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

şarj edilebilir piller nelerdir özellikleri çeşitleri neden nikel nikel metal hidrat

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

Şarj edilebilen piller:

                Pillerin içindeki elektrik üretimini sağlayan reaksiyonlar bazen tersinir özelliktedir. Yani bir yönde reaksiyon olurken açığa elektrik ve yan ürünler çıkarken sisteme akım uygulandığında elektrik ve atık kimyasallar bir araya gelip başlangıç hallerine dönerler. Bu durumda pili elektrik akımı uygulayarak yeniden şarj etmek mümkündür.

                Şarj edilebilir pillerin içinde kullanılan kimyasallar hem daha az basittir hem de oluşan reaksiyonlar daha basittir. Çünkü 15-16 elemanlı bir maddenin yeniden sentezi her zaman olmayabileceği gibi verimi de düşük olur. Örneğin potasyum dikromat K Cr2 O7 10 elemanlıdır ve sentezi için özel koşullar gerekir. Verimi de %50 civarıdır. Bu madde ile şarj edilebilir pil yapılsaydı kapasite her şarjda %50 düşerdi. Oysa nikel ne yapacağı her zaman belli olan bir atomdur ve tek bileşen söz konusu olduğundan nikel elektron alışverişinde  sorunsuzdur. Karşısına kadmiyum gibi tek atom veya metal hidrür gibi iki bileşenli tek basamaklı bir bileşen koydunuz mu çok kolay geri dönen bir reaksiyon elde edersiniz.

                Şarj edilebilir pillerin çeşitleri çoktur. Her birinin ihtiyaç duyduğu şarj akımı, voltaj karakteristiği gibi özellikleri de fazlasıyla farklıdır. Hatta kendi içlerindeki türevlerde bile çok fazla farklılık mevcuttur bu nedenle şarjlı pillerin hepsini tek yazıda incelemek yerine her grup ayrı ayrı ele alınacaktır.

                Şarj edilebilir piller ilk bulunan pillerdendir. Ancak bu özelliklerine ve ekonomik olarak kazançlı olmalarına rağmen son yıllara kadar piyasada son kullanıcı açısından kullan at pillerin yarısı kadar Pazar payına ancak sahip oldular.

                Öncelikli dezavantajları ağırlıklarıdır. Lityumlar hariç diğer türler çok ağırdır. 2000lerin başında bile telefonlarda kullanılan nikel piller telefonun boş ağırlığının iki katına yakın ağırlıktaydı. 200 gramlık telefonun sadece 65-70 gramı telefon kalanı bataryaydı. Kurşun pillerde durum daha vahimdir.

                Diğer yandan hafif olan lityum pillerde de ısıl dengesizlik sorunu vardır. Yüksek ısıda içerikteki kimyasal maddelerin beklenenden farklı davranması her pil için beklenen bir sorundur ancak lityumlarda bu hem çok kolay olur hem de sonuç basit bir akma değil alevlerin takip ettiği ciddi bir patlamadır.

                Son yıllara kadar şarj edilebilen pillerin sakladıkları enerjiyi uzun süre tutamama sorunu vardı. 1 ay sonra kullanamayacaksanız fenerinize yüksek güçlü ve ekonomik pil kullanmanızın ne faydası vardı.

Lityum pillerde enerji kaybı çok daha az olur ancak onların da raf ömürleri çok sıkıntılıdır. Lityum pil kullanmasanız bile durduğu yerde eskir. Kaliteden de ödün verilmişse akma yaşanabilir ve lityumdan gelen akıntı hem çok alerjiktir hem de cihazlara kalıcı zarar verebilir. Üstelik 6 içinde çoğu lityum pil gücünü kaybeder.

Ayrıca lityum piller hafiftir ancak voltajları genel sistemlerle uyumsuzdur. Pek çok cihaz hala kalem ile göre yapılır. Standart kullan at pillerde 1-1.5volt gerilime göre devre tasarlanır ve 1-1.28 volt aralığındaki nikel pillerle uyumludur.

Ancak lityum pillerin verdiği gerilim 3 voltun üzerindedir. Her ne kadar üzerlerinde 3.6 volt yazmalarına ve 3*1,2=3,6 volt olduğundan 1 lityum 3 nikele uyumlu gibi görünse de lityumlar 3,0-4,2 volt arasında gezer. 1,5/1,2 volt arası fark %20-25 civarıyken 3-4,2 volt farkı %30un üzerinde olduğundan devrenin uyumlayıcılarına daha fazla yük biner.

Devre sorun yaratmasa bile 3 kalem pile göre yapılmış bir sistemde lityum pilin kullanılması için batarya yuvasının modifiyesi gerekir ki bu her zaman mümkün olmaz. Bu nedenle lityum pil uyumlu cihazlar lityum pile göre yapılır. Lityum nikel geçişi her zaman kolay değildir. Bazen mümkün değildir.

Şarjlı pillerin şarj edilmesi basit bir konu değildir. Her adaptör şarj aleti değildir. Hatta şarj aleti adaptörleri de şarj aleti değildir. Bu nedenle şarjlı pil kullanımı sadece pil ile bitmez. Ve getirdikleri ek yük nedeniyle seyahate uygun değillerdir. Ayrıca hareket halinde kullan at pili işiniz bittiğinde atarsınız ve yakında bir yerden yeni kullanıma hazır pil alırsınız. Şarjlı pilde önce ihtiyacınız kadar pili şarj edip uygun taşıyıcılarda yanınızda taşıyarak baştan daha ağır ve havaleli olarak yolculuğunuza başlarsınız. Üstelik biten pilleri öylece atamayacağınız için yükünüz hep aynı kalır. Köşeden kullanıma hazır şarjlı pil alma şansınız da pek yoktur. kullanıma hazır şarj edilebilir piller her yerde satılmaz. Satılsa da dolulukları %70 civarıdır.

Şarjlı pillerin şarj rejimleri aynı tür içinde bile o kadar değişkendir ki şarj cihazı şarj verimi sorunu yaşarsınız. İçinde mikro işlemci olan multi şarj aletleri çıkmadan önce 3 farklı şarj cihazı taşıdığımı bilirim.

Gerçekte şarjlı pil çeşidi kullan at pilden çok daha fazladır ancak pratik dez avantajlar nedeniyle sadece 3 grup gerçek anlamda kullanımdadır.

1-      Kurşun asit türevi piller.

2-      Nikel türevi piller.

3-      Lityum türevi piller (iyon ve polimer olarak ayrılır)

4-      Sodyum sülfür pil.

5-      Demir pilleri.

6-      Erimiş tuz pili.

7-      Nikel çinko ve nikel demir pilleri.

Bunlardan sadece ilk 3 grup şu an yaygın kullanımdadır.

Genel kavramlar:

Şarj verimi:

Aslında şarjın ndeğil enerji dönüşümünün verimidir. Yani pili şarj etmek için gereken miktarla pilin taşıyabildiği enerjinin oranıdır. Örneğin 1000mAh kapasiteli pili doldurmak için 1100 mAh elektrik harcanıyorsa pilin verimi %80-90 arasıdır.

Pil kullanan son kullanıcı için çok anlamlı değildir. En yoğun şarjlı pil kullanan kişi için bile aylık fark en iyimser tahminle lira düzeyini bulmaz. Ancak arkeolojik veya zoolojik araştırma amaçlı bir kampta bulunduğunuzu düşünün hem merkez bir güç kaynağına hem de sürekli kullanacağınız fener gibi seyyar cihazlar için pile ihtiyaç varken yüksek verimli pil tercihi iyi bir şeydir. Av, kamp gibi uygulamalarda genelde arabanın aküsü dışında güç kaynağınız olmayacağı için birkaç günlük aktivitelerde verim önem taşıyabilir.

Bunlar daha seyrek yaşanan durumlar ancak elektrikli tekerlekli sandalyeye bağlı bir kişi veya elektrikli bisikletle taşıma yapan bir işyeri için bu verim önemlidir. Umuyorum yakında yaygınlaşacak elektrikli arabalar için de.

Çok anlam içermediği için şarj verimi pillerde pek yazmaz. Ancak akülerin kalitelilerinde bulunabilir. Yine de rastlamanız pek olası değil.

Çok net bir rakam gerekmediğinde düşük iç direncin daha az kayıp demek olduğunu kabaca düşünebilirsiniz. Nadiren yanılırsınız. Daha net veri istiyorsanız deneyeceğiniz pil veya aküyü ampermetreyi seri olarak bağlayarak bir yüke bağlayın. Örneğin güçlü bir ampul veya güçlü bir motora. Bir de paralel voltmetre bağlayın.

Seri bağlı ampermetre devrede harcanan anlık akımı gösterir. Voltmetre de kontrol içindir. Her pilin minimal deşarj seviyesi vardır. O düzeyde devreyi durdurmanız için size yol gösterir.

Böylece minimal deşarj voltajına indiğinizde ampermetredeki akımı kaç saat kullandığınızdan yola çıkarak kapasiteyi ölçersiniz. Yük yerine şarj cihazını bağladığınızda işlem tersinden yapılmış olur ve şarj için harcanan elektriği ölçersiniz. Aradaki fark verimdir.

Son yıllarda yaygınlaşan akıllı şarj cihazları sadece şarj tamamlanınca akımı kesmiyor. Şarj sırasında akım ve voltajı ihtiyaca göre ayarlıyor. Bu yüzden akıllı şarj aletinizle alacağınız sonuç %100 gerçek veri olmayabilir ancak daha sonra açıklanacak olan enerjinin korunumu kavramına göre akımı düşürürken voltajı yükseltmek zorunda olduğu için ilk şarj başlangıcındaki akımın dengi bir tüketim yaşanacaktır. Kısacası sizi çok da yanıltmaz.

Bu çok karmaşık geldiyse veya şarj mekanizmanız buna olanak vermiyorsa saat yöntemi uygulanabilir. Evin girişindeki elektrik saatinin gösterdiği tüketim miktarını kaydedin. 1 saat sonra tekrar kaydedin. Aradaki fark evinizin sabit durumda harcadığı 1 saatlik elektriktir. Sonra şarj işlemine başlayın.

Şarj işlemi bitene kadar ekstra bir şey çalıştırmayın. Şarj işlemi bittiğinde elektrik saatindeki tüketim değerini yine kaydedin. Son kaydettiğiniz değerle arasındaki farkı alın. Şarj süresi kadar evin sabit tüketimini düşün. Kalan sizin şarj için kullandığınız akımdır.

Örneklendirelim:

12 volt 7 Ah kapasiteli akü. Boşaltırken 4 Amper harcayan halojen araba aküsüne taktık. 1.8 volt limit deşarj değerine gelince devreyi durdurduk. Toplam 1 saat 30 dakika. 4*1,5= 6 Ah akım deşarj ettik. Sonra şarja taktık 1 amper akımla 7 saatte şarj ettik. 7*1= 7 Ah elektrik kullanıldı. Fark 1 Ah ise verimi hesaplamak için ilkokul matematik bilgisiyle içler dışlar çarpımı yapmanız yeterlidir. 6 %100 ise 1 % kaçtır. Cevap 100/6= yaklaşık %16,5 kayıp verim %80-85 arası. Elektrikli sandalyeye bağlı biri 80 amperlik yola gitmek için 100 amperlik para ödüyor. 90-95 olanı tercih etmesi doğal olur.

Diğer yolla hesaplayalım: elektrik saatinin üzerindeki ilk değer hesabı kolay olsun 1000. 1 saat sonraki değer 1010. Aradaki fark 10Wh. Evin o anlık tüketimde saatlik harcaması 10Wh.

Şarja başladık. 7 saat sonra şarj bittiğinde saati okuduk ve değer 1174. Aradaki fark 164 Saatte 10 birim evin sabit harcaması olduğundan 7 saatte 70 birimi de çıkardık mı 84Wh harcama.

84 watt saat demektir. 84 watt saat sizin ödeyeceğiniz bedel olduğundan bunu esas alıp deşarj enerjisiyle farkı da ölçebilirsiniz. 6a*12 volt=72 Wh ile de oranlayabilirsiniz. Yaklaşık %80-85 arası bir değerdir. 84/12 yaparak şarj aletinin harcadığı akımı da bulabilirsiniz. Bu da yaklaşık 7 eder.

Hesap karmaşık ve anlamsız gelmiş olabilir. Biraz sonraki konuya bakınca bu çevrimleri anlamak daha kolaydır.

Bu arada rakamlar farazidir. Hesap kolaylığı olsun diye. Bunun yanında son değeri tam olarak hesaplamadım. Hesap hataları ve ölçüm hataları nedeniyle mutlak bir değer yerine aralık vermek daha akıllıcadır. Ayrıca sıcaklıkla verim az da olsa değişeceği için aralık daha gerçekçidir.

Derseniz ki ben nokta atışı bir değer istiyorum verir 1000 tl alırsınız kayıt özellikli fluke ultra pro ampermetre size zamana karşı harcanan akımı ve watt cinsinden enerjiyi verir hatta hesabı da yapar. Ya da mikroişlemcili osiloskop noktasına kadar hesap verir. Bu kadar para ve imkan varsa verimi ne yapacaksınız ya da bu yazıyı neden okudunuz onu da bilemem.

Maksimum deşarj gerilimi (voltajı):

Şarj edilebilir pillerin geneli son güçlerine kadar şarj edilemezler. Belirli bir yerde deşarjlarının durması lazımdır. Bunu en kolay ve en ucuz anlama yolu da yük altındaki voltajlarıdır.

Piller boşken normalden fazla voltaj verebildikleri için devrede akım sağlarken yani yük altındayken verdikleri voltaj doluluk oranları için daha iyi bir göstergedir. Örneğin çoğu kurşun asit bataryada bu hücre başı 1,8 volttur. Normalde 2.05 civarında olan bu değer 1.8e indiğinde devreyi kapatmazsanız piliniz maksimum deşarj düzeyinin altına iner ve zarar görür. Bu zarar bazen ömür kaybıdır bazen de tamamen pilin kaybıdır.

Elektronik sistemler genelde belirli bir voltaj aralığında çalışır ve genelde bu değerlerin altında akımı kesecek şekilde yapıldığından sorun olmaz ancak oyuncak, normal ampullü fener gibi kullanımlarda sizin dikkatiniz gerekir. Motor devri veya ışık miktarı azaldığında tamamen bitmeyi beklemezseniz iyi olur.

Bu arada bazı merdivenaltı pillerde abartı kapasite rakamları görürsünüz. 5000-6000 mAhlık kalem pillere rastladım. Bu ya uydurmadır ya da pilde bulunması mümkün toplam elektrik miktarıdır. Deşarj voltajı hesaba katılmadığı için kullanamayacağınız elektrik de hesaba katılır ve anlamsız değerler bulursunuz. 3000 diye aldığınız pile 1500ü ancak görürseniz şaşırmayın.

Kaliteli markalar bu deşarj gerilimine kadar kullanabileceğiniz miktarı verirler ama onda da verilen değer hesaplanandır. Yani genellikle o kadar elektrik depolama şansınız olmaz. %10-20 arası bir eksikliği hesaba katın.

Şarj aletinin akıllıları biraz daha iyi dolum sağlıyor. Az önceki yöntemi kullanarak kapasite belirleyebilirsiniz. Şarjdan çıkarıp soğumasını bekledikten sonra pili deşarj edip aldığınız toplam akımı bulun ve pilin üzerinde verilenle oranlayın. Başka bir şarj aletiniz varsa bir de onunla deneyin. Aradaki fark pilin gerçek dolum kapasitesi ve varsa şarj aletleri arasındaki farktır.

Trickle/tickle/damla şarj:

Şarj işlemi pilin iç direnci maksimuma erişip pilden daha fazla voltaj geçirilemediğinde bitmiş sayılır. Bu durumda şarjı tamamen kesmek bir yöntemdir ancak ne kadar diyot ve benzeri sistemlerle izole etmek isteseniz de şarj cihazının kendisi devre gibi davranır ve pilden az da olsa akım çeker ve pili tüketmeye başlar.

Ayrıca her pilde durdukça şarj kaybı yaşanır. Pili tam anlamıyla kullanıma hazır tutmak için akıllı cihazlar tam dolumdan sonra pilin yavaşça soğuyacağı ve kaybedeceği anlık kapasiteyi önleyecek kadar küçük bir akımla şarja devam eder. Bir anlamda akımı damla damla verdiği için damla şarj denir. Normalde ciddiye alınmayacak 20-30 mA gibi değerler kullanılır.

Ayrıca şarj olurken ısınan pil yavaş yavaş soğurken azar azar şarj edilirse kapasitesine daha yakın oranda şarj edilebilir. Mutfakta annenizin veya eşinizin kavanozu hızla doldurduktan sonra kavanozun altına vurarak içindeki şeker veya tuzun oturmasını sağlayıp azar azar doldurmaya devam etmesi ile aynı mantıktır. Sadece bu daha fazla teknoloji gerektirir.

Lityum pillerde patlama sorunu olduğundan lityum pillerin şarjında damla şarj kullanılmaz. Şarj cihazı üreticileri bunu bilir ancak siz eğer kendi devrenizi yapacaksanız buna dikkat edin.

C şarj değeri:

Pil akım verirken sabit olarak verebileceği bir değer olduğu gibi akım alırken de verilebilecek anlık bir değer vardır. Her pilin kendi karakterine göre değişir. Hatta markalar arasında bile fark vardır. Pili aldığınız kutularda genelde yazar. Eğer yazmıyorsa toplam kapasitenin %10u çoğu tür için geçerlidir. Hızlı şarja uygun düşük iç dirençli türler bir ara piyasada vardı ancak onları bile bu şekilde şarj ederseniz zarar görmezler.

C değerinin üzerinde şarj durumunda lityum piller patlama riski taşır. Kurşun pillerde de gaz çıkışı nedeniyle risk vardır. Diğer pillerde bu durum pek tehlikeli değildir ancak Cşarj değerinin üzerinde şarj etmek pilin ömrünü fazlasıyla kısaltır. Örneğin Cşarj değeri 0,1 olan (yani %10) yeni kuşak nikel pili 0,2 değerinde şarj ederseniz ömrü yarıya iner. 0,3 ile şarjda onda birine iner. Daha fazlasında büyük ihtimalle şarjı bitiremeden pilin ömrü biter.

Overcharge/aşırı şarj ve şarj aletleri:

Tam Türkçesi olmadığından ve sıklıkla Türkçe prospektüslerde bile göreceğinizden İngilizcesini de yazmak zorunda kaldım.

Boşalan pili şarj ettiniz ve tam doluluğa eriştiniz. Dolum ile akımı kesme imkanınız da yok. Pil bu noktadan sonra aynı güçle şarj edilmeye devam edilirse overcharge/aşırı şarj durumu oluşur.

Lityumların patlama riski hariç aşırı şarjın anlık bir etkisi olmaz ancak pilin ömrünü hızla yer. Ömür kaybı pilin yapısına göre değişir ancak her aşırı şarj süresini ömrünün iki katı olarak götürdüğünü düşünün. Örneklendirirsek: 12 saatte şarj olan pili 24 saat fazla şarjda tutarsanız fazladan 12 saat 1 döngü değil 2 döngü kadar ömrünü azaltır.

Bunu önlemek için lityum pil şarj aletleri daima dolum ile akımı kesecek donatıma sahiptir. Diğer pillerde ucuz olan merdivenaltı türlerde hiçbir engelleyici olmaz. Kullanır ve pili heba edersiniz. Saat hesabı yapabilirsiniz ancak zaten öyle bir şarj aletinin akım rejimi de çok iyi olmadığından tam bir fayda göremezsiniz.

Biraz daha iyi olanlarda zaman ayarı vardır. Şarj işlemi başladıktan belirli bir süre sonra cihaz kendiliğinden kapanır. Kısmen koruyucu bir yoldur ancak pili verimli kullanmak için size çok iş düşer. Pil şarj olmadan kapanma olacağı gibi hala aşırı şarj durumu da yaşanıyor olabilir. Şarj cihazının şarj akımı cihazın üzerindeki etikette yazar. Pilin kapasitesini bu değere böldüğünüzde  (%10-20) fazla hesaplayın) kaç saat şarj gerektiği görülür.

Örneğin 1000 mAh kapasiteli pil ve elinizde 10 saatte şarjı kesen,  110ma şarj akımı veren şarj aleti var. 1000 mAh için %10 verim kaybı diye düşünsek 1100 mAh eder ki 110MA*10h=1100mAh toplam şarj değeri alırsınız ve ideal olan mutluluk yaşanır. Ancak daha iyi kapasiteli bir pil aldığınızı düşünün. 2000 mAhlık pilin; cihaz şarjı kestiğinde yarısı bile dolmamış olacak. Verim kaybıyla yaklaşık 2200-2300 mAh/110mA= 20-21 saat olarak hesaplayıp ona göre şarj aleti şarjı kesince çıkarıp yeniden takarak işe devam etmeniz gerekir. Çok basit gibi gelebilir ancak zamanla unutmaya başlarsınız. Kısa aralıklar sorun değildir ama sürekli yarım şarj pek çok pil için iyi değildir. Tersi de doğrudur. kaçıncı defa takıp çıkardığınızı unutup aşırı şarj da yapabilirsiniz. Ne anladık o işten. Bu yöntem genelde pil ve şarj aleti birleşik kampanyalarda gelen aletler için geçerlidir. Tavsiyem akıllı bir şey alın.

Piyasadaki şarj edilebilir pil türü çok arttığı için artık pilin iç direncini ölçen buna göre pili tanıyıp akım ve voltajı ayarlayan şarj aletleri var. Tavsiyem onları seçin. Biraz pahalıdırlar ve zamanla bozulurlar ancak kalite bir şey alırsanız uzun yıllar hizmet eder ve aradaki fiyat farkını pillerinizin uzayan ömründen çıkarırsınız. Ayrıntıları anlık öğrenmek isterseniz dijital göstergeli olanlar var. O an pilin dolum durumu ne, ne kadarlık akım veriliyor, kaç volt değerinde gibi değerler ekranda görünür. Ayrıca akıllı cihazların geneli damla şarj yapabilir ve akımı zamanında kesebilir. Hatta eski ve bozuk pilleri tanıyabilirler. Ancak akıllı cihazların bir yazılım algoritması olduğunu ve özellikle eski pillerde hata yapabileceğini unutmayın. Arada pillerin ısılarını kontrol edin.

Bazı şarj aletlerinde bakım amaçlı deşarj özelliği de var. alırsanız ne ala. Ancak hem akıllı hem her pili tanıyan hem de deşarj özellikli makine en azından 2015 yılında yoktu. Atabanın 908 ve998 modelleri nikel piller için şarj deşarj özelliğine sahip ancak pilin hangisi olduğunu manuel seçmeniz lazım. 908 sadece şarj ledli 998 dijital göstergeli. İkisini de kullanmadım haklarında yorum yapamam.

Nitecore d4 aldım çünkü damla şarj, otomatik kesme, daha hassas bir dijital gösterge ve en önemlisi lityum piller dahil günümüzdeki tüm pilleri otomatik olarak tanıyıp şarj rejimi belirleme imkanı var. Hatta farklı markalara farklı rejimler uygulayabiliyor. Ayrıca manuel olarak şarj rejimi seçme imkanı da tanıyor.

Şarj aletlerinin şarj kanal sayıları vardır. Bu sayı aynı anda kaç pili şarj edebildiğinden bağımsızdır.  Örneğin 4 pil şarj kapasiteli bir alette sadece 2 kanal olabilir. Bu durumda tek pili şarj etme imkanınız pek olmaz. İkili gruplar halinde şarj etmeniz istenebilir. Her zaman şarj edecek 2 veya katı pil bulamayabilirsiniz. Pek çok alet 3 pille çalışır. Ayrıca 2li bile olsa seri bağlı pilleri şarj etmeyi kendi adıma sevmem. Özel bir devre yoksa biri daima diğerini yük olarak gördüğünden şarj verimi kaybı olur ve tam kapasite bir şarj elde etmek çoğunlukla mümkün olmaz. Yani 1000mAh pili şarj etmek için 1200Mah tüketirsiniz ve sonuçta elinizde sadece 800-900 mAh dolulukta piller kalır.

Bu özellik şarj cihazının üzerinde veya kutusunda yazmaz ancak bağımsız kanal yazar. Bağımsız olanları seçin.

Her bağımsız kanal seçeneği aynı değildir. Örneğin markasını hatırlamadığım bir cihaz tek tek pilleri şarj edebiliyordu ancak özdeş pil, en azından aynı grup pil kullanmanızı istiyordu. Yani aynı anda sadece nikel hidrat veya nikel kadmiyum ama asla ikisini farklı yuvalarda ayrı ayrı şarj etmiyordu. Üstelik tem bir güç kaynağını böldüğünden şarj için takılan pil sayısı arttıkça şarj süresi uzuyordu. Tersi de doğruydu tek pil takıldığında da tüm akım o pile gittiğinden Cşarj değeri aşılıyordu.

Tercih ettiğim cihazda her kanal işlemciye ayrı ayrı bağlı olduğundan aynı anda nikel hidrat nikel kadmiyum, ıcr lityum ve ncr lityum yan yana şarj edilebiliyordu. Cihazın 2 ayrı güç kaynağı olduğu için 750 mAlık şarj akımı ancak 3 veya 4 pil takıldığında azalıyordu. Paranız varsa bu şekilde tüm kanalları tam bağımsız bir cihazı seçin.

Döngü/cycle (saykıl):

Tam dolu pilin max deşarj voltajına kadar boşaltılıp geri tam doluma getirilmesi 1 döngüdür. Çoğu pil kutusunda Türkçe olmadığı için İngilizce cycle deyimini ve çinde basılan ucuz çevirilerde sıkça göreceğiniz için cyclenin Türkçe okunuşu saykıl kelimesini de yazmak zorunda kaldım.

Şarj edilebilir pilin ömrü döngü ile ifade edilir. Kaç defa şarj-deşarj-yeniden şarj yapılabileceğini gösterir. Her kimyasal grubun kendine özgüdür. Ancak bulacağınız rakamlar genelde pilin tamamen şarj edilebilme özelliğini kaybettiği döngü sayısıdır.  

Pratik kullanımda kapasitesinin %50sini kaybetmiş bir pilin pek bir anlamı olmayacağı için verilen döngüsel ömrün yarısını veya %60ını gerçek ömür olarak almak daha anlamlı olacaktır.

Kolay kolay kimse hangi pili kaç defa şarj ettiğini işaretlemez. Bu nedenle elinizdeki pilin kalan ömrünü ölçmek için ortalama metodu kullanabilirsiniz. Kullandığınız bir pilin 1 döngü yapması için ortalama olarak geçen süreyi toplam döngü sayısının yarısıyla çarparsanız toplam ömür ve kalan ömür bulunabilir. Ancak lityum pillerin ömrü döngü sayısı kadar geçen zamanla da orantılıdır. Lityum pil üretildiği andan itibaren eskimeye başlar. Yaklaşık 2-3 yıl ömrü vardır ve kullanmasanız da bu pil bu sürenin sonunda tamamen bozulur.

Nikel piller için de bu durum mevcuttur ancak süre pilin kalitesine göre 5-10 yıl arası olduğundan döngü esas alınır. Ancak nikel kadmiyum hariç çok uzun zaman şarj etmeden bırakıp tamamen deşarjına izin verdiğiniz piller döngüden bağımsız olarak bozulabilir. Birkaç şarj deşarj ile kurtarılabilirler ancak olmaya da bilir.

Bu arada hafıza etkisi olmayan pillerde tam boşalma yapılmadan şarj edilmesi tam döngü sayılmaz ancak örneğin sürekli yarım dolulukta şarja taktığınızda yarım döngü olmaz. Daha fazla eskime yaşanır. Bu nedenle tam bitmemiş deşarj şarj döngüsünü de 1 tam döngü kabul etmekte fayda var.

Derin deşarj:

Hemen her pilin içinde gerçekleşen reaksiyonun geri döndürülebilmesi için kritik bir değer vardır. Pilin türüne göre değişmekle beraber vrla aküler ve nikel kadmiyum piller hariç pil maksimum deşarj voltajından daha fazla boşaltılmamalıdır. Bu durum pilin ömrünü fazlasıyla kısaltır, bazen de tamamen bitirir. Hususi tamamen boşaltılabilir olarak yapılmış piller hariç hiçbir pili tam deşarja tabi tutmayın. Pek çok elektronik sistem bunu bildiği için çalışma voltaj aralığını derin deşarjı önleyecek şekilde yapar ancak sizin kullandığınız pil o sistemin bilmediği bir aralığa sahip olabilir veya sistemde bu şekilde bir koruma olmayabilir veya siz pilin ömrünü uzatmak için deşarj yaparken aşırıya kaçabilirsiniz. Dikkatli olun. Pil grupları anlatılırken bu değerleri vermeye çalışacağım ancak siz de aldığınız bir pilin üzerindeki uyarıları mutlaka okuyun ve devre kurarken aşırı boşalmayı önleyici tedbirler alın.

Enerjinin korunumu kanunu:

Aslında elektriğin genelini ilgilendirir ancak voltaj dönüşümü, kesintisiz güç kaynağı kullanımı gibi konular genelde pil akü meraklılarını ilgilendirdiği için burada anlatmayı uygun gördüm.

Bir devrede harcanan enerjiyi doğrudan ölçmek mümkün değildir. Bu nedenle yapılan iş watt cinsinden ölçülür. Wattın sembolü Wdir ve hesaplarda P ile hesaplanır.

Örneğin P=V*I dediğinizde güç volt ve amperin çarpımına eşittir demektir ve sonuç watt olarak ifade edilir. 12 volt 5 amper akım ile çalışan bir sistem toplamda 5*12=60W tüketiyordur.

Sabit voltajlı devrelerde bu sorun değildir ancak voltaj değişimi yaşanan step up veya step down (artan voltaj veya azalan voltaj) devrelerinde hesap biraz daha özen ister. Örneğin 220 volt 10 amperle çalışan bir sistemi 12 volt ile beslemek istediğinizde 12 volt 10 amper kullanmazsınız. Öyle olsaydı 220*10=2200 w için 12*10=120 w harcamış olacaktınız. Bu yoktan enerji var edildiği anlamına gelir ki bu henüz başarılmadı.

Bunun yerine p1=p2 denir yani Volt1*I amper1=volt2*akım2 dir. Rakamları yerine koyarsak 220*10=12*akım2 dir. Buradan kaba ortaokul matematiğiyle akım1=volt1*akım1/volt 2 eder. 220*10/12=2200/12= 183,333 yaklaşık 185 amper demektir.

İnvertör kullanarak aküyle televizyon çalıştıracağınızda veya stepup devre kullanarak 6v verip 12 voltluk sistem besleyeceğinizde akım ve kablo hesabını buna göre yapın demektir.

Bir keresinde dükkanında akü doldurup evdeki buzdolabını invertörle çalıştırarak elektrik tasarrufu yapmayı düşünen birine rastlamıştım. Olmayacağını anlattım ama dinlemedi. Elektronik sistemlerdeki kayıpları da düşününce ciddi zarar ett ama dinlememeye devam etti. İnvertörü bozulunca evdekiler kurtuldu.

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

neden elektrik günlük hayatımızın vazgeçilmezi

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

Neden elektrik:

                Neredeyse elektriğin kullanıma girdiği ilk günlerden beri elektriğin kolaylıklarını daha da taşınabilir hale getirmek için çalışmalar yapılıyor.

                Bir şeyi durağan halinden çıkarmak istediğimizde hareket ve hareketin devamı, aydınlanma, ısınma gibi pek çok olağan durum halinin dışına çıkmak gerektiğinde enerjiye ihtiyaç duyarız. Enerji elle tutabileceğimiz bir şey olmadığından birşeyin içindeki saklı enerjiyi   bizim daha kolay kullanabileceğimiz bir taşıyıcıya aktararak ihtiyacımız olan enerjiyi sağlarız. Örneğin kömür tek başına bir anlam ifade etmez ancak kömürün yanmasıyla açığa çıkan enerjiyle hava ve suyu ısıtarak daha kolay kullanacağımız taşıyıcılara aktarmış oluruz. Bu sayede kendimizi ısıtırız veya buhar gücüyle hareket sağlarız.

Enerjinin bu şekilde saklanması ve dağıtılması oldukça zordur. Sobalı evlerde oturanlar veya oturmuş olanlar bilir evin bir odası veya eşdeğer büyüklükte bir alan tamamen kışlık yakıt için ayırılır. Üstelik ilk ateşleme ve yanmanın kontrolü oldukça zordur. Bu zorluktan sonra gaz ısınmasına geçenler bir oda büyüklüğündeki depo yerine incecik bir boruyla işin tamamlandığını gördüklerinde eminim çok mutlu olmuşlardır. Ancak o boru sistemi de yeterince basit değildir. Bulunduğu yere gaz borusu döşenişini seyreden çok sayıda kişi ne demek istediğimi anlayacaktır.

Üstelik bu enerji kaynaklarından elde edilecek enerji çevrimiyle yapılabilecekler çok sınırlıdır. Buharla lokomotif hareket ettirilebildiği gibi telefon televizyon gibi elektronik araçların karşılığı buhartronik olarak da yapılabilir. sonuçta elektronik temelde sadece elşektrik var yok ifadesindeki 0 ve 1 lerden ibarettir. bu buhar var yok olarak da yapılabilir. Ancak neredeyse ağırlıksız olan elektron yerine su buharı kullanıldığında cihaz eşdeğer oranda büyür. Tahminimce buhartronik bir cep telefonu büyük ihtimalle 55 ekran tüplü televizyondan büyük olur. Bir o kadar da ağır. Onu çalıştırmak için de 100 gram bile tutmayan batarya yerine 20-30 kiloluk kömür çuvalı veya eşdeğer ağırlıkta bir basınçlı buhar tankı taşımak zorunda kalırdık. O da bir gün için. İyi bir şarj ömrü sayılmaz. Gece kalkıp telefon kapanmasın diye kazana kömür atmak zorunda kalmanız ve uykulu uykulu kazanın kapağını kapatmadığınız için yangın çıkarmanız da cabası.

Elektrik ile enerji taşınımında durum çok farklıdır. Elektrik neredeyse ağırlıksız olan elektronların hareketinden ibarettir. Elektronların küçük olmaları ve ışık hızına yakın hızlarda hareket edebilmeleri nedeniyle çok küçük alanlardan çok büyük miktarda enerji nakli mümkündür. Örneğin bir şehre doğalgaz getiren borunun içinden bir tır geçebilir ancak aynı kapasitede elektrik hattı ortalama bir insan kolu kalınlığındaki 3 telden ibarettir. O kabloyu üretmek te taşımak da dağıtmak da daha kolaydır. Evinizdeki gaz borusuyla sistemdeki tellerin kalınlığını karşılaştırın.

Bu küçük olma durumu sayesinde bugün devasa bilgi ve işlem kapasiteli elektronik sistemleri cebimizde taşıyabiliyoruz. Üstelik 100 gramdan daha hafif bataryalarla.

Elektronik ve elektrik sistemleri bu kadar küçülebildiği için pek çok şeyi medeniyet içinde veya dışında her an yanımızda olacak, taşınabilir ve daha taşınabilir olarak istiyoruz. Evdeki aydınlatma iyi ama bir de taşınabilir fener olsa, evdeki tuğla gibi telefonlarda iş görüyordu ama hep yanımda gezen türü de olsa.

Taşınabilir elektrik sadece lüks amaçlı değildir. Şebeke elektrik sağlayamadığında geçici kaynaklar gereklidir, prize takılı oyuncakların bir anlamı yoktur, piknikte müzik dinleme hakkınız vardır, binlerce askerle bir harekattaysanız iletişim için her zaman kablo döşeme şansınız olmaz. Ayrıca kendi elektriğini üreten taşıtların her zaman çalışması anlamsızdır. Onların ilk başlangıcını verecek taşınabilir bir sistem gereklidir. Arabanızı her çalıştıracağınız anda priz bulamayabilirsiniz.

Kısacası elektrik gerek kendisinin taşınma kolaylığı gerekse elektrikle yapabileceklerinizin çeşitliliği ve pratikliği nedeniyle vazgeçilmezdir. Elektrik altın gibidir her dövizden daha geçerlidir.

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

 

şarj edilemeyen primer kullan at şarjsız şarz olmayan piller nedir nelerdir özellikleri çeşitleri

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

Şarj edilemeyen piller (şarzsız piller:P)- primer, kullan at, birincil:

İnternette dolaşırsanız çok çeşitli şarj edilemeyen pil olduğunu görürsünüz. Kaynağa göre değişmekle beraber 10-11 çeşit mevcut. Ancak günlük kullanımda sadece 3 türe rastlayacağınız için onları ele aldım. Kısıtlı kullanımlı türlerden sadece bahsettim.

Çinko karbon piller:

 Karbon  hem elektron alabilen hem de verebilen ve bunları çok kolay yapabildiği gibi, tabiatta bol ve kolay bulunup aynı zamanda kolay şekillendirilebilen; üstüne üstlük üzerinde bol miktarda elektron taşıyabilen bir atomdur. Bu yüzden pek çok pil türünde kullanıldı.

Çinko da benzer özelliklere sahip bir metal olduğundan en pillerin en eskilerinden birinde bu ikilinin kullanımını normal karşılamak gerek.

Çok ucuzdur ve çok kolay üretilir. Kullanılan yan malzemeler de çok ucuz olduğundan diğer pillerin çok altında fiyatları vardır. Uzakdoğuda gemilere hammaddeleri yüklenir ve seyir esnasında gemide üretilebilecek kadar kolay ve sıkıntısız üretilebilirler. Nispeten çevrecidirler.

Ancak; taşıyabildikleri elektrik çok azdır. 100-300 mAh elektriği ancak sunabilirler. Verdikleri akım stabil değildir. Üzerlerinde 1.5 volt yazar ancak bu değer sadece %80-90 doluluk için geçerlidir. Sonra gerilimleri hızla düşer. İç dirençleri düşüktür. Bu nedenle voltajları ne kadar düşerse düşsün akım vermeye devam ederler. Başta avantaj gibi görünen bu özellik devre elemanlarının sağlığı açısından güzel bir özellik değildir.

Kaset dönemini hatırlayanlar volkmenlerinde  (walkman) pil azalınca kulaklıklardan gelen sarhoş gibi dağılmış ve yavaşlamış sesleri hatırlar. Her devre elemanının belirli bir çalışma voltajı vardır. Pilli cihazlarda sabit voltaj şansı kısıtlı olduğu için belirli voltaj aralığı için yapılırlar. Bu aralığın altı kadar üstü de kötüdür. Düşük voltaj genelde entegrelerde bozulma yapar ama bunun yanında o voltajda çalışamayan elemanlarının kullanacağı akım diğer elemanların üzerine aktığından kartı yakma riski vardır. Üstelik manyetik sistemle çalışan elemanlarda zamanla normal aralıkta da çalışamama durumu oluşur. Ayrıca işini yapamayan elemana hala akım gelmeye devam ederseniz gereksiz bir ısı yükü açığa çıkar.

Bu durumda 0,6 volt gibi değerlerde bile akım vermeye devam edilince sisteme yarardan çok zarar verirsiniz. Voltaj regülasyon veya akım koruma devreleri de hem enerji kaybına neden olur hem de maliyeti arttırırlar. Üstelik her parça başka bir bozulma potansiyelidir.

Şu an ucuz olmaları hariç hiçbir avantajları yoktur. Günümüz uzaktan kumandaları daha karmaşık yapıda olduğundan sabit akım ve voltaja ihtiyaç duyarlar. Çinko karbon iyi bir seçenek değildir. Saatlerde hem akma riskleri vardır hem de dijital sistemler için sabit olmayan uzun süreli akım sorunu devam eder. Üstelik ucuzlukları verebildikleri enerjiye oranlandığından pahalı sayılır. Ortalama bir alkalin pille arasında 2-4 kat fark vardır ancak taşıdığı enerji açısından 6-10 kat arası fark vardır. Her şartta avantajsızdır.

Akım koruma devresi olan elektronik alet sayısı arttığı için pek çok elektronik cihaz bu tip pillerle çalışmaz bile. 1990lar ve 2000lerin başlarındaki cd furyasında hemen hiçbir cd çalar çinko pille çalışmadı.

Bütün pil türleri için geçerlidir ancak çinko karbon pilleri seri veya paralel başka türlerle karıştırmayın. Kendi iç dirençleri çok düşük olduğundan diğer piller için fazla akım çıkışına neden olur. Bu durumda diğer pil fazla ısınır çinko pil de akar.

Çinko pillerin içindeki amonyum klorür de permanganat da sulu çözelti halindedir. Dışarıdan katı gibi görünseler de kolaylıkla akışkanlık kazanırlar ve akarlar. Pilin marka farkı sadece akma süresini değiştirir. Çinko piller mutlaka akar.

Çocukken pikniklerde ateşe atıp patlatırdık. Ama normal kullanımlarda patladıklarına rastlamadım. Çünkü asla o kararsızlık düzeyine çıkacak kadar enerjiyi üretemezler. Kısa devre yapıldığında bile en iyi ihtimalle akarlar. Bu nedenle elektriğe meraklı bir çocuğunuz varsa öğrenmeye önce bu pillerle başlarsa iyi olur. Patlamazlar sadece akarlar ve akan kısım tamamen zararsız değildir ancak anında ölümcül zehirleme yapan bir kimyasal da değildir. En fazla alerji yapar karın ağrıtır.

Raf ömrü çok kısıtlıdır. 1 yıl 18 ay içinde gücünün yarısından fazlasını kaybeder veya daha da kötüsü durduğu yerde akar. 0 derecenin altında kısa sürede saklansa gücünün yarıdan fazlasını kaybeder. Tekrar ısınması bir şey değiştirmez. İçeriğindeki su donduğunda iç yapıyı bozar.

Uzakdoğu hakimiyetinden sonra kaliteli çinko pil neredeyse kalmadı. Şu an sony, maxel ve Panasonic in fason üretimleri dışındakilerin tamamı merdivenaltı. Düşük kalite yüksek risk.

Çok küçük türleri yapılamadığı için mikroelektronikte kullanımları yoktur.

Alkalin piller:

Taşıdıkları enerji açısından çinko karbon pillerin 10 katına kadar yüksek enerji barındırırlar. Fiyatları aynı oranda pahalı değildir. Hatta duracell hariç sadece 2 katı fiyattadırlar. 2 kat çok gibi görünse de miktarlar küçük olduğu için çok anlamlı değildir.

Elektrotları çinko ve manganez metalleridir. Ancak arada kullanılan elektrolit adını verdiğimiz reaksiyonların olmasını sağlayan iç çözelti farklıdır. Çinkolara göre daha yoğundur ve karbon pillerin aksine nötr değil bariz baz özelliklidir. Alkalin- baz ismini de buradan alır. Her elektrot için farklı çözelti gerekmediğinden aynı alanda daha fazla enerji depolama imkanı vardır. İçinde tek bir reaksiyon olur. Bu avantaj bu pillerin daha küçük yapılmasına olanak verdiği için lr 44 gibi saat pilleri alkalindir.

Raf ömrü oldukça uzundur. Direk güneş görmezse en kötü kalite alkalin bile 3-4 yıl dayanır. İyileri 5-7 yıl civarıdır. Duracell 10 yıl garanti vermektedir. Daha uzun da dayanıyor. Bazı markalar son kullanma tarihinde gücünün sadece %20sini kaybeder. 600-2500 mAh arası enerji depolayabilirler.

Bu piller de içlerinde çok miktarda su barındırdıkları için sıcaklık düştükçe verebildikleri akım düşer. -10 derecede neredeyse çalışmazlar. Donup çözülünce alkalin pillerde güç kaybı yaşar ancak alkalinlerde bu oran markaya göre değişmekle beraber %10-30 arasıdır.

İçlerindeki çözeltinin kimyasal yapısı değişmez değildir. Her marka kendine göre bir çözelti içeriği hazırladığı için hemen her markanın özellikleri farklıdır. Diğer bir dezavantajları da budur. Farklı markaları hatta bazen aynı markanın farklı lotlarını bir arada kullanmak verim kaybına neden olabilir.

Akma sorunu alkalin piller için de geçerlidir ancak markalar arası fark çok fazladır. Duracell asla akmama garantisi verirken market markaları adana’ da kolaylıkla akar.

İç dirençleri de aynı şekilde çok farklılık gösterir. Duracell ve energizer de bu direnç çok düşük olduğu için yüksek c değerine sahiptirler. Ancak başka bir markada bu farklı olur. Ancak bir yandan da bu esneklik avantaj sağlar. İhtiyaca göre mimarisi yapılmış piller üretilebilir. Örneğin fotoğraf makinası flaşında kullanmak için uzun süre sabit düzeyde akım veren piller yapılabildiği gibi oyuncaklara uygun çok değişken akım değerlerine uyumlu yüksek c değeri olan piller veya uzun süre ancak düşük akım verecek düşük c değerli ancak uzun bekleme süreli piller yapılabilir.

Normalde alkalin piller şarj edilemez ancak iç yapılarındaki bileşenlerin az sayıda olması nedeniyle çok düşük akımda şarj edilmeleri mümkündür. Ancak şarj kapasiteleri asla ilk günkü kapasitelerine ulaşmaz. Hatta yaklaşmaz bile. Ayrıca her şarjda o kapasite daha da düşer. İlginçtir markalar arasında şarj edilmiş alkalin pilin bekleme süresi de çok değişir. Duracell 1 aya kadar beklerken energizer 20 gün, gp 1 hafta bekler. Pek çok market markasını şarj etmenizi tavsiye etmem.

Alkalin pilin şarjını genel anlamda tavsiye etmem çünkü markalar arası direnç çok farklıdır alacağınız sonuç çok değişir. Yeni kuşak şarj aletlerinin çoğu pili tanıyıp ona göre akım vermeye çalışır. Bu aletler kazara şarj etmeyi deneseler bile çok farklı bir akım politikası uygulayıp pili akıtabilirler. Şarj aletine de yazık. Sabit ve düşük akım veren ucuz bir şarj cihazıyla isterseniz deneyin. Aldığınız verime değmeyeceğini görürsünüz.

Alkalin pillerin patlaması bir hayli zordur. Gerekli enerjiyi üretebilirler ancak iç yapıları daha sağlam olduğundan çok nadir patlarlar. Kapasitesinin 15-20 katı yükseklikte voltaj vermeniz gerekir. Ben henüz kaçak akımla patlatamadım ancak kısa devre anında verdikleri akımın yarattığı ısı kabloda erime veya yanmaya neden olabilir. Özellikle iyi kalite olanlarda.

Aktıklarında açığa çıkan kimyasal genelde zehirsizdir ancak alkalin özelliği nedeniyle daha yakıcıdır ve alerji ihtimali daha yüksektir.

Bütün pillerin seri veya paralele bağlantısının homojen yapılması gereklidir. Ancak tamamı alkalin olarak tanımlansa bile farklı markaların veya aynı markanın farklı türlerinin iç dirençleri farklı olacağından alkalin pillerin birden fazla kullanılması halinde marka ve model homojenliğine de dikkat edilmesi iyi olur.

Daha uzun süre 1.5 volt verirler ve genelde iç dirençleri nedeniyle 0,9 voltun altına kolay kolay inmezler.

Fiyat performans oranında şimdilik en uygun pillerdir. Pek çok açıdan güvenilirdirler. Çevre zararları, özellikle iyi kalite olanların, hemen en az olanları alkalinlerdir.

Primer lityum piller:

Lityum piller esas olarak şarj edilen piller olarak bilinir ancak şarj edilemeyen türleri de vardır. Lityum çok basit bir atom yapısına sahip olduğundan hem kendinin çok fazla kimyasal türevi yapılabilir hem de çok farklı anot-katot metal ikilileriyle pil oluşturabilir. Metaller içinde metal olmayan maddelerle en kolay elektron alışverişi yapan madde olduğundan metal olmayan maddelerle de pil oluşturabilir. Bu kadar farklı kombinasyonlar oluşturabilmesi nedeniyle çok farklı özelliklerde pillerin yapımına olanak verir.

Örneğin biyolojik sistemlerle uyumlu lityum gümüş vanadyum oksit kalp pilleri motorlu ilaç salımları gibi tıbbi amaçlarla kullanılırken, su ve gaz saatlerinde bulunan lityum tiyonil klorür gibi piller mevcuttur.

Lityumun değişik türevlerinin farklı farklı voltaj karakteristikleri vardır. Örneğin tiyonil türevleri 3,6 volt verirken saat pillerinde kullanılan lityum manganez türleri doz 3 volt verir. Kalem pillerin yerine kullanılabilen demir veya karbonil klorürlüler de 1,5 volt civarı gerilim sağlar. Bu sayede alkalin pil gibi sistemlere alternatif yaratılabildiği gibi uzun bekleme süreli tıbbi elektronik sistemlerde de kullanım mümkündür.

Primer lityum pillerin en büyük avantajları çok uzun bekleme süreleridir. Üretildiklerinden itibaren 10-15 yıl kullanılabilirler. Ancak kelime oyununda göründüğü üzere kullanım ömürleri kullanımdan bağımsızdır. Üretildikleri andan itibaren eskimeye başlarlar. Kullanılıp kullanılmamaları ömürlerini değiştirmez.  Ancak primer lityumlarda çok uzun zaman beklenebilir. Ayrıca güçlerinin büyük kısmını ömürlerinin %80i boyunca korurlar.

İçerdikleri enerji miktarı şu ana kadar anlatılan diğer pil türlerinden fazladır. Hatta iyi kalite bir primer lityum iyi kalite bir alkalin pilden 2-3 kat daha fazla enerji depolar. Ancak demir katotlular hariç olmak üzere c değerleri oldukça düşüktür. Bu nedenle cr serisi 3 voltluk lityum pillerin kısıtlı fotoğrafçılık uygulamaları hariç kalem pil veya benzeri örnekleri yoktur. Daha çok saat, ana kart biosu gibi düşük akıma uzun zaman gerek olan yerlerde kullanılırlar. Tiyonil klorürlü pillerde c değeri biraz daha yüksektir ancak benzer durum onlar için de geçerlidir.

Demir katotlu 1.5 volt lityum kalem piller c değeri açısından alkalinlere yakındır ancak onların da değişken akımlara karşı güvenilirlikleri sınırlıdır.

Lityum piller ya su içermez ya da çok az miktarda içerir. Bu nedenle çok düşük sıcaklıklarda bile %80-90 verimle çalışabilirler. Örneğin alkalin pilin gücünün yarısını kaybedeceği -5 derecede lityum etkilenmez bile. Asitli akülerin bile çalışmakta zorlanacağı veya çalışmayacağı -30 derecede lityumlar %70 verimle ve c değerlerini koruyarak çalışabilir.

Aşırı akım yüküne maruz bırakılmazsa 50 derecelik ortamlarda da rahatlıkla çalışabilirler. Neredeyse tamamen boşalana kadar volt ve akım değerini korurlar.

Akmaları mümkündür ancak çok yüksek iç basınç gerektirir. Bu da 70-80 derece gibi sıcaklıklar ve aşırı akımlarla olur. Bu değerleri normal kullanım koşullarında sağlamanız zor olduğundan primer lityum pillerin güvenilir olduğu söylenebilir ancak içlerinde su yerine organik çözücü bulunduğundan içleri yanıcıdır. Patlamaları halinde kolaylıkla alev alabildikleri için çoluk çocuğa emanet edilmeleri çok da akıllıca değil.

En büyük dezavantajları pahalıdırlar. Lityum kalempiller eşdeğerleri alkalinlerden 4-5 kat daha pahalıdır. Saat pillerinde kullanılan cr serisi nispeten ucuzdur ve küçük olduklarından fiyat faktörü çok fazla rol oynamaz ancak o pillerin kullanılmalarındaki ana neden çok ince olmaları ve tek başlarına 3 volt verdikleri için çoğu mini elektronik sistemi kolaylıkla çalıştırmalarıdır.

Düşük c değeri de eklenince primer lityum piller en azından amatör son kullanıcı için alkalinlere bir alternatif olma şansı bulamadı. Kablosuz klavye ve fare gibi uzun zaman pil değişimi istenmeyecek ve oyunun ortasında bitmesi istenmeyecek durumlar, amatör fotoğrafçılıkta uzun zaman kalabilmeleri, hafiflikleri ve uzun zaman dayanmaları, işi veya yaşam alanı gereği alkalinlerin zorlanacağı sıcaklıklarda çalışan veya yaşayanlar veya hobisi olanlar ile uzun zaman bakım yapılamayacak acil durum sistemlerinde (arabada bırakılan fener ve acil durum yayın telsizleri gibi) tercih edilirler ancak günlük hayatta pek rastlayacağınız piller değildir.

Gümüş oksit piller:

Lityum bilinen en hafif metal olduğundan düşük bir ağırlığa yüksek enerji depolamak mümkündür. Ancak gümüş çok yoğundur. Birim hacimde çok daha fazla madde içerdiğinden bir o kadar ağırdır. Ancak dediğimiz gibi birim hacimde daha fazla madde depolanabildiği için yüksek enerji içeren küçük pillerin yapımı gümüş ile mümkündür.

Pek çok saat pili gümüş oksittir. Alkalinlerin 4-5 katı enerji depolayabildiğinden özellikle içinin açılması istenmeyen saat ve benzeri sistemlerde uzun ömür sağlamak için kullanılırlar. Biyo sistemlere uyumlu olduğundan kalp pili gibi alanlarda kullanımı mevcuttur ancak ağırlıkları nedeniyle kullanım alanları sınırlıdır.

Söylemeye gerek yok çok pahalıdırlar. Ancak yaygın kullanılamama nedenleri düşük c değerleridir. Oyuncak için gümüş pil kullanmanızın pek anlamı yoktur. Performans alamazsınız. Bu nedenle 1.5 volt vermelerine rağmen kalem pilleri yoktur.

Düşük sıcaklıklarda sorunsuz çalışırlar ancak esas avantajları yüksek sıcaklıklarda da çalışabilmeleri ve güvenilir olmalarıdır. Patlatmak için çok yüksek sıcaklık veya çok yüksek akım gerekir. Üstelik patlamaları genleşme nedeniyle olduğu için yanma veya alkalin tarzı yakma yapmazlar.

Kolay kolay akmazlar. Aslında henüz akan gümüş piline rastlamadım.  Sadece teorik olarak mümkün olduğu için olabilir dedim. Bildiğim kadarıyla su veya çözelti içermezler. Bu nedenle daha stabil olurlar.

İşitme cihazı gibi çok küçük alanda fazla enerji saklanması gerektiğinde veya kol saati gibi uzun zaman küçük alanda değişken sıcaklıklarda düşük akımla çalışacak sistemlerde kullanılabilirler. Bios pili olarak kullanılmamaları sanırım 3 yerine 1.5 volt vermeleri. 2 tane pil yuvası üreticilerin işine gelmiyor olabilir. Ancak gümüş pilleri manyetik alanlardan en az etkilenen piller oldukları için nükleer savaşlar için yapılmış olan askeri sığınaklardaki komuta merkezlerinde kullanılacak elektronik sistemlerde bulunduklarını duydum ama ne kadar doğru bilemem.

İyi marka kadranlı saatiniz yoksa bu pille karşılaşma olasılığınız zayıftır. Düşük volt nedeniyle dijital saatlerde tercih edilmezler.

Çinko klorür piller:

Ucuz ve bol elektronlu çinkoyu elektron almaya hevesli bol klor içeren maddelerle bir araya koyduk bakalım ne olacak. Çinko klor pili olur.

Çinko karbon pillerden daha iyi elektrik depolarlar ve volt değerleri daha uzun zaman sabit kalır ancak onlar kadar ucuz değillerdir. Hatta alkalinlerin fiyatları düştükten sonra alkalinden pahalı kaldılar ve haliyle piyasadan silindiler. 1990ların başında bir defa İngiltere de rastladım bir daha da görmedim.

Kolay akma yaptılar. O tarihte aldığımda çoğu alkalinle aynı fiyata sahiplerdi ve pek verim alamamıştım. C değerlerini bilmiyorum ancak fener ve kasetçalarda sorunsuz çalıştılar.

Haklarında çok az bilgi var. kullanımları da olmadığı için kafa yormaya gerek yok.

Çinko hava pilleri:

Klor saklaması zor ve sulu çözelti gerektiriyor ama havadaki oksijeni ve kloru kullansak nasıl olur diyen biri denemiş ve kısmen de başarılı olmuş. İç elektrolit çözeltisi olmadığı için daha az alana ihtiyaç duyan bir pil türü ancak c değeri çok düşük. Bildiğim kadarıyla işitme cihazları hariç bir kullanım alanı da bulamadılar. Sürekli iyi havalandırılan açık ortamlara ihtiyaç duydukları için elektronik ve biyomühendislikte kullanılmaları mümkün olmadı. Ayrıca çok ucuz olmamaları, güç kapasitesi açısından gümüş pillerin gerisinde kalmaları nedeniyle piyasada nadirek karşılaşacağınız bir tür.

Cıva pilleri:

Gümüşe benzer özellikler gösteren ve daha ucuz bir metal olduğu için geliştirilen ancak gümüş pilleriyle aynı dezavantaja olan düşük c değerine sahip, daha kısa raf ömürlü ve daha ağır olan üstelik çevreye ve akma halinde canlılara zararlı bir pil.

Kullanımdayken de elektronikle sınırlı kaldı ancak cıvanın kullanımı çoğu ülkede yasaklanınca piyasadan kalkma noktasına geldi. 20 yıldır hiç rastlamadım.

Termal piller:

Haklarında hemen hiç bilgi yok. Bildiğim kadarıyla peltier mantığıyla çalışıyor. Peltier araç buzdolaplarında kullanılan akım uygulandı mı akımın yönüne göre ısı alışverişi yapan bir diyot türü. Aynı şekilde peltiere ısı uygulandığında da elektrik üretebiliyor.  Tahminimce kamp ateşi veya egzos gibi bir kaynağa temas ettirilerek elektrik elde edilen bir pil türü.

Ağır ve kırılgan olması, ısıl kaynak ihtiyacı gibi nedenlerle normal kullanım yerine kolaylıkla kamp ateşi yakılabilecek ve elektrik kaynağından uzun süre uzak kalınacak askeri alanlarla kullanımının sınırlı olması boşuna olmasa gerek. Üstelik peltier kolay kırılan ve nispeten pahalı bir malzeme olduğundan amatör son kullanıcı için bir anlam ifade etmez. Bunlar tabi varsayım.

Gıda pili:

Aslında ticari bir pil türü değil. Hatta kullanımlarının pek bir avantajı da yok ancak anlatmadan duramadım.

Bakır ve kurşun plakaları bol asitli ve mineralli meyvelere saplarsanız elektrik elde dersiniz. Bakır ve limonla ilgili bir sürü video internette mevcut. Bildiğim kadarıyla patates de kullanılabiliyor. Hatta kivi de. Düşük akım, düşük c değeri ve dengesiz volt nedeniyle pratik kullanımı yoktur ancak bilgi ineği görünerek farklılık yaratmak istediğinizde (sahilde limonla mp3 çalar çalıştırmak gibi) veya olmaz ama polisiye film senaryosu tadında bir olay yaşarsanız belki işinize yarar.

Sonsöz:

Kullan at pillerin amatör son kullanıcıya hitap eden türleri zaten şu an piyasada. Diğer fantastik türler ve deneysel piller büyük ihtimalle uzun zaman kullanıma girmeyebilir. Şarj edilebilir pillerin dezavantajları aşıldıkça kullan at pillerin kullanımı da azalacaktır. Üstelik günümüz cihazlarının ihtiyaç duyduğu yüksek enerji miktarları nedeniyle kullan at piller ekonomik olmaktan çıkmış durumda. Ancak saat, fener gibi uzun aman bekleme gerektiren çoğu alanda daha uzun süre kullanımda kalmaları beklenmeli.

Bu piller genelde son kullanıcıya hitap ettiği için c değeri mAh cinsinden kapasite gibi değerler çok nadiren açıklanır. Bunlara ihtiyacınız varsa kendinizin bulması gerekebilir. İnternetteki veriler genellikle doğru çıkmıyor.

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

pillerle ilgili genel kavramlar a amper v volt c eğeri nedir. mah ah nedir farkları nelerdir

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

Piller ile ilgili genel kavramlar:

Pilin kapasitesi (Ah veya mAh):

Her şey gibi pillerinde taşıyabildikleri veya taşıdıkları elektriğin bir sınırı vardır. Ancak sorun bunu ölçebilmektir. Pilin içindeki elektron miktarını ölçmenin bir anlamı yoktur çünkü elektronların tamamı kullanılmaz. Zaten böyle bir ölçüm de yapılamaz.

                Pilin içindeki madde miktarı ile de bir yere varılamaz çünkü her pil türünde kullanılan maddelerin verebildikleri elektrik miktarı farklıdır.

                Volt değerinin de bir anlamı yoktur çünkü o sadece elektriğin akışını gösterir miktarını değil. Bir motosiklette 100 km ile gidebilir bir otobüste. Alkalin pilde 1.5 volttur çinko pilde ama kapasiteleri çok farklıdır.

                Pilin içindeki kullanılabilir amperi yazabilirsiniz ancak amper devrenin herhangi bir yerindeki anlık elektrik akımıdır. Pildeki toplam amperi ölçmek hem çok zordur ve hataya açıktır hem de pratikte size bir fikir vermez. 2 amperlik pil dediğinizde devrede bir ara 1 amper sağlayabildiği anlamı çıkar. Gerçekte bir güç kaynağı olmayan kondansatörlerle bile böyle değerler sağlanabilir. Gerçek bir anlamı yoktur.

                Bu nedenle belirli bir süre boyunca verebildiği sabit akım değerini kapasite olarak kullanmaya karar verilmiş. Belirli süre için de standart olarak 1 saat (İngilizce hour) kabul edilmiş. Pillerin üzerindeki 2500 mAh pilin nominal ömrü içerisinde 1 saat (hour- h) boyunca 2500 mili amper elektrik sağlayacak kapasitesi olduğu anlamını taşır. Ancak 1 saat boyunca 2500 mili amper elektrik alacağınız anlamını taşımaz. Karmaşık evet. Örnek verelim.

                Bir su deposunun kapasitesini vermek için toplam 60 litre demeyi akıl edemeyenlerle dolu bir evrende yaşadığımızı düşünün. Bunu 1 saat içinde 60litre su verebilecek olarak tanımlandığını düşünün. Bu cümle deponun içinde 1 saat içinde 60 litre su alabileceğiniz kadar su var demektir. Suyun çıkış deliği bilinmediğinden o 60 litreyi kaç saatte alacağınızı bilemezsiniz. 2 saatte 60 litre veya günde 60 litre olarak da anlatılabilirdi ancak burada standart 1 saat alınmış.

                Peki ben 1 saat boyunca 2500 mili amper elektrik alamayacaksam o değerin ne anlamı var? saatte 100 mili amper elektrik tüketen bir sistemi kaç saat besleyebileceğinizi hesap edebilirsiniz.

100 kilometre hızla gidiyorum dediğinizde aslında 100 kilometre/saat hızda gidiyorsunuzdur. 1 saat içinde 100 kilometre gideceğinizi gösterir. Bir yere 100 kilometre mesafede olduğunuzu değil, yolunuzun 100 kilometreden ibaret olduğunu değil veya bir anda 100 kilometre uzağa sıçrayacağınızı değil. 1 saat sonra o noktadan ne kadar uzakta olduğunuzu ifade edersiniz. O gösterge standart gereği 1 saattir. Dakika veya hafta da olabilirdi.

Benzer şekilde arabanızın hız göstergesindeki  maksimum değer de o değere çıkabileceğinizi göstermez. Milia mper saat değerine de o gözle bakın. Üretici 3 saat boyunca 300 miliamperlik devreyi besleyebilmişse 300 mAH 3 saat demek istemez. O zaman karşılaştırma yapma şansı olmazdı. Onun yerine 900 mAh diye standart hesap yaparak kapasite karşılaştırmasını kolaylaştırır.

Özetlersek mAh değeri kapasitedir verilecek akım değil.

Bu arada pillerin üzerinde yazan mAh değerleri hesaplanmış nominal değerleridir. Pratikte bunun tamamını kullanamazsınız. %10 kadar eksik üzerinden hesap yapın.

C değeri:

 Kapasitede anlattığımız gibi pil üzerinde yazan mAh değerine göre akım vermez. Pilin iç yapısında anlatıldığı üzere pillerin içinde kullanılan madde ve ayırıcılara göre pilin bir iç direnci ve iç reaksiyon hızı vardır. Bu iki belirleyicinin ortak olarak belirlediği pilin verebileceği akım miktarı c değeridir.

C değeri olarak verilen rakamla kapasitenin çarpımı pilin verebileceği sabit akım sınırıdır. Örneğin 2500 mAh kapasitede 1 c değerindeki bir pil 2500*1= 2500 yani devreyi sabit olarak 2500 mili amper akımla besleyebilir demek (ve 1 saat boyunca).  Eğer 0,5 c olsaydı 1250 sabit 1250 mAh akım beslemesi yapabilir demekti (2 saat boyunca). Veya 2 c olsaydı 2500*2=5000 mili amper sabit besleme yapabileceği anlamı taşırdı. Ama o zaman pilimiz ancak yarım saat besleme yapabilirdi.

Birkaç çeşit c değeri vardır. Standart c değeri yukarıda açıklanan maksimum sabit besleme akımını gösterir. Cmax kısa bir süre, çoğunlukla bir an için verilebilecek maksimum akımı gösterir.

Örnek 2500 mAh pil. C değeri 2 Cmax değeri 5. Bu pil devreye sürekli besleme akımı olarak 5000 mili amper verebilir ancak devreye anlık olarak 12500 mili amper verebilme kapasitesi de var demektir. Bunun pratik anlamı devrede anlık akımı çok artabilen bir eleman varsa veya demerajı 12500 mili amper olan bir sistem çalıştırılabilir demektir.

Şarj edilebilir pillerde Cşarj değeri mevcuttur. kapasitenin ne kadarıyla şarj edilebileceğini gösterir. Kapasitesi 2500 mAh lan bir pilin Cşarj değeri 0,1 ise 250 mili amperlik akımla şarj edilmesi gerekir demektir. 1 saat içinde 250 mili amper verilmeli diye düşünmeyin. Devrede dolaşan akımın 250 mili amper olması demek. 1 saat boyunca devrede 250 mili amper akım bulunan şarj sonucunda pilin içine 250 mAh elektrik dolar.

C değeri maalesef lityum piller dışında pek verilmez. Öncelikli sebep bunun kimsenin işine gelmemesidir. pek çok yüksek kapasiteli pilin c değeri gerçekte çok düşüktür. İkinci sebep bir nikel veya alkalin pilde c değerini aştığınızda veya aşmaya çalıştığınızda pilin içindeki elektrik pilin içinden geçerken iç direnç nedeniyle zorlanır ve her sürtünme gibi ısınır. Hoş bir durum değildir ancak en fazla pilde akma olur. Çoğunlukla o da olmaz. Pek çok pil için ısınma tehlikeli değildir. (ama zararlıdır). Ancak lityum pillerde ısı ile iç direnç değişir, iç reaksiyon çok hızlanır, verilen akım daha da artar, iç direnç hiçbir zaman bunu kaldıracak kadar azalmaz ve sonunda pil ısıl dengesizlik haline girer. Yani pillerin esası olan kontrollü yanma olayı ısı nedeniyle bozulur ve pil patlar. Bu nedenle c değeri önemlidir. Pilin kapasitesinin kapsamında zannettiğiniz bir pil c değerine dikkat edilmezse fazla zorlanacağı için ısınır, ısıl dengesizliğe girer ve patlar.

C değeri sabittir ancak paralel bağlı özdeş (birbirinin aynı) pillerde c değerinin çıktısını toplayabilirsiniz. Örnek 2500 mAh kapasiteli 1 c değerli 2 pil. Her pil 2500 mili amperi tek başına verebilir. 2 pil 2500+2500= 5000 mili amper elektrik verebilir. Dikkat edin c değeri artmaz. Aslında özdeş 2 pil paralel bağlandığında kapasite 2500+2500=5000 olduğu için c hala 1 dir.

İç direnç:

Pillerin içinde üretilmelerine rağmen elektronlar kolayca akamaz. Bu nedenle pilin içinden akım dışarı çıkarken veya içinden akım geçerken bir direnişle karşılaşır.

Bu değer her pil türünde ve hatta aynı türde markalar arasında farklı olabildiği gibi kullanım sırasında da az veya çok değişir. Bu nedenle pilin üzerinde bir iç direnç değeri yer almaz. Zaten bu direnç genelde çok küçük olduğu için aşırı hassas elektronik kartlar haricinde hesaba katılmaz ihmal edilir. Sadece cep telefonları gibi akım değişikliklerine çok duyarlı sistemlerle direnç değişimiyle akımı uyumlamadığınızda patlama yapabilecek lityum şarj devrelerinde hesaba katılır.

Ancak iç direnci farklı iki pil bir arada kullanıldığından iç direnci çok olan pil iç direnci az olan pili şarj etmeye çalışır. Aslında amaç şarj değildir. Akım düşük dirençten geçmeye çalışır ancak bu düşük direnç pil olunca olay şarj kimliğine bürünür.

Bu durumda ortaya iyi bir şey çıkma olasılığı az olduğundan iç direnç önemli rol oynar.

Pillerin üzerinde iç direnç değeri yazmaz. Zaten gerek de yoktur. Çok sayıda pil kullanımı gerektiğinde özdeş (aynı veya denk değil) pil kullanmanızı gerektiren bir faktör olduğunu bilin. Denk pilden bahsedilmiyor. Yani farklı kimyada 2 tane 1.5 voltluk pil veya 2 tane aynı gruptan (örneğin alkalin veya nikel metal hidrat) pil kullanıyor olmanız yeterli değildir. Hatta aynı markanın biri hiç kullanılmamış biri yarım da olsa kullanılmış pilini bir arada kullanmamanız gerekir. Özdeş kavramı budur. Aynı marka aynı tür iki pilden kullanılmış ve kullanılmamış olanın iç direnci farklı olacağından biri diğerini şarj etmeye çalışırken iç direnci düşük olan pil diğerini devre içinde bir direnç gibi görüp fazla akım tüketmesine neden olur. Şarj edilmeye çalışılan pil akabilirken diğeri de fazla ısınır ve daha erken biter.

Genelde sorun sadece bu kadardır ancak sekonder lityum piller gibi çok hassas şarj akımına ihtiyaç duyan ve kolaylıkla ısıl dengesizliğe ulaşıp patlayabilen; patlayınca da yanan piller kullanılırken bu dikkatsizlik çok fazla sorun yaratır.

Paralel ve seri bağlama:

Pillerin voltajı oldukça düşüktür. En yüksek voltajı veren pillerde bile bu değer 4,2 civarıdır. Ancak günlük kullanımdaki pillerin geneli 1.2-1.5 volt civarıdır ki bu çok düşük bir değerdir.

Ayrıca depolanabilen akım da sınırlıdır. Bu nedenle her zaman tek pille işinizi görmek mümkün olmaz. Bazen voltajı artırmak, bazen depolama kapasitesini arttırmak, bazen de her ikisi için birden fazla pilin bir arada kullanılması gerekir. Bu durumda paralel ve seri bağlamayı öğrenmekte fayda var.

Paralel bağlama kullanılacak pillerin + kutuplarını bir araya ve – kutuplarını bir araya bağlamak ile olur. Volt sabittir ancak depolanan akım miktarı artar. Örneğin 2500 mAh kapasite 1.5 volt gerilim değerindeki 4 pil paralel olarak bağlanırsa 10 000 mAh kapasitesinde ancak hala 1,5 volt geriliminde bir pil grubu (kimi kaynakta batarya olarak ayrı isimlendirilir) elde edilir.

Temsili gösterim. Volt sabit kalır ampul daha uzun süre yanar.

Temsili gösterim 2

Temsili gösterim 3. 12 volt 100er Ah olan 4 akü paralel bağlanınca 12v 400 Ah’lık güç deposu elde edilir. Gösterim temsilidir. Bu şekilde ölçüm yapılmaz.

Seri bağlama daha yüksek voltaja ihtiyaç duyulan durumlarda yapılır. Piller +-+-+- şeklinde zıt kutuplar bir araya gelecek şekilde bağlanır. Bu sayede uçlarda bir + bir de – uç kalır ve alacağınız volt değeri pil sayısı ile çarpım kadardır. Önceki örneği verirsek 1.5 volt 2500 mAh lık 4 pil seri bağlandığında 6v 2500 mAh gücünde batarya elde edilir.

 temsili seri bağlantı.

Özellikle lap top teknolojisi seri ve paralel kullanımı mecbur kıldı. Tamamı özdeş pillerin bir kısmını seri bir kısmını paralel bağlayarak hem voltajı hem de mAh kapasiteyi arttırmak mümkündür. gösterim 2s3p gibi yapılır. Yani 2şerli seri bağlı pillerden 3 tanesi paralel bağlı anlamında. 2s2p, 3s5p gibi sayısız kombinasyon mümkün ihtiyaca göre yapılabilir. Hesaplaması da basittir. Aynı örnekten yola çıkarsak 3s2p bağlı 1,5 volt 2500 mAh pillerde 2p 2500*2=5000mAh 3s 1,5*3=4,5 volt toplamda 4.5 volt 5000mAh’lık batarya elde edilir.

Pillerin tamamının özdeş olması gerektiğini tekrardan hatırlatalım. Özellikle karma bağlamalarda verim kaybı çok fazla olacaktır. 3s2p bağlı grupta tek bir tane 3.6 volt pil bulunursa 3.6 voltluk pil diğer 5 pili şarj etmeye çalışırken boşalacaktır. Eğer bu pilin iç direnci diğerlerinden küçükse 5 ayrı pilin akım yüklemesi yaptığı bir direnç gibi davranacağından çok fazla akım kaybı yaşanacaktır.

 bu bile iyimser bir hesaplama. İç dirençlerde kaybolan akım düşünüldüğünde 3000 mAh bile kazanılmayabilir.

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