Akünün Yapısı Nasıldır ?

Bir akü hücresi aşağıdaki ana elemanlardan oluşur:
 

1) Akü Kabı: Çoğunlukla ebonit veya plastik malzemeden yapılır. Transparant denen akü kapları, akünün içindeki elemanların incelenmesine imkan verirler. Akü kapları tesis edileceği yerin durumuna göre çeşitli boyutlarda yapılırlar. 
 

Şekil 1: Akü Kabı

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

Şekil 2: Akü Kapağı
 

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 temasını azaltmamak,

c) Plakalar, 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 antimon 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 surretiyle elde edilir. Plakanın boyutları kullanıcının talebine veya imalatçının tercihine göre çeşitli olabilir. 

Şekil 4: Akü İçerisinde Yer Alan Plakalar

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

►Sıvanmış Düz Plaka: Yapısal olarak negatif plaka gibidir.
 

►Tüpçüklü Plaka: Esas olarak antimonlu 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 sıralar halinde sallanmadan durması temin edilir. Bu tür pozitif plakalar yapmaktaki hedef, aktif maddenin tüpçük içinde muhafaza edilerek, dökülmesini engellemektir.
 

►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 plaka, formasyon denilen kimyasal işlemlerle, plaka yüzeyinde kurşun peroksit film halinde aktif madde oluşturur, işletme süresince deşarjda kurşun sülfat haline dönüşen yüzey, şarjda tekrar kurşun peroksit film haline döner.
 

 

Akü Hücresi

Bir akü hücresi, yukarıda açıklanan elemanların, akü kabı içerisine tekniğine uygun bir şekilde yerleştirilmesi ile oluşturulur. Akü hücresi içindeki negatif plaka sayısı, pozitif plaka sayısından bir fazladır. Böylece pozitif plakanın iki yüzeyi de aktif durumda tutularak bükülmesi önlenir. Bütün pozitif plakalar ve negatif plakalar ayrı ayrı hücre içinde kurşun köprülerle birbirine kaynak edilerek, her bir 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 husustur. Bununla birlikte çoğunlukla civatalı veya kaynak yapmak suretiyle bağlanır.
 

Şekil 5: Akü Hücresi

 

Akü Bağlantıları Nasıl Yapılır ?

 

Seri Bağlantı

Akü bloklarının akü grubunu oluşturacak şekilde ard arda bağlanması ile oluşturulan tek bir seri koldur.

Akü grubunun toplam gerilimi, her bir akü blok geriliminin toplamından oluşur ve bu gerilim KGK'nın set edilen tampon (float) gerilimi ile aynı olmalıdır. Seri bağlantıda akü kapasitesi değişmez; akü grubunun kapasitesi, grupta yer alan her bir bloğun kapasitesine eşittir.
 

Şekil 6: Akülerin Seri Bağlantısı

 

Paralel Bağlantı

Paralel bağlantı, iki veya daha fazla sayıda seri bağlantı ile oluşturulur. her bir seri koldaki akü blok sayısı eşittir. Aküler iki nedenle paralel bağlanırlar:

1) Kapasitenin arttırılması (toplam kapasite, paralel bağlı olan her bir kol kapasitesinin toplamına eşittir.)

2) Güvenilirliğin arttırılması (tek bir arızalı akü, KGK için tüm akülerin yedek enerji beslemesinin kesilmesine neden olmaz.)

Altıdan fazla akü grubunun paralel bağlanması yaygın bir uygulama değildir. Hangi bağlantı grubu kullanılırsa kullanılsın seri kolda yer alan tüm hücreler birbiri ile özdeş olmalıdır.
 

Şekil 7: Akülerin Paralel Bağlantısı

 

Akülerin Çalışma Ömrünü Etkileyen Faktörler 
 

►Depolama

12-18 ay raf ömrü. Kurşun asit aküleri asla boşalmış veya kısmen boşalmış durumda tutulmaz. Aküler uzun süre depolanacaksa 6 ayda bir kere şarj edilmesi uygundur.

►Düşük Şarj

Anma değerinden daha düşük bir açık-devre gerilimi sülfatlaşmanın göstergesi olabilir. Max. 12 saat süreyle, yüksek gerilim ve sabit akım şarjı ile (anma kapasitesinin 1/10 değeri) geri kazanım.

►Aşırı Şarj

Aşırı şarj gerilimleri, aküden yüksek şarj akımlarının akmasına, bu akım nedeniyle aşırı ısının açığa çıkmasına ve güvenlik valfinden gaz çıkışına neden olur (bu nedenle "valve regulated" terimi kullanılmaktadır). Bu durum kısa bir süre içinde pozitif plaka malzemesini korozyona uğratacak ve akü ömrünü hızlı bir şekilde kısaltacaktır.
 

►Sıcaklık

►Aşırı Deşarj

►AC Dalgalılık

Aküler DC güç depolama elemanlarıdır ve DC gerilim ile şarj edilmelidirler. DC şarj geriliminin üzerine binen ac gerilimler akülerin çalışma ömrünü azaltır.