Il existe des avantages et des inconvénients associés aux deux principales compositions chimiques des batteries utilisées dans les projets solaires et de stockage.Les batteries au plomb existent depuis bien plus longtemps et sont plus faciles à comprendre, mais ont des limites quant à leur capacité de stockage.Batterie lithium-ionLes cycles de vie sont plus longs et sont plus légers mais intrinsèquement plus chers.

Les installations de stockage se composent généralement d’un seul type de batterie, comme ici avec LG Chem.Photo gracieuseté de GreenBrilliance

Peut-on combiner les avantages de chaque chimie pour créer un parc de batteries rentable et de grande capacité ?

Faut-il démonter son parc de batteries au plomb juste pour exploiter les fonctions d’une nouvelle batterie lithium-ion ?Peut-on ajouter des batteries au plomb un peu moins chères à leur système au lithium pour atteindre une certaine capacité en kilowattheures ?

Toutes les questions importantes avec une réponse moins définie : cela dépend.Il est plus facile et moins risqué de s’en tenir à une seule chimie, mais il existe des solutions.

Gordon Gunn, ingénieur électricien chez Freedom Solar Power au Texas, a déclaré qu'il était probablement possible de connecter des batteries au plomb et au lithium ensemble, mais uniquement via un couplage CA.

« Vous ne pouvez absolument pas connecter des batteries au plomb et au lithium sur le même bus DC », a-t-il déclaré.« Au mieux, cela détruirait les batteries, et au pire… un incendie ?Explosion?Une lecture du continuum espace-temps ?Je ne sais pas."

K. Fred Wehmeyer, vice-président principal de l'ingénierie chez la société de batteries au plomb US Battery Manufacturing Co., a fourni des explications supplémentaires.

«Cela est possible, mais ce ne serait pas aussi simple que d'ajouter simplement des batteries au plomb au système de batteries au lithium.Les deux systèmes agiraient essentiellement indépendamment », a déclaré Wehmeyer.« Le système de batterie au lithium devrait toujours être contrôlé par son propre BMS avec son propre chargeur et son propre contrôleur de charge.Le système de batterie au plomb aurait besoin de son propre chargeur et/ou contrôleur de charge, mais n'aurait pas besoin d'un BMS.Les deux systèmes pourraient fournir des charges équivalentes en parallèle, mais un certain contrôle pourrait être nécessaire pour répartir en toute sécurité la répartition des charges entre les deux produits chimiques.

Troy Daniels, responsable des services techniques du fabricant de batteries LFP SimpliPhi Power, ne recommande pas de mélanger la même chimie de batterie et encore moins des chimies différentes dans un seul système, mais il reconnaît que cela est possible.

« Il existe deux façons de combiner deux systèmes isolés (à la fois un chargeur et un onduleur) qui pourraient partager une charge commune ou même diviser les charges électriques requises." il a dit.« Un commutateur de transfert pourrait également être utilisé ;cependant, cela signifierait qu’un seul ensemble de batteries ou de produits chimiques pourrait se charger ou se décharger à la fois et qu’il faudrait probablement procéder à un transfert manuel.

Séparer les charges et configurer deux systèmes est souvent une tâche plus compliquée que ce que beaucoup souhaitent accomplir.

"Nous n'avons pas eu affaire à un système hybride lithium/plomb-acide chez Freedom Solar car ce ne serait pas un complément bon marché, et nous essayons de garder nos installations de batteries simples en utilisant une seule chimie de batterie et un seul produit de batterie, ", a déclaré Josh Meade, PE et responsable de la conception.

Il existe une entreprise qui essaie de rendre la combinaison des deux produits chimiques un peu plus facile.Le fabricant de produits d'alimentation portables Goal Zero propose une centrale électrique portable Yeti à base de lithium qui peut être utilisée pour une sauvegarde partielle de la maison.Le Yeti 3000 est une batterie au lithium NMC de 3 kWh et 70 lb pouvant prendre en charge quatre circuits.Si plus de puissance est nécessaire, Goal Zero propose son module d'extension Yeti Link qui permet l'ajout de batteries d'extension au plomb.Oui, c'est vrai : la batterie au lithium Yeti peut être associée à du plomb.

« Notre vase d’expansion est une mystérieuse batterie au plomb à cycle.Cela vous permet d'utiliser l'électronique du Yeti [système à base de lithium] mais étend la batterie », a déclaré Bill Harmon, directeur général de Goal Zero.« À 1,25 kWh chacune, vous pouvez ajouter autant de [batteries au plomb] que vous le souhaitez.Le client n’a qu’à les brancher. Tout d’un coup, vous bénéficiez de la portabilité de la batterie au lithium et des batteries au plomb peu coûteuses que l’on trouve chez soi.

Les plus gros problèmes lorsqu’on tente de relier le lithium et le plomb-acide sont leurs différentes tensions, profils de charge et limites de charge/décharge.Si les batteries n'ont plus la même tension ou se déchargent à des rythmes incompatibles, l'alimentation circulera rapidement entre elles.Lorsque le courant passe rapidement, des problèmes de chauffage surviennent et nuisent à l’efficacité du cycle de la batterie.

Goal Zero gère cette situation avec son appareil Yeti Link.Yeti Link est essentiellement un système sophistiqué de gestion de batterie adapté à la batterie au lithium Yeti d'origine qui gère les tensions et la charge entre les différentes substances chimiques.

« Yeti Link régule ce transfert de puissance entre les batteries.", a déclaré Harmon."Nous protégeons de manière sûre, afin que la batterie au lithium ne sache même pas qu'elle est mariée à une batterie au plomb."

Le Yeti 3000 est peut-être plus petit que les batteries domestiques au lithium traditionnelles – LG Chem.Les modèles Tesla et Sonnets ont généralement au moins 9,8 kWh de puissance – mais c'est leur attrait, a déclaré Harmon.Et si quelqu’un peut l’étendre jusqu’à 9 kWh avec des batteries au plomb moins chères et également emporter la batterie au lithium avec lui en camping ou en talonnage, pourquoi pas ?

« Notre système s'adresse à tous les habitants du pays qui n'ont pas 15 000 $ à investir dans une installation de stockage d'énergie.Et puis, quand j'ai terminé, il ne me reste plus qu'à installer quelque chose de façon permanente dans ma maison », a déclaré Harmon.« Yeti est destiné à ceux qui sont vulnérables face à ce pour quoi ils dépensent de l'argent.Notre système coûte 3 500 $ au total.

Goal Zero en est désormais à sa cinquième génération de produit, il est donc confiant dans ses capacités de combinaison lithium-plomb.Mais pour beaucoup d'autres qui sont moins à l'aise avec le mélange pur et simple de la chimie des batteries, deux systèmes isolés et indépendants peuvent être installés dans la même entreprise ou la même maison, à condition qu'ils soient installés par un professionnel de l'électricité.

« Un moyen plus simple et plus sûr d’ajouter une capacité de stockage à moindre coût à un système au lithium existant serait de diviser les charges et de les allouer séparément aux deux systèmes de batteries.", a déclaré Wehmeyer de US Battery."De toute façon.Cela doit être fait par un professionnel qualifié pour maintenir la sécurité.