Selam, bildiğiniz gibi hayatımızın bir çok alanında elektrik enerjisine ihtiyaç duymaktayız. Yalnız bu enerji her zaman şebekelerden değil, bazen mobil özelliği taşımak zorunda olan kaynaklardan da elde edilmeli. Örneğin cep telefonlarımızda, laptoplarımızda ya da otomobillerimizde, mobil şekilde bir elektriksel enerji kaynağı bulundurmak gibi. Özellikle otomobillerde, ilk zamanlarda marş bir kol yardımı ile elle gerçekleştiriliyordu. Biraz kas gücü ve sabır ile krank miline ilk hareket veriliyor ve motorun kendi kendini ateşleyebileceği ilk devir hızlarına (ortalama 60d/d dan fazla) erişilip motorun artık yardımcı bir güce ihtiyaç duymadan, sadece yakıt ve elektriksel çevrim ile çalışması sağlanıyordu. Oysa gelişen teknolojiler ve ihtiyaç duyulan konfor ile artık bu ilk ateşleme Akü dediğimiz ve kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine(deşarj) ve elektrik enerjisini kimyasal enerjiye(şarj) döngüsünü uzun süreler ve seferler gerçekleştirebilen Biriktergeç'lerce gerçekleştirilmektedir. Peki nedir bu biriktirgeç? Konu çok geniş olmasına rağmen, özellikle otomobillerde kullandığımız tiplerinin üzerinde bilgi sahibi olmak için alttaki paylaşımlar faydalı olacaktır. Gelecek sorular ve bilimsel tartışmalar ile konumuz daha da gelişecektir.
İlk olarak 1859 yılında Kurşun Asit akü üretilmiştir.
Kullanım alanlarına göre tipleri:
Stasyoner: Ups aküsü olarak da görülebilir, şebekelerin beslenmesinde kullanılır. Jeneratörlere göre çok daha hızı devreye girebilirler ve hızlı şekilde bağlı cihazların ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlarlar. Plaka yapıları ve çalışma şekli, enerjiyi uzun süre vermelerini sağlar.
Traksiyoner (Pzs):Özellikle Raylı Sistem, maden araçları, deniz altı vb araçlarda kullanılmaktadır. Derin Deşarj aküleri olarak da adlandırılırlar. Çünkü yüksek oranda deşarja izin vermektedirler.
Starter(SLI:Starting,Lighting, Ignition): İlk çalıştırma için gerekli enerjiyi sağlayabilen ve bunun yanında aydınlatma, enjeksiyon vb donanımların da enerjisini bir süre karşılayabilen enerji kaynağı olarak ifade edilebilir. Yapıları gereği Traksiyoner tiplere benzerler.
Klasik tipte bir otomobil aküsü(Kurşun Asit) tam şarjlı bir halde, hücre kutupları arası 2V üretebilen, birbirine seri olarak bağlı 6 adet hücreden meydana gelir ve toplamda 12V Nominal Gerilim(Anma Voltajı) elde edilir.
Deşarj sonunda ise anma voltajı en fazla 1.8V. a düşmelidir.
Kendi Kendine Deşarj: Kendisinden akım çekilmeyen bir akünün, beklemede, kendi kendine deşarj olmasını ifade eder. Elektrolitin plakalara teması sonucu elektrolit içindeki suyun Oksijen ve Hidrojene ayrışması ile meydana gelir. Bu süreçi iki etmen etkilemektedir, elektrolit sıcaklığı ve antimuan maddesi miktarı. Bunların artması deşarjı arttırır.
Akü Kabı: Akünün kabını anlatır. Hem şekil, hem dayanım olarak önemlidir, hem de güvenlik açısından koruma sağlar. İçinde değerli madenlerden tutun, tehlikeli kimyasallara kadar materyaller barındırır.
Plakalar: Akü içinde pozitif ve negatif plakalar mevcuttur. Plakaların sayısı ve kalınlığına göre akü tipi(Traksiyoner, Stasyoner ya da Starter)
Seperatörler: Plakaların birbirine temasını önleyen ayraçlardır.
Buşonlu akü: Hücre bölümlerinde buşon(kapak) mevcuttur. Bu kapaklar değişik tip ve teknolojilerde olabilir. Genelde bakım gerektirirler. Gaz çıkışları bu buşonların üstündeki küçük deliklerden olur.
VRLA(Valf Regulated Lead Asid): Supap Ayarlı Kurşun Asit, akü gaz çıkışı bir valf yardımı ile kontrol altında tutulur. Bu sayede akü elektrolit seviyesi ısınma ve soğumalar sonucu düşmez, kontrol altında olur. Aslında bunlar da az da olsa bakım gerektirir.
AGM(Absorption Glass Mat): Elektroliti seperatörlere emdirilmiş ve Jel tipleri mevcuttur. Titreşime karşı dayanıklıdırlar, gaz çıkışları düşüktür. Kuru tip akü sınıfına girerler. (Not:Kuru akü başka bir anlam ifade eder.)
Jel: Elektroliti jel kıvamında olan akü tipidir. Bunlar da titreşime karşı dayanıklı ve gaz çıkışları düşüktür. Hareketli sistemlerde güvenlidirler. Kullanım kapasiteleri kuru olmayan tiplere göre daha yüksektir. Çevrim ömürleri(Şarj-Deşarj) aynı şartlar altında, kuru olmayan tiplere göre önemli oranda daha yüksektir. Kuru tip akü sınıfına girerler.
Şarj: Akü’nün, dışarıdan aldığı doğru akımı kimyasal enerjiye çevirdiği süreçtir. Bu süreçte pozitif plakalar kurşun-sülfattan, kurşun-peroksit’e, negatif plakalar da kurşun-sülfattan kurşun-sünger’e dönüşür. Bu sırada sülfat plakalardan elektrolite geçtiğinden elektrolit yoğunluğu yükselir, asitleşir. Gaz çıkışı meydana gelir.
Deşarj:Akü’nün, akım çeken cihaz/lara akım vermesini anlatır. Şarj’da plaka ve elektrolitte gerçekleşen işlemlerin tersi oluşur. Sülfat elektrolitten palakalara gider.
Akü Verimi: Şarja aküye verilen enerjinin, deşarjda alınan enerjiye oranıdır.
Akü Kapasitesi:Akü’nün şarj işlemi ile kazandığı enerjiyi şarj işlemi ile verme yeteneğidir. Amper Saat(Ah) ile ifade edilir. Akü üzerinde de belirtilen belli ısı altında ve belli bir süre alınan değerdir. Akü plakalarının adet ve boyutuna bağlıdır. Elektrolit yoğunluğu da kapasiteyi arttırır ancak akü ömrünü kısaltır(yüksek asitidite). Yine elektrolit sıcaklığı da kapasite ile doğru orantılı ancak akü ömrü ile ters orantılıdır. Akü kullanım süresinde de plakalardaki aktif madde azalacağından kapasitesi düşer.
Anma Kapasitesi: Bir akünün 10 saat boyunca ve nominal akım ile, hücre başına gerilimi 1.8V.’a düşünceye kadar yapılan deşarj sonu kapasitesidir.
Sülfatlaşma: Plakalardaki sülfatın sertleşip, şarj esnasında elektrolite geçememesini ve plakalarda kalmasını ifade eder. Akü kapasitesini düşürür.
Akünün şarjsız olarak uzun süre beklemesi, sık sık aşırı deşarj olması, işletme sıcaklığının yüksek olması, aşırı yoğun elektrolit(nominal değerin üstünde olması).
20Cderecede, 60Ah nominal değerini taşıyan sağlıklı bir akü, üretim özelliklerine de bağlı olarak 10 saatte 6A ile deşarjı sonucu gerilimi 1.8V’a düşmesi gerekir. Bu akü, 10A. İle deşarj edildiğinde 6 saatten daha kısa sürede gerilimi 1.8V.’a düşer ve bu normal bir durumdur. Diğer bir ifade ile; 60Ah bir akü 6 amperi 10 saatte verebilir demek iken, daha yüksek akımı aynı oranda zaman boyunca veremez.
Düşük şarjdaki bir akünün, tam şarjdaki bir aküye göre donma derecesi daha yüksektir. Yani örneğin; tam şarjda -50 C derece donan bir akü, yarım şarjda -10C derecede donabilir. (Not: değerler temsilidir)
