Scelte di batterie UPS al piombo-acido vs. agli ioni di litio per le aziende

Con la continua crescita della domanda di energia, le aziende si trovano di fronte a una decisione critica nella scelta delle batterie per i sistemi di alimentazione ininterrotta (UPS): la tradizionale tecnologia al piombo-acido o l'emergente tecnologia agli ioni di litio. Mitsubishi Electric analizza i punti di forza e i limiti di entrambe le opzioni per aiutare le aziende a fare scelte informate.

Come scelta convenzionale per i sistemi UPS, le batterie al piombo-acido si sono sviluppate in diverse varianti nel corso dei decenni:

• Batterie al piombo-acido a tenuta stagna (VRLA): Tra cui le batterie ad assorbimento di vetro (AGM) e al gel, queste opzioni esenti da manutenzione dominano il mercato. AGM offre un'elevata potenza in uscita, mentre il gel offre una durata del ciclo e una resistenza al calore superiori.
• Batterie allagate (VLA): Questi sistemi a elettrolita liquido richiedono una manutenzione trimestrale e occupano uno spazio significativo, portando a un calo dell'adozione.
• Batterie al piombo puro: Caratterizzate da design avanzati delle griglie e tecnologie catalitiche, queste offrono una maggiore densità di potenza rispetto alle VRLA tradizionali, pur rimanendo indietro rispetto alle alternative agli ioni di litio.

Dal 2018, la tecnologia agli ioni di litio ha guadagnato una rapida adozione nelle applicazioni di alimentazione critica. Cinque varianti principali soddisfano le esigenze degli UPS:

• Litio Manganese Oxide (LMO): Elevata potenza in uscita con moderata stabilità termica
• Litio Ferro Fosfato (LFP): L'opzione UPS preferita grazie all'eccezionale sicurezza e longevità
• Nichel Manganese Cobalto (NMC): Densità di energia/potenza e durata del ciclo bilanciate
• Titanato di litio (LTO): Durata ultra-lunga con ricarica rapida, sebbene a costi più elevati
• Nichel Cobalto Alluminio (NCA): Massima densità energetica che richiede una gestione rigorosa

Le batterie agli ioni di litio offrono una densità energetica da 3 a 5 volte superiore rispetto agli equivalenti VRLA, consentendo installazioni più compatte.

I sistemi agli ioni di litio necessitano solo di ispezioni visive annuali rispetto alla manutenzione trimestrale per le VLA e ai controlli semestrali per le batterie VRLA.

Mentre le tipiche batterie al piombo-acido richiedono la sostituzione ogni 3-7 anni, le unità agli ioni di litio possono funzionare per 15-20 anni prima di raggiungere il 60-70% della capacità.

La maggiore durata, la manutenzione minima e l'efficienza dello spazio degli ioni di litio riducono i costi del sistema UPS di oltre il 65% rispetto alle alternative al piombo-acido.

Entrambe le tecnologie richiedono una gestione adeguata, ma i sistemi agli ioni di litio incorporano sistemi di gestione della batteria (BMS) specializzati per un controllo preciso della carica/scarica, mentre il piombo-acido si basa su piattaforme di monitoraggio generiche.

Il settore dell'alimentazione critica adotta sempre più la tecnologia agli ioni di litio grazie ai suoi vantaggi operativi e ai minori costi del ciclo di vita. Man mano che i cicli di aggiornamento delle batterie si avvicinano, le organizzazioni devono valutare attentamente i loro specifici requisiti di alimentazione rispetto alle capacità in evoluzione di entrambe le tecnologie di batterie.