太陽光発電 + 蓄電プロジェクトで使用される 2 つの主要なバッテリーの化学反応には長所と短所があります。鉛蓄電池ははるかに古くから存在しており、より簡単に理解できますが、その蓄電容量には限界があります。リチウムイオン電池サイクル寿命は長く、重量は軽いですが、本質的に高価です。

ここの LG Chem のように、ストレージ設備は通常、1 種類のバッテリーで構成されます。写真提供：GreenBrilliance

それぞれの化学の長所を組み合わせて、コスト効率の高い大容量バッテリーバンクを 1 つ作成できるでしょうか?

新しいリチウムイオン電池の機能を利用するためだけに、鉛蓄電池バンクを解体しなければならないのでしょうか?一定のキロワット時容量を満たすために、もう少し安価な鉛蓄電池をリチウム システムに追加できるでしょうか?

すべての重要な質問には明確な答えはありません。それは状況によって異なります。1 つの化学反応を使い続ける方が簡単でリスクも少ないですが、回避策がいくつかあります。

テキサス州フリーダム・ソーラー・パワー社の電気技師、ゴードン・ガン氏は、鉛蓄電池とリチウム電池を接続することはおそらく可能だが、それはAC結合を介した場合に限られると述べた。

「鉛蓄電池とリチウム電池を同じ DC バスに接続することは絶対にできません」と彼は言いました。「良くてもバッテリーが壊れ、最悪の場合…火災？爆発？時空連続体の読み方？わからない。"

鉛蓄電池会社 US Battery Manufacturing Co. のエンジニアリング担当上級副社長、K. Fred Wehmeyer 氏がさらに詳しい説明をしてくれました。

「作ることは可能ですが、リチウム電池システムに鉛酸電池を追加するだけというほど単純ではありません。2 つのシステムは基本的に独立して動作します」とウェマイヤー氏は述べています。「リチウム電池システムは、独自の充電器と充電コントローラーを備えた独自の BMS によって制御される必要があります。鉛蓄電池システムには独自の充電器および/または充電コントローラーが必要ですが、BMS は必要ありません。2 つのシステムは同等の負荷を並行して供給できますが、2 つの化学反応の間で負荷分散を安全に割り当てるには、何らかの制御が必要になる可能性があります。」

LFP バッテリー メーカー SimpliPhi Power のテクニカル サービス マネージャーであるトロイ ダニエルズ氏は、単一システム内で同じバッテリーの化学的性質を混合することはおろか、異なる化学的性質を混合することも推奨していませんが、それが可能であることは認めています。

「組み合わせる方法としては、2 つの独立したシステム (充電器とインバーターの両方) を用意し、共通の負荷を共有したり、必要な電気負荷を分割したりする方法が考えられます。" 彼は言った。「転送スイッチを利用することもできます。ただし、これは、一度に 1 セットのバッテリーまたは化学物質のみが充電または放電できることを意味し、おそらく手動で移す必要があるでしょう。」

負荷を分離して 2 つのシステムをセットアップすることは、多くの場合、多くの人が望んでいるよりも複雑な作業です。

「フリーダム ソーラーでは、安価なアドオンではないため、リチウム/鉛酸ハイブリッド システムには対応していません。また、1 つのバッテリー化学反応と 1 つのバッテリー製品のみを使用することで、バッテリーの設置をシンプルに保つよう努めています。 」とPE兼デザインマネージャーのJosh Meade氏は語ります。

2 つの化学をもう少し簡単に組み合わせようとしている会社があります。ポータブル電源製品メーカー Goal Zero は、家庭の部分的なバックアップに使用できるリチウムベースの Yeti ポータブル パワー ステーションを提供しています。Yeti 3000 は、4 つの回路をサポートできる 3 kWh、70 ポンドの NMC リチウム バッテリーです。より多くの電力が必要な場合、Goal Zero は鉛酸拡張バッテリーの追加を可能にする Yeti Link 拡張モジュールを提供します。はい、その通りです。Yeti リチウム バッテリーは鉛酸と組み合わせることができます。

「私たちの膨張タンクは神秘的なサイクル、鉛蓄電池です。これにより、Yeti (リチウムベースのシステム) の電子機器を使用できるようになりますが、バッテリーが拡張されます」と Goal Zero のゼネラル マネージャー、ビル ハーモン氏は述べています。「それぞれ 1.25 kWh なので、必要なだけ（鉛蓄電池を）追加できます。顧客はそれらを差し込むだけで済みます。突然、家にあるリチウム電池と安価な鉛蓄電池の持ち運びが可能になります。」

リチウムと鉛酸を連携させようとする場合の最大の問題は、電圧、充電プロファイル、充放電限界が異なることです。バッテリーの電圧が同じでない場合、または不一致のレートで放電している場合、電力は相互に急速に供給されます。電力が急速に消費されると、発熱の問題が発生し、バッテリーサイクルの効率が低下します。

Goal Zero は、Yeti Link デバイスを使用してこの状況に対処します。Yeti Link は本質的に、さまざまな化学反応の電圧と充電を管理する、オリジナルの Yeti リチウム バッテリーに適した洗練されたバッテリー管理システムです。

「Yeti Link はバッテリー間の電力伝達を調整しています。」とハーモンは言った。「私たちは安全な方法で保護しているので、リチウム電池が鉛酸電池と結合していることさえ認識されません。」

Yeti 3000 は、従来の家庭用リチウム電池よりも小さい可能性があります – LG Chem。テスラとソネットのモデルは通常、少なくとも 9.8 kWh の電力を備えていますが、それは目安だとハーモン氏は言います。そして、安価な鉛バッテリーを使って 9 kWh マークまで拡張でき、キャンプや共連れのときにリチウム バッテリーも持ち運べるなら、なぜそうしないでしょうか?

「私たちのシステムは、エネルギー貯蔵設備に投資するための 15,000 ドルを持たない国内のすべての人々のためのものです。そして、それが終わったら、家に恒久的に設置されるものになればいいのです」とハーモン氏は語った。「イエティは、何にお金を使っているかに弱い人のためのものです。私たちのシステムのインストール費用は総額 3,500 ドルです。」

Goal Zero は現在第 5 世代の製品であるため、リチウムと鉛の組み合わせ能力に自信を持っています。しかし、バッテリーの化学的性質を完全に混合することに抵抗がある多くの人にとっては、電気専門家によってセットアップされている限り、2 つの分離された独立したシステムを同じ企業または家庭に設置することができます。

「既存のリチウム システムに低コストの蓄電容量を追加するより簡単かつ安全な方法は、負荷を分割して 2 つのバッテリー システムに別々に割り当てることです。」とUSバッテリーのウェーマイヤー氏は語った。"どちらにしても。安全を維持するために、訓練を受けた専門家が行う必要があります。」