ups nin akü arttırımı ups ye büyük akü bağlamak ups ye araba aküsü bağlamak. car battery in ups. ups ye bağlanan dış bataryanın şarjı nasıl olur yapılmalı

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

UPS:

Ups İngilizce uninterruptible power supply kelimelerinin baş harflerinden oluşur. Türkçesi kesintisiz güç kaynağıdır ve yer yer KGK olarak da adlandırılır.

                Upsler genelde şebeke elektriği kesildiğinde bilgisayarınıza kısa süreyle elektrik sağlayarak sizin verilerinizi kaydedip bilgisayarı normal yolalrdan kapatmanıza yetecek kadar zaman kazandırmak için yapılır.

                Ancak ülkemizin elektrik şebekesi malum sıklıkla elektriksiz kalma durumu yaşanır. Hal böyleyken insanın aklına acaba upslerin bataryasını büyütüp daha uzun süre güç sağlamak mümkün olur mu diye fikir geliyor.

Mümkün ancak dikkat edilecek çok sayıda hususu var. Bunlara dikkat edilmezse ciddi sıkıntılar çıkabilir.

                Örneğin elinizdeki güç kaynağının özellikleri neler veya yeni alacaksanız nelere dikkat etmelisiniz. Diğer yandan güç ihtiyacınız nedir ve ne kadar süre ile besleme düşünüyorsunuz. Bunlar iyi düşünülüp hesaplanmazsa en iyi ihtimalle paranız boşa gider. Kötü ihtimalle sisteminizi bozarsınız; daha kötü ihtimalle yangın çıkarırsınız.

Dikkat edilmesi gerekenler:

 1-Güç gereksinimi: Elektrik yokluğunda neleri çalıştırmak istiyorsunuz. Bunu iyi belirleyin. Yoksa aşırı güç çekimi güç kaynağını bozabilir. Ayrıca yetersiz elektrik kullanacağınız cihaz işlemci içeriyorsa işlemciye zarar verebilir.

Güç ihtiyacını belirlemek için cihazların genelde arka yüzlerindeki etiketlerine bakın. Sonu W veya Watt ile biten değer nominal elektrik tüketimidir. Ancak şuna dikkat edin. Televizyon modem gibi cihazların demeraj özelliği ya çok azdır ya da hiç yoktur ancak motor içeren cihazların en az nominal tüketimin 3 katı demeraj ihtiyacı vardır.

Örneğin buzdolabının ekovatında (kompresör) yazan değer buzdolabı sabit çalışırken tüketilen değerdir. Ancak ilk çalışma anında bu değerin 3-10 katı arası elektrik çeker. Örneğin a+ bir buzdolabında büyük ihtimalle 150W değerini görürsünüz. Bu dikkate almanız gereken tüketimdir ancak ilk çalışma anında 150*3=450Watt elektrik gerekir. (Buzdolaplarında genelde demeraj 3 kat olduğu için 3le çarpıldı. Küçük ev aletlerinde 4-6 elektrik süpürgelerinde 6-10 kata kadar demeraj söz konusudur).

Küçük ev aletlerinde ve elektrik süpürgelerinde ön tarafta büyük büyük yazan watt değerleri her zaman gerçek olmaz. Hatta genelde olmaz. Onlar üretilen iş değeridir. Gerçek değer daima alt veya arka yüzdeki etikette yazar.

Modem, uydu dekoder gibi cihazlarda bazen watt değeri yazmaz. O zaman A (amper) ile V(volt) değerini çarpın. Örneğin uydu çözücüde 12V 1 A yazıyorsa tüketilen 12*1= 12Wattdır. Cihazın üzerinde yazmıyorsa adaptörün çıkış –output değerlerine bakın ve buradaki değerlere göre A*V uygulayın. Genelde adaptörde yazan değer daha doğrudur. Çünkü adaptör bazı sapmaları ve kayıpları göz önüne alarak  daha büyük güç sağlayacak şekilde yapılır ve o gücü sağlamak daha önemlidir.

2- UPS’nin özellikleri ve kapasitesi:

UPSlerin üzerinde yazan ve sonu VA ile biten değer onun kapasitesi değil hesaplanmış kapasitif tüketim değeridir. Örneğin 600VA veya 1kVA (1000 VA) olarak yazılan değer 1000 W değildir. Sistem tam kapasite çalışırken oluşan kayıplar ve üretilen güç gibi değerlerin toplamı VA cinsinden budur demektir. Gerçekte son kullanıcı için pek bir anlamı olmaz. Siz yine etiketteki W değerine bakın. Eğer yoksa kullanım kılavuzundan kapasite verimi bölümüne bakın %cinsinden verilen verim değeri ile VA değerini çarparsanız yaklaşık W cinsinden kapasiteyi bulursunuz. Ancak bu değer verilmemişse veya %80-90 gibi abartı değerler verilmişse (en iyi markada bile bu değer %65 tir) siz VA değerinin %40-50sini alın. Kalitesiz bir markada %40 daha iyi bir markada %50. Çok kaliteli markalar zaten Watt değerini verir. Örneğin w değeri olmayan ve verim %si yazılmamış ancak işçilik ve fiyatı emsallerinden biraz daha iyi olan bir marka  600VAlık UPSniz varsa bu upsnin kapasitesinin yaklaşık 300 W olduğunu kabul edebiliriz.

Ancak iş bununla bitmez. UPSlerin geneli kısa sürelerde çalışacak şekilde tasarlanır. Kendi aküsüyle 10 dakika çalışacaksa 300 watt gücü sağlama süresi en iyi gününde yarım saattir ancak bence 15 dakika kabul edin. Maliyet herkes için büyük bir sorun ve dc akımı ac ye çevirmek çok zordur. Maliyet için özellikle küçük ürünlerde en iyi markalar bile kısıntıya gider.

Orta ve iyi kalite UPSlerin geneli için VA değerini yarıya bölerek bulduğunuz değer sadece 15-20 dakikalığına verilebilen bir değerdir. Uzun süreli güç sağlama değeri bunun da 3te biri kadardır. Örneğin orta kalite 600 VA UPS için 600/2=300Watt kısa süreli güç; 300/3=100 watt uzun süre sağlayabileceği güvenli güç değeridir. UPSniz kötüyse 4 hatta 5te birine düşün.

Eğer upsniz dışarıdan akü bağlanmasına uygun yapılmışsa o ups kapasitesinin tamamında uzun zaman kullanılabilecek şekilde yapılmış demektir. Dış akü ile kapasitesinin artacağı hesaba katılmış diye düşünülür.

Upsnizin verdiği akım cinsi önemlidir. Upslerin küçük ve ucuz olanları genelde kare akım verir ve bu modifiye sinüs olarak ups bilgi kitapçığında belirtilir. Modifiye sinüs veya kare akım alternatif akım gibi +220 ve -220 volt arasında gider gelir ancak bunu artan ve azalan voltajlarla değil atlama ile yapar. Alternatif akımda 220 219 218 217….. 0 -1 -2 -3 …. -219 -220 gibi bir döngü varken kare akımda ara basamaklar atlanır ve +220 -220 +220 -220 gibi bir akım rejimi söz konusudur.

Alternatif akımla elektronik devre çalıştırmak çok zor olduğundan bilgisayar, televizyon, modem gibi elektronik sistemler doğru akım kullanır. Biz onları direk şebeke elektriğine bağlasak bile bu cihazlar içlerindeki doğrultucu vasıtasıyla akımı geri doğru akıma çevirir ve kullanır. Bu doğrultucular da akımın tepe noktalarında doğrultma yaptığı için alternatif akımla kare akımın farkını anlayamaz ve elektronik sistemlerin hemen tamamı kare akımda sorunsuz çalışır. Ancak buzdolabı, aspiratör, elektrik süpürgesi gibi motor içeren cihazlarda durum farklıdır. Bu cihazların çoğu direk ac akımla çalışır ve gerçek dalgaya ihtiyaç duyar. Bu cihazlara kare akım verirseniz motor çalışmayabilir.

Elektrik yokken elektrik süpürgesi kullanmamanın kimseye zararı olmaz ancak işyerlerinde motorlu kepenk kapatılacağında hayal kırıklığı yaşamamak gerekir. Aynı şekilde buzdolapları son yıllarda çok küçük kompresörlerle çalıştıklarından UPS ile elektrik kesintilerinden koruma uygulamaları yaygınlaştı. Amaç bu ise gerçek sinüs akım veren UPSleri tercih etmeniz gereklidir.

Olmasa da olur bir bilgi ancak matkap ve rondo gibi küçük ev aletlerinin bir kısmı iç doğrultucuya sahiptir bir kısmı değildir. Yani bazıları kare akımla çalışır bazıları çalışmaz. Niyetiniz bu cihazlardan da kullanmaksa ya işinizi garantiye alın ve gerçek sinüs cihaz alın ya da kare akımla çalışıp çalışmadığını deneyip görün. Elektronikten iyi anlıyorsanız içini açıp bakın.

3- Akü:

UPS bir akü veya batarya sistemi içerisinde depolanmış doğru akım elektriği kullanır. UPSnin sağlayacağı elektriğin süresi kullanılan bataryanın kapasitesiyle doğru orantılıdır.

Genelde UPSyi ilk aldığınızda içerisinde AGM (cam elyafa asit emdirilmiş) yapılı VRLA akü bulunur. Bu aküler hem şarj döngüsü açısından avantajlıdır hem de şarj-deşarj döngüsünde açığa ya hiç ya da çok az gaz salar. Tehlikesizdirler. Ancak nispeten pahalı olduklarından büyüklerini kullanmak içimize sinmez. Ayrıca akü maliyeti işin aslan payı olduğu için önce akü türü seçilmeli.

Kullanılacak akü için ilk soru elektriğin ne sıklıkta ve genelde ne süre ile kesildiğidir. Eğer sık ve uzun elektrik kesintisi oluyorsa  akünüz sıkça boşalacak demektir. Eğer akünüzün10,7 veya 11,0 volt değerinde akımı kesme özelliği yoksa akünüz 5-6 volt değerine kadar düşebilir. Bu durumda eğer araba aküsü kullanıyorsanız kısa zamanda o aküden hayır gelmeyecektir. Çoğu araba aküsü 5 tam boşalımda kapasitesinin yarısını kaybeder.

Uzun kesilmeler yaşamıyorsanız veya nadiren yaşıyorsanız araba aküsü işinize yarar ve ucuz bir seçimdir. Özellikle UPSnizde 10,7 volt koruma devresi varsa araba akünüzü UPS koruyacağınızdan 1 yıl civarı yüksek verimli bir sisteminiz olur. Araba akülerinin gerilimleri 12 voltun altına düşmediği sürece uzun ömre sahiptir.

Çok uzun kesilme süreleri yaşanacaksa veya UPSnizde derin deşarj koruması yoksa (ki böyle bir UPSyi tavsiye etmem) VRLA akü kullanmanızda fayda vardır. Aldığınız akünün üzerinde ‘deep cycle’ yazmasına dikkat edin. Bu yazı o akünün derin deşarja dayanıklı olduğunu gösterir ve uzun kullanımlarda akünün tüm kapasitesini kullansanız da akünün ömrünün azalmayacağı anlamına gelir. Genelde tekerlekli sandalye aküleri buna uygun olur. İmkanınız varsa marin akü kullanın. Bu aküler teknelerin hem elektrik ihtiyacını verdiği hem de marş gücü sağladığı için hem uzun süre sabit akımda elektrik verebilir hem de derin deşarja dayanıklıdır. Ayrıca titreşime de dayanıklıdırlar. Jel akü de iyi bir tercihtir. Kısa aralıklarla ancak çok sık kesinti oluyorsa start stop akü de kullanabilirsiniz.

Lityum pil kullanmak da mümkün ancak tavsiye etmem. ICR pil kullanılması halinde yeterli c değeri sağlanamayacağından ya çok fazla pil kullanmanız gerekir ya da sisteminiz işlemez. Patlama riski de cabası. INR veya IMR pil kullanılırsa kapasite kaybınız çok olur. NMR pil ideal sonuç verir ancak çok pahalı olur. İyi kalite 3100 mAh NMR Panasonic 18650a (b nin kapasitesi yüksek ancak c değeri düşük ve daha pahalıdır) pil 2015 fiyatıyla yaklaşık 45-50 tl. 3,7*4=14,8 genel voltaj alabilirsiniz. 3100 mAh bir işinize yaramayacağından en az 3 takım kullansanız 3100*3=9300 mAh hesaplanmış kapasite için iyi fiyattan alsanız bile 45*12 yaklaşık 500 tl sırf pil masrafı olacak.

Lityum pilleri seri ve paralel bağlıyken uçlardan şarj etmek hem zordur, hem risklidir, hem de verimi düşürür. Her pili ayrıca şarj edecek ayrı bir sistem kullanmanız gerek. UPSnin şarj mekanizması lityum için uygun olmadığından ayrıca bir de şarj sistemi almanız veya yapmanız gerekecek o da ucuz değil. 100 liralık UPS için 500-1000 tl arası ek masraf edeceksiniz ve sadece 9 Ah civarı kapasite elde edilecek. Pek anlamlı değil.

ICRlerde 6000mAh gibi fantastik değerler var hepsi laf. Gerçekte 18650 ICR pil en iyisi 2400mAh verir. Fiyatı da 2015e göre 10-30 tl arasıdır. Kullanımı risklidir ve yeterli c değerini veremedikleri için asla yeterli akımı sağlayamazlar. Paranız çöpe gider.

Yüksek c değeri ve kapasite için lipo kullanan çıkarsa onunda karşısına NMR benzeri bir maliyet çıkacaktır. LiFePO4 kullanabilirsiniz. Ancak life piller de ucuz değildir ve şarj rejimleri kimseye uymadığı için ayrı bir şarj ve röle sistemi kullanılması gerekir ki bunlar da ek maliyetlerdir.

Ayrıca özellikle lityum sistem için yapılmamışsa bir UPS çalışma voltajı kurşun asit akülere göre yapılmıştır. 2-2.1 arası voltajla 3,3-4,2 arası voltajı uyumlamak genelde çok güçtür. Matematiksel olarak imkansızdır. 13 volt alıp 220 verecek siteme 16,5-14,5 volt arası değişen gerilimler uygularsanız ya çıkış voltajınız sapıtır ya da sistem içeride voltajı uyumlamak için ekstra güç harcar ve depoladığınız enerjinin bir kısmı boşa gider. Kısacası lityum ile standart UPS çalıştırmak anlamsız derecede maliyetli, riskli ve verimsizdir.

Nikel tabanlı piller çok daha uyumludur ancak maliyet yine bir sıkıntıdır. Birim enerji miktarına göre fiyat açısından hala kurşun aküler açık ara ucuzdur.

Akünün kapasitesini belirlemek:

İhtiyacınız olan gücü belirledikten sonra o gücü ne kadar süre ile almak istediğinizi belirleyin. Örneğin elektrik kesilirse 100 wattlık enerji lazım ama kaç saat. Bu süre akü kapasitesindeki ana belirleyicidir.

Öncelikle watt ile akım-amper arası ilişkiye bakalım. Volt*amper =watt yani 220 volt 100w tüketen bir cihaz saatte yaklaşık 0,5 amper elektrik akımı tüketir. 100 watt elektriği 12 volt ile sağlamak isterseniz akım 0,5 de kalmaz.

Enerjinin korunması yasasına göre w değeri sabit olduğu sürece volt ve amperin çarpımları eşittir. Karışık oldu farkındayım.

220*0,5=12*Akım2=100 ise akım2 yaklaşık olarak 10 amperdir. Yani 100w gücü 12 volt ile üretmek isterseniz 10 amper akıma ihtiyacınız olur.

Gelelim uygulamaya. 80w elektrik isteyen televizyon çalıştıracaksak 80/220=0,36 yaklaşık 0,4 amper akım çeker. Bu cihaz UPSye bağlı iken 220 volt 80 w için akü 12 volt gerilim verebildiğinden UPS aküden 6,67 yaklaşık 7 amper akım çeker. Sistem kayıpları için buna %10-15 daha ekleyin. Yaklaşık 8 amper.

Buradan yola çıkarak 80 watlık televizyonu standart 12 volt 7 amper saat akü ancak 45 dakika çalıştırır.

Bu durumda ben o televizyonu 7 saat çalıştırmak isteseydim 8*7=56 amper saat kapasiteli bir aküye ihtiyacım olurdu. Akünün tüm kapasitesini kullanamayacağım düşünülürse akümü tamamen feda edersem 60Ahlık araba aküsü ile televizyonumu yaklaşık 6-7 saat arası kullanabilirim demektir.

Yok 10 saat istiyorsam o kapasitede bir akü almam gerekir. Araba akülerinde üzerinde yazan kapasitenin %60 kadarını kullanabilirsiniz. Deep cycle akülerde %95 diğer VRLA akülerde akü tipine ve UPSnize göre 80-90 kadarını.

Kısacası watt cinsinden tüketimi volta bölerek saatte amper cinsinden tüketimi bulup bunu ups girişine göre (12 veya 24 volt) akü çekim amper değeri bulunur. Bu değerin %20 fazlası alınır. Elde dilen değerle çalışmasını istediğimiz süre çarpılarak kapasite belirlenir.

Hesap her zaman birebir tutmaz. UPS verimi düşük olabilir. Cihazda düşük akım koruma vardır UPSye bağlıyken daha az elektrik tüketir. Veya değişken akımlı cihaz bağlıdır beklenenden fazla tüketir. Örneğin bilgisayarda hesap yapmak çok zordur çünkü çekilen akım sabit değildir. Aynı şekilde floresan lambalarda üzerinde yazan w değeri birkaç saatlik ortalamadır ve ilk açıldıklarında bu değerin çok üzerinde akım çekerler. Bu nedenle her zaman garanti olsun ihtiyacınızdan fazla kapasite sağlayın.

Ayrıca çekilen akımlar 220/12 volt çevriminde yaklaşık 20 kat; 220/24 volt değişimlerinde 10 kat arttığı için akü besleme kablosunu kalın tutun. Dış akü takacağınızda kullanacağınız ara kablo en az iç akünün bağlantı kablosunun kalınlığı kadar olmalıdır. Ayrıca bağlantıları normal bağlama yerine klemens veya pirinç klipsle yapın. Bağlamada akım kaybı oldur. Ayrıca zamanla bant yapışkanını kusar ve bağlantı noktası direnç gibi davranır. Sonrada ısınır ve yangına davetiyedir. Klemens imkanı yoksa makaron kullanın. Isıya daha dayanıklıdır.

Şarj:

Akünüz kullanıldıktan sonra şarj edilmeli. UPSlerin şarj akımları genelde bilgi broşüründe yazmaz. Ancak orjinalin içinden çıkan akünün genelde %10u kadar şarj akımı uygulanır. Örneğin cihazın orjinalinde 12v 7Ah akü varsa şarj akımı kabaca 0,7 Ah dır. Ancak emin olmak için aküyü şarj ederken akımını ölçün. Ampermetreyi seri bağlamayı unutmayın.

Bazı UPSlerin bilgi broşüründe şarj süresi yazar. Örneğin %90 şarj 10 saat gibi. Bunun anlamı akü kapasitesinin %90ının onda biri kadar akım veriliyordur. Yani 7Ah akü için yaklaşık 6.5Ah nın 1/10u yani 0,65 Ah şarj akımı veriliyor demektir. Sürekli aynı şarj modu aküyü yorar ve kullanmasanız da bozar. Tickle şarj için gereken mekanizmalar pahalı olduğundan küçük sistemlerde kullanılmaz. Bunun yerine akü kapasitesinin %90 değerine kadar şarj edilecek bir volt amper rejimi uygulanır. 2kVA üzeri cihazlarda pek bu uygulanmaz ancak küçüklerde neredeyse standarttır. Bu durumda sonradan takılan akünün de bu değere kadar şarj edileceğini unutmayın ve kapasite ayarını ona göre yapın.

Kurşun aküler genelde kapasitelerinin %10u ile şarj edilirler. En verimli değer olduğundan bu değer standart sayılır. Altında ve üzerinde şarjda hem kayıp çok olur hem de akü zamanla veriminden kaybeder. Kurşun akülerin araba için olanları kapasitesinin %1-0,9 unun altındaki akımla şarj olmaz çünkü akım iç direnci geçemez. Bu nedenle bulduğunuz veya ölçtüğünüz şarj akımı akü kapasitesinin %4ünden küçükse akü UPS tarafından şarj olmaz.

Bunun anlamı: 12v 7 Ah orijinal akülü bir UPS ve 12v 60Ah kapasiteli araba aküsü kullandım. Ölçülen veya hesaplanan şarj akımım 0,6 Ah. 60Ah araba aküsünün %1i 0,6 A ise akü zar zor şarj olur ve şarj ortalama kayıplarla birlikte 120-150 saat kadar sürer. Bu durumda ayrı bir şarj cihazı ile şarj daima daha uygundur. Ancak daha yüksek bir akım varsa dış sistem gerekmeyebilir. Tavsiyem kapasitenin %5in altındaki durumlarda dış şarj aleti kullanın. Şarj sırasında da akü UPSye bağlı kalsın istiyorsanız araya bir röle devresi koymanız yeterli olur. Düşük akımda şarj kısık ateşte pişen yemek gibidir daha güzeldir diye bir efsane dolaşıyor ancak düşük akımın da bir sınırı var. mum alevinde yemek nasıl pişmezse çok düşük akımda da şarj sorun olur. Kendime yaptığım sistemde araba aküsü kullandım ve akü 3.5 günde doluyor. Acelem olmadığından ek devre kullanmadım.

VRLA akülerde minimum şarj akımı farklı olabilir.

Harici akü kullandığınız sistemleri havalandırması iyi olan bir yere koyun. Şarj sırasında çıkan gazları uzaklaştırmak ve sistemi soğutmak için hava akımı gereklidir. Ayrıca hiçbir akü türünü direk betona veya fayansa koymayın. Nedenini bilmiyorum ancak ömrü yarı yarıya azalıyor. Altına tercihen en az 2 cmlik ahşap veya sunta koyun. Bulamıyorsanız köpük veya 2 cm ye yakın ağırlığı olan karton da iş görür. Ancak karton hızla çökeceğinden ara ara değiştirmeyi unutmayın.

Yapabiliyorsanız kutup başlarını kapatın.

sisteme voltmetre takarak sürekli görüntüleme yaparsanız daha iyi olur.

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