Aküler, çeşitleri, özellikleri, seçimleri ile ilgili bilgiler

Aküler, enerjiyi kimyasal olarak depolayan ve ihtiyaç anında elektrik enerjisi olarak sağlayan cihazlardır.

Akü Çeşitleri

1. Kurşun-Asit Aküler
• Sulu (Flooded): Elektroliti sıvı halde olup düzenli bakım gerektirir.
• AGM (Absorbent Glass Mat): Elektroliti cam elyaf içinde emdirilmiş, bakım gerektirmez.
• Jel Aküler: Elektroliti jel formunda olup derin deşarja dayanıklıdır.
2. Lityum-İyon Aküler
• Hafif ve yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.
• Daha uzun ömürlüdür ancak maliyetlidir.
3. Nikel-Kadmiyum (Ni-Cd) Aküler
• Uzun ömürlüdür ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır.
• Çevreye zarar verebilecek toksik maddeler içerir.
4. Nikel-Metal Hidrit (NiMH) Aküler
• Ni-Cd'ye göre çevre dostudur.
• Hafıza etkisi azdır.
5. Lityum Demir Fosfat (LiFePO4) Aküler
• Güvenli, uzun ömürlü ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır.
• Yenilenebilir enerji sistemlerinde sıkça kullanılır.

Akü Özellikleri

• Kapasite (Ah): Akünün ne kadar enerji depolayabileceğini belirler.
• Gerilim (Volt): Akünün çıkış voltajıdır (örneğin 12V).
• Ömür: Şarj ve deşarj döngü sayısı.
• Derin Deşarj Dayanımı: Akünün tam boşalmalara dayanıklılığı.
• Bakım İhtiyacı: Sulu aküler bakım gerektirirken AGM ve Jel aküler bakım gerektirmez.
• Çevresel Dayanıklılık: Aşırı sıcaklık, titreşim ve nem koşullarında çalışma kapasitesi.

Akü Seçim Kriterleri

1. Kullanım Alanı:
• Araçlar için: Start-stop AGM veya sulu aküler.
• Yenilenebilir enerji için: Jel veya LiFePO4 aküler.
• Kesintisiz güç kaynakları için: Kuru tip bakımsız kurşun asit, Jel veya LiFePO4 aküler.
• Elektronik cihazlar için: Lityum-iyon aküler.
2. Kapasite İhtiyacı:
• Akünün ne kadar enerji sağlayacağına göre Ah değeri seçilmelidir.
3. Ömür ve Maliyet:
• Uzun vadeli maliyet hesaplanarak ömür, döngü sayısı ve maliyet dengesi kurulmalıdır.
4. Şarj ve Deşarj Hızı:
• Hızlı şarj gerektiren uygulamalar için Lityum-iyon aküler tercih edilir.
5. Çevresel Şartlar:
• Sıcaklık, nem ve titreşim koşulları dikkate alınmalıdır.
6. Bakım Kolaylığı:
• Bakım gereksizliği için AGM, Jel veya Lityum aküler uygundur.

Bakımsız Kuru Tip Aküler
Bakımsız kuru tip aküler, elektrolit seviyesinin kontrol edilmesi veya su eklenmesi gibi bakım işlemlerine ihtiyaç duymayan, kapalı bir sistemde çalışan akülerdir. Genellikle AGM (Absorbent Glass Mat) ve Jel aküler bu kategoriye girer. Bu tür aküler, kullanıcı dostu olmaları, uzun ömürleri ve güvenli yapılarıyla tercih edilir.

Detaylı Bilgiler

1. Çalışma Prensibi:
• AGM Aküler: Elektrolit, cam elyaf pedlere emdirilmiş şekilde bulunur. Bu, sıvı sızıntısını önler ve akünün daha dayanıklı olmasını sağlar.
• Jel Aküler: Elektrolit, silikon katkısıyla jelleştirilir. Bu sayede sıvı hareketi engellenir, derin deşarjlara karşı dayanıklılık artar.
2. Avantajları:
• Bakım Gerektirmez: Kapalı sistem sayesinde elektrolit kaybı yaşanmaz.
• Sızdırmazlık: Yatay veya dikey kullanılabilir.
• Uzun Ömürlü: Doğru kullanımda 5-10 yıl arasında dayanabilir.
• Titreşim ve Şok Dayanımı: Araçlar ve endüstriyel uygulamalar için idealdir.
• Kendiliğinden Deşarj: Uzun süre şarj edilmese bile enerji kaybı minimumdur.
3. Dezavantajları:
• Maliyet: Sulu akülere göre daha pahalıdır.
• Şarj Hassasiyeti: Yanlış şarj cihazı veya fazla şarj ömrünü kısaltabilir.

Ömürlerini Belirleyen Kritik Faktörler

1. Şarj Gerilimi:
• Akünün üreticisi tarafından belirtilen şarj voltajı aşılmamalıdır. Örneğin, AGM aküler genellikle 13.5-14.7V arası şarj edilir.
• Aşırı Şarj: Elektrolit kurumasına ve aşırı ısınmaya yol açar.
• Yetersiz Şarj: Akü tam kapasitesine ulaşamadığı için sülfatlaşma oluşur.
2. Deşarj Derinliği (DoD):
• Jel ve AGM aküler, genellikle derin deşarjlara dayanıklı olsa da, %50’den fazla deşarj sık sık tekrarlanırsa ömürleri kısalır.
• Tavsiye: Deşarjı %20-50 aralığında tutmaya özen gösterin.
3. Sıcaklık:
• İdeal çalışma sıcaklığı 20-25°C’dir.
• Aşırı sıcaklık elektroliti buharlaştırabilir, soğuk ise kimyasal reaksiyonları yavaşlatır.
4. Kalitesiz Şarj Cihazları:
• Şarj kontrol mekanizması olmayan cihazlar, aküye zarar verebilir. Akıllı şarj cihazları tercih edilmelidir.
5. Kullanım Süresi ve Döngü Sayısı:
• AGM ve Jel aküler, genellikle 300-1000 şarj-deşarj döngüsü sunar.
• Kullanım yoğunluğu ömrü doğrudan etkiler.

İyi Bir Akü Nasıl Anlaşılır?

1. Üretici Garantisi: Uzun garanti süresi, üreticiye güven göstergesidir.

1. Ağırlık: Ağır aküler genellikle daha fazla kurşun içerir, bu da daha yüksek kapasite ve uzun ömür anlamına gelir.
2. Şarj Testi: Akünün şarj edilme kapasitesi, doluluk oranı ve iç direnci ölçülmelidir. Test cihazlarıyla bu değerleri kontrol edebilirsiniz.
3. Marka ve Sertifikalar: Bilinen markalar ve uluslararası kalite sertifikalarına (ISO, CE) sahip aküler tercih edilmelidir.
4. Dış Görünüm: Kabarma, çatlak veya sıvı sızıntısı olmamalıdır.

Akülerin ömrünü etkileyen en önemli faktörler arasında kurşun kalitesi, bome miktarı, ve separatör kalitesi gibi malzeme ve tasarım özellikleri yer alır. Bu bileşenlerin her biri akünün performansını ve dayanıklılığını doğrudan etkiler.

1. Kurşun Kalitesi

• Saflık: Saf kurşun, kimyasal reaksiyonların daha verimli gerçekleşmesini sağlar ve akünün ömrünü uzatır. Saf olmayan kurşun, safsızlıklar nedeniyle elektrokimyasal bozulmalara (korozyon, çatlama) yol açar.
• Alaşım Kullanımı: Kurşun, dayanıklılığı artırmak için antimon, kalsiyum veya kalay gibi metallerle alaşımlandırılır.
• Kalsiyum alaşımlı kurşun: Daha az gaz çıkışı ve su kaybı sağlar, bu nedenle bakımsız akülerde tercih edilir.
• Antimon alaşımlı kurşun: Daha iyi derin deşarj dayanımı sunar ancak su kaybı daha fazladır.
• Levha Tasarımı: Kalın kurşun levhalar, daha uzun ömür sağlar çünkü sülfatlaşmaya karşı daha dayanıklıdır. İnce levhalar daha kısa ömürlüdür ancak başlangıçta daha yüksek akım sağlar.

2. Bome Miktarı (Elektrolit Yoğunluğu)

Bome miktarı, elektrolitin yoğunluğunu ifade eder ve akünün kimyasal tepkimelerindeki verimlilik açısından kritik öneme sahiptir.

Yüksek Bome: Başlangıçta yüksek performans sağlar, ancak plakaları daha hızlı aşındırarak akünün ömrünü kısaltır.

Düşük Bome: Daha düşük performans verir ancak akü daha dayanıklı olur.

3. Separatör Kalitesi

• Separatörün İşlevi: Pozitif ve negatif plakalar arasında yalıtkan bir bariyer oluşturarak kısa devreyi önler. Elektrolitin serbestçe hareket etmesine izin vererek kimyasal reaksiyonları optimize eder.
• Düşük kaliteli separatörler:
• Daha hızlı bozulur ve elektrolitin akışını kısıtlayabilir. Bu durum, plakaların eşit şekilde kullanılmamasına ve sülfatlaşmaya neden olur.
• Yüksek kaliteli separatörler:
• Daha ince, dayanıklı ve kimyasallara dirençli malzemelerden yapılır. Bu, daha iyi performans ve daha uzun ömür sağlar.
• Mikro gözenekli separatörler:
• AGM akülerde olduğu gibi elektroliti sabit tutarak sızıntıyı önler ve daha kararlı performans sunar.

4. Diğer Malzeme ve Tasarım Faktörleri

1. Aktif Madde Kapasitesi:
• Pozitif ve negatif plakaların aktif madde yoğunluğu yüksekse, enerji kapasitesi artar. Ancak bu malzemenin kalitesi düşükse ömür kısalabilir.
2. Korozyon Direnci: Pozitif plakaların korozyona dayanıklı malzemelerle kaplanması (örneğin, kalay alaşımlı kurşun) akü ömrünü artırır.
3. Elektrolit Saflığı: Saf su ve kaliteli asit kullanımı, elektrokimyasal bozulmaları azaltarak plakaların ömrünü uzatır.
4. Plaka Dizaynı ve Yerleşimi: Daha iyi tasarlanmış plaka düzeni, akünün daha verimli çalışmasını ve daha az bozulmasını sağlar.

Akünün Ömrünü Uzatma İpuçları

• Doğru Şarj ve Deşarj:
• Akü kapasitesinin %50'sinden fazlasını düzenli olarak tüketmemeye özen gösterin.
• Aşırı şarjdan kaçının.
• Düzenli Kontrol:
• Elektrolit yoğunluğunu düzenli olarak ölçün (bakımlı aküler için).
• Bakımsız akülerde voltaj ve şarj cihazı uyumluluğunu kontrol edin.
• Çevre Koşulları:
• Aküyü aşırı sıcak veya soğuk ortamlarda uzun süre bırakmayın.

Bakımsız kuru tip kurşun-asit akülerin (AGM ve jel aküler), kapasite değerleri arttıkça iç direnç ve ağırlık gibi özelliklerinde belirgin değişiklikler olur. Bu değişimler, akü tasarımındaki temel fiziksel ve kimyasal faktörlerden kaynaklanır:

1. Kapasiteye Bağlı İç Direnç Değişimi

• İç Direnç (mΩ): Akünün kapasite değerine ters orantılıdır. Kapasite arttıkça iç direnç düşer. Daha büyük kapasiteli akülerde daha fazla aktif malzeme ve daha büyük plaka yüzey alanı bulunur. Bu, elektrokimyasal reaksiyonun daha etkin gerçekleşmesini ve direnç kaybının azalmasını sağlar. Düşük İç Direnç: Daha yüksek deşarj akımı sağlar. Voltaj düşüşü minimum seviyede olur, bu da performansı artırır. Yüksek İç Direnç: Akünün ısınmasına neden olur ve enerji kaybına yol açar. Kısa süreli yüklerde akü hızla boşalabilir.

2. Kapasiteye Bağlı Ağırlık Değişimi

• Ağırlık: Akü kapasitesiyle doğrusal olarak artar. Daha yüksek kapasite, daha fazla aktif malzeme (kurşun plakalar, elektrolit vb.) ve daha büyük bir fiziksel yapı gerektirir. Jel ve AGM akülerde ağırlık, sulu akülere göre biraz daha yüksektir, çünkü iç yapıları (jel veya emdirilmiş elektrolit) daha yoğun malzemeler içerir. Daha Ağır Aküler: Daha fazla aktif malzeme ve elektrolit içerdiğinden kapasite ve dayanıklılık açısından avantajlıdır. Daha Hafif Aküler: Daha az kurşun içerebilir, bu da daha kısa ömür ve düşük performans anlamına gelebilir.