Aurinko- ja varastointiprojekteissa käytettyihin kahteen pääasialliseen akkukemiaan liittyy sekä hyviä että huonoja puolia. Lyijyakut ovat olleet olemassa paljon pidempään ja ne ovat helpommin ymmärrettäviä, mutta niiden varastointikapasiteetti on rajallinen.Litiumioniakkuniillä on pidempi sykliaika ja ne ovat kevyempiä, mutta luonnostaan ​​kalliimpia.

Varastointiasennukset koostuvat tyypillisesti yhdestä akkutyypistä, kuten tässä LG Chemissä. Kuva: GreenBrilliance

Voiko molempien kemikaalien edut yhdistää yhdeksi kustannustehokkaaksi ja suuren kapasiteetin akkupankiksi?

Pitääkö lyijyakkupankin purkaa osiin voidakseen hyödyntää uuden litiumioniakun toimintoja? Voiko litiumjärjestelmään lisätä hieman halvempia lyijyakkuja tietyn kilowattituntikapasiteetin saavuttamiseksi?

Kaikkiin tärkeisiin kysymyksiin on vähemmän määritelty vastaus: se riippuu tilanteesta. On helpompaa ja vähemmän riskialtista pitäytyä yhdenlaisessa kemiassa, mutta on olemassa joitakin kiertoteitä.

Teksasilaisen Freedom Solar Powerin sähköinsinööri Gordon Gunn sanoi, että lyijy- ja litium-akkujen yhdistäminen toisiinsa on luultavasti mahdollista, mutta vain vaihtovirtakytkennän kautta.

”Lyijy- ja litium-akkuja ei ehdottomasti voi kytkeä samaan tasavirtaväylään”, hän sanoi. ”Parhaimmillaan se tuhoaisi akut, ja pahimmillaan… tulipalo? Räjähdys? Aika-avaruusjatkumon tulkinta? En tiedä.”

K. Fred Wehmeyer, lyijyakkuja valmistavan US Battery Manufacturing Co.:n tekninen johtaja, antoi lisätietoja.

”Se voidaan tehdä, mutta se ei olisi niin yksinkertaista kuin vain lyijyakkujen lisääminen litium-akkujärjestelmään. Nämä kaksi järjestelmää toimisivat pohjimmiltaan itsenäisesti”, Wehmeyer sanoi. ”Litium-akkujärjestelmää tarvitsisi edelleen ohjata oma rakennusautomaatiojärjestelmä, jolla on oma laturi ja latausohjain. Lyijyakkujärjestelmä tarvitsisi oman laturin ja/tai latausohjaimen, mutta se ei tarvitsisi rakennusautomaatiojärjestelmää. Nämä kaksi järjestelmää voisivat syöttää vastaavia kuormia rinnakkain, mutta kuormanjaon turvallinen jakaminen kahden kemian välillä saattaa vaatia jonkinlaista ohjausta.”

Troy Daniels, LFP-akkuja valmistavan SimpliPhi Powerin teknisten palveluiden päällikkö, ei suosittele saman akkukemian, saati sitten erilaisten, sekoittamista samassa järjestelmässä, mutta hän myöntää, että se on mahdollista.

”Pari tapaa yhdistää olisi käyttää kahta erillistä järjestelmää (sekä laturi että invertteri), jotka voisivat jakaa yhteisen kuorman tai jopa jakaa tarvittavat sähkökuormat”, hän sanoi. ”Myös siirtokytkintä voitaisiin käyttää; tämä tarkoittaisi kuitenkin, että vain yksi akku- tai akkukemiasarja voisi latautua tai purkautua kerrallaan, ja siirto olisi todennäköisesti tehtävä manuaalisesti.”

Kuormien erottaminen ja kahden järjestelmän asentaminen on usein monimutkaisempi tehtävä kuin monet haluavat ryhtyä.

”Emme ole Freedom Solarilla käsitelleet litium-lyijy-happo-hybridijärjestelmää, koska se ei olisi halpa lisäosa, ja pyrimme pitämään akkuasennuksemme yksinkertaisina käyttämällä vain yhtä akkukemiaa ja yhtä akkutuotetta”, sanoi Josh Meade, tuotekehitysjohtaja ja suunnittelupäällikkö.

Yksi yritys yrittää tehdä näiden kahden kemian yhdistämisestä hieman helpompaa. Kannettavien virtalähteiden valmistaja Goal Zerolla on litiumpohjainen Yeti Portable Power Station, jota voidaan käyttää osittaiseen kodin varmuuskopiointiin. Yeti 3000 on 3 kWh:n ja 31 kg:n NMC-litium-akku, joka voi tukea neljää virtapiiriä. Jos tarvitaan enemmän tehoa, Goal Zero tarjoaa Yeti Link -laajennusmoduulin, jonka avulla voidaan lisätä lyijyakkuja. Kyllä, aivan oikein: Litium-Yeti-akku voidaan yhdistää lyijyakkuihin.

”Paisuntasäiliömme on mystinen syklinen lyijyakku. Se mahdollistaa Yetin [litiumpohjaisen järjestelmän] elektroniikan käytön, mutta samalla se laajentaa akkua”, sanoo Goal Zeron toimitusjohtaja Bill Harmon. ”1,25 kWh:n kapasiteetilla voit lisätä niin monta [lyijyakkua] kuin haluat. Asiakas voi vain kytkeä ne pistorasiaan. Yhtäkkiä saat litium-akun kannettavuuden ja edulliset lyijyakut, jotka ovat kotona.”

Suurimmat ongelmat litiumin ja lyijyakkujen yhdistämisessä ovat niiden erilaiset jännitteet, latausprofiilit ja lataus-/purkausrajat. Jos akkujen jännite on eri tai ne purkautuvat eri nopeuksilla, virta kuluu nopeasti. Kun virta kuluu nopeasti, syntyy lämpenemisongelmia, jotka heikentävät akun käyttöiän tehokkuutta.

Goal Zero hallitsee tätä tilannetta Yeti Link -laitteellaan. Yeti Link on pohjimmiltaan hienostunut akunhallintajärjestelmä, joka sopii alkuperäiselle Yeti-litium-akulle ja joka hallitsee jännitteitä ja latausta eri kemiallisten aineiden välillä.

”Yeti Link säätelee akkujen välistä tehonsiirtoa”, Harmon sanoi. ”Suojaamme turvallisesti, joten litiumakku ei edes tiedä olevansa yhdistetty lyijyakkuun.”

Yeti 3000 saattaa olla pienempi kuin perinteiset litiumkotitalouksien akut – LG Chemin Tesla- ja Sonnet-malleissa on tyypillisesti vähintään 9,8 kWh tehoa – mutta se on sen vetovoima, Harmon sanoi. Ja jos joku voi laajentaa sitä jopa 9 kWh:n merkkiin halvemmilla lyijyakuilla ja ottaa litium-akun mukaansa leirintäalueelle tai peräkärryillä, miksi ei?

”Järjestelmämme on tarkoitettu kaikille maan asukkaille, joilla ei ole 15 000 dollaria investoitavaksi energian varastointiasennukseen. Ja kun olen valmis, minun tarvitsee vain asentaa jokin pysyvästi kotiini”, Harmon sanoi. ”Yeti on tarkoitettu niille, jotka ovat alttiita sille, mihin he käyttävät rahojaan. Järjestelmämme asennus maksaa yhteensä 3 500 dollaria.”

Goal Zero on nyt viidennen sukupolven tuotteessaan, joten se on varma litium-lyijy-yhdistelmäominaisuuksistaan. Mutta monille muille, jotka eivät ole tottuneet sekoittamaan akkukemiaa suoraan, samaan yritykseen tai kotitalouteen voidaan asentaa kaksi erillistä ja toisistaan ​​riippumatonta järjestelmää – kunhan sen asentaa sähköalan ammattilainen.

”Yksinkertaisempi ja turvallisempi tapa lisätä edullisempaa varastointikapasiteettia olemassa olevaan litiumjärjestelmään olisi jakaa kuormat ja kohdistaa ne erikseen kahdelle akkujärjestelmälle”, US Batteryn Wehmeyer sanoi. ”Joka tapauksessa. Koulutetun ammattilaisen tulisi tehdä se turvallisuuden ylläpitämiseksi.”