Hai vantaxes e desvantaxes asociadas ás dúas químicas principais das baterías empregadas nos proxectos de enerxía solar e almacenamento. As baterías de chumbo-ácido existen desde hai moito máis tempo e son máis fáciles de entender, pero teñen límites na súa capacidade de almacenamento.batería de ións de litioteñen ciclos de vida máis longos e son máis lixeiros, pero inherentemente máis caros.

As instalacións de almacenamento adoitan consistir nun só tipo de batería, como ocorre con LG Chem, aquí. Fotografía cortesía de GreenBrilliance

Pódense combinar as vantaxes de cada produto químico para crear un banco de baterías de alta capacidade e rendible?

Terá alguén que desmantelar o seu banco de baterías de chumbo-ácido só para aproveitar as funcións dunha nova batería de ións de litio? Pódense engadir baterías de chumbo-ácido un pouco máis baratas ao seu sistema de litio para alcanzar unha determinada capacidade de quilovatios-hora?

Todas as preguntas importantes teñen unha resposta menos definida: depende. É máis doado e menos arriscado seguir cunha química, pero hai algunhas solucións alternativas.

Gordon Gunn, enxeñeiro eléctrico de Freedom Solar Power en Texas, dixo que probablemente é posible conectar baterías de chumbo-ácido e de litio, pero só mediante acoplamento de CA.

«Non se poden conectar baterías de chumbo-ácido e de litio no mesmo bus de CC», dixo. «Na mellor das hipóteses, destruiría as baterías e, na peor das hipóteses... ¿un incendio? ¿Unha explosión? ¿Unha lectura do continuo espazo-temporal? Non o sei».

K. Fred Wehmeyer, vicepresidente sénior de enxeñaría da empresa de baterías de chumbo-ácido US Battery Manufacturing Co., ofreceu máis explicacións.

«Pódese facer, pero non sería tan sinxelo como engadir baterías de chumbo-ácido ao sistema de baterías de litio. Os dous sistemas actuarían esencialmente de forma independente», dixo Wehmeyer. «O sistema de baterías de litio seguiría tendo que ser controlado polo seu propio BMS co seu propio cargador e controlador de carga. O sistema de baterías de chumbo-ácido necesitaría o seu propio cargador e/ou controlador de carga, pero non necesitaría un BMS. Os dous sistemas poderían subministrar as cargas equivalentes en paralelo, pero podería ser necesario algún control para asignar con seguridade a distribución da carga entre as dúas composicións químicas».

Troy Daniels, xerente de servizos técnicos do fabricante de baterías LFP SimpliPhi Power, non recomenda mesturar a mesma química de batería e moito menos diferentes nun só sistema, pero recoñece que se pode facer.

«Un par de xeitos de combinalos serían dous sistemas illados (tanto o cargador como o inversor) que poderían compartir unha carga común ou mesmo dividir as cargas eléctricas requiridas», dixo. «Tamén se podería utilizar un interruptor de transferencia; non obstante, isto significaría que só se podería cargar ou descargar un conxunto de baterías ou produtos químicos á vez e probablemente tería que ser unha transferencia manual».

Separar cargas e configurar dous sistemas adoita ser unha tarefa máis complicada do que moitos queren afrontar.

«En Freedom Solar non tratamos cun sistema híbrido de litio/chumbo-ácido porque non sería un complemento barato e tentamos manter as nosas instalacións de baterías sinxelas usando só unha química de batería e un produto de batería», dixo Josh Meade, director de experiencia en investigación e deseño.

Hai unha empresa que intenta facer que a combinación das dúas químicas sexa un pouco máis sinxela. O fabricante de produtos de enerxía portátil Goal Zero ten unha estación de enerxía portátil Yeti baseada en litio que se pode usar para unha copia de seguridade parcial da casa. A Yeti 3000 é unha batería de litio NMC de 3 kWh e 70 lb que pode admitir catro circuítos. Se se precisa máis potencia, Goal Zero ofrece o seu módulo de expansión Yeti Link, que permite engadir baterías de expansión de chumbo-ácido. Si, así é: a batería de litio Yeti pódese combinar con chumbo-ácido.

«O noso tanque de expansión é unha misteriosa batería de chumbo-ácido de ciclo. Isto permíteche usar os compoñentes electrónicos do Yeti [sistema baseado en litio] pero expande a batería», dixo Bill Harmon, director xeral de Goal Zero. «A 1,25 kWh cada unha, podes engadir tantas [baterías de chumbo-ácido] como queiras. O cliente só ten que conectalas. De súpeto, obtés a portabilidade da batería de litio e as baterías de chumbo-ácido económicas na casa».

Os maiores problemas ao tentar conectar baterías de litio e chumbo-ácido son as súas diferentes voltaxes, perfís de carga e límites de carga/descarga. Se as baterías non teñen a mesma voltaxe ou se descargan a velocidades non coincidentes, a enerxía circulará rapidamente entre si. Cando a enerxía circula rápido, xorden problemas de quecemento e reducen a eficiencia do ciclo da batería.

Goal Zero xestiona esta situación co seu dispositivo Yeti Link. Yeti Link é esencialmente un sofisticado sistema de xestión de baterías axeitado para a batería de litio Yeti orixinal que xestiona as voltaxes e a carga entre as diferentes composicións químicas.

«Yeti Link regula esa transferencia de enerxía entre as baterías», dixo Harmon. «Protexemos dun xeito seguro, de xeito que a batería de litio nin sequera sabe que está combinada cunha batería de chumbo-ácido».

O Yeti 3000 pode ser máis pequeno que as baterías domésticas de litio tradicionais (LG Chem). Os modelos de Tesla e Sonnets adoitan ter polo menos 9,8 kWh de potencia, pero ese é o seu atractivo, dixo Harmon. E se alguén pode amplialo ata esa marca de 9 kWh con algunhas baterías de chumbo máis baratas e tamén levar a batería de litio consigo cando vai de camping ou fai unha saída de coche, por que non?

«O noso sistema é para toda a xente do país que non teña 15.000 dólares para investir nunha instalación de almacenamento de enerxía. E despois, cando remate, o único que teño que facer é instalar algo permanentemente na miña casa», dixo Harmon. «Yeti é para aqueles que son vulnerables ao que están gastando. O noso sistema custa un total de 3.500 dólares instalados».

Goal Zero xa vai pola súa quinta xeración de produto, polo que confía nas súas capacidades de combinación de litio-chumbo. Pero para moitas outras persoas que non se senten cómodas mesturando totalmente a química da batería, pódense instalar dous sistemas illados e independentes na mesma empresa ou fogar, sempre que o configure un profesional eléctrico.

«Un xeito máis sinxelo e seguro de engadir capacidade de almacenamento de baixo custo a un sistema de litio existente sería dividir as cargas e asignalas por separado aos dous sistemas de baterías», dixo Wehmeyer, de US Battery. «De calquera xeito. Debería facelo un profesional cualificado para manter a seguridade».