Bueno, sí, eso es posible.
Si lo piensas, está cerca de lo que es una red eléctrica: muchas fuentes de alimentación diferentes alimentan una red.
Afortunadamente, esto también funciona en escalas más pequeñas, y un poco más fácil, sin tener que operar todas las centrales eléctricas de forma síncrona:
En una red de CC, estarías "de acuerdo" con un voltaje fijo, como sugeriste. Por lo general, incluso amortiguarías ese voltaje con almacenamientos de energía muy "ágiles" (en tus dimensiones, grandes condensadores, probablemente) y alimentarás la carga con eso.
Ahora, la pregunta es qué voltaje conviene acordar. Intuitivamente, sí, aumentar los 9 V a 12 V le permitiría cooperar directamente con la fuente de 12 V y alimentar la carga de 12 V.
Esto funciona bien si la carga de 12 V no es muy sensible a las variaciones leves de voltaje, porque hay poco o ningún "espacio" para que las fuentes de energía cooperen en caso de un aumento de carga.
Entonces, si su carga de 12 V no es muy sensible, o puede sobredimensionar significativamente su convertidor elevador para manejar un aumento de carga, por ejemplo. de 10 W a 50 W sin perder mucho en la salida de 12 V, luego vaya directamente.
En muchos casos, pero eso realmente depende de las características de sus fuentes de energía y de sus cargas, para que la tensión de múltiples fuentes (llamémoslo circuito intermedio) esté "lo suficientemente lejos" de la tensión de salida para permitir que un SMPS efectivo reaccione a una fuente cambiante de voltaje sin un efecto significativo en el voltaje de carga.