Akü, Akü Şarj Cihazı, İnverter Hakkında Bilgiler

  

Off grid (akülü) sistemleri oluşturan ana bileşenler;

Solar PV sistemi, sistem türünüze, saha konumunuza ve uygulamalarınıza göre seçilmesi gereken farklı bileşenler içerir. Solar PV sisteminin ana bileşenleri solar şarj kontrolörü, invertör, pil bankası, yardımcı enerji kaynakları ve yüklerdir (aletler).

1.Güneş Paneli (PV);  sunlight güneş ışığını DC elektriğe dönüştürür.

2. Solar şarj kontrolörü;PV panellerinden gelen voltaj ve akımı pilin aşırı şarj edilmesini önler ve pil ömrünü uzatır.

4. Akü talep olduğunda elektrikli cihazlara güç sağlamak için enerji depolar.

3. Evirici (İnverter); PV panellerin veya rüzgar türbininin DC çıkışını AC için temiz bir AC akımına dönüştürür aletleri veya ızgara hattına geri beslenir.

5. Yükler; Buzdolabı, ışıklar, radyo, TV, bilgisayar gibi güneş PV sistemine bağlı elektrikli aletlerdir.

Yardımcı enerji kaynakları dizel jeneratör veya diğer yenilenebilir enerji kaynaklarıdır.

 

Akü Şarj Kontrol Cihazı, İki çeşidi vardır PWM ve MPPT olmak üzere;

 

MPPT Şarj Kontrol Cihazı nasıl çalışır?

MPPT'nin temel prensibi, en verimli voltajda (maksimum güç noktası) çalıştırarak PV modülünden mevcut maksimum gücü elde etmektir. Demek ki: MPPT, PV modülünün çıkışını kontrol eder, akü voltajıyla karşılaştırır, ardından PV modülünün pili şarj etmek için üretebileceği en iyi gücü düzeltir ve maksimum akımı aküye almak için en iyi voltaja dönüştürür. Ayrıca doğrudan aküye bağlı bir DC yüküne de güç sağlayabilir.

MPPT bu koşullar altında en etkilidir:

Soğuk hava, bulutlu veya puslu günler: Normalde PV modülü soğuk sıcaklıklarda daha iyi çalışır ve MPPT, bunlardan elde edilen maksimum gücü elde etmek için kullanılır.

Akü derinden boşaldığında: MPPT daha fazla akım çekebilir ve akünün şarj durumu düşerse aküyü şarj edebilir.


MPPT solar şarj kontrolörü
MPPT solar şarj kontrolörü, PV modülünden aküye giden akım miktarını en üst düzeye çıkarmak için MPPT algoritması ile gömülü şarj kontrolörüdür.

MPPT, PV modülünden DC girişi alarak, AC'ye değiştirerek ve PV modülünü aküyle tam olarak eşleştirmek için farklı bir DC voltajına ve akımına dönüştürerek çalışan DC'den DC'ye dönüştürücüsüdür.

 

 

PWM Şarj Kontrol Cihazı;

Şarj kontrol cihazı güneş enerjisi ile elektrik üretimi sistemlerinde, gündüz güneş panellerinden gelen elektrik akımını, kontrollü olarak aküye dolduran cihazlardır. Genellikle belli bir DC voltajı, yine belli bir DC voltaj olarak regüle ederek, akımı ilgili yerlere iletir. Bu ilgili yerler ya bir akü devresidir, ya da dc akım ile çalışan elektronik bir cihazdır. 

Solar şarj regülatörü, gelen akımı ve voltajı dengeler. Ayrıca, bu akımı belli bir müddet (aküler doluncaya kadar) akülere gönderir. Aküler dolduktan sonra akımı keser. Böylece, aküleri fazla şarja tabii tutmaz. Akülerin ömrü de daha uzun olur. Solar şarj kontrol cihazı güneş panelinden gelen akıma ve toplam güneş paneli gücüne göre seçilir. Pwm şarj kontrol cihazı çeşitleri piyasada çok fazladır. Şarj regülatörü güneş enerjisi sisteminizin performansını ve ömrünü etkileyen en önemli cihazdır.

Çünkü, tasarladığınız güneş enerjisi sistemi isterse en kaliteli akü ve güneş paneline sahip olsun. Önemli değil. Eğer şarj kontrol cihazı kalitesiz ise güneş enerjisi sisteminizin ömrü çok uzun olmayacaktır. Bu yüzden şarj kontrol cihazı seçimi büyük bir titizlikle yapılmalıdır.

 

AKÜ TANITIMI

Akü, akümülatör kelimesinin kısaltılmış halidir. Akü, elektrik enerjisini kimyasal enerjiye çevirir ve lazım olduğunda depolanan kimyasal enerjiyi elektrik enerjisi olarak aktaran akım toplayıcıdır. Akünün genel amacı marş motorunu, doğru akım devrelerini, ateşleme ve ışık alıcılarını beslemektir.

Akülerin farklı farklı birçok şekli vardır. En çok kullanılanı ise 12 voltluk olan ve benzinli motorlarda kullanılandır. Toplamda 6 adet elemandan meydana gelen ve birbirlerine seri olan bağlanmış olan bu aküler 4 adet pozitif ve 5 adet negatif yüklü plakadan oluşur. Bu plakaların içeriği kurşun-antimuan alaşımı petek üzerine yüklenir ve aktif maddeler sıvanarak oluşturulur. Akünün içerisinde sülfürik asit ve saf su karışımından meydana gelen elektrolit vardır. Bu karışımda yaklaşık %40 asit ve %60 su vardır. Böylece elemanlar birbirine seri olarak bağlanmıştır

Akümülatör Nasıl Çalışır

Çalışma prensipleri aynı olan akülerde kullanım amacı sadece marş değildir. Elektrik enerjisinin depolanması, geri alınması ve kullanılması gibi özellikler vardır. Özellikle sabit ve durağan yerlerde kullanılan akülerin iç yapısında başlangıç ve marş amaçlı büyük farklılıklar vardır. Aküler kesintisiz olarak ihtiyacı giderir. Akümülatörler kullanılırken anot ve katot kutup birbirine bağlanır. Devre kapandığında ise başlangıçtaki olayların tersi olur. Yani kimyasal enerji elektrik enerjisi haline dönüşür. Çalışma sırasında akümülatörler dışarıdan gelen elektrik en erjisini kimyasal enerjiye çevirerek bu enerjiyi tekrar elektrik enerjisini çevirip harcar. Yani şarj-dolma ve deşarj-boşalma durumu olur. Akümülatörler şarj edildikten sonra belirli bir süre boyunca yani içerideki dönüşen enerji kadar kullanılabilir. Bu yüzden şarj bittiğinde tekrar doldurmak gerekir.

 

Kuru Bakımsız Akü

Bakım gerektirmeyen sızdırmaz tip (valve Regulated) kurşun-asit aküleri küçük ve hafiftirler. Yüksek performansa sahip olduklarından kullanımları çok ekonomiktir. Tam sızdırmaz ve bakım gerektirmez yapılarından dolayı içerisine su veya elektrolit ilavesine gerek yoktur. Bu akülerin yapıları, tampon şarj ve çevrimli (sürekli olarak şarj-deşarj) kullanımları için tasarlanmış olduklarından ana ve acil enerji kaynağı olarak kullanım için çok uygundur. Çevrimli kullanımlarda 100% deşarjda 250 çevrim (bir çevrim, şarjı takiben tam deşarjdan ibarettir), tampon şarj kullanımlarında ise 3 - 5 yıllık ömür elde edilebilir. Bu aküler, portatif el aletlerinde , kameralarda, ölçüm cihazlarında ... vb olduğu gibi portatif televizyonlarda da yüksek performanslı enerji kaynağı olarak çok yaygın kullanılmaktadır. Tampon şarj uygulamalarında güvenlik sistemleri, acil aydınlatma, bilgisayar ve kontrol cihazları gibi geniş kullanım alanları vardır...

 
Bakımsız Kuru Aküler Hakkında Gerekli Bilgiler;

-Bakımsız kuru akülerin dış kapağı açılmaz. Bu nedenle akü kapaklarının asla zorlanmaması gerekir.

-Bakımsız kuru akülerin her hücresinde, hücreyi atmosferden ayıran bir tapa bulunur. İç basınç 0.08
barı geçerse bu tapalar açılır ve gazı dışarı sızar.

-Bakımsız kuru aküler 20 derece sıcaklıkta (oda sıcaklığı), 16 ay kadar şarj etmeden muhafaza edilebilir. Bu sürenin sonunda kuru akülerin kapasitesi ortalama % 50 oranında düşer.

-Ortalama sıcaklık derecesi 30 ise en fazla 10, 40 ise en fazla 5 ay boyunca şarj edilmeden bekletilebilirler.

-Bakımsız kuru aküler kurşun-asitli akü şarj cihazları ile şarj edilebilirler.

-Aşırı deşarj olmuş veya boş hâldeki kuru aküleri bir haftadan fazla oda sıcaklığında bulunan ortamlarda bırakmamanız şiddetle tavsiye edilir.

-Bakımsız kuru akülerin ideal şarj gerilimi, oda sıcaklığında hücre başına 2.3 volttur. Yani 12 voltluk bir kuru akü için şarj geriliminin 13.8 volt olması gerekir. 30 derecede 13.5, 40 derecede ise 13.3 volta düşürmek, kuru akünün sağlığı açısından önemlidir.

 

JEL AKÜ

Jel akülerin en büyük özelliği veya kullanım alanı “derin deşarj” uygulamalarında kullanılıyor olmasıdır. Jel aküleri kullandığınız süre zarfında saf su ilavesi gerektirmediğinden jel akülere “bakımsız akü” denilir. Jel akülerin en büyük özelliği ve kuru şarjlı akülerden farkı ise derin deşarj özelliğidir.

Peki nedir bu derin deşarj?

Jel akülerin derin deşarj düzeyi kuru veya sulu akülere göre %75 tir Daha anlaşılır bir ifadeyle anlatmak gerekirse jel aküleri, deşarj sonrası şarj ettiğimizde içerisinde bulunan kimyasal yapı herhangi bir zarar görmeden şarz tamamlanmış olur. Aynı işlemi, kuru veya sulu akülerde yaptığınızda ise yani derin deşarj sonrası şarj yaptığınızda akü içerinde bulunan kimyasallar her şarjda zarar göreceğinden akünün ömrü her şarjda kısalmaktadır. Toparlamak gerekirse; jel akü için şarj – deşarj işlemi sonrası performansından ödün vermeyen aküler denilebilir.

Jel akü avantajları;

-Jel aküler kolay şarj edilmektedir.

- Uzun süre kullanıma hazırdırlar ve verimleri oldukça fazladır.

- İçinde bulunan jel her türlü çevre ve hava koşullarına karşı ilk günkü özeliğin korumakta ve gaz ürettikçe tekrar kullanabilir hale gelmektedir.

- Her türlü hava şartlarında rahatlıkla ve güvenle kullanılmaktadır. Yüksek soğuya ısıya, titreşime ve aşınmaya karşı oldukça dirençlidirler.

- Kuru akü ve diğer akülere göre %5 kat daha fazla verim sağlayarak kullanıcısının yükünü hafiflemektedir.

 

Inverter Nasıl Çalışır;

Güneş panellerinde kullanılan invertörler 12-24-48 voltluk akülerdeki DC voltajı, kullanmakta olduğumuz buzdolabı, televizyon, çamaşır makinesi ve lambalar gibi 220 volt AC ile çalışan cihazlara dönüştüren cihazdır. Bu sayede 220 volt elektriğin olmadığı bir yerde 12 ve 24 voltluk aküden 220 volt enerji elde edilebilir.

Ayrıca inverter DC geriliminden AC gerilimi elde etmek içinde kullanılan bir cihazdır. Örnek verecek olursak; kesintisiz UPS kaynaklarında hem invertör hem de konvertör kullanılır. İlk olarak AC gerilim önce konvertöre gelir ve DC’ye çevrilir, daha sonra oluşan DC sinyali inverter içerisinde AC’ye çevrilir.

Bilmemiz gereken bir diğer kısım ise invertörlerin elektrik üretmediğidir. Kullandıkları tüm enerjiyi akülerden çekerler ve 12 volt doğru akımı 220 volt alternatif akıma çevirirler. Bu yüzden aküye yakın mesafeden 12 volt tarafındaki kablo bağlanabilir ve bu kablo kalın olabilir, çünkü akımın büyük olacağı açıktır, P = R x I² formülündeki gibi akım arttıkça kayıp büyük olacaktır. Bundan dolayı akü inverter arası mesafeyi kısa, ancak inverter sonrası 220 volt enerji taşıyan kablonun kesiti ince kullanılabilir.