kurşun asit piller sulu kuru aküler, kurşun akü türleri çeşileri kurşunlu akü özellikleri

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

Şarj edilebilir piller:

Kurşun asit türevi piller:

                Kurşun ve kurşun peroksit plakaların arasına sülfirik asit koyarak elektrik üretilebileceği 1850lerde bulundu ve çok az bir değişiklikle bu teknoloji hala kullanılıyor.

Kurşun gümüş gibi çok yoğun bir madde olduğundan birim hacimde daha fazla madde bulunur. Dolayısıyla daha fazla elektron,  daha fazla elektrik.

Kurşunlu piller çok ağırdır. Ağırlık enerji oranları çok düşüktür ancak hacim enerji oranları fazladır. Yani ağırlığın önemli olmadığı yerlerde hala en iyi yöntemdirler. Ayrıca hala enerji fiyat açısından en ucuz sistemlerdir. Ancak ağırlıkları nedeniyle ve her an akabilecek sulu yapıları nedeniyle bireysel taşımaya uygun değildirler. Bu nedenle araba, tekne, elektrikli bisiklet, elektrikli tekerlekli sandalye gibi yer sorunu fazla olmayan ve taşımayı başka bir sistemin yaptığı düzeneklerde kullanılırlar veya ışıldak gibi taşınmayan sistemlerde. Kurşun bataryalı taşınabilir projektörler ağırlıkları nedeniyle sürekli daha küçük akülere bağlanıyor ve kullanım süreleri sürekli daha da kısalıyor.

Kurşunlu pillere nedense akü diye ayrı bir isim verilmiş. Normalde kurşunlu piller her biri 2 voltluk pillerden 3 veya 6 tanesinin bir araya gelmesi ile yapılan pillerdir. 2 volt tek başına 1.5 voltluk sistemlerle uyumsuzdur ancak 6 ve 12 bunların katı olduğu için uyum daha kolaydır.

Düşük sıcaklıklarda güç kaybı yaşasalar da çalışmaya devam ederler ve ömürleri etkilenmez. Ancak yüksek sıcaklıklarda da çok az bir güç kaybıyla çalışmaya devam etseler de ömür kaybı yaşarlar. Çok yüksek c değerli piller yapılabildiği için hala vazgeçilmezlerdir. Ve pek çok türeve rağmen hala en ucuz olduklarından çevre için zararlı olmalarına rağmen hala yasaklanmadılar.

Üzerlerinde 12 volt yazar ama dolu bir tanesi boşta 14 voltun üzerinde voltaj verir. Yük altında bile 13.6 volt verirler. Akü yük altında 12 volt veriyorsa büyük ihtimalle bitmiştir veya bitmeye yakındır. Sık seyahat edenler arabalarına bir voltmetre takarsa aküye bağlı yolda kalma sorununu daha az yaşarlar.

Kurşun çok zehirli ve kirleticidir. Bu nedenle kurşunlu pil ve bataryalarınızı çöpe atmak yerine uygun yerlere teslim edin. Doğaya kesinlikle bırakmayın.

Kullanım yerine göre starter, stasyoner ve traksiyoner akü olarak sınıflandırılırlar. Kimyasal yapılarına göre de sulu ve kuru olarak. İnceleme her iki duruma göre yapılacak.

Starter akü:

Motorlu taşıtlardaki marş motorunu döndürerek çalışma için gereken ilk enerjiyi veren akülerdir. Geneli sulu akülerdir. Kapalı veya açık türleri bulunur.

Akü elektrik üretirken ve şarj olurken açığa hidrojen gazı çıkar. Su eksilmesi yaşanır.  Açılabilen kapaklılarda bu suyu ekleme şansı vardır ve gaz çıkışı daha kolaydır. Eski ve zayıf alternatörlü araçlarda dengesiz akımlarda daha az sorun yaşarlar. Ancak sarsıntılara ve titreşimlere karşı dayanıksızdırlar.

Kapalı türlerde gaz tahliyesi de azdır eksilen suyu ekleme şansı da yoktur. Elektrik aksamı daha iyi araçlarda tercih edilmeleri iyi olur. Ancak uzun zaman bakım gerektirmedikleri için arazi araçlarında, seyrek bakıma girecek araçlarda ve orta sınıfın üzerindeki araçlarda kullanılırlar. Titreşimlere karşı açık sistemler kadar dayanıksızdırlar ancak sallanmayla su kaybı yaşatmazlar. 

Starter aküler kısa sürelerde çok yüksek akımlar vermek için yapıldıklarından hem ömürleri kısadır hem de deşarj olmaya karşı dayanıksızdırlar. Akünün içindeki plakalar daha çok sıvıyla temas etsin diye çok ince yapılır.

Elektrik üretimi sırasında anot plakaları aşınır. Çok ince plakalar daha kolay aşındığı için ve şarj esnasında plakların yeniden oluşumu sağlanamayacak kadar ince olduğundan değil derin %60 deşarj bile bu akülere çok zarar verir. %80in altına inmemeleri istenir. Eğer kesintisiz güç kaynağında araba aküsü kullanmaya niyetliyseniz gerilim 11 volta düşünce akımı kesecek bir ara devre kullanmanızda fayda var. Yoksa akünüzü ilk kullanımda bile kaybedebilirsiniz (ilgili bölümde anlatılacak). 

Üzerlerinde yazan 60 Ah, 45 Ah gibi değerler gerçek denenmiş değil hesaplanmış değerlerdir. Zaten o akımı o kadar zaman almanız için yapılmadıklarından sadece size kapasite hakkında fikir vermektir amaç. 12 volt 1 amper elektrik tüketen bir sistemi 12 v 60 Ah araba aküsüyle 60 saat çalıştırmazsınız. 30 saat belki. Amaçları sadece anlık aşırı yüksek akım vermek olsa bile ucuz oldukları için sıklıkla başka amaçlarla kullanılırlar ve verim alınamadığından bolca küfür yerler.

Arabada müzik sistemi kurup aküden beslemeyle çalıştığı için sürekli aküyü bitirenlerin 3 ayda bir akü almak zorunda kaldıklarına çok rastladım veya aynı işi eve akü alıp evde sistem çalıştıranları. Sonra piyasada eski malzeme yok mirim diye dert yanarlar. Sorun aküde değil yanlış kullanımda. Bunu yaşamamak için arabaya yedek stasyoner akü veya vrla akü takılması sorunu kökten halleder.

Arabanızdaki akü normalde yeniyken 13.6 volt civarı bir gerilime sahip olmalı. Bu değer motor çalışırken 10.5-11 değerinin altına düşmesin istenir. Kısa mesafelerde çok fazla motoru aç kapa yaşanıyorsa ilk çalıştırma için harcanan enerji aküye geri verilemeyeceği için akü zamanla boşalır. Arada bir uzun yolla veya evde şarj ile akü şarj edilmelidir. Yoksa kısa zamanda 1 bardak su içersiniz.

Son yıllarda piyasaya çıkan start stoplu araçlar için ayrı akü kullanılması bu yüzdendir. Sizden haybeye para almak için değil. Start stop uyumlu akülerin Cşarj değerleri yüksektir ve konjektörleri ona göredir. Standart akü 10 amper akımla şarj olabiliyorsa konjektör bu kadar akımı aküye verir ve akü ilk çalışmanın ardından tekrar dolmak için (varsayımsal olarak) 10 dakikaya ihtiyaç duyar. Start stop aküsü 50 amperle şarj olabilir ve konjektör akımı buna göre aküye verir. Böylece bu akü marşın ardından sadece 1 dakikada şarj olur. Rakamlar kolay anlaşılsın diye verilen farazi rakamlardır. Gerçek değerler farklıdır ancak mantık budur. Genel Cşarj değerleri 0,1 dir. Yani kapasitenin %10u ile şarj edilmeleri iyi olur ancak akünün bitme durumuna göre farklı akım rejimleri uygulanabilir. Paraya kıyıp akıllı şarj aleti alın hesapla uğraşmayın.

Bu arada akünün anlık akım kapasitesini arttırmak veya çok yakın olan plakaların dayanıklılığını arttırmak, ince olan plakaların aşınmasını azaltmak için plakalar arasına kalsiyum, gümüş, demir, bakır, cıva gibi eklemeler yapılmakta. Bunlardan sadece gümüş ve kalsiyum başarılı olup piyasada yer bulabildi. Arabanıza kalsiyum ya da gümüş akü aldığınızda aslında dayanıklılığı veya marş gücü artmış kurşun akü aldığınızı bilin. İçinde kurşun yerine gümüş falan yok.

Demir kullanımının akünün döngü sayısını arttırdığı biliniyor ancak voltaj rejimini bozduğu için çok tercih edilmez. Soğuğa dayanıklılığı da arttırdığı için soğuk yer araçlarında kullanılıyor olabilir. Tam bir şarj deşarj yaşanmadığı için ömürleri döngü olarak ölçülmez ancak %80-100 dönüşümünde bile ancak 200-300 döngü dayanırlar.

Stasyoner aküler:

Bunlar da sulu akülerdir ancak iç plakaları çok daha kalındır. Damla şarja daha uygundurlar ve uzun zaman şarjlarını üzerlerinde tutabilirler. Gemilerdeki acil durum aküleri, binaların acil durum kesintisiz güç kaynakları gibi yerlerde ve seyyar araştırma veya askeri kamplarda tercih edilirler. Kurşun da aynı gümüş gibi manyetik alana dayanıklı olduğundan nükleer patlamaya dayanıklı sığınaklarda kullanılırlar.

Kalite ve iç yapılarına göre ancak 100-300 döngü arası kısa bir ömürleri vardır. Efektif ömürlerinin bunun yarısı olduğu düşünülürse ömürleri aslında çok kısadır ancak çok geniş sıcaklık aralığında çalışmaları, çok yüksek miktarda enerjiyi uzun zaman ucuza saklamaları gibi avantajları nedeniyle hala tercih edilirler. Tam deşarj bu akülerin de ömrünü kısaltır ancak starter akülere göre daha iyi dayanım verirler. Starter akü markaya göre 3-5 tam deşarjda kullanılmaz hale gelirken stasyoner aküler 10-20 tam deşarjı kaldırırlar.

C ve Cmax değerleri düşüktür. Araba çalıştırmada kullanılmazlar. Vrla aküler küçük sistemlerde stasyoner akülerin yerini aldı ancak ola ki bir gün akücünüzde görürseniz araba için almayın. Setinizi uzun zaman çalıştırır ama arabanızı çalıştırmayabilir. Bu akülerin son kullanıcı için olanlarını en son 1980lerde mta da gördüm. Bir daha da görmedim. Büyük ihtimalle karşılaşmayacaksınız.

Kuru aküler:-transaksiyoner aküler

Sulu asit akülerin sadece dik konumda çalıştırılabilmesi pek çok alanda onları savunmasız bıraktığı için kullanımlarını kısıtlar. Cebinizde eğildiğinizde akan bir pil kimse istemez. Evinizde veya arabanızda ışıldak taşımak istediğinizde de sulu aküler iyi bir tercih değildir. Hatta teknede tekne sallanırken akan veya akımı sürekli değişen bir aküyü kim ne yapsın.

Ayrıca sulu aküler derin deşarja karşı çok dayanıksız oldukları için taşıdığınız ağırlığa her zaman değmezler.

Bunun üzerine sülfirik asit elektrolitini başka bir şeyin içinde eriterek akışkanlığın ortadan kalktığı ve gaz çıkışını izole edip plakalara zarar vermeden deşarj imkanı sağlamak için kuru akü tabir ettiğimiz ama aslında az akışkanlı aküler yapıldı. Genel adları VRLA aküdür. Valve regulated lead acid-valf ayarlı kurşun asit. Gaz çıkışı valf aracılığıyla sınırlandırıldığı için havalandırma ve bakım ihtiyacı olmayan deşarjını gaz basıncı ile ayarlayabilen ve akışkan olmayan elektrolit nedeniyle şarj durumu hariç herhangi bir pozisyonda çalışabilen kullanışlı akülerdir.  

Transaksiyoner denmesinin nedeni sabit akımı uzun zaman verebilirler. Tekerlekli sandalye, elektrikli bisiklet, elektrikli forklift gibi alanlarda kullanılırlar. Stasyoner aküler için fazla küçük olan kesintisiz güç kaynağı sistemlerinde de kullanılırlar. Hatta son yıllarda fiyatları iyice düştüğü için, çok büyük sistemler hariç, stasyoner aküleri piyasadan silmek üzereler.

Değişik C değerli aküler yapılabilir. Örneğin teknelerde hem elektrik kaynağı hem de starter amaçlı marin aküler yapılabildiği gibi kesintisiz güç kaynaklarında çalışacak veya sadece motorun ihtiyacı kadar akım veren hareketli sistem aküleri de kolaylıkla formüle edilebilir.

Piyasada farklı amaçlı kuru akü bulunma nedeni budur. 12 volt 7 amperlik akünün hem kesintisiz güç kaynağı için hem de tekerlekli sandalye için ayrı türlerinin bulunması bu yüzdendir. Tekerlekli sandalye kullanıcıları daha muhtaç onlara daha yüksek fiyattan satalım demek için değil. Kgk aküsü kısa sürede yüksek akım verip yavaş dolacak şekilde yapılır ve derin deşarja dayanımı daha azdır. Hareketli sistem aküsü sadece motorun ihtiyacı kadar akımı verir, nispeten hızlı şarj olur ve derin deşarja karşı çok daha dayanıklıdır. Bazı türleri %100 deşarj olup geri döndürülebilir.

Marş akımı sağlayıp aynı zamanda sabit verecek şekilde dizayn edilmeleri de mümkündür. son yıllarda arabalar için de piyasada bulunan jel akülerin avantajları budur. Müzik dinlerken aküyü bitirdiğinizde akünün ömrü bitmez. Sıcaklıkla performans kaybı daha fazladır ancak daha düşük sıcaklıklarda çalışabilirler. Örneğin -20 derecede sulu akü gücünün sadece %40ını kaybederken jel akü %55ini kaybeder ama sulu akü -30 derecde donarken jel akü -40da da çalışmaya devam eder.(rakamlar yaklaşıktır. Üreticinin verdiği değerleri okuyun).

Cşarj değerleri aksi belirtilmedikçe 0,1dir ancak genelinin üzerinde max charging current- maksimum şarj akımı diye yazar.

Titreşim ve sallanmalara karşı sulu sistemlerden daha dayanıklıdırlar ve şarjlarını çok daha uzun süre saklayabilirler.

Genel olarak iki çeşidi vardır. Taşıyıcı olarak cam elyafının kullanıldığı AGM (absorbtion glass mat-cam elyafına emdirilmiş) akülerle taşıyıcı olarak polimer jellerin kullanıldığı jel aküler.

Agm aküler daha çok marin akü olarak da bilinir. Marş güçleri düşüktür (deniz taşıtları daha düşük marş akımına ihtiyaç duyar). Kgk, hareketli sistemler gibi sistemlerde ve güneş enerjisi depolama en yaygın kullanım alanlarıdır. Derin deşarj dayanımları sulu akülerden iyi jel akülerden kötüdür. Kapasite ömrü oranında düşer. Ömrünün yarısında bir agm akü kapasitesinin yaklaşık yarısını kaybetmiştir.  Jel aküler ömürlerinin %70-80 ine kadar kapasitelerinin %70-80ini korur. Daha uzun bekleme/saklama süreleri vardır. Agm akü 6 ayda boşalabilirken jel akü 1-2 yıla kadar sakladığı enerjiyi korur. Ayrıca iç direnci daha düşük yapılabildiği için hızlı şarja daha iyi dayanım gösterir. Bu nedenle kısa zamanda fazla enerji depolama gerektiren güneş enerjisi uygulamaları gibi alanlarda daha iyi sonuç verirler.

Her iki akü türü de güvenlidir ve patlama yapmaları çok çok zordur. Overcharge/aşırı şarja dayanımları tüm kurşun bataryaların yüksektir, kuru akülerin daha da yüksektir.

Üzerlerinde yazan kapasite gerçek kapasitedir. Maksimum deşarj gerilimine kadar verebileceği akım miktarını gösterir.

Üzerlerinde deep cycle yazanlar derin deşarja göre yapıldığından güneş enerjisi ups tipi uygulamalarda daha başarılıdır.

uyarı:

Burada yazılanlar kişisel denemeler sonucu öğrenilen bilgilerdir ve bilgi paylaşımı amacıyla yazılırlar. Uygulama sırasında kendinize, çevrenize ve eşyalarınıza vereceğiniz zararlardan sorumluluk almam.

Devrim Tuncer