AKÜLER

BÖLÜM 1: AKÜNÜN YAPISI

AKÜNÜN YAPISI

Bir akü hücresi aşağıdaki ana elemanlardan oluşur.

1-Akü Kabı: Çoğunlukla ebonit veya plastik malzemeden yapılır. Transparant denen akü kaplan, akünün içindeki elemanların incelenmesine imkan verirler. Akü kaplan tesis edileceği yerin durumuna göre çeşitli boyutlarda yapılırlar. T.T.'de kullanılan aküler fazla yer kaplamaması için genellikle uzun tiplerdir.

2- Akü Kapağı: Akü kabı malzemesinden yapılan ve hücrenin üstünü kapatan kısımdır. Akü kabinin üstünü, hava sızdırmaz bir biçimde preslenerek veya yapıştırılarak kapatır.

3- Hücre Buşonu (Tapa): Akü kapağındaki dişli deliğe takılan, plastik malzemeden yapılmış küçük bir kapaktır. Üç ana işlevi vardır.

a) Yerinden çıkarılarak, elektrolitin yoğunluğunu ölçmek veya saf su ilave etmek,

b) Buşon kapalı iken, akü içinde oluşan gazların, içindeki küçük delik yoluyla dışarı çıkmasını sağlamak.

c) Özel tip buşonlarda, hücre içinde oluşan gazı, buşon içinde yoğunlaşarak tekrar elektrolite dönmesini sağlamak, böylece akünün saf su kaybım azaltmak.

4- Elektrolit: Sülfürik asit, saf su karışımı olan bir sıvıdır. Akünün tipine, imalatçının veya kullanıcının tercihine bağlı olarak, sülfürik asit, su oranı değişik, çeşitli aküler imal edilmektedir.

5- Seperatör: Hücre içindeki plakaların birbirine değerek kısa devre olmasını önleyen parçalardır. Asite dayanıklı yalıtkan malzemeden yapılırlar, imalatçının tercihine bağlı olarak çeşitli profilde olurlar. Bununla birlikte seperatör tipinin seçiminde ve yerine takılmasında şu hususlara özen gösterilir.

a) Akü iç direncini arttırmamak,

b) Seperatörleri mikro gözenekli yaparak, plakalar arasındaki elektrolit temasım azaltmamak,

c) Plâkalar, özellikle nakliye esnasında eğilme ve kırılmalarını önleyecek şekilde sıkıştırmak,

           6- Plakalar: Bir akü hücresi içinde, pozitif ve negatif olmak üzere iki ayrı plaka grubu vardır.

a) Negatif Plaka: Saf kurşundan ızgara biçiminde, kalıplarda dökülerek elde edilir. Kurşun ızgaranın mekanik direncini arttırmak için, kurşun içine antimuan katılır. Izgaranın profili, ima­lat tekniğine bağlı olarak çeşitli olabilir. Ancak, nakliye ve kullanımda eğilip kırılmayacak kadar sağlam ve üzerine sıvanacak olan aktif madde denen pastayı iyi muhafaza edecek şekilde olmasına dikkat edilir.

Kurşun-asit akülerin hepsinde negatif plakalar, kurşundan yapılmış ızgaranın içine, kurşun oksit pastanın sıvanması su­retiyle elde edilir. Plakanın boyutları kullanıcının talebine veya imalatçının tercihine göre çeşitli olabilir. Şekilde, bir negatif plaka görülmektedir. Bu tür plakalara "sıvanmış düz plaka" denir.

 

b) Pozitif Plaka: Kurşun-Asit akülerin pozitif plakaları üç çeşittir.                    

A-Sıvanmış düz plaka: Yapısal olarak negatif plaka gibidir.                        

B-Tüpçüklü Plaka: Esas olarak antimuanlı saf kurşun­dan kalıplarda dökülerek elde edilir. Ana çerçeveye bağlı dikey çubuklar üzerine, gözenekli sentetik malzemeden yapıl­mış tüpçükler takılmıştır. Toz halindeki aktif madde, vibrasyon metoduyla, tüpçüklerin içerisine doldurulur. Tüpçüklerin açık olan altları, plastik tıkaç dizişi ile kapatılır. Böylece hem aktif maddenin, tüpçükler içinde kalması sağ­lanır, hem de kurşun çubukların ve tüpçüklerin düz sıralan halinde sallanmadan durması temin edilir. Bu tür pozitif pla­ka yapmaktaki hedef, aktif maddenin tüpçük içinde muhafaza edilerek, dökülmesin! engellemektir

 C- Plante (artırılmış yüzeyli) Plaka:Saf kurşunun, özel profilde dökümü suretiyle elde edilir. Çok sayıdaki dikey çubukların oluşturduğu gerçek yüzey, plakaya dik bakıldığında görünen yüzeyin takriben 12 katıdır. Böylece elektro­litle temas eden plaka yüzeyi arttırılmış olur. Pozitif plakanın açıklanan şekilde imalatım müteakip, FORMASYON denilen kimyasal işlemlerle, plaka yüzeyinde kurşun perok­sit film halinde aktif madde oluşturulur, işletme süresince deşarjda kurşun sülfat haline dönüşen yüzey şarjda tekrar kurşun peroksit film haline döner.

 

 

            AKÜ HÜCRESİ

Bir akü hücresi, yukarıda açıklanan elemanların, akü kabı içerisine tekniğine uygun bir şekil­de yerleştirilmesi ile oluşturulur. Akü hücresi içindeki negatif plaka sayışı, pozitif plaka sayısın-dan bir fazladır. Böylece pozitif plakanın iki yüzeyi de aktif durumda tutularak bükülmesi önle­nir. Aşağıda iki pozitif ve üç negatif plakası olan bir akü hücresi görülmektedir.

Şemada görüldüğü gibi bütün pozitif plakalar ve negatif plakalar ayrı ayrı hücre içinde kurşun köprülerle birbirine kaynak edilerek, herbir cins plaka grubunun müşterek kutupları hücre kapağından dışarı çıkarılır.

            Akü grupları, hücrelerin ( +) ve (-) kutuplarının birbirlerine harici köprülerle bağlanması su­retiyle elde edilir. Harici köprülerin hücre kutuplarına bağlantısı, imalatçının tekniğine bağlı bir hususdur. Bununla birlikte çoğunlukla civatalı veya kaynak yapmak suretiyle bağlanır. Bir akü hücresinin sembolü şöyledir: —| |-+- 

 

BÖLÜM 2:  TEMEL KAVRAMLAR VE İŞLEMLER

 1- ŞARJ: Aküye, bir DC güç kaynağından akım verme işlemine şarj denir ve akü bu işlemle enerji depolar. Bir akü şarj oldukça göz elemanlarında aşağıdaki değişimler olur.
a) Pozitif plakalar kurşun sülfattan kurşun peroksite dönüşür.
b) Negatif plakalar kurşun sülfattan, sünger kurşuna dönüşür.
c) Pozitif ve negatif plakalardaki sülfatlar elektrolite geçtiği için elektrolit yoğunluğu yükselir.
d) Şarj boyunca akü voltajı artar.
e) Şarj boyunca elektrolitte gazlanma oluşur.

2- DEŞARJ: Akünün bir alıcıya akım vermesi işlemine deşarj denir. Bir akü akım verirken elemanlarında şu değişimler olur.
a) Pozitif plakalar, kurşun peroksitten, kurşun sulfata dönüşür.
b) Negatif plakalar, sünger kurşundan, kurşun sulfata dönüşür.
c) Elektrolitteki sülfat, plakalara gittiğinden elektrolitin yoğunluğu azalır.
d) Akü voltajı deşarj boyunca düşer.

 3- VOLTAJ: Bir akü hücresinin ( + ) ve ( - ) kutupları arasında ölçülen potansiyel farkıdır. Bu voltajın değeri akünün şarj seviyesine bağlı olarak değişir. Sözü edilen voltaj değerlerinin ba­zıları özel sözcüklerle ifade edilir.
    a) Anma Voltajı (Nominal voltaj) : Tam şarjlı bir akü hücresinin kutupları arasında ölçülen voltaj değeridir. Aküler bu voltaj değeri ile anılırlar. Satılırken, alınırken ve üzerlerindeki etiket­lerde, bu voltaj değeri ile belirlenirler. Kurşun-Asit türü bir akü hücresinin anma voltajı 2 volt'tur.
    b) Yavaş Şarj Voltajı: Aküyü tam şarjlı olarak tutmak için, bir DC Enerji Kaynağı ile yapı­lan şarjdaki voltaj değeridir. Bir akü hücresinin yavaş şarj voltajı 2,2 ile 2,23 V arasındadır. Ya­vaş şarj: "Tampon Şarj", "Zayıf Şarj", "Float Şarj" gibi sözcüklerle de ifade edilebilir.
    c) Deşarj Sonu Voltajı: Bir aküden akım çekilirken düşmesine izin verilen en küçük voltaj değeridir. Kurşun-Asit akülerde bu değer 1.8 volttur.

    NOT: Akülerin işletmesinde çeşitli şarj işlemleri uygulanır. Her bir şarjın özelliğine bağlı olarak akliye uygulanan voltaj değerleri değişiktir. Sözü edilen değerler daha sonraki bölüm­lerde açıklanacaktır.

 4- İÇ DİRENÇ: Bir akü hücresinin içinde, akım yolunda bulunan plaka, seperatör ve elektro­lit gibi elemanların toplam direncidir.

 İç Direncin Değeri: İç direncin değerini belirleyen iki ana faktör vardır.
1- Akünün Yapısı: Aküyü oluşturan elemanların cins, özellik ve konstrüksiyonu. (Akünün imalatı tamamlandığında yapısal iç direnç takriben sabittir)
2- Akünün Şarj Seviyesi: Bir akü şarj oldukça iç direnci azalır. Diğer bir ifadeyle deşarj ol­dukça iç direnci artar. Tam şarjlı bir akü hücresinin iç direnci takriben 0.003 O'dur. Tam deşarj akünün iç direnci ise şarjlı durumun takriben iki katıdır. Söz konuşu rakamlar fikir vermek için belirtilmiş tipik değerlerdir.

5- SELF DEŞARJ: Servis dışı durumdaki bir akünün kendi kendine deşarj olmasıdır. Sebebi, elektrolitin, plakalara temas ettiği noktalarda, suyun, oksijen ve hidrojene ayrışmasıdır.
Self Deşarj Miktarı: Kendi kendine oluşan deşarjın değeri iki etkene bağlıdır.
1-Elektrolit sıcaklığı arttıkça fazlalaşır.
2- Kurşun plaka içindeki antimuan oranı arttıkça artar.

NOT: Antimuan oranı % 1-2 gibi düşük olarsa, deşarj ayda, anma kapasitesinin takriben %3 kadarıdır. Antimuan oranı % 3-6 gibi daha yüksekse kayıp ayda, anma kapasitesinin % 5'ine ulaşır. Akü yaşlı ise bu değerler daha da artar.

6-YOĞUNLUK: Elektrolit; sülfürik asit saf su karışımı bir sıvıdır. Belli miktardaki elektrolitin içinde, saf su miktarına göre sülfürik asit miktarı ne kadar çoksa, o elektrolitin yoğunluğu o kadar çok demektir. Diğer bir ifadeyle yoğunluğu belli, bir elektrolitin içine, sülfürik asit ilave edilirse, yoğunluğu fazlalaşır, buna karşın saf su ilave edilirse yoğunluğu azalır.

    Yoğunluğun Birimi: Yoğunluğun en çok kullanılan birimi "gr / cm3" veya "kg / lt"dir. Birimlerden de anlaşılacağı gibi, yoğunluk, bir birim hacimdeki elektrolitin ağırlığıdır. Örneğin bir akü hücresinde, l cm'lük hacim işgal eden elektrolitin ağırlığı 1.220 gr. ise, o akünün elektrolit yoğunluğu l .220 gr/cm 'tür denir.

    Yoğunluğun Değişimi: Servise verilmiş olan bir akünün işletme esnasında yoğunluğu iki durumda değişim gösterir.
a) Elektrolit içindeki sülfürik asitin elektrolitten ayrılarak plakalara gitmesiyle (deşarjda)
b) Sıcaklığın artmasıyla, elektrolitin genleşmesi sonucu birim hacimdeki (l cm ), asit miktarının azalmasıyla,

    Yukarıda açıklanan iki durumda da elektrolit yoğunluğu azalır. Tersi durumlarda ise yoğunluk artar.

    Yoğunluğun Ölçülmesi: Elektrolit yoğunluğu, çoğunlukla Hidrometre denilen aletle ölçülür. Alet, ölçekli bir cam şamandıranın sıvı içinde yüzmesi esasına göre çalışır. Şaman­dıra, yoğunluğu düşük elektrolite daha çok dalar, yoğunluğu yüksek elektrolitte ise yüzeye yakın seviyede yüzer.

    Şekil 5'te görüldüğü gibi hidrometre, üst taratma bir lastik top, alt ucuna ince bir lastik hortum takılmış cam bir tüptür, içinde ise ölçekli bir şamandıra vardır. Lastik top elle sıkılarak lastik hortum elektrolit içine daldırılır. Top yavaş yavaş bırakılarak cam tüp içine elektrolit çekilir. Ölçekli şamandıra elektrolitte yüzerken, sıvının yüzeyi hizasındaki ölçekte, yoğunluk değeri okunur.

    Elektrolit yoğunluğu "Bome Derecesi" olarak da ifade edilebilir. Bu birimle, yoğunluk ölçen alet, hidrometreye benzer ve Bomemetre olarak tanımlanır. Yoğunluğun, gr/cm3 veya Bome Derece olarak ifade edilmesi, akünün işletmesinde ve ilgili hesaplama metodlarında bir değişikliği gerektirmez, değişen yalnızca birim ve rakamsal değerlerdir.

    Aşağıda, gr/cm ve Bome Derece olarak yoğunluk değerleri gösterilmiştir.

 

 

 

gr / cm3

Bome Derece

1,100

13 .

1,110

14,2

1,120

15,4

1,130

16,5

1,140

17,7

1,160

19,8

1.170

20,9

1,180

22

1,190

23

1,200

24

1,210

25

1,220

26

1,230

26,9

1,240

27,9

1,260

29,7

1,270

30,6

1,280

31,5

 Hidrometrenin Kullanılması:

Elektrolit yoğunluğunun ölçümünde şu hususlara özen gösterilmelidir.
a) Lastik top elle sıkılı iken, hidrometre hortumu, akü hücresi içinde elektrolite girecek şekilde tutulmalıdır.
b) Lastik top, parmaklar arasında yavaş yavaş bırakılarak hidrometrenin içine elektrolit girmesi sağlanmalıdır. Çekilen elektrolit tekrar hücre içine bırakılmalı böylece ölçümlere başlamadan önce hidrometre içinin ıslak hale gelmesi sağlanmalıdır.
c) Lastik top tekrar sıkılıp yavaş yavaş bırakılarak hidrometre içine bu kez ölçüm için elektrolit çekilmelidir.
d) Hidrometre sürekli dik tutulmalı, elektrolit çekilirken ve hücreye tekrar bırakılırken hidrometreden, hücre dışına elektrolit dökülmemelidir.
e) Hidrometre içine, şamandıra serbest olarak yüzecek miktarda elektrolit çekilmelidir.
f) Ölçüm yapılırken, skalaya, elektrolit yüzeyi hizasından bakılarak değer okunmalı bu işlem yapılırken lastik topa elle basınç yapılmamalı ve şamandıranın cam tüpün hiç bir tarafına temas etmeksizin dik ve serbest olarak yüzdüğünden emin olunmalıdır.
g) Ölçümler bittikten sonra, hidrometre içine temiz su çekilip tekrar dökülerek, elektrolit kalıntıları giderilmelidir.

Yoğunluğun Sıcaklıkla Değişimi: Gerek hazırlanacak bir elektrolitin yoğunluğu, gerekse servisteki bir akünün elektrolitin yoğunluğu, ölçümlerinde, hassas bir belirleme için, o andaki elektrolit sıcaklığının bilinmesi gerekir. Çünkü elde edilmesi gereken yoğunluk değeri akü imalatçısı tarafından önceden, belli bir sıcaklık için tayin edilmiştir. (Örneğin 20 °C'de 1.220 gr/ cm3) Ölçüm yapıldığı anda elektrolit, imalatçının belirttiği (NOMİNAL) sıcaklıkta ise, elde edilen yoğunluk değerinde bir düzeltme yapmak gerekmez. Ancak daha önce belirlenen nominal sıcaklıkta ölçüm yapmak nadiren mümkün olur. Özellikle hassas ölçümlerde "Elektrolit nominal sıcaklıkta olsa idi yoğunluk kaç olurdu." düşüncesinden hareketle gerekli düzeltme yapılır.

    Yoğunluğun Düzeltilmesi: Deneyler göstermiştir ki, elektrolit sıcaklığındaki her 1.5 °C' lik değişime karşın, elektrolit yoğunluğu 0.001 değerinde değişir.

Bu özellik uygulamada aşağıdaki hususlar dikkate alınarak, yoğunluk değerinin sıcaklığa göre düzeltilmesinde kullanılır.

a) Ölçüm esnasındaki elektrolit sıcaklığının nominal sıcaklıktan kaç derece fazla veya az olduğu belirlenir. (Sıcaklık nominalden fazla olduğu zaman yoğunluğun düşük, nominalden az olduğu zaman ise yüksek olacağı dikkate alınır.)
b) Tespit edilen sıcaklık farkında kaç tane 1.5 °C olduğu hesaplanır.
c) Sıcaklık farkına tekabül eden yoğunluk farkı hesaplanır.
d) Ölçüm anındaki sıcaklığı, nominal sıcaklığa göre yüksek veya düşük olması dikkate alınarak, yoğunluk farkı hesaplamaya dahil edilir.

ÖRNEK l: 25°C deki yoğunluğu 1.215 gr/cm3 olduğu bilinen bir akünün, elektrolit sıcaklığı 13 °C iken, yoğunluğu ölçülmüştür. Bu ölçümde yoğunluk kaç olmalıdır?
Sıcaklık farkı             : 25 - 13 = 12 °C
Farktaki, 1,5 °C adedi     : 12 / 1,5 = 8
Yoğunluk farkı          : 8 x 0,001 = 0.008
Ölçümdeki yoğunluk    : 1,215 + 0,008 = 1,223 gr/cm3

SONUÇ: Ölçüm esnasında elektrolit sıcaklığı, nominal sıcaklıktan 12 "C daha düşük olduğundan, yoğunluk daha büyük olacaktır.

ÖRNEK 2 : 20 °C da yoğunluğu 1.220 gr/cm3 olan bir elektrolit hazırlanacaktır. Elektrolit hazırlanıp bitirildiğinde, sıcaklığının 26 °C olduğu görülmüştür. Sıcaklığı 26 °C olan elektrolitin yoğunluğu ne olmalı ki, istenen elektrolit hazırlanmış olsun.
Sıcaklık farkı             : 26 - 20 = 6 "C
Farktaki, 1,5 °C adedi     : 6 / 1,5 = 4
Yoğunluk farkı          : 4 x 0,001 = 0,004
26 °C'deki yoğunluk      : 1,220 - 0,004 =1,216 gr/cm3 

SONUÇ: 26 °C'deki yoğunluğu 1,216 gr/cm3 olarak hazırlanan elektrolitin, sıcaklığı 20 °C'de düştüğünde, yoğunluğu artarak, 1.220 gr/cm3 olur.

7. KAPASİTE

Bir akünün, şarj işlemiyle kazandığı, esas olarak, deşarj işleminde verebildiği enerjiye akünün kapasitesi denir. Kapasitenin birimi "Amper Saat"tir. Kısaca "Ah" harfleri ile ifade edilir. Akünün etiket değerine anma kapasitesi denir. Bir akünün kapasitesi şu etkenlere bağlıdır.

a) Bir hücredeki plakaların adedine ve boyutlarına: Esasta, plaka adedinin çokluğu veya boyutlarının büyük olması, enerji depolayan aktif madde­nin miktarının artması demektir. Plakalardaki aktif madde ne kadar fazla ise, akünün enerji depolama veya verme yeteneği, diğer bir ifadeyle kapasitesi o oranda fazla olacaktır.

b) Elektrolitin yoğunluğuna: Bir aküye yüksek yoğunlukta elektrolit konursa kapasite belli oranda yükselir. Ancak, yoğunluğun artması diğer taraftan akü ömrünün kısalması demektir. Bu nedenle, elektrolit yoğunluğu istenildiği kadar artırılamaz.

Yukarıda açıklanan iki etken, akünün yapışı ile ilgilidir ve imalatı tamamlanmış bir akü için, tayin edilmiş durumdadır. Ayrıca, bir akünün kapasitesi, yasma bağlıdır. Akü kullanıldıkça plakalardan aktif madde dökülmesi, aküyü oluşturan elemanların eskimesi ve yıpranması sonucu kapasite belli oranda azalır. 

c) Elektrolitin sıcaklığına: Bir akünün kapasitesi, elektrolit sıcaklığına bağlı olarak değişir. Sıcaklık arttıkça kapasite artar. Aşırı sıcaklık, kurşun ızgaralarda aşınmaya neden olur. Aşınan ızgara çubukları bel verir ve kırılır. Bu nedenle, kapasite arttırma etkisine rağmen, aküler aşırı sıcaklığa maruz bırakılmamalıdır.

Testler göstermiştir ki, elektrolit sıcaklığındaki her 5 °C'lik değişime karşın kapasite, anma kapasitesinin takriben %4'ü miktarında değişmektedir. Akü kapasitesi, anma sıcaklığı için verildiğinden, uygulamada, kapasitenin sıcaklıkla ne miktarda değiştiğini belirlemede aşağıdaki yol izlenir.
1- Akünün anma kapasitesi ve sıcaklığı, ilgili akü dokümanından belirlenir. (Örneğin 20 "C için 100 Ah.)
2- O andaki elektrolit sıcaklığı ölçülür. (30 °C)
3- Sıcaklık farkı hesaplanır. (30 °C - 20 °C = 10 °C)
4- Yukarıdaki eşitlikte kaç adet 5 °C olduğu bulunur. (10/5 = 2 adet)
5- Buradan toplam kapasite değişimi hesaplanır. (%4 x 2 = %8 )
6- Anma kapasitesinin %8'i hesaplanır.(100x8/100 =8 Ah.)

NOT: Test sırasındaki sıcaklık, anma sıcaklığından fazla ise, hesaplanan değişim, anma kapasitesine eklenir, anma sıcaklığından düşük ise, çıkarılarak sonuca gidilir. 7- 30 °C'ta ki kapasite hesaplanır. (100 + 8 = 108 Ah.)

SONUÇ: Söz konusu akü aslında 100 Ah'hk bir aküdür. Sıcaklık o anda, nominalden 10 "C daha fazla olduğundan 8 Ah'lik fazla bir kapasite verilmektedir.

d) Deşarj Akımına:

Bir akünün kapasitesi, deşarj akımının değerine bağlı olarak, belli ölçüde değişir. Deşarj akı­mı arttıkça kapasite belli oranda azalır.

Anma Kapasitesi: Bir akünün; 10 saat süreyle, nominal akımla ve hücre basma gerilimi 1.8 volta düşünceye ka­dar yapılan deşarjı sonunda verdiği kapasiteye, "anma kapasitesi" denir.
    Bu kapasite değeri "nominal kapasite" olarak ta ifade edilir. Formüllerde çoğunlukla (K 10) sembolüyle gösterilir.
    Akülerin üstündeki etikette yazılı değer, anma kapasitesidir. Nominal deşarj akımı, anma kapasitesinin 10 saate bölümünden elde edilen akım değeridir.
    Kapasite birimi olan Ampersaat, deşarj akımı ile deşarj süresinin çarpımıdır. Yani; Ampersaat = Amper x Saat Bu eşitlik yalnızca, yukarda açıklanan şarjlarda elde edilen anma kapasitesi için doğrudur. Nominal akımdan daha yüksek akımla yapılan deşarjlar için geçerli değildir.

Kapasitenin Deşarj Akımıyla Değişimi: Bir akünün kapasitesi, deşarj akımının, nominal deşarj akımından fazlalık derecesine bağlı olarak azalır. Örneğin 100 Ah'lik bir akü, 10 Amperle 10 saat deşarj edildiğinde voltajı 1.8 V'a düşer. Yani 10x10=100 Ah.'lik anma kapasitesin! verir. Aynı akü 50 amperle deşarj edilirse vol­tajı 2 saatten önce 1.8 V'a düşer. Diğer bir ifadeyle 2x50=100 Ah değil, daha düşüktür. Bu sonuç akünün yapısından gelen normal bir durumdur. Akü kapasitesinin, deşarj akımıyla değişim de­ğerleri, ilgili deşarj ve kapasite eğrilerinin kullanılmasıyla belirlenir.

Eğrilerin İncelenmesi:
    (Şekil 6) da bir akünün deşarj voltajı, deşarj akımı ve deşarj kapasitesi arasındaki ilişkileri gösteren grafikler görülmektedir.
   En üstteki eğriler, bir akü, belli bir akımla ve üstünde yazılı sürede deşarj edildiğinde deşarj başlangıcında ve sonunda hücre basma voltajın kaça düşmesi gerektiğini göstermektedir.
    Kapasite (Ah) eğrisi, bir akü, belli bir akımla ve belli bir süre deşarj edildiğinde, anma kapasi­tesinin % kaçım vermesi gerektiğini göstermektedir.
    Deşarj akımı eğrisi ise, belli bir sürede, belli bir kapasiteyi elde etmek için o akünün kaç am­perle deşarj edilmesi gerektiğini açıklamaktadır.
   Değerler, nominal sıcaklıkta tam kapasiteli yeni ve 100 Ah.'lik bir akü hücresi için geçerlidir. Bir akü grubu için, soldaki hücre voltajı değerleri, hücre sayışı ile çarpılmalı, 100 Ah haricindeki aküler için sağdaki akım ve kapasite değerleri ise % olarak dikkate alınmalıdır.

ÖRNEK l: 100 Ah'lik (A) bir akü, 10 amperle (B) deşarj edilirse, deşarj başlangıcında voltajı hemen 2,03 volta düşer (C) ve 10 saat sonra voltajı 1.8 V. olur (D)

ÖRNEK 2: 2000 Ah.'lik bir akü, 3 saatlik (E) bir süreyle deşarj edilerek test edilmek isteniyorsa, bu akü anma kapasitesinin %72'ni (F) vermelidir. (2000 x 72 / 100 = 1440 Ah) ve deşarj akımı, anma kapasitesinin %24'ü (G) olmalıdır. (2000 x 24 / 100 = 480 Amper). Ayrıca, bu de­şarjın başlangıcında hücre voltajı 1.96 (K) ve 3 saat sonunda 1.75 (E) volta düşmelidir. Söz konusu deşarjda elde edilen kapasiteye K3 kapasitesi denir.

UYGULAMALAR

l- Bir haberleşme merkezinde yük akımı 50 amperdir. Merkezde meydana gelebilecek bir enerji arızasında haberleşme sistemlerinin 10 saat süreyle beslenmesi istenmektedir. Söz konusu merkeze tesis edilmesi gereken akülerin kapasitesi ne olmalıdır?

 (Deşarj Süresi - Saat) 

Kurşun - Asit Akü; Kapasite, Akım, Voltaj Eğrileri 

Tayin edilmesi gereken K l O (Anma kapasitesi) olduğundan, kapasite formülü kullanılarak kolayca saptanır.

Kapasite (Ah) = Amper x Saat = 50x10=500 Ah

2- Haberleşme sistemlerinin 300 A. çektiği bir merkezde enerji arızası durumunda akülerin 5 saat süreyle sistemleri beslemesi istenmektedir. Merkeze kurulması gereken akülerin kapasitesi ne olmalıdır?

a) Akünün K5 kapasitesi belirlenir. (300 x 5 = 1500 Ah)

b) Eğriden, K5'in K10 kapasitesinin % kaçı olduğu saptanır (%85)

c) Bu ilişki formülleştirilerek sonuca gidilir. K5= %85 K10, K10 = K5 x 100/85 = 1500 x 100 / 85 = 1764 Merkeze anma kapasitesi 1764 Ah olan bir akü kurulmalıdır. Ancak akü kapasiteleri hesaptaki gibi küsuratlı olamayacağından, sonuca en yakın akü temin edilmelidir.

3- Bir haberleşme merkezinde 400 Ah.'lik akü bulunmaktadır. Sistemler 32 Amper çekiyorsa enerji arızası durumunda akü, merkezi kaç saat süreyle besleyebilir?

Kapasite formülü kullanılırsa:

Ampersaat / Amper = 400 / 32 = 12,5 saat elde edilir.

Deşarj süresi 10 saatten uzun olduğu için, kapasite eğrisinden yararlanmaya gerek yoktur. El­de edilen sonuç doğrudur.

4-Bir bilgi işlem merkezinde 1200 Ah.'lik akü bulunmaktadır. Bir şebeke arızasında, aküler Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) yoluyla, bilgisayar merkezim kaç saat süreyle besleyebilir?

a)     Teorik olarak besleme süresi bulunur.

saat = Ampersaat / Akım = 1200 / 400 = 3 saat

pratikte, 1200 Ah.'lik bir aküden 400 A çekilirse 3 saatten önce boşalır. Bu nedenle Kapasite eğrisini kullanarak, doğru zamanın saptanması gerekir.

b) Akü, 400 Amperle K3 kapasitesine göre boşalmaktadır. O halde eğriden K10 kapasitesi 1200 Ah olan bir akünün, K3 kapasitesinin kaç Ah olduğu bulunmalıdır, bu %70'tir. ilişki formülleştirilirse:

K3= 1200 x %70 = 1200 x 70 / 100 = 840 Ah

c) Gerçek besleme süresi = 840/400=2.1 saat olarak bulunur.

Anma kapasitesi 1200 Ah olan bir akü, merkezi takriben 2 saat süreyle besleyebilecektir. Çün­kü akımın yüksek olması, akünün kapasitesin! düşürmüştür.

7- VERİM: Bir aküden, deşarjda çekilen enerjinin, şarjda verilen enerjiye bölümünden elde edilen değere akünün verimi denir. Diğer bir ifadeyle, deşarjda aküden alınan kapasitenin, şarjda aküye verilen kapasiteye oranıdır.

Verimin belirlenmesinde şu hususlar sağlanmalıdır.
    a) Akü, anma kapasitesinin 10 saate bölümünden elde edilen akımla, şarj ve deşarj edilmelidir.
    b) Deşarja, hücre voltajı, 1.8 volta düşünce son verilmelidir. Akülerde iki çeşit verim vardır.

    l- Amper Saat Verimi: (p.Ah) harfleri ile ifade edilir. Kurşun asit türü akülerin Amper-Saat verimi takriben %90'dır. Formülleştirilirse:

 (pAh) = Deşarj akımı x Deşarj süresi / Şarj akımı x şarj süresi 

    2- Watt • Saat Verimi : p.Wh harfleri ile ifade edilir. Kurşun asit akülerin Watt - Saat verimi takriben %75'tir.

Durum aşağıdaki formülle ifade edilebilir.

 (4Wh)=(Deşarj akımı x Deşarj voltajı) Deşarj süresi / (Şarj akımı x Şarj voltajı) Şarj süresi

Watt - Saat veriminin farkı, hesaba akü voltajının da dahil edilerek, Amper x volt = watt olarak, şarj ve deşarjdaki güçlerin oranlanmasıdır.

Not: Verim hesabında, akım ve voltajın, tüm şarj ve deşarj süresince sabitleştirilmesi müm­kün değildir. Bu nedenle, şarj ve deşarj sürelerinde ortalama akım ve voltaj değerleri bulunarak, hesaplamalarda kullanılmalıdır. Hassas hesaplamalar için şarj ve deşarj süreleri takriben 15'er dakikalık dilimlere ayrılmalı, her dilimin kapasitesi hesaplanarak, sonuçta toplam deşarj ve şarj kapasiteleri oranlanmalıdır.

8- SÜLFATLAŞMA:

Plakalardaki sülfatın sertleşerek, şarjda aktif hale gelememesi durumuna, sülfatlaşma denir. Aşağıda açıklanan durumlarda sülfatlaşma meydana gelir.
a) Akünün uzun süre şarjsız durumda bekletilmesi,
b) Akünün sık sık deşarja bırakılması. (aşın deşarj)
c) Akünün aşın sıcaklıkta işletilmesi,
d) Elektrolit yoğunluğunun anma değerinden yüksek olması.

Not: Şarj sırasında elektrolit yoğunluğunun yükselememesi sülfatlaşmanın bir belirtisidir.

Sülfatlaşmanın Giderilmesi: Sülfatlaşma, aşağıdaki işlemlerle kısmen giderilebilir.
a) Elektrolit boşaltılır, yerine saf su doldurulur.
b) Akü kapasitesinin onda biri değerindeki bir akımla uzun süreli (18-20 saat) şarj edilir. Şarj süresince yoğunluk artacaktır. Şarja, yoğunluk artışı durana kadar devam edilir. Sabit akımla yapılan bu işlem boyunca şarj geriliminin göz başına 2.7 V.'den fazla yükselmesine izin verilmemelidir.
c) Yapılan şarj işlemi sonunda elektrolit yoğunluğu, anma yoğunluğundan genellikle biraz fazla olacaktır. Bu nedenle saf su ilave edilmek suretiyle, elektrolit yoğunluğu anma değerine getirilmelidir.

BOLUM 3:  MONTAJ AŞAMALARI

          I - AKÜLERİN TESLİMİ VE DEPOLANMASI
Aküler, tesis mahalline iki durumda teslim edilir.
1- Kuru-Şarjlı: Plakaları, şarjı müteakip özel olarak yıkanıp kurutulmuş akülere kuru-şarjlı akü denir. Bu tür akü hücreleri elektrolitsiz olarak tesis mahalline sevk edilir. Akü servise verileceği zaman elektroliti doldurulur.
2- Elektrolitli Şarjlı: Aküler, imalat mahallinde, elektroliti doldurulmuş ve şarj edilmiş olarak hazırlanır ve kullanıcıya o şekilde teslim edilir.
   
    Depolama: Akülerin tesis mahalline sevkine müteakip, redresörlerin veya akü odasının hazır olmaması gibi bazı nedenlerle servise verilmesinde gecikme olursa, uygun çevre koşullarında bekletilmeleri gerekir. Depolama şartları özellikle kuru şarjlı aküler için önemlidir. Akü hücrelerinde elektrot bulunmadığından, plakaların havayla temas etmemesi gerekir.

    Depolama Koşulları:
a) Akü, kapalı ve rutubetsiz ortamda bulunmalıdır.
b) Çevre sıcaklığı 15 "C ila 30 "C olmalıdır.
c) Depolama mahalli temiz olmalıdır.
d) Bütün akü hücreleri mümkün olduğu kadar aynı çevre şartlarda bulunmalıdır. (Bir kısmı hava akımı olan serin bir yerdeyken, diğerleri sürekli güneş alan sıcak ortamda olmamalıdır)
e) Kuru şarjlı akülerin imalatçı firma tarafından yapılmış ambalajı bozulmamak özel olarak takılmış olan hava sızdırmaz hücre tapaları açılmamalıdır. (Tüm tedbirlerin esas hedefinin sünger-kurşun halindeki negatif plakaların havanın oksijenini alarak Kurşun-Oksit haline gelmesini önlemek için olduğu unutulmamalıdır.)

 

II - ELEKTROLİT HAZIRLAMA
    Aküler için elektrolit hazırlama ihtiyacı, genel olarak iki durumda ortaya çıkar.
    1-Aküler kuru şarjlı olarak teslim alınır. Servise verileceği zaman elektrolit hazırlanır.
    2-Kırılma, çatlama, devrilme gibi nedenlerle kısmen veya tamamen elektrolit kaybına uğramış aküler için yenisi hazırlanır (Kabı kırılmış olan akünün elektroliti akacağından, plakalar hava ile temas ederek aktif maddeleri kurur. Bunu engellemek için hasarlı akünün plakaları, en kısa zamanda yerinden alınarak, yeni akü kabına yerleştirilinceye kadar, içinde temiz su bulunan uygun bir kapta bekletilmelidir.) Her iki durumda da, her şeyden önce elde edilmesi gereken bilgi şu olmalıdır. Söz konusu akünün elektrolit yoğunluğu "Tam şarjda, hangi sıcaklık, için kaç gr/cm3 ol­malıdır" Bu veriler, imalatçı firmadan doğru olarak öğrenilmelidir. (Örneğin, tam şarjda ve 20 °C'de l,215 gr/cm3)

    ÖN HAZIRLIK: Elektrolit hazırlama işleminden önce, aşağıdaki, malzeme, test aletleri ve kaplar temin edilmelidir.
a) Elektrolit hazırlayacak elemanlar için asite dayanıklı eldiven, önlük, çizme gibi giysiler,
b) Temizlik için yeteri kadar kullanma suyu,
c) Elektrolit hazırlama ve boşaltma kapları,
d) Termometre ve Hidrometre,
e) Yeteri kadar sülfürik asit ve saf su.

    Elektrolit hazırlama işleminde, cam ve metalik kapların kullanılmaması gerektiği, karışım el­de edilirken elektrolit sıcaklığının yükseleceği, hatırlanmalıdır.

DİKKAT: Elektrolit hazırlanırken, SAFSU İÇİNE SÜLFÜRİK ASİT KATILMALI, tersi yapılmamalıdır.

 

Elektrolit Hazırlamada Ölçek
    Akü imalatında kullanılan sulandırılmış sülfürik asidin yoğunluğu çoğunlukla 1.840 gr/cm ve­ya 1.400 gr/ cm3 tür. Bu bakımdan, belli yoğunlukta bir elektrolit elde etmek için, bir ölçek asite, kaç ölçek saf su karıştırılması gerektiği, temin edilen asitin yoğunluğunun 1,840 mı yoksa 1,400'mü olduğunun iyi bilinmesine bağlıdır.
    Aşağıdaki cetvelde, 1.840'lık asit kullanılarak, 1.215 veya 1.280 gr/ cm³'lük elektrolit elde et­mek için, l ölçek asite kaç ölçek su karıştırılması gerektiği gösterilmiştir. Cetvelde belirtilmeyen diğer elektrolit yoğunlukları için cetveldeki ölçek oranlar dikkate alınarak yeni asit su oranları oluşturulmalıdır.

 

 

Asit yoğunluğu

Hazırlanacak Elektrolit yoğ.

Karşılaştırılacak Asit - Su Oranı

 

1.215

l ölçek asit + 4 ölçek su

1.840

1.280

l ölçek asit + 3 ölçek su

 

1.215 

l ölçek asit + l ölçek su

1.400

1.280

l ölçek asit + 1/2 ölçek su

     

    ELEKTROLİTİN HAZIRLANMASI

    Daha önceki bölümlerde açıklanan hazırlıklar tamamlandıktan sonra gerekli miktarda elektrolit şöyle hazırlanır.
a) Elektrolit hazırlama kabına yeterli ölçekte saf su konur.
b) Suyun içine yavaş yavaş karıştırılarak gerekli ölçekte sülfürik asit ilave edilir.
c) Hazırlanan elektrolitin sıcaklığı ölçülür. Sıcaklık fazla ise 15-25 "C arasındaki bir dereceye düşünceye kadar beklenir.        
d) Sıcaklığı normal değere düşen elektrolitin yoğunluğu ölçülür. Ölçekler doğru ayarlanmışsa elektrolit yoğunluğu takriben istenen değerde olacaktır. Değilse bir miktar saf su veya sülfirikasit ilavesiyle hedeflenen yoğunluk elde edilir.
e) Yoğunluk değeri hassas olarak elektrolitin akü hücreleri ne doldurulmasını müteakip, yapı­lacak ÎLK ŞARJ da belirleneceğinden, bu aşamada elektrolit dinlenmeye bırakılır.
   

    NOT: Uygulamada elektrolit, kuru şarjlı aküler için veya her hangi bir nedenle elektroliti dökülmüş aküler için hazırlanır. Bu akünün bir süre servis dışı kalması, dolayısıyla plakalarında kısmen sülfat bulunması demektir. Bu durumdaki aküye hazırlanan elektrolit doldurulup, şarj edildiğinde, elektrolit yoğunluğu, plakalardaki kısmi sülfatın da elektrolite dönmesiyle normalden daha fazla olur. Bu durum dikkate alınarak hazırlanan elektrolitin yoğunluğu normal değerinden 0,010 daha düşük tutulur. (Örneğin 1,215 - 0,010 = 1,205 gr/cm3)

 

    ELEKTROLİTİN DOLDURULMASI
    Akü hücrelerine, hazırlanmış olan elektrolitin doldurulmasında aşağıdaki hususlar sağlanmalıdır.
a) Akü hücreleri, elektrolitsiz durumda iken hafif olduğundan, elektrolit doldurulmadan önce, sürekli bulunacağı yere konulmalıdır.
b) Akü kuru şarjlı ise, ambalajları ve hava sızdırmaz kaplan elektrolit doldurmadan hemen önce açılmalıdır.
c) Hazırlanmış olan elektrolit her bir hücrede eşit miktarda bulunmalıdır. Bunu teminen dikkatle gözlenerek, her bir hücreye "MAKSİMUM" işaretine kadar doldurulmalıdır.
d) Elektrolitin doldurulmasını müteakip, yoğunluk ve sıcaklık değerleri ölçülerek bir cetvele yazılmalıdır.
e) Elektrolit doldurulmuş aküler, takriben 2 saat süreyle dinlenmeye bırakılmalıdır.
f) Dinlenme süresinin ilk bir saati içinde takriben 15 dakikada bir, sıcaklık ve yoğunluk ölçümleri yapılarak ilgili cetvele kaydedilmelidir.
g) Elektrolitin dinlenme süresi sonunda hücrelerdeki elektrolit seviyeleri tekrar kontrol edilmeli, gerekiyorsa hücrelerden elektrolit alınarak veya ilave edilerek, tüm hücreler aynı seviyeye getirilmelidir, (çoğunlukla akülere elektrolit doldurulunca, plakalar ve seperatörler bir miktar elektrolit emeceğinden seviye biraz düşer.)
h) Akü üzerinde elektrolit kalıntıları varsa, temizlenmeli ve kurulanmalıdır.

NOT: Söz konuşu işlemlerden sonra akü, "İLK ŞARJ"a hazır demektir.

 

 

  III - AKÜ GRUPLARININ MONTAJI
    Aküler işletme esnasında, asit buharı ile hidrojen ve oksijen çıkarırlar. Asit buharının korozyon, hidrojenin tutuşma özelliği, bunların akü odasından, enerji odasının diğer bölümlerine yayılmadan, bina dışına atılmasını gerektirmektedir. Söz konusu nedenle, aküler için ayrı oda yapılır.

 

Akü Odasının Düzenlenmesi
    Akü odasının belirlenmesi ve düzenlenmesinde, aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır.
a) Akü odası rutubetsiz olmalıdır.
b) Akü odası sürekli güneş ışınlarına maruz bulunmamalıdır.
c) Yeterli derecede aydınlatılmalıdır. Aydınlatma tesisatı gaz sızdırmaz özellikte olmalı, böylece yangın ihtimali ortadan kaldırılmalıdır.
d) Akü odasının duvarları açık renk, asite dayanıklı yağlı boya ile veya benzeri özellikteki in­şaat malzemeleri ile kaplanmalıdır.
e) Akü odasının tabanı, kaymayacak kadar düz olmalı ve asite dayanıklı herhangi bir malzeme ile kaplanmalıdır.

 

Akü Odasının Ölçüsü
    Akü odasının boyutlarının belirlenmesinde aşağıdaki iki husus dikkate alınmalıdır.
    a) Kurulacak akü gruplarının boyutları: Akü hücreleri dizilerek grup teşkil ettiklerinde, özellikle tabanda işgal edecekleri alan ile akü bakımından sorumlu elemanların, ölçüm kontrol ve temizlik gibi işleri rahatlıkla yapabilmek için gerekli boş saha, akü odası boyutlarının tayininde en önemli faktördür.
    b) Akünün çıkaracağı Hidrojen miktarı: Akülerin, hücre basma 2,3 voltun üstündeki şarjları süresince, hidrojen ve oksijenden oluşan gazlanma olayı meydana gelir. Havadan daha ağır olan hidrojen, özellikle tabana yakın seviyede yoğunlaşır. Bu gaz, havalandırma sistemi ile bina dışına atılmazsa akü odasında birikerek patlama tehlikesi oluşturur. Akü odasının hacmi ne kadar büyük olursa söz konusu tehlike o kadar az olur. Aynı zamanda havalandırma sisteminin gücüde aynı oranda küçük olur. Diğer bir ifade ile zorunluluk nedeniyle akü odası küçük seçilmişse, havalandırma sisteminin gücü aynı oranda büyütülmelidir.

 

Akünün Montajı
    a) Akü gruplarının, yerleştirilmesinde, akü dizişi ile duvar arasında en az 30 cm. diziler arasında ise en az 60 cm. mesafe bulunmalıdır. Bu düzenleme, akünün bakımından sorumlu elemanlara, hareket rahatlığı kazandıracak, akülerin bakımım kolaylıkla yapma imkanı verecektir.
    b) Akülerin alt yüzeyi, oda tabanından yalıtkan altlıklarla yükseltilmelidir. Bu iş için, akü imalatçısının verdiği altlıklar kullanılmalı veya imalatçı önerilerine uygun olarak hazırlamalı ve monte edilmelidir.
    c) Harici köprülerin bağlanmasında, kaza ile hücre kutuplarının kısa devre olmasını önlemek için, üzeri yalıtkan kaplı, takımlar kullanılmalıdır.
    d) Kutup cıvataları, imalatçı firma önerilerine uygun değerde sıkılmalı, böylece aşın sıkma sonucu çatlamalar veya gevşek sıkma sonucu, işletme esnasındaki aşırı ısınma ihtimali ortadan kaldırılmalıdır.

NOT: Akü gruplarının montajında her şeyden önce akü imalatçısının önerileri doğrultusun-da işlem yapılmalıdır

 

IV- AKÜ GRUBU OLUŞTURMA
    Akü hücrelerinin yan yana tesis edilerek, (+) ve (-) kutuplarının harici köprülerle birbirine bağlanmasıyla elde edilen toplam birime, akü grubu denir. Akü hücreleri iki maksatla grup hali-ne dönüştürülür.
1-Voltajı artırmak için,
2-Kapasiteyi (akımı) artırmak için.

Voltaj Artırma: Bir akü hücresinin anma voltajı iki volttur. Bu nedenle anma voltajı ile orantılı daha yüksek voltaj elde edilmek istendiğinde, seri bağlama sözcüğüyle ifade edilen ve bir hücrenin (+) kutbunu, yanındakinin (-) kutbuna bağlamak suretiyle istenen voltajda akü grubu elde edilebilir. Aşağıda 50 Ah, 2 voltluk 3 adet hücrenin seri bağlanması ile elde edilen 6 voltluk bir akü grubu seması görülmektedir. 

 

    Daha önceki bölümlerde açıklandığı gibi bir akünün kapasitesi birbirine bağlı aynı cins plakaların adedine bağlıdır. Seri bağlamada, hücrelerin içindeki ayrı cins plakalar harici olarak birbirine bağlandığından kapasite, bir hücrenin kapasitesi kadardır. Buna karşın akü grubu voltajı, hücre voltajının, hücre adedi ile çarpımı değerindedir.
    T.T. haberleşme sistemlerinde kullanılan akü grupları 48 voltluk olup 24 adet hücrenin birbirine seri bağlanmasıyla elde edilir.

    Kapasite Artırma: Kapasitesi belli akü hücrelerim birbirine bağlayarak daha yüksek kapasiteli bir akü grubu elde edilebilir. Paralel bağlama sözcüğüyle ifade edilen bu işlemde hüc­relerin (+) kutupları birbirine, (-) kutuplanda birbirine bağlanır. Yapılan iş aslında hücrelerin ay­nı cins plakalarım harici olarak birbirine bağlamaktır. Bu nedenle, elde edilen akü grubunun top­lam kapasitesi, hücre kapasitesinin hücre adedi ile çarpımı kadar olacaktır. Buna karşın akü grubunun voltajı bir hücrenin voltajı değerindedir. Aşağıda kapasitesi 100 Ah olan 6 hücrenin paralel bağlantısı görülmektedir.

 

NOT: Akü hücrelerinin seri ve paralel bağlanmasıyla (diğer bir ifadeyle karışık bağlan­masıyla) hem voltajı, hem de kapasiteyi artırmak mümkündür. T.T haberleşme merkezle-rinde, birbirine seri bağlı 24 hücreden oluşan iki ayrı akü grubu, enerji sistemi yoluyla bir­birine paralel bağlı olarak işletilmektedir. Aşağıda 2 volt. 2000 Ah.'lik hücreden oluşmuş iki akü grubu görülmektedir.

 

Akü1 + Akü2 = 2000 + 2000 = 4000 Ah 48 Volt

 

BÖLÜM : IV AKÜLERİN MUAYENESİ

AKÜLERİN MUAYENESİ

Aküler, yapısal ve işlevsel durumlarının saptanması maksadıyla, satın alınmasını müteakip ve işletme süresince gerek duyuldukça, aşağıdaki iki genel aşamada muayeneye tabi tutulur.
    1-Kabul Muayeneleri: Verilen akülerin, satın alanın taleplerim karşılama seviyesini sapta­mak için yapılan muayenedir.
    2-İşletme Muayeneleri: işletme sürecinin, herhangi bir aşamasında akülerin durumunu kont­rol ederek, bir enerji arızasında, işlevlerini hangi seviyede yapılabileceğini önceden saptamak için yapılan muayenedir.

Söz konusu iki muayenede de hedef aşağıdaki hususların saptanmasıdır.
a) Deşarjda anma kapasitesinin elde edilip edilemediği,
b) Tekrar şarjda, anma kapasitesinin aküye kazandırılıp kazandırılamadığı,
c) Şarj ve deşarj işlemleri esnasında, akü hücrelerinde yapısal bir aksaklığın oluşup oluşmadığı.

Yukarıda açıklanan şarj, deşarj işlemlerinde, ölçümlerle elde edilen değerler kullanılarak, akü­nün anma kapasitesi, Ampersaat ve Watt saat verimleri hesaplanır, şarj ve deşarja grafikleri çıka­rılabilir. Muayeneler akü grubunun bütün hücrelerinde ölçüm yapılabileceği gibi, "Pilot hüc­relerden de değer alınabilir. Eklerde, 48 V 2200 Ah.'lik bir akü grubu için, tipik muayene formları ve hesaplamaları görülmektedir.

        DEŞARJ VE KAPASİTE MUAYENESİ
Anma kapasitesi  : 2200 Ah.
Anma Yoğunluğu : 20 °C'ta 1.200 gr./cm3
Deşarj Akımı     : 220 A. (Sabit)

Deşarj süresi (saat)

Pilot Hücrenin

Bir saatlik şarj kapasiteleri

Yoğ.

Sıc.

Volt.

K-I.t Ampersaat (Ar K= (IxU) x t wattsaat

Deşarja Başlama 09.00

1.200

20 C

2.2

Akü grubu, anma kapasitesinin en az %10 fazlasına şarj edilmiş durumda (2200+220= 2420 Ah)

09.30 10.00

1.200

20

1,99 1,995

220x1=220 Ah

(220x1.99) xl=437,8 wh

11.00

1,190

"

1,98

"

(220xl,97)xl=435,6 wh

12.00 

1,180

"

1,97

"

(220x1,97) xl=433,4 wh

13.00 

1,170

11

1,96

"

(220x1,96) xl=431.2 wh

14.00 

1,160

11

1,95

"

(220xl,95)xl=429 wh

15.00

1,150

"  

1,94

"

(220xl,94)xl=426,8 wh

16.00

1,140

"  

1.93

"

(220xl,93)xl=424,6 wh

17.00

1,130

"

1,92

"

(220xl,92)xl=422,4 wh

18.00

1,125

"  

1,915

"

(220x1,915x1=421,3 wh

19.00 Deşarj sonu

1,115

"

1.90

"

(220xl,90)xl-418 wh

 

Top:2300 Ah

Toplam: 4280 wh

  NOT: Deşarj ve kapasite muayenesinden önce, akü grubu %1JO kapasiteye ulaştırılmak üzere bir iki saat şarj edilir. Yukarıdaki tipik formda görüldüğü gibi değerler alınır. Saatlik kapasiteler ve toplam (Ah) ve (w h) kapasiteleri hesaplanır.

 

        ŞARJ VE KAPASİTE MUAYENESİ
Anma kapasitesi      : 2200 Ah
Anma Yoğunluğu      : 20 "C'de 1.200 gr./cm3
Deşarj Akımı  : 2200 / 10 = 220 A. (Sabit)

Şarj Suresi (Saat)

Pilot Hücrenin

Bir saatlik şarj kapasiteleri K -1 x t Amper saat (Ah) K - (I x U) x t V/ATTSAAT (wh)

Yoğ.

Sıc.

Volt.

Şarj Başlama 08.00

1.115

22

1,95

Tam deşarjlı akü grubu 220 A sabit bir akımla 11 saat şarj edildi

00.90

1,115

"

2,09

220.1=220Ah

(220x2,09) xl=459.8 wh

10.00 

1,115

"

2,10

"

(220x2,10) xl=462 wh

11.00

1,115

23

2,12

"

(220x2,12) x l =466,4 wh

12.00

1,115

11

2,14

"

(220x2,14) xl=470,8 wh

13.00

1,120

24

2,16

"

(220x2,16) xl=475,2 wh

14.00

"

"

2,19

"

(220x2,19) xl=481,8 wh

15.00

1,125

"

2,21

"

(220x2,21) xl=486,2 wh

16.00

1,145

25

2,25

"

(220x2,25) xl=495 wh

17.00

1,195

26

2,30

"

(220x2,30) xl=506 wh

18.00

1,205

27

2,62

"

(220x2,62) x l =576,4 wh

19.00 şarj

1,205

28

2.62 

"

(220x2,62) x l =576.4 wh

 

Top.:2420 Ah

Toplam: 5455,6 wh

  Şarj ve Deşarjdaki ölçümlere göre takribi Ampersaat ve Watt saat verimlerinin hesabı:

Deşarj Kapasitesi    2200 Ah.
(lAh =-Deş

Şarjdaki Kapasite    2420 Ah
= %90

Deşarjdaki Kapasite    4280
=%78

Şarjdaki Kapasite    5455.6

BÖLÜM V: ŞARJ ÇEŞİTLERİ

Akülere, imalattan itibaren servis dışı kalıncaya kadar çeşitli şarjlar uygulanır.

1- İLK ŞARJ: Kuru şarjlı veya elektroliti doldurulmuş ve şarj edilmiş ancak bazı sebeplerle bir süre beklemiş akülere, servise verilmeden önce uygulanan şarja İlk Şarj denir.

Hedef: Aküyü, servise vermeden önce, tüm hücrelerin yoğunluk, voltaj ve elektrolit seviyelerini eşlemek ve kısmi sülfatlaşmayı gidererek, tam kapasiteli hale getirmektir, îlk şarj şu durumda olan akülere uygulanır.
a) Kuru şarjlı akülere elektrolit doldurulmasından itibaren iki saat sonra,
b) Elektrolitli ve şarjlı teslim edilmiş ancak üç ay süreyle beklemiş akülere (üç ay sonunda ilk şarj uygulanan akü her hangi bir sebeple yine boşta bekletilmek zorunda kalırsa, her üç ayda bir, ilk şarj tekrar edilmelidir.)

İLK ŞARJ KOŞULLARININ TESPİTİ
    Kuru şarjlı akü hücrelerine, elektrolit doldurulmasını takip eden bir saat içinde, elektrolitteki, yoğunluk değişimi tespit edilir. Söz konuşu değerler, akülerin boşta bekletildiği sürenin ve orta­mın etkilerinin bir göstergesidir. Elektrolit yoğunluğundaki değişim değerlerine bağlı olarak ilk şarj koşulları aşağıda açıklandığı şekilde saptanır.

    a) Elektrolit doldurulduğu andaki yoğunluk ile bir saatlik süre sonunda oluşan yoğunluk düşmesi, 0.020'den az ise, bu değer o akünün uygun bir ortamda ve 12 aydan daha az bir süre boşta bekletildiğini, dolayısıyla kapasite kaybının az olduğunu gösterir. Bu durumda olan bir aküye "normal ilk şarj" uygulanır.

    b) Elektrolit doldurulduğu andaki yoğunluk ile, bir saatlik süre sonunda oluşan yoğunluk azal-ması, 0.020'den fazla ise, bu değer söz konusu akünün olumsuz koşullarda ve 12 aydan daha uzun süre boşta bekletildiğini, dolayısıyla kısmi sülfatlaşma oluştuğunu gösterir. Bu durumda olan bir aküye, kısmi sülfatlaşmayı gidererek tam kapasiteyi kazandırmak için "Özel ilk şarj" uygulanır.

NORMAL İLK ŞARJ: Normal ilk şarj, akımı sınırlanabilen bir redresorle aşağıdaki gibi yapılır.
a) Hücre buşonları çıkarılır.
b) Şarja K/20 değerindeki bir akımla başlanır ve bu akım şarj sonuna kadar sabit tutulur.
c) Şarj süresince, hücrelerin elektrolit yoğunluğunun ve voltajlarının yavaş yavaş arttığı gözlenir.
d) Hücre voltajlarının 2,6 voltta ulaşmasını müteakip, takriben 2 saat süreyle, voltaj ve yoğunluk tespitleri yapılırken, öte yandan gazlanma miktarı gözlenir.
e) 2 saat sonunda, hücre voltajları 2.7 V. hücre yoğunlukları nominal (+,-) 0.010 ve gazlanma miktarı sabitleşmişse şarja son verilir.

NOT: Şarj sonunda yukarıdaki şartlar sağlanamıyorsa hücre, asit ve saf su ilavesiyle yoğun­luk ve seviye ayarı yapılmalıdır. Söz konuşu düzeltmeyi müteakip, ilavelerin elektrolite karışması için, akliye bir saatlik bir ilave şarj uygulanmalıdır. Bu şarj sonunda hücre yoğunluk ve voltajları tekrar tespit edilerek, e§il olduklarından emin olunmalıdır.

SONUÇ:
    Yukarıda açıklanan şarj işlemi sonunda akü, tüm hücrelerinin elektrolit seviyeleri, yoğunluk­ları ve voltajları eşit ve tam kapasitede, işletmeye verilmeye hazırdır.

ÖZEL İLK ŞARJ: Bu şarj, akımı sınırlanabilen bir redresorle aşağıda açıklandığı şekilde yapılır.
a) Hücre buşonları çıkarılır,
b) Şarja, K/10 değerindeki bir akımla başlanır ve bu akım, şarj voltajı 2,4 volta ulaşıncaya kadar sabit tutulur.
c) Voltaj 2,4 volta ulaşınca, şarj kesilir ve akü bir saat süreyle dinlendirilir.
d) Bir saatlik süre sonunda şarja tekrar başlanır ancak bu aşamada şarj akımı K/20 değerine düşürülür ve şarj sonuna kadar bu değerde sabit bırakılır.
e) Şarjın devamında, "normal ilk şarjda" açıklanan hususlar aynen uygulanır.

NOT: Yukarda açıklanan ilk şarj işlemlerinde, redresör voltajı hücre basma 2,7 volta kadar yükselmektedir. Bu voltaj değeri, alıcılara zarar verebilecek seviyededir. Bu nedenle, ilk şarj işlemim yapacak redresör, alıcılara bağlı olmamalıdır.

    Ayrıca ilk şarj boyunca elektrolit sıcaklığının 35 C'in üstüne çıkmasına izin verilmemelidir. Böyle durumlarda şarj akımı daha düşük seviyede tutulmalıdır.
İlk şarj esnasında, gazlanmadan dolayı, elektrolit seviyesi az miktarda yükselebilecektir. Dikkate alınmamalıdır.

2-YAVAŞ ŞARJ:
    Akülerin şelf deşarjını önleyerek, tam kapasitede kalmalarım sağlamak için sürekli yapılan şarjdır. "Zayıf şarj", "Float şarj", "Tampon şarj" gibi terimlerle de ifade edilir.

Yavaş Şarj Voltajı: Yavaş şarj voltajının değeri aşağıdaki etkenlere bağlıdır.
    a) Elektrolit Yoğunluğuna: Yoğunluğu 1,210 civarında olan, akülerde yavaş şarj voltajı takri­ben 2,2 volttur. Yoğunluğu 1,250 civarında olan akülerde ise, şarj voltajının değeri 2.23 Volt'tur (Yoğunluğun artması, iç direnci artırır.)
    b) Akünün Yasına: Yeni akülerde yavaş şarj voltajının 2,2V olmasına karşın, yaşlı akülerde bu değer takriben 2,23 volttur (Akü eskidikçe kısmi sülfatlaşma nedeniyle iç direnci artar.)
    c) Plakaların Cinsine: Kurşun-Antimuan bileşimi! plakalara sahip akülerde yavaş şarj voltajı 2,2V iken, saf kurşun plakalı planta akülerde 2,23 volt.tur.

Yavaş Şarj Akımı: Yavaş şarj akımı, şarj voltajına bağlıdır. Şarj voltajının değeri, yukarda açıklanan etkenlere bağlı olarak ayarlanmakla birlikte, söz konuşu ayarda, şarj akımıda dikkate alınmalıdır. Akünün yasma bağlı olarak şarj akımı aşağıdaki gibi olmalıdır.
a) Yeni akülerde kapasite başına 0,3 mA (100 Ah için 30 mA),
b) 3 yıllık akülerde kapasite basma 0,5 mA (100 Ah için 50 mA),
c) 6 yıllık akülerde kapasite basma 1,5 mA (100 Ah için 150 mA).
   

Yanlış Ayarın Etkileri
a) Yavaş şarj voltajı fazla olursa, aşın su kaybına neden olur,
b) Yavaş şarj voltajı düşük olursa, zamanla hücreler arasında voltaj farklılığı oluşur.

3-HIZLI ŞARJ
    Kısmen veya tamamen deşarj olmuş bir aküye, tam kapasitesini tekrar kazandırmak için yapılan şarjdır. "Tekrar Şarj", "Boost Şarj" sözcükleri ile ifade edilir. Genelde iki türlü yapılır
Manuel Hızlı Şarj: Akımı limitlenebilen bir redresör ve ilgili bir personelin kontrolü altında yapılan şarj işlemidir.
Otomatik Hızlı Şarj: Şarj, akım limiti ve şarj voltaj değerleri önceden ayarlanmış bir redresörle, otomatik olarak yapılır, şarjın hiçbir aşamasında, personelce bir müdahale yapılmaz.

Şarjda Tipik Oluşumlar
Voltaj: Şarj başlangıcının ilk bir saatinde ve takriben sekizinci saatte biraz daha fazla olmak üzere tüm şarj süresi boyunca akü voltajı sürekli artar. Şarj sonunda sabitleşir,
Yoğunluk: Şarjın ilk 3-4 saati boyunca yoğunluk takriben sabit kalır. (Biraz düşebilir) Beşinci ve sekizinci saatlerde biraz fazla olmak üzere şarj boyunca yoğunluk artar. Şarj sonunda sabitleşir.
Gazlanma: Şarjla birlikte gazlanma başlar. Şarjın takriben yedinci saatinden itibaren gazlanma hızlanır. Şarjın sonunda gazlanma miktarı sabitlesin (Şarj kesildiğinde gaz kabarcıkları bir saat sonra kaybolur.)

Manuel Hızlı Şarj
    Tamamen deşarj olarak hücre basma voltajı 1,8 volta düşmüş bir akü grubu, kademeli sabit akım metodu ile 12 saat süreli bir şarja tabi tutulduğunda, şarj aşağıda açıklandığı gibi gelişir.
a) Redresör çalıştırılarak, K/l O değerindeki akıma limitlenir,
b) Şarjın ilk bir saati sonunda hücre voltajı 2,1 volta ulaşır,
c) Takibeden şarj süresi boyunca voltaj yavaş yavaş yükselir.
d) Takriben yedinci saatte voltaj daha hızlı artar, aynı zamanda:
    1- Gazlanma hızlanır,
    2- Akü, nominal kapasitenin %75'ine ulaşır.
e) Bu aşamada, şarj akımının yarıya düşürülerek aşın gazlanmanın önlenmesi gereklidir. Bunu teminen redresör akımı yeniden K/20 ampere limitlenerek, şarj sonuna kadar bu değerdeki akımla şarja devam edilir.
f) Sabit akımla şarj devam ederken, şarj voltajı yavaş yavaş artarak, takriben onuncu saatte, voltaj hücre basma 2,7 V'ta yükselerek gazlanma ve yoğunluk sabitleşecektir. Bu aşamayı müteakip 2 saat süreyle şarja devam edilerek, gazlanma ve yoğunluğun artmadığı gözlenirse şarja son verilir ve akü tam kapasitesine ulaşmış olur, şarj voltajı sabitleştiğinde, şarj akımının da azaldığı görülür. 

            Otomatik Hızlı Şarj
    Sürekli olarak servisteki redresörlere ve sisteme bağlı olan 2 grup akü, AÇ kesintisi sonucu deşarj olacaktır. AÇ enerji tekrar geldiğinde, herhangi bir personel müdahalesi olmaksızın redresörler aküleri otomatik olarak şarj edecektir, işlem otomatik olmakla birlikle, redresörün akım limit değeri ve şarj voltaj değerleri önceden uygun olarak ayarlanmalıdır.
    Redresörün akım limit değerleri, hızlı şarj ve yavaş şarj voltajı değerlerinin seçimi ve ayarlarında şu hususlar dikkate alınmalıdır.
a) Hızlı şarjda akü şarj akımı, K/10'dan daha düşük olacak şekilde, redresör akımı limitlenmelidir.
b) Hızlı şarjda, akü voltajı 2,4 V'a ulaştığında (aşın gazlanmayı önlemek için ) şarj akımı mutlaka K/20 amperin altına düşürülmelidir.
c) Şarjın hiçbir aşamasında, voltaj:
    1-Analog haberleşme sistemleri bağlı olan redresörlerde 2.4 voltu (57.6 volt) geçmemelidir.
    2-Sayısal haberleşme sistemleri bağlı olan redresörlerde ise, 2,35 voltu (56,4 volt) geçmemelidir.

Otomatik İşlevler Şarj Akımını Sınırlama:
    Aküler, şarj oldukça voltajları artar ve bu voltaj, redresör voltajına zıt etki yaparak şarj akımını azaltır. Şarj akımının azalmasını önleyerek, sabit kalmasının yolu, akımın azalması oranında, redresör voltajının yükseltilmesidir. Redresörler otomatik voltaj regülasyonu devreleri ile bu işle­mi yaparak sabit akımla şarja imkan verirler. Sabit akımla yapılan şarj süresince, redresör voltajı, akım limitleme devresinin kontrolundadır. Akünün şarj akımı ihtiyacı, redresörün limitlendiği değerin altına düştüğü anda, redresör voltaj kontrolü, akım limitleme devresinden, voltaj devresi-ne otomatik olarak aktarılır.
        Şarj Akımını K/20 Amperin Altına Düşürme
    Akü gruplarının şarjı esnasında, nominal kapasitelerinin takriben %75'ine ulaştıklarında, şarj akımı ihtiyacı K/l O Amperden fazlada olabilir. Bu bakımdan akımın K/20'den daha düşük tutulması için gerekli otomatik kontrol yapılmalıdır. Bu işlem aşağıdaki kontrollerden biriyle yapılır.
    a) Şarjda, hücre basma 2,4 volta (Sayısal sistemlerde 2,35 v.) ulaşıldığı andan itibaren şarj sonuna kadar, bu voltajla devam edilir, (bu durumda şarj akımı sürekli azalarak K/20'nin altına dü­şer.) Şarj sonunda 2,23 volta ulaşıldığı anda hemen tampon şarja dönülür. (Bu durumda da yine akım azalarak K/20 Amperin altına düşer.)
    b)Şarja, 2,23 voltluk tampon şarj (Yavaş Şarj) voltajı ile başlanır. Şarj süresi bir zamanlayıcı (Tımer) ile önceden tayin edilerek, akünün şarj akımı ihtiyacının, bu şarjı tamamladığında K/ 20'nin altında olması sağlanır. Takriben 2,35 voltta (veya 2,4 volt) ikinci aşama şarj başlar. Şarj sonunda tampon şarja dönülür.

Tampon Şarja Dönme Metotları
    1-Şarj voltajı bir kontrol devresi tarafından izlenir. Akü şarj voltajının 2,4 volta ulaştığım algı­ladığı anda redresör voltajım otomatik olarak 2,23 voltluk tampon şarj voltajına düşürür. Şarj normal işletme süresince bu voltajla devam eder.
    2-Şarj akımı, bir kontrol devresi tarafından izlenir, akülerin çektiği akım, belli değere (örneğin K/30 Amper) düşünce, durum "Akım Kontrol" devresince algılanıp ve redresör voltajı otomatik olarak 2,23 voltluk tampon şarj voltajına düşürülür. Şarj bundan sonra normal işletme süresince bu voltajla devam eder.
    3- Hızlı şarj, bir zamanlayıcının (Tımer) ayarına bağlı olarak sürer. Şarj süresi dolduğunda zamanlayıcı gerekli kumandayı yaparak, redresör otomatik olarak 2,23 voltluk tampon şarja döndürür, şarj normal işletme süresince bu voltajla devam eder.
Yukarda açıklanan hususların sağlanmasında dört temel hedef vardır.
    a) Akü gruplarım, zamanında tekrar tam şarjlı duruma getirmek,
    b) Akü gruplarının hücre kapakları kapalı olduğundan, oluşan gaz miktarım, kapak deliklerinden atılabilecek derecede sınırlamak
    c) Şarj akımım, aşın sıcaklığa ve aşın şarja yol açmayacak düzeyde tutmak,
    d) Şarj işlemi esnasında, haberleşme sistemlerinde devrede olduğundan şarj voltajı değerim sistemlere zarar vermeyecek düzeyde tutmak,

Dengeleme Şarjı
    Bir akü grubunun, bütün hücrelerinin yoğunluk ve voltajlarım aynı seviyeye getirmek için uy­gulanan şarjdır. "Bakım Şarjı", "Tazeleme Şarjı" Terimleriyle de ifade edilir.

Dengeleme Şarjı İhtiyacının Tespiti
    a) Hücre voltajlarının ölçümünde, 0,05 volt ve daha fazla fark elde edilmişse. (Bu durum, redresör tampon şarjı voltajının normalden düşük değere aşarlı olması durumunda veya hücre elekt­rolit sıcaklıklarının 3 C'den fazla, farklı olması halinde ortaya çıkar.)
    b) Hücre yoğunluklarının ölçümünde birbirine göre 0.010 ve daha fazla fark tespit edilmişse,
    c) a ve b maddesindeki durumlar oluşmasa dahi, takriben altı ayda bir defa, akü grubunun dengeleme şarjı uygulanır.

Şarj İşlemi
    Şarja başlamadan önce, redresör ve şarj edilecek akü, alıcılardan ayrılmalıdır. (Şarj sonu vol­tajı 2,7 volta kadar yükseltileceğinden, alıcılar için zararlı olabilir.)
    a) Şarj akımı K/20 ampere limitlenerek, sabit değerdeki bu akımla şarj başlanır ve devam edilir.
    b) Şarj boyunca yükselen voltaj 2,7 volta ulaştığında yoğunluk ve voltaj ölçümlerine başlanır. Birbirini takip eden 2-3 saat boyunca yoğunluğun ve voltajın sabitleştiği tespit edilerek, şarja son verilir.

BÖLÜM 6: ŞARJ METOTLARI

    Aküler, çeşitli metotlarla şarj edilebilir. Söz konuşu usullerin hepsinde hedef aküyü tam kapasitesine ulaştırmak ve bu kapasitede muhafaza etmektir. Böylece deşarjda, aküden tam kapasiteyi elde ederek, verimli ve aksaksız bir işletme sağlamaktır.
 

    Aküleri, aşağıdaki metotlarla şarj edebilmek için, "Voltaj regülasyonu" ve "akım limitleme" özellikleri olan redresöre gereksinim vardır. Böyle redresörlerde, şarj voltajı, akımı ilgili "trimpot"larm ayarına bağlı olarak istenen değerde seçilebilmektedir.

   

    Şarj metotlarının hepsinde, aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır.
a) Maksimum şarj voltajı hiçbir zaman hücre basma 2,7 voltu geçmemelidir.
b) Şarj akımı K/10'dan fazla olmamalıdır.
c) Elektrolit sıcaklığı 35 °C geçmemelidir.
d) Şarj voltajı arttırılınca, akımında artacağı bilinmelidir.
e) Akü şarj oldukça, çekeceği akımın da giderek azalacağı hatırlanmalıdır.

 

    Sabit Akımla Şarj:

    Bir aküyü, sürekli ve aşamalı olarak, sabit değerdeki bir akımla şarj etmektir. Şarj akımı, redresördeki akım limitleme trimpotu ayarlanarak, istenen değere getirilir. Kısmen veya tamamen deşarjlı durumda olan akünün şarj akımı ihtiyacı, Ümitlenen değerden fazla olduğu sürece, akım sabitlenebilir.

    Bu şarj işletmede, redresörün önceden yapılmış ayarlarına bağlı olarak, otomatik yapılabildiği gibi, bir elemanın kontrolünde manuel olarak uygulanabilir.

    Aşağıda, sabit akım metodundaki, akım ve voltaj eğrileri görülmektedir. Grafikte görüldüğü gibi şarj akımının sabit tutulabilmesi için, voltaj yavaş yavaş artmaktadır. Otomatik şarjda redresördeki elektronik kontrol devresi, voltajı yavaş yavaş artırarak akımı sabitler, manuel şarjda ise, personel, ilgili trimpotu sürekli ayarlayıp voltajı artırarak aynı işlemi yapabilir.

    Sabit akımla şarj, akünün şarj akımı ihtiyacı, limitlenen değerin altına düşünce sona erer.

    Sabit Voltajla Şarj

    Bir aküyü, sürekli ve aşamalı olarak, sabit değerdeki bir voltajla şarj etmektir. Şarj voltajı, redresördeki ilgili trimpot ayarlanarak istenen değere getirilir ve şarj boyunca bu değer sabit ka­lır. Akü ayarlanan bir akımla şarj olmaya başlar. Şarj süresince akım yavaş yavaş azalır, şarj sonunda voltaj ayarlandığı değerde sabit kalırken, akımda azalarak sabitleşir.

    Aşağıda, bu metotla yapılan bir şarj işleminin, akım ve voltaj eğrileri görülmektedir. Grafikte görüldüğü gibi, akü şarj oldukça akım ihtiyacı azalmakta sonunda iyice azalarak sabitleşmektedir.

    Uygulamada, kısmen veya tamamen deşarj olmuş bir akü için, ilk şarj voltajı fazla geleceğinden, şarj sonunda, voltaj otomatik veya manuel olarak, daha düşük değere alınır.


Şarj süresi

    Sabit Akım - Sabit Voltajla Şarj

    Bu şarj metodunda, sabit akımla şarja başlanır ve belli süre böyle devam edilir. Müteakiben sabit voltajla şarja geçilir ve şarj bu voltajla tamamlanır.  Bu şarj usulü çoğunlukla akülerin otomatik şarjında kullanılır. Sabit akımla şarj sürerken, voltaj takriben 2,4 volta ulaştığında, otomatik olarak 2,23 voltluk sabit voltajla şarja geçilir. Bu değerdeki voltajla şarj, işletme süresince devam eder.

 


Şarj süresi

    Yukarda açıklananlar, üç temel şarj metodudur. Uygulamada birbiri ardına yukarıdaki metotların karışımı kullanılarak, şarj işlemleri de yapılabilmektedir.

   

    Sabit Akım - Kademeli Sabit Voltajla Şarj

    Çoğunlukta, akülerin otomatik şarjında kullanılır.


Sabit voltaj (2,23)

 

    Kademeli Sabit Voltajla Şarj

    Çoğunlukla, akülerin otomatik şarjında uygulanır.

BÖLÜM 7: AKÜ ŞARJ SEVİYESİNİN KONTROLÜ

işletme süresinde, zaman zaman akünün şarj seviyesinin tespiti gerekir. Bu kontroller sonu-cunda, aküde, şarj eksikliği olup olmadığı belirlenir, varsa tam kapasiteye ulaştırılacak şekilde, ilave şarj uygulanır.

Bir akünün şarj seviyesi iki türlü tespit edilir.

1-Yoğunluk ölçümü ile,

2- Açık devre voltajı ölçümü ile.

Yoğunluk Ölçümü İle Tespit: Bu yolla şarj durumunun tespitinde, ölçülen yoğun­luk değerinin, söz konuşu akünün tam şarjlı yoğunluk değerinden ne kadar düşük olduğu dikkate alınır. Ölçüm değeri, tam şarjlı değerden takriben 0,050 eksikse "Yarım Şarj", 0,100 eksikse "Tam Deşarj" sonucuna da varılır. Diğer değerler için, oranlama yapılarak şarj seviyesi tespit edi­lir.

Aşağıda, tam şarjlı yoğunluğu 1.200 olan bir akünün, çeşitli zamanlardaki ölçümlerde tespit edilen yoğunluk değerlerine bağlı şarj seviyeleri görülmektedir. 

TESPİT EDİLEN YOĞUNLUK

AKÜNÜN ŞARJ SEVİYESİ

1.200 

Tam Şarjlı (%100 kapasiteli)

1.175 -(1,200-0,025)

3/4 şarjlı (%75 kapasiteli)

1.150 -(1,200-0,050)

Yarım şarjlı (%50 kapasiteli)

1,125 -(1,200-0,075)

1/4 şarjlı (%25 kapasiteli)

1,100 -(1,200-0,100) 

Tam deşarjlı (pratik olarak %0 kapasiteli)

 

Açık Devre Voltajı Ölçümü İle Tespit

Bir akünün, redresöre ve yüke bağlı değilken gösterdiği voltaj değerine "açık devre voltajı" denir.

Testler sonucunda görülmüştür ki, bir akünün açık devre voltajı ile, o andaki yoğunluğu arasında doğru orantılı bir ilişki vardır. Bu ilişki formülleştirildiğinde aşağıdaki eşitlik elde edilir.

Açık Devre Voltajı = 0,84 + yoğunluk

Söz konuşu eşitliğin doğru olabilmesi için, ölçüm yapılmadan önce, iki şarttan birinin sağlanması gerekir.

1-Akünün, son şarjından itibaren takriben 12 saat boyunca açık devre halinde beklemiş ol-ması.

2-Akünün son deşarjım müteakip l saat süreyle açık devre halinde beklemiş olması.

Açık devre voltajı, aslında yoğunluğa, 0,84 sabit sayısının eklenmesi ile elde edilen değer­den başka bir şey değildir. Bu nedenle, akü şarj seviyesi, yoğunluk ölçümü yerine voltaj ölçümü ile de tayin edilebilmektedir.

Bu usulle şarj seviyesi tayininde, söz konuşu akünün tam şarjlı yoğunluğu, dolayısıyla 0,84 sayışı eklenerek tam şarjlı açık devre voltajı önceden bilinmelidir. (Örneğin tam şarjlı yoğunluğu 1,200 olan bir akünün, açık devre voltajı ölçülürse 1,200 + 0,84 = 2,04 V elde edilir.)

Şarj seviyesinin belirlenmesinde, ölçülen açık devre voltajının, tam şarjlı açık devre voltajından ne kadar eksik olduğu dikkate alınarak sonuca gidilir. (Elde edilen voltaj değeri, tam şarjlı voltaj değerinden 1,05 volt düşükse "yarım şarj" 1,10 volt düşükse "tam deşarj" ifade eder. Diğer değerler için oranlama yapılarak tespit yapılır.)

Aşağıda, tam şarjlı açık devre voltajı 2,04 volt olan (1,200 + 0,84 - 2,04) bir akünün, çeşitli zamanlardaki ölçümlerinde elde edilen, açık devre voltajlarına bağlı, şarj seviyeleri görülmekte­dir.

Söz konuşu eşitliğin doğru olabilmesi için, ölçüm yapılmadan önce, iki şarttan birinin sağlanması gerekir.

1-Akünün, son şarjından itibaren takriben 12 saat boyunca açık devre halinde beklemiş olması.

2-Akünün son deşarjım müteakip l saat süreyle açık devre halinde beklemiş olması.

Açık devre voltajı, aslında yoğunluğa, 0,84 sabit sayısının eklenmesi ile elde edilen değer­den başka bir şey değildir. Bu nedenle, akü şarj seviyesi, yoğunluk ölçümü yerine voltaj ölçümü ile de tayin edilebilmektedir.

Bu usulle şarj seviyesi tayininde, söz konuşu akünün tam şarjlı yoğunluğu, dolayısıyla 0,84 sayışı eklenerek tam şarjlı açık devre voltajı önceden bilinmelidir. (Örneğin tam şarjlı yoğunluğu 1,200 olan bir akünün, açık devre voltajı ölçülürse 1,200 + 0,84 = 2,04 V elde edilir.)

Şarj seviyesinin belirlenmesinde, ölçülen açık devre voltajının, tam şarjlı açık devre voltajından ne kadar eksik olduğu dikkate alınarak sonuca gidilir. (Elde edilen voltaj değeri, tam şarjlı voltaj değerinden 1,05 volt düşükse "yarım şarj" 1,10 volt düşükse "tam deşarj" ifade eder. Diğer değerler için oranlama yapılarak tespit yapılır.)

Aşağıda, tam şarjlı açık devre voltajı 2,04 volt olan (1,200 + 0,84 - 2,04) bir akünün, çeşitli zamanlardaki ölçümlerinde elde edilen, açık devre voltajlarına bağlı, şarj seviyeleri görülmekte­dir.

AÇIK DEVRE VOLTAJI

ŞARJ SEVİYESİ

2,04

Tam şarjlı

2,015

3/4 şarjlı

1,99

Yarım şarjlı 

1.965

1/4 şarjlı

1,94

Tam deşarjlı

BOLÜM 8: AKÜ ARIZALARI

 

 

Akülerde oluşan arızalar, doğrudan doğruya dışarıya yansıyıp, bakımından sorumlu elemanın dikkatini çeken türden değildir. Aküdeki aksaklığın tespiti için, zaman zaman çeşitli kontrol, ölçüm ve testlerin yapılması gereklidir, imalat hatası dışında çoğunluğunun kaynağı, işletme hatalarıdır. Akülerin kendisinde ve işletmesinde oluşacak arıza ve aksaklıkların üç ana kaynağı vardır.
 

1-Akülerin periyodik bakımlarının zamanında uygun tarzda yapılmaması,

2-Çevre şartlarının iyi düzenlenmemesi,

3-Şarj sisteminin yanlış değerlere ayarlanmış olması.

Yukarda açıklanan işletme hataları sonucu akülerde şu tür arızalar oluşur.
 

A-Kısmi sülfatlaşma: Belirtisi, deşarjda tam kapasite elde edilememesi, ölçümlerde nominal yoğunluktan daha düşük değer okunmasıdır. Sebepleri ve giderilmesi "Sülfatlaşma" bölümünde açıklandığı gibidir.
 

B-Tam sülfatlaşma: Belirtisi, deşarjda akü voltajının hızla düşerek, aküden kapasite elde edilememesi ve ölçümlerde yoğunluğun minimum değerde olmasıdır. Şarjda ise, akımın zaman, içinde düşmeyerek sabit değerde kalması ve hücrelerde gazlanması olmamasıdır. Sebepleri ve giderilmesi "Sülfatlaşma" bölümünde açıklandığı gibidir.
 

C- Kısmi Kapasite Kaybı: Belirtisi, deşarjda tam kapasitenin elde edilememesidir. Sebepleri çeşitlidir.
    a) Yavaş şarj (float şarj) işletmesindeki ölçümlerde nominal yoğunluktan düşük değer elde ediliyorsa, akü grubu takriben %110 kapasiteye şarj edilmemiş demektir, yani şarjı eksiktir.
    b) Yavaş şarj işletmesindeki ölçümlerde, nominal yoğunluktan biraz yüksek değer elde edili­yorsa, yaşlanma sonucu aktif madde dökülmesi olmuştur, (şarjda, asit, aktif maddelere yeteri ka­dar gidemediğinden elektrolit içinde kalarak, yüksek değer göstermektedir.) Normal düzeyde olmak kaydıyla, azar azar oluşacak kapasite kaybı normaldir. Aşın kapasite kaybı; normalden yüksek akımla şarj etme, aşın sıcaklık, sık sık yapılan aşın deşarjlar sonucu oluşur.
    c) Giderilmeyen Kısmi Sülfatlaşma: Sülfatlaşma oranında, sürekli kapasite eksikliği oluşur. Yoğunluk, sülfatlaşma oranında, düşüktür. Akü grubu yenilenmelidir.
 

D-Hücre içinde kısa devre: Belirtisi, ölçümlerde hücre voltajının sıfıra yakın değer göstermesidir. Sebebi, imalat hatası veya aşın sıcaklık sonucu plakaların bel vererek, seperatörün hasar yapıp, pozitif ve negatif plakaların kısa devre olasıdır. Hücre yenilenerek aksaklık giderilir.
 

E- Hücrelerde yoğunluk farkı: Belirtisi, hücrelerin yoğunluklarının ölçümünde, birbirlerine göre 0,020'den büyük değerler tespit edilmesidir. Sebepleri; herhangi şekilde elektrolit taşması, düşük float şarj voltajı, bir kısım hücrelerin diğerlerinden değişik çevre sıcaklığına maruz bırakılması, takriben altı aydan daha uzun süre hızlı şarj uygulanmamış olması gibi hususlardır.
    Giderilmesi: Akü grubuna Dengeleme Şarj yapılmalıdır.
 

F- Hücrelerde Voltaj farkı: Belirtisi, hücre voltajı ölçümlerinde birbirine göre, 0,05'ten daha büyük değerler elde edilmesidir. Sebepleri ve giderilmesi önceki E maddesinin aynısı.
 

G- Yavaş şarj işletmede aşırı sıcaklık (aşın su kaybı): Sebepleri; normalden fazla değerde şarj voltajı, aşırı çevre sıcaklığı, akü kabinin aşırı kirlenmesi gibi hususlardır.
    Giderilmesi; şarj voltajı normal değerine düşürülmeli, akü temizlenmeli ve çevre sıcaklığının azaltıcı tedbirler alınmalıdır.
 

Not: Yukarıda, akülerin işletmesinde olması muhtemel tipik arıza ve aksaklıklar açıklan­mıştır. Belirtilen değerler, arıza nedenleri, giderilme işlemleri, tipik bir kurşun-asit türü sabit tesis tipi akü grupları içindir. Esasta, yukarda açıklanan hususlarda, imalatçı talimatlarıyla uyulmalıdır.
 

        AKÜMÜLATÖRÜN DONMASI
    Elektrolit, sülfürik asit ve sudan oluşmuş bir sıvıdır. Suyun sıfır C'de donduğu bilindiğine gö­re, bir akü elektrolitinin sıfır C'de donması söz konuşu değildir.

Sistem akülerinin, sürekli şarjda olmaları ve kapalı yerlerde kurulu bulunmaları nedeniyle, elektrolit sıcaklığının sıfırın altına düşmesi pratik olarak mümkün değildir.

Genelde, donma olayı, bina dışında kullanılan aküler için söz konuşu olabilir. Özellikle soğuk mevsimlerde, elektrolit sıcaklığı, donma değerine düşerse, donmuş durumdaki elektrolitin hacminin artması nedeniyle, plakalar ve seperatörler, bükülür, kırılır, sonuçta akü çatlar.

Bir akünün donma olasılığı gündeme geldiğinde, elektrolit sıcaklığım düşüren çevre koşullarının yanında, deşarjda, elektrolit içindeki su oranının artacağı gerçeğini de göz önünde bulundur­maktadır. Bir akünün, tam deşarjdaki yoğunluğu, tam şarjdaki yoğunluğundan takriben, 0,100 ile 0.130 gr/cm3 daha düşüktür. Diğer bir ifadeyle, akü deşarj oldukça, asitin plakalara gitmesi sonu­cu, elektrolit, büyük oranda sudan ibaret kalarak, donma olasılığı artar.

Yukarda açıklanan hususlar örneklenecek olursa;

1- Çevre koşulları nedeniyle, sıcaklığı (-15 °C) ve anma yoğunluğu 1,250 gr/cm3 olan bir akü için, tam şarjlı durumda, donma tehlikesi olmamasına karşın, deşarj sonucu, yoğunluğu 1,150 gr/ cm3 düştüğünde donma söz konusudur.

2- Anma yoğunluğu 1,220 gr/cm3, sıcaklığı (-13°C) olan bir akü deşarj olurken, yoğunluğu 1,150'ye düşerse bir şey olmaz. Ancak bu durumda iken, ani bir soğuk dalgası sonucu sıcaklığı (-15'0'ta düşerse, donar.

Arka sayfadaki cetvelde, bazı elektrolit yoğunlukları için, donma sıcaklıkları verilmiştir. Bina dışında kullanılacak bir akü seçilirken, aksaksız bir işletme için cetveldeki değerler dikkate alınmalıdır.
 

AKÜ SEÇİMİ: Elektrolit sıcaklığı en fazla (-8 °C)'tı düşeceği belirlenen bir ortamda, anma yoğunluğu kaç olan akü kullanılmalıdır?

Genel Değerlendirme:

a) Yoğunluğu 1,100 gr/cm3'e düşen bir akü (-7.7°C)'ta donar.

b) Tam şarjda 1,230 yoğunlukta olan bir akü, tam deşarjda, takriben 1,100'e düşer.

Sonuç: Anma yoğunluğu 1,230 gr/cm3 olan bir akü, sıcaklığı en fazla (-7.7°C)'ta düşen bir yerde kullanılabilir.

 

ELEKTROLİT DONMA DERECELERİ  

l.050 gr/cm3

-3.3°C

1.100 gr/cm3

-7.7'C

1.150 gr/cm3

-15 -C

l.200 gr/cm3

-27 °C

l.250 gr/cm3

-52 °C

   

    NOT: Bir akünün, donma tehlikesinden uzak, emniyetli bir biçimde işletilebilme si için, eğer mümkünse, yukarda açıklanan takribi değerlere itibar edilmeyip, akü imalâtçısından, kesin tam şarj ve tam deşarjdaki yoğunluk değerleri île elektrolitin donma derecesi öğrenilmelidir.

BÖLÜM 9: AKÜ BAKIM VE ALINACAK ÖNLEMLER

Aksaksız bir işletme için, akü bakımı, çevre şartları ve şarj sistemiyle bir bütün olarak dikkate alınmalıdır. Akülerin maksimum ömür ve kapasite ile hizmet vermesinde, özellikle sıcaklık ve temizlik yönünden çevre şartlarına, yeterli şarj bakımından ise, redresörlerin işletmesine bağlıdır. Bu hususlar dikkate alınarak, periyodik bakımlarda aşağıdaki işlevler yerine getirilmelidir.

1-Akü odası temiz olmalıdır.

2-Akü odası havalandırma sistemi kontrol edilerek çalışır durumda olması temin edilmelidir.

3- Akü odası duvarında termometre bulunmalı, oda sıcaklığının takriben 25 C'den fazla olmaması temin edilmelidir.

4- Akü odası aydınlatması kontrol edilmeli, çalışır durumda olması temin edilmelidir.

5-Aküler temiz olmalıdır. Gerekiyorsa temizlenmelidir.

6- Akü hücre tapalarının, gaz çıkarma delikleri kontrol edilmeli, temizlenerek açık durumda olması temin edilmelidir.

7- Akü kutuplarının ve hücreler arası bağlantı köprülerinin metalik kısımları kontrol edilmeli, gerekiyorsa korozyona karşı ince bir tabaka halinde vazelin sürülmelidir.

8- Bağlantıcı cıvataları kontrol edilmeli, çatlak olanlar yenisi ile değiştirilmeli, gevşemiş olanlar sıkılmalıdır.

9-Hücrelerdeki elektrolit seviyeleri kontrol edilmeli eksik olanlar saf su ilavesi ile tamamlan­malıdır.

10- Akü termometresi ile, elektrolit sıcaklıkla ölçülmeli 35 C'den fazla ise, çevre sıcaklığı ve aşın şarj akımı etkisi yönünden sebep araştırılmalı ve giderilmelidir.

11- Dijital AVOmetre ile hücre voltajları ölçülmeli, birbirlerine göre 0,05 volttan fazla fark gözlenirse, akü grubuna dengeleme şarjı uygulanmalıdır.

12-Elektrolit yoğunlukları ölçülmeli, hücre yoğunluk değerleri arasında 0,020'den büyük fark gözlenirse akü grubuna Dengeleme şarjı uygulanmalıdır.

13-Dijital AVOmetre ile akü grubu kutuplarından yavaş şarj voltaj değeri ölçülmeli, akü firmasının önerdiği değerde olup olmadığı gözlenmelidir. Değilse düzeltilmelidir.

14- Redresör üzerindeki akü ampermetresinden, uygun şarj akımı gözlenmeli, sıfır gösteriyor­sa, ilgili devrelerde bağlantı kopukluğu aranarak, aksaklık giderilmelidir.

15- Akü odasının boyası ve badanasından önce, akü grubunun üstü yalıtkan bir örtü ile kapatılarak, kazara düşecek bir maddenin, akü kutuplarım kısa devre etmesi önlenmelidir.

16- Bakımlar esnasında, bakım personelinin gözüne elektrolit sıçrarsa, hemen bol su ile yıkanmalı ve bir sağlık kuruluşuna müracaat edilmelidir.