Ci sono pro e contro associati alle due principali sostanze chimiche delle batterie utilizzate nei progetti solare + accumulo.Le batterie al piombo esistono da molto più tempo e sono più facilmente comprensibili, ma hanno limiti nella loro capacità di stoccaggio.Batteria agli ioni di litioHanno un ciclo di vita più lungo e sono più leggeri ma intrinsecamente più costosi.

Le installazioni di stoccaggio sono generalmente costituite da un tipo di batteria, come nel caso di LG Chem.Foto per gentile concessione di GreenBrilliance

È possibile combinare i vantaggi di ciascuna chimica per creare un banco di batterie ad alta capacità ed economicamente vantaggioso?

È necessario smantellare il proprio banco di batterie al piombo solo per sfruttare le funzioni di una nuova batteria agli ioni di litio?È possibile aggiungere batterie al piombo un po’ più economiche al proprio sistema al litio per raggiungere una certa capacità in kilowattora?

Tutte domande importanti con una risposta meno definita: dipende.È più semplice e meno rischioso attenersi a una chimica, ma esistono alcune soluzioni alternative.

Gordon Gunn, ingegnere elettrico presso Freedom Solar Power in Texas, ha affermato che probabilmente è possibile collegare insieme batterie al piombo e al litio, ma solo tramite accoppiamento CA.

"Non è assolutamente possibile collegare batterie al piombo e al litio sullo stesso bus CC", ha affermato.“Nella migliore delle ipotesi, distruggerebbe le batterie, e nella peggiore... fuoco?Esplosione?Una lettura del continuum spazio-temporale?Non lo so."

K. Fred Wehmeyer, vicepresidente senior dell'ingegneria presso la società di batterie al piombo US Battery Manufacturing Co., ha fornito ulteriori spiegazioni.

“Si può realizzare, ma non sarebbe così semplice come aggiungere semplicemente batterie al piombo al sistema di batterie al litio.I due sistemi agirebbero essenzialmente in modo indipendente”, ha detto Wehmeyer.“Il sistema di batterie al litio dovrebbe ancora essere controllato dal proprio BMS con il proprio caricabatterie e regolatore di carica.Il sistema di batterie al piombo avrebbe bisogno di un proprio caricabatterie e/o controller di carica ma non di un BMS.I due sistemi potrebbero fornire carichi equivalenti in parallelo, ma potrebbe essere necessario un certo controllo per allocare in modo sicuro la distribuzione del carico tra i due prodotti chimici”.

Troy Daniels, responsabile dei servizi tecnici per il produttore di batterie LFP SimpliPhi Power, non consiglia di mescolare la stessa chimica delle batterie e tanto meno sostanze chimiche diverse in un unico sistema, ma riconosce che è possibile farlo.

“Un paio di modi per combinare potrebbero essere il percorso di avere due sistemi isolati (sia caricabatterie che inverter) che potrebbero condividere un carico comune o addirittura dividere i carichi elettrici richiesti." Egli ha detto.“Si potrebbe anche utilizzare un interruttore di trasferimento;tuttavia, ciò significherebbe che solo un set di batterie o prodotti chimici potrebbe caricarsi o scaricarsi alla volta e probabilmente dovrebbe essere un trasferimento manuale”.

Separare i carichi e configurare due sistemi è spesso un compito più complicato di quanto molti vorrebbero affrontare.

"A Freedom Solar non ci siamo occupati di un sistema ibrido litio/piombo perché non sarebbe un componente aggiuntivo economico e cerchiamo di mantenere semplici le installazioni delle nostre batterie utilizzando solo una chimica della batteria e un solo prodotto, " ha affermato Josh Meade, PE e responsabile del design.

C'è un'azienda che cerca di rendere un po' più semplice la combinazione delle due sostanze chimiche.Il produttore di prodotti energetici portatili Goal Zero ha una centrale elettrica portatile Yeti a base di litio che può essere utilizzata per il backup domestico parziale.Yeti 3000 è una batteria al litio NMC da 3 kWh e 70 libbre in grado di supportare quattro circuiti.Se è necessaria più potenza, Goal Zero offre il suo modulo di espansione Yeti Link che consente l'aggiunta di batterie di espansione al piombo-acido.Sì, è vero: la batteria al litio Yeti può essere accoppiata con quella al piombo.

“Il nostro serbatoio di espansione è una batteria a ciclo misterioso, al piombo-acido.Ciò consente di utilizzare l’elettronica dello Yeti [sistema basato sul litio] ma espande la batteria”, ha affermato Bill Harmon, GM di Goal Zero.“A 1,25 kWh ciascuna, puoi aggiungere quante [batterie al piombo] desideri.Il cliente può semplicemente collegarle. All’improvviso si ottiene la portabilità della batteria al litio e delle economiche batterie al piombo-acido stando a casa.”

I maggiori problemi quando si tenta di collegare insieme litio e piombo-acido sono le loro diverse tensioni, profili di carica e limiti di carica/scarica.Se le batterie non hanno la stessa tensione o si scaricano a velocità non corrispondenti, l'alimentazione si scaricherà rapidamente tra loro.Quando l'energia viene erogata rapidamente, si verificano problemi di riscaldamento che compromettono l'efficienza del ciclo della batteria.

Goal Zero gestisce questa situazione con il suo dispositivo Yeti Link.Yeti Link è essenzialmente un sofisticato sistema di gestione della batteria adatto alla batteria al litio Yeti originale che gestisce le tensioni e la carica tra le diverse sostanze chimiche.

“Yeti Link sta regolando il trasferimento di potenza tra le batterie." Disse Harmon."Proteggiamo in modo sicuro, in modo che la batteria al litio non sappia nemmeno di essere sposata con una batteria al piombo."

La Yeti 3000 potrebbe essere più piccola delle tradizionali batterie domestiche al litio – LG Chem.I modelli di Tesla e dei sonetti in genere hanno almeno 9,8 kWh di potenza, ma questo è il suo disegno, ha detto Harmon.E se qualcuno può espanderlo fino a quella soglia di 9 kWh con alcune batterie al piombo più economiche e portare con sé anche la batteria al litio in campeggio o in viaggio, perché no?

“Il nostro sistema è rivolto a tutte le persone del paese che non hanno 15.000 dollari da investire in un impianto di stoccaggio dell'energia.E quando avrò finito, tutto ciò che mi resta da fare sarà qualcosa di permanentemente installato nella mia casa”, ha detto Harmon.“Yeti è per coloro che sono vulnerabili a ciò per cui spendono soldi.Il nostro sistema ha un costo totale installato di $ 3.500.

Goal Zero è ora alla quinta generazione di prodotti, quindi è fiducioso nelle sue capacità di combinazione litio-piombo.Ma per molti altri che non si sentono a proprio agio nel mescolare direttamente la chimica della batteria, è possibile installare due sistemi isolati e indipendenti nella stessa azienda o casa, purché configurati da un professionista elettrico.

“Un modo più semplice e sicuro per aggiungere capacità di stoccaggio a basso costo a un sistema al litio esistente sarebbe quello di dividere i carichi e assegnarli separatamente ai due sistemi di batterie." Ha detto Wehmeyer di US Battery."In entrambi i casi.Dovrebbe essere fatto da un professionista qualificato per mantenere la sicurezza.