Las dos principales tecnologías de baterías utilizadas en proyectos de energía solar con almacenamiento tienen ventajas y desventajas. Las baterías de plomo-ácido existen desde hace mucho más tiempo y son más fáciles de entender, pero tienen limitaciones en su capacidad de almacenamiento.batería de iones de litioTienen ciclos de vida más largos y son más ligeros, pero son inherentemente más caros.

Las instalaciones de almacenamiento suelen constar de un solo tipo de batería, como en el caso de LG Chem. Foto cortesía de GreenBrilliance.

¿Es posible combinar las ventajas de cada tipo de química para crear un banco de baterías rentable y de alta capacidad?

¿Es necesario desmontar el banco de baterías de plomo-ácido para aprovechar las funciones de una nueva batería de iones de litio? ¿Se pueden añadir baterías de plomo-ácido, algo más económicas, al sistema de litio para alcanzar una determinada capacidad en kilovatios-hora?

Todas las preguntas importantes tienen una respuesta menos definida: depende. Es más fácil y menos arriesgado ceñirse a una sola química, pero existen algunas alternativas.

Gordon Gunn, ingeniero eléctrico de Freedom Solar Power en Texas, dijo que probablemente sea posible conectar baterías de plomo-ácido y de litio entre sí, pero solo mediante acoplamiento de corriente alterna (CA).

«No se pueden conectar baterías de plomo-ácido y de litio al mismo bus de corriente continua», afirmó. «En el mejor de los casos, se destruirían las baterías, y en el peor… ¿incendio? ¿Explosión? ¿Una alteración del continuo espacio-tiempo? No lo sé».

K. Fred Wehmeyer, vicepresidente sénior de ingeniería de la empresa de baterías de plomo-ácido US Battery Manufacturing Co., ofreció más explicaciones.

“Es posible, pero no sería tan sencillo como añadir baterías de plomo-ácido al sistema de baterías de litio. Los dos sistemas funcionarían prácticamente de forma independiente”, explicó Wehmeyer. “El sistema de baterías de litio seguiría necesitando su propio sistema de gestión de baterías (BMS), con su propio cargador y controlador de carga. El sistema de baterías de plomo-ácido requeriría su propio cargador y/o controlador de carga, pero no necesitaría un BMS. Ambos sistemas podrían suministrar cargas equivalentes en paralelo, pero sería necesario algún tipo de control para distribuir la carga de forma segura entre las dos tecnologías”.

Troy Daniels, gerente de servicios técnicos del fabricante de baterías LFP SimpliPhi Power, no recomienda mezclar baterías con la misma composición química, y mucho menos con composiciones químicas diferentes, en un mismo sistema, pero reconoce que es posible hacerlo.

“Una forma de combinarlos sería mediante dos sistemas aislados (un cargador y un inversor) que compartieran una carga común o incluso que dividieran las cargas eléctricas necesarias”, explicó. “También se podría utilizar un interruptor de transferencia; sin embargo, esto implicaría que solo un conjunto de baterías o química podría cargarse o descargarse a la vez, y probablemente la transferencia tendría que ser manual”.

Separar cargas y configurar dos sistemas suele ser una tarea más complicada de lo que muchos están dispuestos a afrontar.

“En Freedom Solar no hemos trabajado con sistemas híbridos de litio/plomo-ácido porque no sería una opción económica, y tratamos de mantener nuestras instalaciones de baterías sencillas utilizando un solo tipo de química y un solo producto”, dijo Josh Meade, ingeniero profesional y gerente de diseño.

Hay una empresa que intenta simplificar la combinación de ambas tecnologías. Goal Zero, fabricante de productos de energía portátil, ofrece la estación de energía portátil Yeti, basada en litio, que puede utilizarse como respaldo parcial para el hogar. La Yeti 3000 es una batería de litio NMC de 3 kWh y 32 kg que puede alimentar cuatro circuitos. Si se requiere más potencia, Goal Zero ofrece su módulo de expansión Yeti Link, que permite añadir baterías de plomo-ácido. Así es: la batería de litio Yeti se puede combinar con baterías de plomo-ácido.

“Nuestro tanque de expansión es una batería de plomo-ácido de ciclo misterioso. Esto permite usar la electrónica del Yeti [sistema de litio] pero amplía la capacidad de la batería”, explicó Bill Harmon, gerente general de Goal Zero. “Con 1,25 kWh cada una, se pueden añadir tantas baterías de plomo-ácido como se desee. El cliente simplemente las conecta. De esta forma, se obtiene la portabilidad de la batería de litio y las baterías de plomo-ácido económicas que ya se tienen en casa”.

Los principales problemas al intentar combinar baterías de litio y plomo-ácido radican en sus diferentes voltajes, perfiles de carga y límites de carga/descarga. Si las baterías no tienen el mismo voltaje o se descargan a ritmos diferentes, la energía se disipará rápidamente entre ellas. Esta rápida disipación de energía provoca sobrecalentamiento y reduce la eficiencia del ciclo de la batería.

Goal Zero gestiona esta situación con su dispositivo Yeti Link. Yeti Link es esencialmente un sofisticado sistema de gestión de baterías diseñado para la batería de litio Yeti original, que gestiona los voltajes y la carga entre las diferentes químicas.

“Yeti Link regula la transferencia de energía entre las baterías”, explicó Harmon. “Ofrecemos una protección segura, de modo que la batería de litio ni siquiera se da cuenta de que está conectada a una batería de plomo-ácido”.

Puede que el Yeti 3000 sea más pequeño que las baterías domésticas de litio tradicionales (LG Chem. Los modelos de Tesla y Sonnet suelen tener al menos 9,8 kWh de potencia), pero ese es su consumo, explicó Harmon. Y si alguien puede ampliarlo hasta los 9 kWh con baterías de plomo más económicas y además llevarse la batería de litio de acampada o de picnic, ¿por qué no?

“Nuestro sistema está pensado para todas las personas del país que no disponen de 15.000 dólares para invertir en una instalación de almacenamiento de energía. Y una vez terminada, solo necesito algo instalado de forma permanente en mi casa”, dijo Harmon. “Yeti está dirigido a quienes son vulnerables a las consecuencias de sus gastos. Nuestro sistema tiene un coste total de 3.500 dólares instalado”.

Goal Zero ya va por su quinta generación de producto, por lo que confía en la capacidad de su combinación de baterías de litio y plomo. Sin embargo, para quienes prefieren no mezclar directamente la química de las baterías, se pueden instalar dos sistemas aislados e independientes en el mismo negocio o vivienda, siempre y cuando la instalación la realice un electricista profesional.

“Una forma más sencilla y segura de añadir capacidad de almacenamiento de bajo coste a un sistema de litio existente sería dividir las cargas y asignarlas por separado a los dos sistemas de baterías”, afirmó Wehmeyer, de US Battery. “En cualquier caso, debe ser realizado por un profesional capacitado para garantizar la seguridad”.