सौर ऊर्जा और भंडारण परियोजनाओं में उपयोग की जाने वाली दो मुख्य बैटरी प्रणालियों के अपने-अपने फायदे और नुकसान हैं। लेड-एसिड बैटरियां काफी लंबे समय से मौजूद हैं और इन्हें समझना अधिक आसान है, लेकिन इनकी भंडारण क्षमता सीमित है।लिथियम-आयन बैटरियांइनका चक्र जीवनकाल लंबा होता है और ये वजन में हल्के होते हैं, लेकिन स्वाभाविक रूप से अधिक महंगे होते हैं।

स्टोरेज इंस्टॉलेशन में आमतौर पर एक ही प्रकार की बैटरी होती है, जैसे कि यहां LG Chem में है। फोटो साभार: GreenBrilliance

क्या प्रत्येक रसायन विज्ञान के फायदों को मिलाकर एक किफायती, उच्च क्षमता वाला बैटरी बैंक बनाया जा सकता है?

क्या नई लिथियम-आयन बैटरी की कार्यक्षमता का लाभ उठाने के लिए किसी को अपने लेड-एसिड बैटरी बैंक को तोड़ना पड़ेगा? क्या किसी निश्चित किलोवाट-घंटे की क्षमता को पूरा करने के लिए लिथियम सिस्टम में थोड़ी सस्ती लेड-एसिड बैटरी जोड़ी जा सकती है?

सभी महत्वपूर्ण प्रश्न जिनका उत्तर स्पष्ट नहीं है: यह परिस्थितियों पर निर्भर करता है। एक ही रसायन विज्ञान पर टिके रहना आसान और कम जोखिम भरा है, लेकिन इसके कुछ वैकल्पिक तरीके भी हैं।

टेक्सास स्थित फ्रीडम सोलर पावर के इलेक्ट्रिकल इंजीनियर गॉर्डन गन ने कहा कि लेड-एसिड और लिथियम बैटरी को आपस में जोड़ना शायद संभव है, लेकिन केवल एसी कपलिंग के माध्यम से।

उन्होंने कहा, “लेड-एसिड और लिथियम बैटरियों को एक ही डीसी बस पर जोड़ना बिल्कुल असंभव है। ज़्यादा से ज़्यादा, इससे बैटरियां नष्ट हो जाएंगी, और कम से कम...आग? विस्फोट? अंतरिक्ष-समय निरंतरता का उल्लंघन? मुझे नहीं पता।”

यूएस बैटरी मैन्युफैक्चरिंग कंपनी में लेड-एसिड बैटरी बनाने वाली कंपनी के इंजीनियरिंग विभाग के वरिष्ठ उपाध्यक्ष के. फ्रेड वेहमियर ने इस बारे में और स्पष्टीकरण दिया।

“इसे बनाया जा सकता है, लेकिन यह लिथियम बैटरी सिस्टम में लेड-एसिड बैटरी जोड़ने जितना आसान नहीं होगा। दोनों सिस्टम मूल रूप से स्वतंत्र रूप से काम करेंगे,” वेहमियर ने कहा। “लिथियम बैटरी सिस्टम को अभी भी अपने चार्जर और चार्ज कंट्रोलर के साथ अपने बीएमएस द्वारा नियंत्रित करने की आवश्यकता होगी। लेड-एसिड बैटरी सिस्टम को अपने चार्जर और/या चार्ज कंट्रोलर की आवश्यकता होगी, लेकिन बीएमएस की आवश्यकता नहीं होगी। दोनों सिस्टम समानांतर में समान लोड की आपूर्ति कर सकते हैं, लेकिन दोनों प्रकार की बैटरियों के बीच लोड वितरण को सुरक्षित रूप से निर्धारित करने के लिए कुछ नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है।”

एलएफपी बैटरी निर्माता सिंपलीफाई पावर के तकनीकी सेवा प्रबंधक ट्रॉय डेनियल एक ही सिस्टम में अलग-अलग रसायन वाली बैटरियों को मिलाने की सलाह नहीं देते हैं, लेकिन वे यह स्वीकार करते हैं कि ऐसा किया जा सकता है।

उन्होंने कहा, “दो अलग-अलग सिस्टम (चार्जर और इन्वर्टर दोनों) को संयोजित करने के दो तरीके हैं, जिनमें से एक कॉमन लोड साझा कर सकता है या आवश्यक विद्युत लोड को विभाजित भी कर सकता है।” उन्होंने आगे कहा, “ट्रांसफर स्विच का भी उपयोग किया जा सकता है; हालांकि, इसका मतलब यह होगा कि एक समय में केवल एक ही बैटरी सेट या केमिस्ट्री चार्ज या डिस्चार्ज हो सकती है और संभवतः यह मैनुअल ट्रांसफर होगा।”

लोड को अलग करना और दो सिस्टम स्थापित करना अक्सर कई लोगों की अपेक्षा से कहीं अधिक जटिल कार्य होता है।

फ्रीडम सोलर के पीई और डिजाइन मैनेजर जोश मीड ने कहा, "हमने फ्रीडम सोलर में हाइब्रिड लिथियम/लेड-एसिड सिस्टम पर काम नहीं किया है क्योंकि यह एक सस्ता ऐड-ऑन नहीं होगा, और हम केवल एक बैटरी केमिस्ट्री और एक बैटरी उत्पाद का उपयोग करके अपने बैटरी इंस्टॉलेशन को सरल रखने की कोशिश करते हैं।"

एक कंपनी इन दोनों रासायनिक प्रणालियों को संयोजित करना थोड़ा आसान बनाने की कोशिश कर रही है। पोर्टेबल पावर उत्पाद निर्माता गोल ज़ीरो ने लिथियम आधारित यति पोर्टेबल पावर स्टेशन बनाया है, जिसका उपयोग घर के आंशिक बैकअप के लिए किया जा सकता है। यति 3000 एक 3 किलोवाट-घंटे, 70 पाउंड वजनी एनएमसी लिथियम बैटरी है जो चार सर्किट को सपोर्ट कर सकती है। यदि अधिक पावर की आवश्यकता हो, तो गोल ज़ीरो अपना यति लिंक एक्सपेंशन मॉड्यूल प्रदान करता है, जिससे लेड-एसिड एक्सपेंशन बैटरी को जोड़ा जा सकता है। जी हां, बिल्कुल सही: लिथियम यति बैटरी को लेड-एसिड बैटरी के साथ जोड़ा जा सकता है।

“हमारा एक्सपेंशन टैंक एक खास तरह की लेड-एसिड बैटरी है। इससे आप यति [लिथियम-आधारित सिस्टम] में लगे इलेक्ट्रॉनिक्स का इस्तेमाल कर सकते हैं, लेकिन बैटरी की क्षमता बढ़ जाती है,” गोल जीरो के जीएम बिल हारमोन ने कहा। “प्रत्येक 1.25 किलोवाट-घंटे की क्षमता वाली ये लेड-एसिड बैटरियां आप जितनी चाहें उतनी जोड़ सकते हैं। ग्राहक इन्हें बस प्लग इन कर सकते हैं। अचानक आपको लिथियम बैटरी की सुवाह्यता और घर में मौजूद सस्ती लेड-एसिड बैटरियों का लाभ मिल जाता है।”

लिथियम और लेड-एसिड बैटरियों को आपस में जोड़ने में सबसे बड़ी समस्या उनके अलग-अलग वोल्टेज, चार्जिंग प्रोफाइल और चार्ज/डिस्चार्ज सीमाएं हैं। यदि बैटरियां एक ही वोल्टेज पर नहीं हैं या उनकी डिस्चार्ज दर असमान है, तो बिजली का प्रवाह तेजी से कम-ज्यादा होगा। बिजली के तेजी से प्रवाह होने पर हीटिंग की समस्या उत्पन्न होती है और बैटरी चक्र की दक्षता कम हो जाती है।

गोल ज़ीरो इस समस्या को अपने यति लिंक डिवाइस से हल करता है। यति लिंक मूल यति लिथियम बैटरी के लिए उपयुक्त एक परिष्कृत बैटरी प्रबंधन प्रणाली है जो विभिन्न रासायनिक संरचनाओं के बीच वोल्टेज और चार्जिंग को नियंत्रित करती है।

“येती लिंक बैटरियों के बीच बिजली के हस्तांतरण को नियंत्रित करता है,” हारमोन ने कहा। “हम इसे सुरक्षित तरीके से संरक्षित करते हैं, ताकि लिथियम बैटरी को पता भी न चले कि वह लेड-एसिड बैटरी के साथ जुड़ी हुई है।”

येटी 3000 पारंपरिक लिथियम घरेलू बैटरियों से छोटी हो सकती है – एलजी केम. टेस्ला और सॉनेट मॉडल में आमतौर पर कम से कम 9.8 किलोवाट-घंटे की बिजली होती है – लेकिन यही इसकी खासियत है, हारमोन ने कहा। और अगर कोई इसे कुछ सस्ती लेड बैटरियों के साथ 9 किलोवाट-घंटे तक बढ़ा सकता है और कैंपिंग या टेलगेटिंग के दौरान लिथियम बैटरी को साथ ले जा सकता है, तो क्यों नहीं?

“हमारा सिस्टम देश के उन सभी लोगों के लिए है जिनके पास ऊर्जा भंडारण संयंत्र में निवेश करने के लिए 15,000 डॉलर नहीं हैं। और जब मेरा काम पूरा हो जाएगा, तो मुझे बस अपने घर में एक स्थायी रूप से स्थापित चीज़ लगानी होगी,” हारमोन ने कहा। “येती उन लोगों के लिए है जो अपने खर्च को लेकर सजग हैं। हमारे सिस्टम की कुल लागत 3,500 डॉलर है।”

गोल ज़ीरो अब अपने उत्पाद की पाँचवीं पीढ़ी में है, इसलिए उसे लिथियम-लेड संयोजन की क्षमताओं पर पूरा भरोसा है। लेकिन कई अन्य लोग जो बैटरी रसायन को सीधे तौर पर मिलाने में सहज नहीं हैं, उनके लिए एक ही व्यवसाय या घर में दो पृथक और स्वतंत्र सिस्टम स्थापित किए जा सकते हैं - बशर्ते कि इसे एक विद्युत पेशेवर द्वारा स्थापित किया जाए।

यूएस बैटरी के वेहमियर ने कहा, “मौजूदा लिथियम सिस्टम में कम लागत वाली भंडारण क्षमता जोड़ने का एक सरल और सुरक्षित तरीका यह होगा कि लोड को विभाजित करके दोनों बैटरी सिस्टमों को अलग-अलग आवंटित किया जाए। किसी भी तरह से, सुरक्षा बनाए रखने के लिए इसे एक प्रशिक्षित पेशेवर द्वारा ही किया जाना चाहिए।”