Die beiden wichtigsten Batteriechemien, die in Solar- und Speicherprojekten verwendet werden, haben Vor- und Nachteile.Blei-Säure-Batterien gibt es schon viel länger und sie sind einfacher zu verstehen, ihre Speicherkapazität ist jedoch begrenzt.Lithium-Ionen-AkkuSie haben eine längere Lebensdauer und sind leichter, aber grundsätzlich teurer.

Speicheranlagen bestehen typischerweise aus einem Batterietyp, wie hier bei LG Chem.Foto mit freundlicher Genehmigung von GreenBrilliance

Kann man die Vorteile jeder Chemie kombinieren, um eine kostengünstige Batteriebank mit hoher Kapazität herzustellen?

Muss man seine Blei-Säure-Batteriebank zerlegen, um die Funktionen einer neuen Lithium-Ionen-Batterie nutzen zu können?Kann man seinem Lithiumsystem etwas günstigere Blei-Säure-Batterien hinzufügen, um eine bestimmte Kilowattstundenkapazität zu erreichen?

Alles wichtige Fragen mit einer weniger eindeutigen Antwort: Es kommt darauf an.Es ist einfacher und weniger riskant, bei einer Chemie zu bleiben, aber es gibt einige Workarounds.

Gordon Gunn, Elektroingenieur bei Freedom Solar Power in Texas, sagte, es sei wahrscheinlich möglich, Blei-Säure- und Lithiumbatterien miteinander zu verbinden, allerdings nur durch Wechselstromkopplung.

„Man kann auf keinen Fall Blei-Säure- und Lithium-Batterien an denselben DC-Bus anschließen“, sagte er.„Im besten Fall würde es die Batterien zerstören und im schlimmsten Fall … Feuer?Explosion?Eine Lesart des Raum-Zeit-Kontinuums?Ich weiß nicht."

K. Fred Wehmeyer, Senior Vice President of Engineering beim Blei-Säure-Batterieunternehmen US Battery Manufacturing Co., lieferte weitere Erläuterungen.

„Es kann hergestellt werden, aber es wäre nicht so einfach, einfach Blei-Säure-Batterien zum Lithium-Batteriesystem hinzuzufügen.Die beiden Systeme würden im Wesentlichen unabhängig agieren“, sagte Wehmeyer.„Das Lithiumbatteriesystem müsste weiterhin von einem eigenen BMS mit eigenem Ladegerät und Laderegler gesteuert werden.Das Blei-Säure-Batteriesystem würde ein eigenes Ladegerät und/oder einen Laderegler benötigen, aber kein BMS.Die beiden Systeme könnten die äquivalenten Lasten parallel liefern, es bedarf jedoch möglicherweise einer gewissen Kontrolle, um die Lastverteilung zwischen den beiden Chemikalien sicher aufzuteilen.“

Troy Daniels, technischer Servicemanager beim LFP-Batteriehersteller SimpliPhi Power, empfiehlt nicht, die gleiche Batteriechemie zu mischen, geschweige denn unterschiedliche Chemie in einem einzigen System, aber er erkennt an, dass dies möglich ist.

„Ein paar Möglichkeiten zur Kombination wären zwei isolierte Systeme (sowohl Ladegerät als auch Wechselrichter), die sich eine gemeinsame Last teilen oder sogar die erforderlichen elektrischen Lasten aufteilen könnten." er sagte.„Es könnte auch ein Transferschalter verwendet werden;Dies würde jedoch bedeuten, dass jeweils nur ein Satz Batterien oder Chemikalien gleichzeitig geladen oder entladen werden könnte und wahrscheinlich eine manuelle Übertragung erfolgen müsste.“

Die Trennung von Lasten und der Aufbau zweier Systeme ist oft eine kompliziertere Aufgabe, als sich viele vorstellen können.

„Wir haben uns bei Freedom Solar nicht mit einem Lithium-/Blei-Säure-Hybridsystem befasst, weil es keine billige Ergänzung wäre, und wir versuchen, unsere Batterieinstallationen einfach zu halten, indem wir nur eine Batteriechemie und ein Batterieprodukt verwenden. “, sagte Josh Meade, PE- und Designmanager.

Es gibt ein Unternehmen, das versucht, die Kombination der beiden Chemie ein wenig einfacher zu machen.Goal Zero, Hersteller von tragbaren Energieprodukten, verfügt über ein auf Lithium basierendes tragbares Yeti-Kraftwerk, das für die teilweise Notstromversorgung zu Hause verwendet werden kann.Yeti 3000 ist eine 3-kWh-NMC-Lithiumbatterie mit einem Gewicht von 70 Pfund, die vier Stromkreise unterstützen kann.Wenn mehr Leistung benötigt wird, bietet Goal Zero sein Yeti Link-Erweiterungsmodul an, das das Hinzufügen von Blei-Säure-Erweiterungsbatterien ermöglicht.Ja, richtig: Der Lithium-Yeti-Akku lässt sich mit Blei-Säure koppeln.

„Unser Ausgleichsbehälter ist eine mysteriöse Kreislauf-Blei-Säure-Batterie.Dadurch können Sie die Elektronik des Yeti [Lithium-basiertes System] nutzen, aber die Batterie erweitern“, sagte Bill Harmon, GM bei Goal Zero.„Bei jeweils 1,25 kWh können Sie so viele [Blei-Säure-Batterien] hinzufügen, wie Sie möchten.Der Kunde kann sie einfach anschließen. Plötzlich hat man die Tragbarkeit der Lithium-Batterie und der preiswerten Blei-Säure-Batterien zu Hause.“

Die größten Probleme beim Versuch, Lithium und Blei-Säure miteinander zu verbinden, sind ihre unterschiedlichen Spannungen, Ladeprofile und Lade-/Entladegrenzen.Wenn die Batterien nicht die gleiche Spannung haben oder nicht mit der gleichen Geschwindigkeit entladen werden, kommt es zu einem schnellen Wechsel zwischen den Batterien.Wenn der Strom schnell abfließt, treten Erwärmungsprobleme auf und die Effizienz des Batteriekreislaufs wird beeinträchtigt.

Goal Zero bewältigt diese Situation mit seinem Yeti Link-Gerät.Yeti Link ist im Wesentlichen ein hochentwickeltes Batteriemanagementsystem, das für die ursprüngliche Yeti-Lithiumbatterie geeignet ist und die Spannungen und das Laden zwischen den verschiedenen chemischen Zusammensetzungen verwaltet.

„Yeti Link reguliert die Energieübertragung zwischen den Batterien.“, sagte Harmon.„Wir schützen auf sichere Weise, sodass Lithiumbatterien nicht einmal merken, dass sie mit einer Blei-Säure-Batterie verbunden sind.“

Der Yeti 3000 ist möglicherweise kleiner als herkömmliche Lithium-Heimbatterien – LG Chem.Tesla- und Sonnets-Modelle verfügen normalerweise über eine Leistung von mindestens 9,8 kWh – aber das ist ihre Zeichnung, sagte Harmon.Und wenn jemand es mit günstigeren Bleibatterien bis zur 9-kWh-Marke erweitern und die Lithium-Batterie auch beim Camping oder bei Tailgating mitnehmen kann, warum nicht?

„Unser System richtet sich an alle Menschen im Land, die nicht über 15.000 US-Dollar verfügen, um in eine Energiespeicheranlage zu investieren.Und wenn ich fertig bin, muss ich nur noch etwas dauerhaft in meinem Haus installieren“, sagte Harmon.„Yeti ist für diejenigen gedacht, die anfällig dafür sind, wofür sie ihr Geld ausgeben.Die Installation unseres Systems kostet insgesamt 3.500 US-Dollar.“

Goal Zero befindet sich mittlerweile in der fünften Produktgeneration und ist daher von den Fähigkeiten seiner Lithium-Blei-Kombination überzeugt.Aber für viele andere, die sich nicht damit abfinden, die Batteriechemie komplett zu verwechseln, können zwei isolierte und unabhängige Systeme im selben Unternehmen oder Haushalt installiert werden – sofern sie von einem Elektrofachmann eingerichtet werden.

„Eine einfachere und sicherere Möglichkeit, ein bestehendes Lithium-System mit kostengünstigerer Speicherkapazität zu erweitern, wäre, die Lasten aufzuteilen und sie getrennt auf die beiden Batteriesysteme zu verteilen.“, sagte Wehmeyer von US Battery."In jedem Fall.Um die Sicherheit zu gewährleisten, sollte dies von einem ausgebildeten Fachmann durchgeführt werden.“