Batarya Görüntüleme ve Batarya Bakımı

Taşınabilir teknoloji denilince de akla ilk gelen donanım birimi bataryalardır. Günlük hayatta sürekli kullandığımız bataryaların uzun ömürlü olmasındaki en önemli kriter kullanım şartlarıdır. Bu şartların olumlu yönde geliştirilmesi için bataryaların görüntülenmesi ve bakımı oldukça önemlidir. Bu yazımızda, bataryaların görüntülenmesini ve bakımlarını detaylı bir şekilde inceleyeceğiz.

A- A+

16.08.2016 tarihli yazı 13607 kez okunmuştur.

Arşivlere bakıldığında ilk batarya görüntüleme sistemi kullanımından yirmi yıllık bir sürenin geçtiği görülüyor. İlk görüntüleme sistemi aslında bakım sıklığını azaltmak ve böylelikle deneyimsiz bakım personellerini ortadan kaldırmak için geliştirilmiş. O günlerden bu yana batarya arızalarının neden ve nasıl olduğu konusunda birçok bilgi elde edildi ve VRLA akülerin tanıtılmasıyla yeni batarya problemleri ortaya çıktı.

Batarya Görüntüleme Sistemleri Neden Gereklidir?

Batarya sistemlerinin görüntülenmesi için birçok argüman bulunmaktadır. En belirgin nedenleri:

► Artırılmış sistem güvenliği
► Bakım sıklığının azaltılması ile maliyet tasarrufu
► Personel güvenliği

şeklinde sıralanabilir.

Artan Sistem Güvenliği;

Bataryaların kullanıldığı sistemlerde güç kesintileri ortadan kaldırılarak büyük oranda maliyet tasarrufu gerçekleştirilir ve sistem güvenliği artırılmış olur. Başarısızlık maliyeti görüntüleme maliyetiyle kıyaslandığında oldukça büyük oranda bir fark ortaya çıkabilmektedir.

Problemler Nasıl Tespit Edilir?

Batarya sistemlerinin görüntülenmesi erken aşamada pil sorunlarının tespit edilmesiyle sistem güvenilirliliğini arttırır. Peki bu sorunlar nasıl tespit edilir?

Problemler batarya paketlerindeki her bir hücre ya da modülün iç direncinin hesaplanmasıyla tespit edilir. Bir hücrenin direnci o akünün durumunun sağlıklı olup olmadığının bir göstergesidir. Bataryaların sorunlarının tespit etmek için bir diğer yöntemse kapasite testi gerçekleştirmektir. Bataryalar üzerinde hiç kimse kapasite testinin etkinliğini tartışamaz fakat ne yazık ki bu testi gerçekleştirmek için birçok kullanıcı kendi maliyetlerini karşılayamazlar. Bu yönden kapasite testinin maliyeti oldukça fazladır. Direnç testinin en önemli avantajı ortada herhangi bir arıza tespit personeli olmadan doğrudan yapılabilir olmasıdır.

►İlginizi Çekebilir: Batarya ve Piller

Tasarruf;

Batarya görüntüleme sistemlerinde, basit bir görüntüleme sistemi satın alınarak küçük bir maliyetle daha büyük maliyet tasarrufları sağlayabilmek için birkaç yöntem bulunmaktadır. Bunlardan ilki, sistemi kullanarak bakım süresini sistemin işleyişinde hiçbir sıkıntı yaratmayacak şekilde minimize etmektir. Diğeri ise yine sistemi kullanarak batarya ömrünü optimize etmek ve sonuncusu ise sistemlerin kullanıldığı alanlardaki test maliyetlerini azaltmaktır.

Güvenlik;

Aktif bir şekilde çalışan bir batarya görüntüleme sistemi çoğu batarya sisteminde doğrudan mevcut yüksek gerilimle temasın olduğu noktalarda bakım personeline duyulan ihtiyacı azaltır. Eğer görüntüleme sisteminde bir arıza tespit edilirse gerektiği durumda bakım personelinin de batarya sistemine müdahale etmesi gerekebilir. Bir problemle karşılaşılması durumunda ise batarya sistemi deşarj ve şarj bağlantılarını kesecek ve böylelikle bakım personelinin tehlikeli bir duruma maruz kalma olasılığı azaltılacaktır.

Rutin bakımlarda pil ölçüm terminallerine erişimin çok küçük yerlerde yapılabilmesinden dolayı bataryaların bir hazneye monte edildiği kesintisiz güç kaynağı sistemleriyle çalışmak bakım personeli için ayrıca bir tehlike arz etmektedir. Ayrıca güvenlik personelinin yanı sıra herhangi birisinin yanlışlıkla neden olacağı bir problemle karşılaşıldığında sistem kapatılır.

Batarya sistemlerinde izlenen parametlerin listesi ise aşağıda verilmiştir:

► Genel dizi gerilimleri
► Hücre gerilimleri
► Ortam sıcaklığı
► Hücrelerin iç direnci
► İç direnç
► Yük çevrimleri

Akülerin Ömrü Neden Sınırlıdır?

Kurşun asit akülerin faydalı olarak çalışabildikleri ömürlerinin sınırlı bir zaman dilimi olduğuna dikkat edilmelidir. Bakımlı bir su ile kullanımında ömrünün sonuna gelmiş bir akünün normal şartlarda arıza modu pozitif ızgara korozyonu ile olmaktadır. Aküdeki pozitif ızgaralar zamanla mekanik mukavemetlerini kaybeder ve parçalanmaya başlar. Bazen bu durumdan önce ızgara yapısı macun veya aktif maddenin ızgara ile temasını kaybettiği noktaya kadar büyüme gösterir.

►İlginizi Çekebilir: Pilin Mucidi | Alessandro Volta

Her iki sorun da iç dirençte büyük artışlar olmasına yol açar fakat bu sorunlar kolayca tespit edilebilir. Aslında bu sorunların asıl nedeni sulu hücrelerdeki öngörülen çürümedir. Hücrelerin iç dirençlerinin ölçümü aynı zamanda akünün ömrünün sonuna gelip gelmediğini kontrol etmek için de kullanılır. Kaliteli bir su ile birlikte çalışan bir akünün ömrü ortalama yirmi yıldır.

VRLA akülerin bugün yaklaşık yedi yıllık ortalama ömürleri vardır ve akülerin hücreleri normal şartlarda pozitif ızgara korozyonunu görecek kadar uzun sürede faaliyet gösteremezler. Kısa akü ömründe görülen en büyük sorun elektrolit uçlardaki kuruma ya da su kaybıdır. Ayrıca kullanıcı tarafından kontrol edilebilen ve akü sistemlerinde oluşan erken arızalarında en sık karşılaşılan başlıca nedenler şunlardır:

► Aşırı döngü: Bir kurşun kalsiyum akünün döngü kapasitesi deşarj derinliğine bağlıdır. Örneğin akü deşarj altında iken %80'lik kapasite kullanımında 50 derin döngü kapasitesine sahipken %25'lik kapasite kullanımında bu döngü kapasitesi 300 olmaktadır.

► Yalıtım kaçağı: Aküde sızdıran bir yalıtım asidin hücreler arası bağlantı alanına kadar geçmesine izin verir ve bu da bağlantı sorununa neden olur. Yanlış bir biçimde sıkılan hücreler arası donanım bağlantılarda oluşacak çok yüksek direnç bağlantıları anlamına gelir.

► Düşük şarj gerilimi: Düşük şarj gerilimi plaka yüzeylerinde sülfat kristallerinin oluşmasına neden olur. Uzun bir süre boyunca sertleşen sülfat kristalleri doğru gerilim uygulanırken çözelti içerisine geri gitmezler ve bu zamanla akünün kapasitesinin tamamen kaybedilmesine neden olur. Bu sorun sonuç olarak hücre direncinde artışa neden olur.

► Yüksek şarj gerilimi: Yüksek şarj gerilim aşırı derecede hidrojen ve oksijen gazı oluşumuna neden olur ve bu sulu hücrelerde su kaybına, kurumaya ve VRLA hücrelerde potansiyel termal kaçaklara yol açar. Yüksek şarj gerilimi ayrıca pozitif plakalardaki aktif materyallerin dökülmesine de yol açar. Tüm bu sorunlar hücrelerin iç direncini artırır.

► Yüksek sıcaklık: Yüksek sıcaklık akülerin ömürlerinin kısalmasına neden olur. Yüksek sıcaklık aynı zamanda yüksek şarj geriliminde olduğu gibi sulu hücrelerde su kaybına, kurumaya ve VRLA hücrelerde potansiyel termal kaçaklara da yol açar. Bütün bu sorunlar hücrelerin iç dirençlerinin artmasına neden olur.

► Aşırı deşarj: Aşırı deşarj plakaların aşırı genişlemesine, kalıcı bir hasara ve şarj sorunlarına yol açabilir.

► Elektrokimyasal direnç artışı: Akülerdeki macun ya da elektrolit içerisinde oluşabilecek kimyasal sorunlar kapasitenin tükenmesine neden olabilir.

► Metalik direnç artışı: Direnç problemlerinde en riskli sorun metalik direnç artışıdır. Metalik direnç iletim yolunda oluşacak bir sorun anlamına gelir ve bu sorun bir patlamaya veya akım taşıyıcı yolun tamamen kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir.

Batarya Sistemlerinin Bakımı

Batarya sistemleri kullanıcıların birçoğu, batarya sistemlerini güvenli bir şekilde korumak için nelerin gerekli olduğu konusunda detaylı bilgi sahibi değil. Yapılması gerekenler şunlardır:

► Çalışmayan bir batarya sistemi için bilgi sahibi olmadan sisteme müdahale etmemeleri
► Sisteme yapılacak müdahaleyi bilen bir bakım servisi ile iletişime geçmeleri
► IEEE Standartları Koordinasyon Komitesi SCC-29 olarak sektör uzmanları tarafından yayınlanan önerileri okumaları

Ayrıca batarya sistemlerinin bakım denetimleri göz ardı edilmeksizin yılda en az bir kez yapılmalıdır.

Kaynak:
electrical-engineering-portal