Det finns för- och nackdelar med de två huvudsakliga batterikemierna som används i solcells- och lagringsprojekt. Blybatterier har funnits mycket längre och är lättare att förstå, men har begränsningar i sin lagringskapacitet.Litiumjonbatterihar längre livslängd och är lättare i vikt men i sig dyrare.

Lagringsinstallationer består vanligtvis av en batterityp, som med LG Chem, här. Foto med tillstånd av GreenBrilliance

Kan man kombinera fördelarna med varje kemisk ingrediens för att skapa en kostnadseffektiv batteribank med hög kapacitet?

Måste man montera isär sitt blybatteri bara för att kunna utnyttja funktionerna hos ett nytt litiumjonbatteri? Kan man lägga till lite billigare blybatterier till sitt litiumsystem för att uppnå en viss kilowattimmarskapacitet?

Alla viktiga frågor med ett mindre definierat svar: det beror på. Det är enklare och mindre riskabelt att hålla sig till en kemisk fråga, men det finns några lösningar.

Gordon Gunn, elingenjör på Freedom Solar Power i Texas, sa att det förmodligen är möjligt att koppla ihop bly- och litiumbatterier, men bara genom växelströmskoppling.

”Man kan absolut inte ansluta blybatterier och litiumbatterier på samma likströmsbuss”, sa han. ”I bästa fall skulle det förstöra batterierna, och i värsta fall… brand? Explosion? En avläsning av rumtidskontinuumet? Jag vet inte.”

K. Fred Wehmeyer, senior vice VD för teknik på blybatteriföretaget US Battery Manufacturing Co., gav ytterligare förklaring.

”Det kan göras, men det skulle inte vara så enkelt som att bara lägga till blybatterier till litiumbatterisystemet. De två systemen skulle i huvudsak fungera oberoende av varandra”, sa Wehmeyer. ”Litiumbatterisystemet skulle fortfarande behöva styras av sitt eget BMS med sin egen laddare och laddningsregulator. Blybatterisystemet skulle behöva sin egen laddare och/eller laddningsregulator men skulle inte behöva ett BMS. De två systemen skulle kunna leverera motsvarande laster parallellt, men det kan behövas viss kontroll för att säkert fördela lastfördelningen mellan de två kemierna.”

Troy Daniels, teknisk servicechef för LFP-batteritillverkaren SimpliPhi Power, rekommenderar inte att man blandar samma batterikemi, än mindre olika kemier i ett enda system, men han medger att det är möjligt.

”Ett par sätt att kombinera skulle vara att ha två isolerade system (både laddare och växelriktare) som kan dela en gemensam belastning eller till och med dela upp nödvändiga elektriska belastningar”, sa han. ”En överföringsbrytare skulle också kunna användas; detta skulle dock innebära att endast en uppsättning batterier eller kemikalier kan laddas eller urladdas åt gången och sannolikt skulle behöva göras manuellt.”

Att separera laster och sätta upp två system är ofta en mer komplicerad uppgift än många vill ge sig in i.

”Vi har inte arbetat med ett hybrid litium/bly-syra-system på Freedom Solar eftersom det inte skulle vara ett billigt tillägg, och vi försöker hålla våra batteriinstallationer enkla genom att bara använda en batterikemi och en batteriprodukt”, säger Josh Meade, PE- och designchef.

Det finns ett företag som försöker göra det lite enklare att kombinera de två kemierna. Tillverkaren av bärbara strömförsörjningsprodukter, Goal Zero, har ett litiumbaserat Yeti Portable Power Station som kan användas för delvis backup i hemmet. Yeti 3000 är ett 3 kWh, 32 kg NMC-litiumbatteri som kan stödja fyra kretsar. Om mer ström behövs erbjuder Goal Zero sin Yeti Link Expansion Module som möjliggör tillägg av blybatterier. Ja, det stämmer: Litiumbatteriet Yeti kan paras ihop med blybatterier.

”Vår expansionstank är ett mystiskt blybatteri med cyklisk funktion. Detta gör att du kan använda elektroniken i Yeti [litiumbaserat system] men expanderar batteriet”, säger Bill Harmon, VD på Goal Zero. ”Med 1,25 kWh styck kan du lägga till så många [blybatterier] du vill. Kunden kan bara koppla in dem. Plötsligt får du portabiliteten hos litiumbatteriet och de billiga blybatterierna som finns hemma.”

De största problemen när man försöker koppla ihop litium och blybatterier är deras olika spänningar, laddningsprofiler och laddnings-/urladdningsgränser. Om batterierna inte har samma spänning eller urladdas med olika hastigheter kommer strömmen att gå snabbt mellan varandra. När strömmen går snabbt uppstår problem med uppvärmning och det försämrar battericykelns effektivitet.

Goal Zero hanterar denna situation med sin Yeti Link-enhet. Yeti Link är i huvudsak ett sofistikerat batterihanteringssystem som är anpassat för det ursprungliga Yeti-litiumbatteriet och som hanterar spänningar och laddning mellan de olika kemiska komponenterna.

”Yeti Link reglerar kraftöverföringen mellan batterierna”, sa Harmon. ”Vi skyddar på ett säkert sätt, så att litiumbatteriet inte ens vet att det är kopplat till ett blybatteri.”

Yeti 3000 må vara mindre än traditionella litiumbatterier för hemmabruk – LG Chem. Tesla och Sonnets-modeller har vanligtvis minst 9,8 kWh effekt – men det är dess dragningskraft, sa Harmon. Och om någon kan utöka den till 9 kWh-gränsen med billigare blybatterier och även ta med sig litiumbatteriet när de campar eller tailgatar, varför inte?

”Vårt system är för alla människor i landet som inte har 15 000 dollar att investera i en energilagringsanläggning. Och när jag är klar behöver jag bara ha något permanent installerat i mitt hem”, sa Harmon. ”Yeti är för dem som är sårbara för vad de spenderar pengar på. Vårt system kostar totalt 3 500 dollar att installera.”

Goal Zero är nu inne på sin femte generation av produkten, så de är säkra på sina kapaciteter att kombinera litium-bly. Men för många andra som är mindre bekväma med att blanda batterikemin direkt, kan två isolerade och oberoende system installeras i samma företag eller hushåll – så länge det installeras av en elektriker.

”Ett enklare och säkrare sätt att lägga till billigare lagringskapacitet till ett befintligt litiumsystem vore att dela upp lasterna och allokera dem separat till de två batterisystemen”, sa Wehmeyer från US Battery. ”Hur som helst. Det bör göras av en utbildad yrkesperson för att upprätthålla säkerheten.”