батарэі».

Yeti 3000 можа быць меншым за традыцыйныя літыевыя батарэі для дома (LG Chem. Мадэлі Tesla і Sonnets звычайна маюць не менш за 9,8 кВт·г энергіі), але гэта яго мінімальная ёмістасць, сказаў Харман. І калі хтосьці можа пашырыць яго ёмістасць да 9 кВт·г з дапамогай больш танных свінцовых батарэй, а таксама ўзяць літыевую батарэю з сабой у паход ці на прагулку, чаму б і не?

«Наша сістэма прызначана для ўсіх жыхароў краіны, у якіх няма 15 000 долараў, каб інвеставаць у ўстаноўку назапашвання энергіі. А пасля таго, як я скончу, усё, што ў мяне будзе, — гэта нешта пастаянна ўсталяванае ў маім доме», — сказаў Харман. «Yeti прызначаны для тых, хто не баіцца траціць грошы. Агульны кошт усталяванай сістэмы складае 3500 долараў».

Goal Zero зараз працуе над пятым пакаленнем сваёй прадукцыі, таму кампанія ўпэўненая ў сваіх магчымасцях камбінацыі літый-свінцовых батарэй. Але для многіх іншых, хто не адчувае сябе камфортна змешваючы хімію акумулятараў адразу, дзве ізаляваныя і незалежныя сістэмы можна ўсталяваць у адным офісе або доме — пры ўмове, што іх наладзіць спецыяліст па электрыку.

«Больш просты і бяспечны спосаб дадаць больш танную ёмістасць для захоўвання энергіі да існуючай літыевай сістэмы — гэта падзяліць нагрузкі і размеркаваць іх асобна паміж дзвюма акумулятарнымі сістэмамі», — сказаў Вехмаер з US Battery. «У любым выпадку. Для забеспячэння бяспекі гэта павінен рабіць кваліфікаваны спецыяліст».