Er zijn voor- en nadelen verbonden aan de twee belangrijkste batterijchemie die wordt gebruikt in zonne-energie- en opslagprojecten.Loodzuurbatterijen bestaan ​​al veel langer en zijn gemakkelijker te begrijpen, maar er zijn grenzen aan hun opslagcapaciteit.Lithium-ionbatterijS hebben een langere levensduur en zijn lichter in gewicht, maar inherent duurder.

Opslaginstallaties bestaan ​​doorgaans uit één batterijtype, zoals hier bij LG Chem.Foto met dank aan GreenBrilliance

Kan men de voordelen van elke chemie combineren om één kosteneffectieve batterijbank met hoge capaciteit te maken?

Moet iemand zijn loodzuuraccubank ontmantelen alleen maar om gebruik te kunnen maken van de functies van een nieuwe lithium-ionaccu?Kan men iets goedkopere loodzuurbatterijen aan hun lithiumsysteem toevoegen om aan een bepaalde kilowattuurcapaciteit te voldoen?

Allemaal belangrijke vragen met een minder eenduidig ​​antwoord: het hangt ervan af.Het is gemakkelijker en minder riskant om bij één chemie te blijven, maar er zijn enkele oplossingen.

Gordon Gunn, elektrotechnisch ingenieur bij Freedom Solar Power in Texas, zei dat het waarschijnlijk mogelijk is om loodzuur- en lithiumbatterijen met elkaar te verbinden, maar alleen via AC-koppeling.

“Je kunt absoluut geen loodzuur- en lithiumbatterijen op dezelfde DC-bus aansluiten”, zei hij.“In het beste geval zouden de batterijen kapot gaan, en in het slechtste geval… brand?Explosie?Een lezing van het ruimte-tijd continuüm?Ik weet het niet."

K. Fred Wehmeyer, senior VP engineering bij loodzuurbatterijbedrijf US Battery Manufacturing Co., gaf verdere uitleg.

“Het kan gemaakt worden, maar het zou niet zo eenvoudig zijn als het toevoegen van loodzuurbatterijen aan het lithiumbatterijsysteem.De twee systemen zouden in wezen onafhankelijk opereren”, aldus Wehmeyer.“Het lithiumbatterijsysteem zou nog steeds moeten worden bestuurd door een eigen GBS met een eigen lader en laadcontroller.Het loodzuuraccusysteem zou een eigen lader en/of laadregelaar nodig hebben, maar geen GBS.De twee systemen zouden parallel de equivalente belastingen kunnen leveren, maar het kan zijn dat er enige controle nodig is om de belastingsverdeling tussen de twee chemieën veilig te verdelen.”

Troy Daniels, manager technische diensten van LFP-batterijfabrikant SimpliPhi Power, raadt niet aan dezelfde batterijchemie te combineren, laat staan ​​verschillende chemie, in één systeem, maar hij erkent wel dat het mogelijk is.

“Een paar manieren om te combineren zijn twee geïsoleerde systemen (zowel lader als omvormer) die een gemeenschappelijke belasting kunnen delen of zelfs de vereiste elektrische belastingen kunnen splitsen." hij zei.“Er zou ook gebruik kunnen worden gemaakt van een overdrachtsschakelaar;Dit zou echter betekenen dat slechts één set batterijen of chemie tegelijk kan worden opgeladen of ontladen, en dat dit waarschijnlijk handmatig moet gebeuren.”

Het scheiden van lasten en het opzetten van twee systemen is vaak een ingewikkelder taak dan velen willen doen.

“We hebben bij Freedom Solar nog niet te maken gehad met een hybride lithium/loodzuursysteem omdat het geen goedkope aanvulling zou zijn, en we proberen onze batterijinstallaties eenvoudig te houden door slechts één batterijchemie en één batterijproduct te gebruiken. zegt Josh Meade, PE en designmanager.

Er is één bedrijf dat probeert de combinatie van de twee chemie een beetje gemakkelijker te maken.Fabrikant van draagbare energieproducten Goal Zero heeft een op lithium gebaseerde Yeti Portable Power Station die kan worden gebruikt voor gedeeltelijke thuisback-up.Yeti 3000 is een NMC-lithiumbatterij van 3 kWh en 70 lb die vier circuits kan ondersteunen.Als er meer stroom nodig is, biedt Goal Zero de Yeti Link-uitbreidingsmodule waarmee loodzuurexpansiebatterijen kunnen worden toegevoegd.Ja, dat klopt: de lithium Yeti-batterij kan worden gecombineerd met loodzuur.

“Ons expansievat is een mysterieuze cyclus, een loodzuuraccu.Hierdoor kun je de elektronica in het Yeti [op lithium gebaseerde systeem] gebruiken, maar wordt de batterij groter”, aldus Bill Harmon, GM bij Goal Zero.“Met elk 1,25 kWh kun je zoveel [loodzuuraccu’s] toevoegen als je wilt.De klant kan ze gewoon aansluiten. Opeens krijg je de draagbaarheid van de lithiumbatterij en de goedkope loodzuurbatterijen die je thuis hebt zitten.”

De grootste problemen bij het combineren van lithium en loodzuur zijn hun verschillende spanningen, laadprofielen en laad-/ontlaadlimieten.Als de batterijen niet dezelfde spanning hebben of met een niet-overeenkomende snelheid ontladen, zal de stroom snel tussen elkaar lopen.Wanneer de stroom snel opraakt, ontstaan ​​er verwarmingsproblemen, wat de efficiëntie van de batterijcyclus negatief beïnvloedt.

Goal Zero beheert deze situatie met zijn Yeti Link-apparaat.Yeti Link is in wezen een geavanceerd batterijbeheersysteem dat geschikt is voor de originele Yeti-lithiumbatterij en dat spanningen en opladen tussen de verschillende chemie beheert.

“Yeti Link regelt de energieoverdracht tussen de batterijen.zei Harmon.“We beschermen op een veilige manier, zodat de lithiumbatterij niet eens weet dat hij met een loodzuurbatterij is getrouwd.”

De Yeti 3000 is mogelijk kleiner dan traditionele lithium-thuisbatterijen – LG Chem.Tesla- en sonnetmodellen hebben doorgaans minimaal 9,8 kWh aan stroom, maar dat is de tekening, zei Harmon.En als iemand het met een paar goedkopere loodaccu's tot die 9 kWh kan uitbreiden en de lithiumbatterij ook mee kan nemen tijdens het kamperen of bumperkleven, waarom niet?

“Ons systeem is bedoeld voor alle mensen in het land die geen 15.000 dollar hebben om te investeren in een energieopslaginstallatie.En als ik klaar ben, hoef ik alleen maar iets permanent in mijn huis te hebben geïnstalleerd,' zei Harmon.“Yeti is voor degenen die kwetsbaar zijn voor waar ze geld aan uitgeven.Ons systeem kost in totaal $ 3.500,- geïnstalleerd.”

Goal Zero is nu aan de vijfde productgeneratie toe en heeft dus vertrouwen in de combinatiemogelijkheden van lithium en lood.Maar voor veel anderen die zich minder op hun gemak voelen bij het direct mengen van de batterijchemie, kunnen er twee geïsoleerde en onafhankelijke systemen in hetzelfde bedrijf of huishouden worden geïnstalleerd – zolang het maar door een elektricien is opgezet.

“Een eenvoudiger en veiliger manier om goedkopere opslagcapaciteit toe te voegen aan een bestaand lithiumsysteem zou zijn om de belastingen te verdelen en deze afzonderlijk toe te wijzen aan de twee batterijsystemen.', aldus Wehmeyer van US Battery."Hoe dan ook.Om de veiligheid te garanderen, moet dit door een opgeleide professional worden gedaan.”