Akü ne demek? Kelime Fransızca accumulateur sözcüğünden geliyor ve biriktirici anlamı taşıyor. Ad, cihazın ne yaptığını doğrudan anlatır: enerjiyi kimyasal biçimde biriktirir, gerektiğinde elektrik olarak geri verir.
Peki akü nedir? Şarj edilebilen, yani boşaldıktan sonra yeniden doldurulabilen bir enerji deposu. Pilden ayıran nokta da bu. Pil bir kez boşalınca atılır, akü binlerce kez dolup boşalabilir. İlk örneğini 1859 yılında Gaston Planté kurşun plakalarla yaptı ve temel çalışma mantığı bugün de aynı kaldı.
Akünün Bileşenleri Neler?
Bir akü dışarıdan tek parça görünür ama içi bölmeli. Kurşun asit yapıda her bölme yaklaşık 2 V üretir. Altı bölme seri bağlandığında 12 V'luk anma gerilimi çıkar. Dinlenme hâlindeki dolu bir akü 12,6 ile 12,8 V arası ölçülür.
Bileşenleri iki grupta toplamak kolaylık sağlar. İçeride enerjiyi üreten kimyasal takım var: plakalar, separatör ve elektrolit. Dışarıda ise bu takımı taşıyan ve akımı dışarı veren parçalar bulunur. Kutu, kapak, kutup başları ve havalandırma bu gruba girer.
Malzeme seçimi tesadüfi değil. Kutu, aside dayanması ve darbe alması için polipropilenden yapılır. Plakalar kurşun alaşımından dökülür. Separatör mikro gözenekli plastikten, kutup başları ise dövme kurşundan üretilir. Ömrünü tamamlayan bir akünün kurşunu ve plastiği neredeyse tamamen geri kazanılır.
Akünün İç Bileşenleri Neler?
İçeride üç eleman var. Birincisi plakalar. Pozitif plaka kurşun dioksit, negatif plaka süngerimsi kurşun taşır. İkisi karşılıklı dizilir ve aralarına separatör girer. Separatörün işi plakaların birbirine değmesini engellemek, buna karşılık iyonların geçişine izin vermek. Değme olursa hücre kısa devre olur ve akü o bölmesini kaybeder.
Üçüncü eleman elektrolit. Saf su ile sülfürik asidin karışımı. Deşarj sırasında asit plakalarla tepkimeye girer, iki plaka da kurşun sülfata döner ve karışım sulanır. Şarj sırasında tepkime tersine işler, asit yoğunluğu yeniden yükselir. Yani akünün doluluğu, sıvının yoğunluğundan da anlaşılır.
Plaka kalınlığı akünün karakterini belirler. Marş aküsünde plakalar ince ve çok sayıda olur, böylece yüzey alanı büyür ve kısa sürede yüksek akım verilir. Derin döngü için üretilen akülerde plakalar kalın dökülür. Akım daha düşük kalır ama plaka tekrarlanan boşalmalara dayanır.
Akünün Hammaddesi Nedir?
Kurşun asit yapıda ağırlığın büyük bölümünü kurşun oluşturur. Plaka ızgaraları saf kurşundan değil alaşımdan dökülür çünkü saf kurşun yumuşak kalır ve titreşimde dağılır. Eskiden antimon katılırdı. Bugün bakım gerektirmeyen ürünlerde kalsiyum alaşımı yaygın, ikisini birlikte kullanan hibrit tasarımlar da var.
İkinci ana madde sülfürik asit. Üçüncüsü kutu ve kapak için polipropilen. Separatörde polietilen ya da cam elyaf kullanılır. Lityum kimyasında ise tablo tamamen değişir: orada katot malzemesi lityum demir fosfat, anot grafit, gövde alüminyum ya da çelik.
Akü Suyu Nedir?
Akü suyu, içine hiçbir mineral karışmamış saf su. Damıtma ya da iyon giderme yöntemiyle üretilir. Elektrolitin içindeki asit buharlaşmaz, buharlaşan yalnız su. Bu yüzden seviye düştüğünde asit değil su eklenir.
Musluk suyu kullanmak akünün ömrünü kısaltır. İçindeki kireç, klor ve demir plakalara yapışır, kendi kendine boşalmayı hızlandırır ve kapasiteyi kalıcı düşürür. Ekleme yaparken seviye plakaların bir buçuk santim üzerine getirilir, taşırılmaz. Fazla su asidin yoğunluğunu düşürür ve şarj sırasında dışarı taşar.
Suyu biten bir aküde plakaların üst kısmı havayla temas eder. Açıkta kalan bölge kurur ve sertleşir, o alan bir daha çalışmaz. Bakımsız ve kapalı tip ürünlerde tapa bulunmadığı için su eklenemez, orada seviye kaybı doğrudan ömür sonu demek.
Akünün Dış Bileşenleri Neler?
Dıştan bakınca ilk göze çarpan kutup başları. Artı uç eksi uca göre biraz daha kalın üretilir, böylece kablo yanlış tarafa geçmez. Yerleşimleri de standarda bağlı. Artı ucun sağda mı solda mı olduğuna göre normal ya da ters kutup adı verilir. Yanlış yerleşim seçilirse kablolar yetişmez.
Gövdenin alt kenarında tırnak denen bir çıkıntı bulunur. Aracın akü yatağındaki kelepçe buraya oturur ve aküyü titreşime karşı sabitler. Tırnaksız üretilen modeller üstten bağlanan sistemlere göre tasarlanır. Kapağın üzerinde ayrıca havalandırma kanalı ve alev tutucu bulunur. Şarj sırasında oluşan gaz buradan dışarı verilir.
Kutup başlarında zamanla beyaz ya da mavimsi bir tabaka oluşur. Bunun nedeni kapaktan sızan asit buharının metalle tepkimeye girmesi. Oksitlenen bir bağlantı direnç yaratır, marş akımını düşürür ve şarjı zorlaştırır. Temizlik için ılık suda çözülmüş karbonat kullanılır, ardından bağlantı kurutulup ince bir gres tabakasıyla kapatılır.
Akünün Ömrü Ne Kadar?
Bir araç aküsü ortalama üç ile beş yıl arasında dayanır. Sabit tesislerde kullanılan bakımsız ürünlerde bu süre bazen daha uzun olur çünkü titreşim ve sıcaklık değişimi yok. Belirleyici olan takvim değil çevrim sayısı ve çalışma koşulları. Sürekli kısa mesafe kullanılan bir araçta akü hiçbir zaman tam dolmaz ve ömür kısalır.
Sıcaklık ikinci belirleyici. Ortam ısındıkça kendi kendine boşalma hızlanır, kabaca her 10 °C artışta ikiye katlanır. Yaz sıcağı aküyü tüketir, kış soğuğu ise zaten zayıflamış aküyü ele verir. Ömür sonuna yaklaşan akülerde gövdede bombeleşme görülebilir. Akü neden şişer? Çoğunlukla aşırı şarjın ürettiği gaz ve ısı yüzünden.
Değişim zamanını anlamak zor değil. Marş ağırlaşıyorsa, farlar rölantide sararıyorsa ya da araç birkaç gün beklediğinde çalışmıyorsa akü sınırına gelmiş demek. Dinlenme gerilimi 12,4 V'un altına düşüyor ve şarjdan sonra bu seviyede kalmıyorsa test edilmesi gerekir. Kimya da süreyi değiştirir. Kurşun asit birkaç yüz çevrim verirken lityum demir fosfat birkaç bin çevrime çıkar. Bu yüzden lityum akü ömrü kaç yıl diye ayrıca bakmak gerekir.
Akü Ne İşe Yarar?
Üç ayrı görevi var. Birincisi çalıştırma. Marş motoru birkaç saniyeliğine yüzlerce amper ister ve bunu ancak akü verebilir. İkincisi denge. Alternatör devrede olsa bile ani yük değişimlerinde gerilimi sabit tutan tampon akü. Üçüncüsü yedekleme. Motor durduğunda alarm, saat, hafıza ve kapı kilidi enerjisini buradan alır.
Aküyü ne şarj eder? Araçta bu işi alternatör yapar. Motor çalışırken ürettiği alternatif akım doğrultulur ve gerilim yaklaşık 14 V'ta tutulur. Sabit tesislerde ve şarj istasyonlarında aynı görevi şebekeden besleme yapan bir akü şarj redresörü üstlenir. Güneş enerjisiyle çalışan sistemlerde ise araya şarj kontrol cihazı girer.
Eksi kutbun araç gövdesine bağlanmasının nedeni de pratik. Şase ortak dönüş yolu olarak kullanılınca her tüketiciye ayrı bir eksi kablo çekmek gerekmez. Bu da kablo ağırlığını ve maliyeti düşürür.
Akü İle Çalışan Araç-Gereçler ve Eşyalar
Liste düşünüldüğünden geniş. Otomobil, kamyon, traktör ve motosikletin yanında forklift, transpalet, golf arabası ve temizlik makineleri de aküyle çalışır. Deniz tarafında tekne ve yat, karada karavan ve çekme karavan aynı gruba girer.
Sabit kullanım da var. Kesintisiz güç kaynakları, yangın algılama panelleri, güvenlik sistemleri, asansör kurtarma üniteleri ve baz istasyonları akü bankalarından beslenir. Güneş enerjisi kuran evlerde ise akü, gündüz üretilen fazlayı gece kullanılabilir hâle getirir.
Bu cihazların ne kadar süre çalışacağı kapasiteye ve çekilen akıma bağlı. Basit bir oranlama fikir verir: kapasitenin akıma bölünmesi kaba bir süre çıkarır ancak gerçek süre bundan daha kısa olur çünkü yüksek akımda kullanılabilir kapasite düşer. Konuyu somutlaştırmak için 100 amper akü kaç saat dayanır hesabına bakmak yeterli.
Akü Çeşitleri Neler?
Sınıflandırma birkaç ayrı eksende yapılır. Kimyaya göre kurşun asit ve lityum grupları var. Yapıya göre sulu, cam elyaflı ve jelli tipler ayrılır. Kullanım amacına göre marş, derin döngü ve bekleme grupları oluşur. Gövde ölçüsü ve kutup yerleşimi de ayrı bir ayrım başlığı.
Bu eksenler birbirini dışlamaz. Bir akü aynı anda hem kurşun asit hem cam elyaflı hem de derin döngü olabilir. Bu yüzden etikette birkaç tanımın yan yana görülmesi normal. Seçim yapılırken hangi eksenin öne çıktığı, cihazın akımı nasıl çektiğine bağlı.
Alçak Tip Akü Nedir?
Aynı kapasiteyi daha kısa bir gövdeye sığdıran tasarım. Taban ölçüleri standart modelle aynı kalır, yükseklik birkaç santim düşer. Motor kaputunun alçak olduğu araçlarda kapak akünün üstüne değmesin diye tercih edilir.
Kapasiteyi korumak için plakalar daha ince ve sık dizilir. Bu da soğuk marş değerini biraz aşağı çekebilir. Yerine standart yükseklikte bir model takmak çoğu araçta mümkün değil. Ölçü önceden kontrol edilmeli.
Bakımsız Akü Nedir?
Kullanım süresince su eklemesi gerektirmeyen tip. Izgara alaşımında antimon yerine kalsiyum kullanılır. Kalsiyum, şarj sırasında suyun ayrışmasını büyük ölçüde azaltır, böylece seviye yıllarca korunur.
Bakımsız olması ilgisiz kalınacağı anlamına gelmez. Kutup başı temizliği, bağlantı sıkılığı ve dinlenme gerilimi kontrolü yine gerekir. Bu ürünlerde çoğunlukla tapa bulunmaz, üzerindeki küçük gözetleme camı doluluk hakkında kaba bir fikir verir.
Derin Döngülü (Deep Cycle) Akü Nedir?
Kapasitesinin büyük bölümünü düzenli olarak kullanmak üzere üretilen tip. Plakaları kalındır ve tekrarlanan boşalmalara dayanır. Marş aküsünden farkı burada belirginleşir: marş aküsü kapasitesinin yalnız küçük bir kısmını kullanır ve hemen dolar.
Yine de sınırsız değil. Kurşun asit yapıda kapasitenin yarısından fazlasını boşaltmak ömrü hızla kısaltır. Akü tamamen biterse ne olur sorusu bu grupta ayrı bir önem taşır çünkü plakada oluşan sert sülfat kristalleri şarjla geri dönmez.
AGM Akü Nedir?
Elektrolitin cam elyaf mat içine emdirildiği kapalı tip. Sıvı serbest hâlde durmadığı için akü yan yatsa bile asit dökülmez. İç direnci düşük olduğundan yüksek marş akımı verir ve hızlı şarj kabul eder.
Fren enerjisini geri kazanan start-stop sistemlerinde bu tip istenir. Aküde AGM ne demek diye bakıldığında karşılık emdirilmiş cam elyaf. Sıcaklığa duyarlı, bu yüzden motor bölmesinde ısıya en az maruz kalan noktaya yerleştirilir.
EFB Akü Nedir?
Açılımı geliştirilmiş sulu akü. Sulu grubun içinde kalır ama plaka yüzeyine eklenen polyester örgü sayesinde çevrim dayanımı standart modelin belirgin üzerine çıkar. Giriş seviyesi start-stop sistemleri için geliştirildi.
Aküde EFB ne demek? Pratikte şu anlama gelir: standart sulu akünün yerine takılabilir ancak AGM isteyen bir araca konması doğru olmaz. Fiyatı cam elyaflı gruba göre daha uygun kalır.
DZM Akü Nedir?
Elektrikli bisiklet ve motosikletlerde kullanılan kapalı kurşun asit grubunun kod adı. Etikette geçen 6-DZM-20 gibi bir gösterimde baştaki rakam seri bağlı hücre sayısını, yani gerilimi anlatır. Altı hücre 12 V demek. Sondaki sayı ise 20 saat rejimindeki kapasiteyi verir.
Bu grup derin döngü için üretilir ve çoğunlukla cam elyaflı yapıda. Sekiz yüz çevrime yakın değerler verilir, günlük kullanımda pratik ömür iki yıl dolayında kalır. Harf kodları üreticiden üreticiye küçük farklar gösterir.
DZF Akü Nedir?
DZM ile aynı ailenin bir başka gösterimi. Ölçü ve gerilim çoğunlukla aynı, ayrım elektrolitin tutulma biçiminde ortaya çıkar. Birçok üretici bu koddaki ürünleri jel yapıda sunar.
Jelli yapı derin boşalmalarda biraz daha kararlı davranır, buna karşılık şarjı yavaş. İki kod arasında seçim yaparken belirleyici olan harfin kendisi değil, etiketteki kapasite, gerilim ve gövde ölçüsü.
Hibrit Akü Nedir?
Izgara alaşımında iki farklı metali birlikte kullanan tasarım. Pozitif ızgarada düşük oranlı antimon, negatif ızgarada kalsiyum bulunur. Amaç ikisinin güçlü yanlarını birleştirmek.
Antimon plakaya mekanik dayanım ve derin boşalmadan geri dönme yeteneği kazandırır. Kalsiyum ise su kaybını azaltır. Ortaya çıkan ürün tam bakımsız sayılmaz ama klasik antimonlu aküye göre çok daha az su tüketir.
Jel Akü Nedir?
Elektrolitin silika ile jelleştirildiği kapalı tip. Sıvı yok, dolayısıyla dökülme ve buharlaşma da yok. Yatay çalışabilir ve derin boşalmalara cam elyaflı gruptan biraz daha iyi dayanır.
Karşılığında şarj kabul hızı düşük kalır ve aşırı şarja karşı hassas davranır. Yüksek gerilimle doldurulan bir jel akünün içinde oluşan gaz jelde kanal açar ve kapasite kalıcı düşer. Jel akü ile lityum akü arasındaki fark en çok bu noktada, yani şarj davranışında ve ağırlıkta belirginleşir.
Kuru Akü Nedir?
Günlük dilde serbest sıvı içermeyen kapalı ürünlerin tümüne verilen ad. Cam elyaflı ve jelli tipler bu adla anılır. Teknik karşılığı valf ayarlı kurşun asit akü.
Adı yanıltıcı çünkü içinde elektrolit bulunur, yalnız serbest hâlde durmaz. Gövdesinde tek yönlü bir valf bulunur. Basınç yükseldiğinde valf açılır, normal koşulda kapalı kalır ve gaz yeniden suya dönüşerek içeride tutulur.
Kurşun Karbon Akü Nedir?
Negatif plakaya karbon katılarak geliştirilen tip. Karbon, plaka yüzeyinde sert sülfat oluşumunu geciktirir ve iletkenliği artırır.
En büyük kazanç kısmi doluluk altında çalışabilme yeteneği. Güneş enerjisi ve start-stop uygulamalarında akü çoğu zaman tam dolmaz. Klasik kurşun asit bu koşulda hızla yaşlanır, karbon katkılı yapı ise çok daha uzun dayanır.
Lityum Akü Nedir?
Kurşun yerine lityum bileşiklerinin kullanıldığı grup. Depolama uygulamalarında yaygın kimya lityum demir fosfat. Hücre başına anma gerilimi 3,2 V olduğundan dört hücre seri bağlandığında 12,8 V çıkar. Aynı kapasitedeki kurşun asit aküye göre ağırlığı kabaca üçte bir kadar.
Kapasitesinin neredeyse tamamı kullanılabilir ve çevrim sayısı birkaç bini bulur. Her paketin içinde hücreleri dengeleyen ve aşırı şarj ile derin deşarjı önleyen bir yönetim kartı bulunur. Karavan, tekne ve güneş enerjisi kurulumlarında tercih edilen grup bu.
Solar Akü Nedir?
Güneş panelinin ürettiği enerjiyi depolamak üzere seçilen derin döngülü akülere verilen ad. Ayrı bir kimya değil, kullanım amacını anlatan bir tanım. Bu uygulamada akü her gün boşalıp dolar, bu yüzden çevrim dayanımı marş gücünden önemli.
Kapasite seçimi tüketime göre yapılır ve genelde büyük değerlere çıkılır. Bir evin akşam tüketimini karşılamak için 200 amper akü kaç saat dayanır hesabı çoğu zaman başlangıç noktası olur. Panel gücü, şarj kontrol cihazının kapasitesi ve akü grubu birlikte boyutlandırılır.
Traksiyoner Akü Nedir?
Forklift, transpalet ve zemin temizleme makinesi gibi elektrikli iş araçlarında kullanılan ağır hizmet tipi. Plakaları boru biçiminde üretilir, bu yapı aktif maddeyi yerinde tutar ve dağılmasını engeller.
Her gün tam bir çevrim yapacak biçimde tasarlanır ve binden fazla çevrim verir. Hücreler tek tek birleştirilerek istenen gerilim kurulur. Şarjı için özel eğri uygulayan cihazlar kullanılır, sıradan bir şarj aleti bu grubu doğru dolduramaz.
Akü Alırken Nelere Dikkat Edilmeli?
İlk bakılacak veri gerilim ve kapasite. Kapasite amper saat ile verilir ve 20 saat rejimine göre ölçülür. Etikette 20 hr yazması bu anlama gelir: akü, kapasitesinin yirmide biri kadar akımla 20 saat boyunca çalışabilmeli. İkinci veri soğuk marş akımı. Bu değer, akünün eksi 18 °C'de 30 saniye boyunca verebildiği akımı gösterir ve araç aküsünde belirleyici olur.
Üçüncü veri fiziksel uyum. Gövde ölçüsü, kutup yerleşimi ve tırnak biçimi araca oturmalı. Dördüncüsü teknoloji uyumu. Start-stop sistemli bir araca standart sulu akü takmak akünün ömrünü aylarla ölçülecek kadar kısaltır. Üretim tarihi de kontrol edilir çünkü raf ömrü sınırlıdır ve uzun süre boş bekleyen akü kapasite kaybeder.
Kullanım biçimi son ölçüt. Araç için soğuk marş akımı, güneş enerjisi ve karavan için çevrim dayanımı öne çıkar. İkinci grupta hafiflik ve kullanılabilir kapasite aranıyorsa LiFePO4 akü seçenekleri kurşun asitle karşılaştırılır. Kurulumda kutupların doğru bağlanması hayati: ters bağlantı sigortaları attırır, alternatör diyotlarını ve elektronik kartları yakabilir.
