Blysyrebatterier og litiumjernfosfatbatterier (LiFePO4) er ikke direkte kompatible for bruk sammen i solenergilagringssystemer.
Inkompatibilitet av tekniske parametere
1. Forskjeller i spenningsegenskaper
Et blybatteri har en fulladet spenning på omtrent 14,4V (i et 12V-system) og et driftsspenningsområde på 10,5–14,4V; et LiFePO4-batteri har en fulladet spenning på 14,6V og et driftsspenningsområde på 10–14,6V. Ladealgoritmen til en kontroller kan ikke samtidig imøtekomme spenningskurvene til begge kjemiske systemene.
2. Konflikter i ladeegenskaper
Bly-syrebatterier krever en tre-trinns ladeprosess (konstant strøm, konstant spenning og flytende ladning), mens LiFePO4-batterier krever en konstantstrøm, konstant spenning (CCCV) ladeprofil med en streng avskjæringspresisjon på ±0,05V. Blanding av disse typene kan føre til over- eller underlading, akselerere sulfatering i blybatterier og øke risikoen for litiumplettering i LiFePO4-batterier.
Misforhold i systembeskyttelse
1. Inkompatibilitet av BMS-kommunikasjonsprotokoller
LiFePO4-batterier krever et batteristyringssystem (BMS) som kommuniserer med omformeren via CAN- eller RS485-protokoller; blybatterier mangler slike kommunikasjonsevner. Hvis den brukes sammen, kan BMS-beskyttelsesmekanismen utløse en strømavbrudd på grunn av oppdagede spenningsavvik.
2. Forskjeller i utslippsrater
LiFePO4-batterier støtter vanligvis utladningshastigheter på 1–3C (kapasitetsoptimalisert) eller 3–5C (strømoptimalisert), mens blysyrebatterier generelt er begrenset til 0,2–0,5C. Under høystrømsutlading kan det kraftige spenningsfallet i blybatterier utløse systemets lavspenningsbeskyttelse.
Sikkerhetsrisikoer
1. Risiko for termisk løping
Bly-syrebatterier genererer gass under lading (omtrent 0,2 ml/Ah), mens LiFePO4-batterier produserer praktisk talt ingen gass. I et lukket miljø kan blanding av disse batteritypene føre til akkumulering av hydrogengass som frigjøres av blysyrebatteriene, noe som skaper eksplosjons- eller brannfare hvis de utsettes for en gnist.
2. Gjensidig begrensning av levetid
Det er en 5–8 ganger forskjell i sykluslevetid (2000–6000 sykluser for LiFePO4 mot 300–800 sykluser for blysyrebatterier). I et hybridsystem vil den totale levetiden raskt forringes, begrenset av levetiden til bly-syrebatteriene; i tillegg vil hyppig grunn lading og utlading av litiumbatteriene akselerere deres kapasitetstap.
Alternative løsninger
Indirekte kompatibilitet kan oppnås gjennom en dobbelkontrollerarkitektur: den fotovoltaiske (PV) inngangssiden er konfigurert med to separate Maximum Power Point Tracking (MPPT) kontrollere, hver koblet til en av de to batteribankene, mens utgangssiden er isolert via dioder og deretter koblet parallelt for å forsyne strøm. Denne tilnærmingen krever tillegg av en spenningsbalanserende modul (øker de totale systemkostnadene med omtrent 15–20 %) og resulterer i en 8–12 % reduksjon i total systemeffektivitet.