Terdapat pro dan kontra yang terkait dengan dua jenis kimia baterai utama yang digunakan dalam proyek tenaga surya + penyimpanan energi. Baterai asam timbal telah ada jauh lebih lama dan lebih mudah dipahami, tetapi memiliki keterbatasan kapasitas penyimpanan.Baterai lithium-ionBaterai jenis ini memiliki masa pakai yang lebih lama dan lebih ringan, tetapi secara inheren lebih mahal.

Instalasi penyimpanan biasanya hanya terdiri dari satu jenis baterai, seperti pada LG Chem, seperti yang terlihat di sini. Foto milik GreenBrilliance.

Bisakah kita menggabungkan keunggulan dari masing-masing jenis kimia untuk membuat bank baterai yang hemat biaya dan berkapasitas tinggi?

Apakah seseorang harus membongkar bank baterai timbal-asam mereka hanya untuk memanfaatkan fungsi baterai lithium-ion yang baru? Bisakah seseorang menambahkan baterai timbal-asam yang sedikit lebih murah ke sistem lithium mereka untuk memenuhi kapasitas kilowatt-jam tertentu?

Semua pertanyaan penting dengan jawaban yang kurang jelas: tergantung. Lebih mudah dan kurang berisiko untuk tetap menggunakan satu jenis kimia, tetapi ada beberapa cara untuk mengatasinya.

Gordon Gunn, seorang insinyur listrik di Freedom Solar Power di Texas, mengatakan bahwa mungkin saja menghubungkan baterai timbal-asam dan baterai lithium bersama-sama, tetapi hanya melalui kopling AC.

“Anda sama sekali tidak boleh menghubungkan baterai timbal-asam dan baterai litium pada bus DC yang sama,” katanya. “Paling banter, itu akan merusak baterai, dan paling buruk… kebakaran? Ledakan? Terlintasnya ruang-waktu? Saya tidak tahu.”

K. Fred Wehmeyer, wakil presiden senior bidang teknik di perusahaan baterai timbal-asam US Battery Manufacturing Co., memberikan penjelasan lebih lanjut.

“Hal itu bisa dilakukan, tetapi tidak akan sesederhana hanya menambahkan baterai timbal-asam ke sistem baterai litium. Kedua sistem tersebut pada dasarnya akan beroperasi secara independen,” kata Wehmeyer. “Sistem baterai litium tetap perlu dikendalikan oleh BMS (Battery Management System) sendiri dengan pengisi daya dan pengontrol pengisian daya sendiri. Sistem baterai timbal-asam memerlukan pengisi daya dan/atau pengontrol pengisian daya sendiri tetapi tidak memerlukan BMS. Kedua sistem tersebut dapat memasok beban yang setara secara paralel, tetapi mungkin perlu ada beberapa kontrol untuk mengalokasikan distribusi beban secara aman antara kedua jenis baterai tersebut.”

Troy Daniels, manajer layanan teknis untuk produsen baterai LFP SimpliPhi Power, tidak merekomendasikan mencampur jenis kimia baterai yang sama apalagi jenis kimia yang berbeda dalam satu sistem, tetapi ia mengakui bahwa hal itu dapat dilakukan.

“Ada beberapa cara untuk menggabungkannya, yaitu dengan menggunakan dua sistem terpisah (baik pengisi daya maupun inverter) yang dapat berbagi beban umum atau bahkan membagi beban listrik yang dibutuhkan,” katanya. “Sakelar transfer juga dapat digunakan; namun, ini berarti hanya satu set baterai atau jenis kimia yang dapat diisi atau dikosongkan pada satu waktu dan kemungkinan besar harus dilakukan secara manual.”

Memisahkan beban dan menyiapkan dua sistem seringkali merupakan tugas yang lebih rumit daripada yang diinginkan banyak orang.

“Kami belum pernah menangani sistem hibrida lithium/timbal-asam di Freedom Solar karena itu bukan tambahan yang murah, dan kami mencoba untuk menjaga instalasi baterai kami tetap sederhana dengan hanya menggunakan satu jenis kimia baterai dan satu produk baterai,” kata Josh Meade, PE dan manajer desain.

Ada satu perusahaan yang mencoba mempermudah penggabungan dua jenis kimia tersebut. Produsen produk daya portabel Goal Zero memiliki Yeti Portable Power Station berbasis lithium yang dapat digunakan untuk cadangan daya rumah sebagian. Yeti 3000 adalah baterai lithium NMC 3 kWh, 70 lb yang dapat mendukung empat sirkuit. Jika daya lebih dibutuhkan, Goal Zero menawarkan Modul Ekspansi Yeti Link yang memungkinkan penambahan baterai ekspansi timbal-asam. Ya, benar: Baterai lithium Yeti dapat dipasangkan dengan baterai timbal-asam.

“Tangki ekspansi kami adalah baterai timbal-asam siklus misterius. Ini memungkinkan Anda untuk menggunakan elektronik di Yeti [sistem berbasis litium] tetapi memperluas kapasitas baterai,” kata Bill Harmon, GM di Goal Zero. “Dengan kapasitas 1,25 kWh per unit, Anda dapat menambahkan sebanyak mungkin [baterai timbal-asam] yang Anda inginkan. Pelanggan cukup mencolokkannya. Tiba-tiba Anda mendapatkan portabilitas baterai litium dan baterai timbal-asam murah yang tersimpan di rumah.”

Masalah terbesar saat mencoba menghubungkan baterai lithium dan timbal-asam adalah perbedaan tegangan, profil pengisian daya, dan batas pengisian/pengosongan daya. Jika baterai memiliki tegangan yang berbeda atau pengosongan dayanya tidak sesuai, daya akan cepat berpindah antar baterai. Ketika daya berpindah dengan cepat, masalah panas akan muncul dan menurunkan efisiensi siklus baterai.

Goal Zero mengatasi situasi ini dengan perangkat Yeti Link-nya. Yeti Link pada dasarnya adalah sistem manajemen baterai canggih yang cocok untuk baterai lithium Yeti asli yang mengatur tegangan dan pengisian daya di antara berbagai jenis kimia baterai.

“Yeti Link mengatur transfer daya antar baterai,” kata Harmon. “Kami melindunginya dengan cara yang aman, sehingga baterai lithium bahkan tidak menyadari bahwa ia terhubung dengan baterai timbal-asam.”

Yeti 3000 mungkin lebih kecil daripada baterai rumah lithium tradisional – model LG Chem. Tesla dan Sonnets biasanya memiliki daya minimal 9,8 kWh – tetapi itu adalah kapasitas maksimalnya, kata Harmon. Dan jika seseorang dapat memperluasnya hingga mencapai angka 9 kWh dengan beberapa baterai timbal yang lebih murah dan juga membawa baterai lithium tersebut saat berkemah atau berpesta di luar ruangan, mengapa tidak?

“Sistem kami ditujukan untuk semua orang di negara ini yang tidak memiliki $15.000 untuk berinvestasi dalam instalasi penyimpanan energi. Dan setelah selesai, yang perlu saya lakukan hanyalah memasang sesuatu secara permanen di rumah saya,” kata Harmon. “Yeti ditujukan bagi mereka yang rentan terhadap apa yang mereka belanjakan. Sistem kami total biaya pemasangannya adalah $3.500.”

Goal Zero kini telah mencapai generasi kelima produknya, sehingga mereka yakin dengan kemampuan kombinasi lithium-timbalnya. Namun bagi banyak orang lain yang kurang nyaman mencampur kimia baterai secara langsung, dua sistem yang terisolasi dan independen dapat dipasang di bisnis atau rumah tangga yang sama – asalkan dipasang oleh seorang profesional di bidang kelistrikan.

“Cara yang lebih sederhana dan aman untuk menambahkan kapasitas penyimpanan berbiaya rendah ke sistem lithium yang sudah ada adalah dengan membagi beban dan mengalokasikannya secara terpisah ke dua sistem baterai,” kata Wehmeyer dari US Battery. “Bagaimanapun caranya, hal itu harus dilakukan oleh profesional terlatih untuk menjaga keselamatan.”