OTOMOBİL AKÜLERİ
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.
Şekilde 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
Yoğunluğun Düzeltilmesi: Deneyler göstermiştir ki, elektrolit sıcaklığındaki
her
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
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:
Sıcaklık farkı : 25 - 13 =
Farktaki,
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 :
Sıcaklık farkı : 26 - 20 = 6
"C
Farktaki,
Yoğunluk farkı : 4 x 0,001 =
0,004
26 °C'deki yoğunluk : 1,220 - 0,004
=1,216 gr/cm3
SONUÇ:
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
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. (
3- Sıcaklık farkı hesaplanır. (
4- Yukarıdaki eşitlikte kaç 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-
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:
Şekilda 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
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
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
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 |
|
1.840 |
1.215 |
l ölçek asit + 4 ölçek su |
|
1.280 |
l ölçek asit + 3 ölçek su |
|
|
1.400 |
1.215 |
l ölçek asit + l ölçek su |
|
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
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.
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 :
Deşarj Akımı :
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 =
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
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 ak