Existem prós e contras associados aos dois principais produtos químicos de bateria usados ​​em projetos solares + armazenamento.As baterias de chumbo-ácido existem há muito mais tempo e são mais facilmente compreendidas, mas têm limites na sua capacidade de armazenamento.Bateria de íon de lítios têm ciclos de vida mais longos e são mais leves, mas inerentemente mais caros.

As instalações de armazenamento normalmente consistem em um tipo de bateria, como no LG Chem, aqui.Foto cortesia de GreenBrilliance

É possível combinar as vantagens de cada produto químico para criar um banco de baterias econômico e de alta capacidade?

Será necessário desmontar seu banco de baterias de chumbo-ácido apenas para aproveitar as funções de uma nova bateria de íons de lítio?É possível adicionar baterias de chumbo-ácido um pouco mais baratas ao seu sistema de lítio para atender a uma certa capacidade de quilowatt-hora?

Todas as questões importantes com uma resposta menos definida: depende.É mais fácil e menos arriscado manter uma química, mas existem algumas soluções alternativas.

Gordon Gunn, engenheiro elétrico da Freedom Solar Power, no Texas, disse que provavelmente é possível conectar baterias de chumbo-ácido e de lítio, mas apenas através de acoplamento CA.

“É absolutamente impossível conectar baterias de chumbo-ácido e de lítio no mesmo barramento CC”, disse ele.“Na melhor das hipóteses, isso destruiria as baterias e, na pior das hipóteses... incêndio?Explosão?Uma leitura do continuum espaço-tempo?Não sei."

K. Fred Wehmeyer, vice-presidente sênior de engenharia da empresa de baterias de chumbo-ácido US Battery Manufacturing Co., forneceu mais explicações.

“Isso pode ser feito, mas não seria tão simples quanto adicionar baterias de chumbo-ácido ao sistema de baterias de lítio.Os dois sistemas agiriam essencialmente de forma independente”, disse Wehmeyer.“O sistema de bateria de lítio ainda precisaria ser controlado por seu próprio BMS com seu próprio carregador e controlador de carga.O sistema de bateria de chumbo-ácido precisaria de seu próprio carregador e/ou controlador de carga, mas não precisaria de um BMS.Os dois sistemas poderiam fornecer cargas equivalentes em paralelo, mas pode ser necessário algum controle para alocar com segurança a distribuição de carga entre os dois produtos químicos.”

Troy Daniels, gerente de serviços técnicos do fabricante de baterias LFP SimpliPhi Power, não recomenda misturar a mesma química de bateria e muito menos química diferente em um único sistema, mas ele reconhece que isso pode ser feito.

“Algumas maneiras de combinar seriam ter dois sistemas isolados (carregador e inversor) que poderiam compartilhar uma carga comum ou até mesmo dividir as cargas elétricas necessárias." ele disse.“Uma chave de transferência também poderia ser utilizada;no entanto, isso significaria que apenas um conjunto de baterias ou produtos químicos poderia ser carregado ou descarregado por vez e provavelmente teria que ser uma transferência manual.”

Separar cargas e configurar dois sistemas costuma ser uma tarefa mais complicada do que muitos desejam.

“Não lidamos com um sistema híbrido de lítio/chumbo-ácido na Freedom Solar porque não seria um complemento barato, e tentamos manter nossas instalações de bateria simples usando apenas um produto químico de bateria e um produto de bateria, ” disse Josh Meade, PE e gerente de design.

Há uma empresa tentando tornar um pouco mais fácil combinar os dois produtos químicos.O fabricante de produtos de energia portátil Goal Zero possui uma estação de energia portátil Yeti à base de lítio que pode ser usada para backup doméstico parcial.Yeti 3000 é uma bateria de lítio NMC de 3 kWh e 70 libras que pode suportar quatro circuitos.Se for necessária mais energia, a Goal Zero oferece seu Módulo de Expansão Yeti Link que permite a adição de baterias de expansão de chumbo-ácido.Sim, está certo: a bateria de lítio do Yeti pode ser combinada com chumbo-ácido.

“Nosso tanque de expansão é um ciclo misterioso, bateria de chumbo-ácido.Isso permite que você use a eletrônica do Yeti [sistema baseado em lítio], mas expande a bateria”, disse Bill Harmon, gerente geral da Goal Zero.“Com 1,25 kWh cada, você pode adicionar quantas [baterias de chumbo-ácido] desejar.O cliente pode simplesmente conectá-los. De repente, você obtém a portabilidade da bateria de lítio e das baterias baratas de chumbo-ácido em casa.”

Os maiores problemas ao tentar unir lítio e chumbo-ácido são suas diferentes tensões, perfis de carga e limites de carga/descarga.Se as baterias estiverem fora da mesma voltagem ou descarregando em taxas incompatíveis, a energia funcionará rapidamente entre si.Quando a energia funciona rapidamente, surgem problemas de aquecimento e prejudicam a eficiência do ciclo da bateria.

A Goal Zero gerencia essa situação com seu dispositivo Yeti Link.Yeti Link é essencialmente um sofisticado sistema de gerenciamento de bateria adequado para a bateria de lítio Yeti original que gerencia tensões e carregamento entre os diferentes produtos químicos.

“O Yeti Link está regulando a transferência de energia entre as baterias.- Harmon disse.“Nós protegemos de forma segura, para que a bateria de lítio nem saiba que está casada com uma bateria de chumbo-ácido.”

O Yeti 3000 pode ser menor do que as baterias domésticas de lítio tradicionais – LG Chem.Os modelos Tesla e Sonnets normalmente têm pelo menos 9,8 kWh de potência – mas esse é o seu desenho, disse Harmon.E se alguém puder expandi-lo até a marca de 9 kWh com algumas baterias de chumbo mais baratas e também levar a bateria de lítio ao acampar ou usar o uso não autorizado, por que não?

“Nosso sistema é para todas as pessoas do país que não têm US$ 15 mil para investir em uma instalação de armazenamento de energia.E então, quando terminar, tudo o que tenho que ser algo permanentemente instalado em minha casa”, disse Harmon.“O Yeti é para aqueles que são vulneráveis ​​àquilo em que gastam dinheiro.Nosso sistema tem um total de US$ 3.500 instalados.”

A Goal Zero está agora em sua quinta geração de produtos, por isso está confiante em suas capacidades de combinação de lítio-chumbo.Mas para muitos outros que se sentem menos confortáveis ​​em misturar completamente a química da bateria, dois sistemas isolados e independentes podem ser instalados na mesma empresa ou residência – desde que sejam configurados por um eletricista profissional.

“Uma maneira mais simples e segura de adicionar capacidade de armazenamento de baixo custo a um sistema de lítio existente seria dividir as cargas e alocá-las separadamente aos dois sistemas de baterias.”Wehmeyer, da US Battery, disse."De qualquer jeito.Deve ser feito por um profissional treinado para manter a segurança.”