Kısaca
Yedek güç sistemlerinde akü grubu, projenin en pahalı ve en sık yenilenen kalemlerinden biridir. Hurda ilan edilen akülerin önemli bir kısmında sorun, plaka malzemesinin bitmesi değil sülfatlaşmadır. Sülfatlaşma geri döndürülebilir. Yeter ki aküyü doğru ayıklayın, doğru işleyin, sonra aynı sorunun geri gelmemesi için sisteme kalıcı bir koruma ekleyin.
NEO MAKİNA ve MÜHENDİSLİK A.Ş. olarak akü işini üç adımda ele alıyoruz:
- Triyaj: Hangi akü kurtarılabilir, hangisi doğrudan geri dönüşüme gider?
- Rejenerasyon: Kurtarılabilir aküleri atölyede veya yerinde işleyip kapasite testiyle belgeliyoruz.
- Kalıcı koruma: Şarj dengeleyici, otomatik desülfatör ve periyodik bakım solüsyonuyla sülfatın geri dönmesini yavaşlatıyoruz.
Akü neden ölür? Üç temel neden
Sülfatlaşma. Akü deşarj olurken plakalarda kurşun sülfat oluşur. Akü zamanında tam şarj edilirse kristaller geri çözünür. Uzun süre yarı dolu kalırsa kristaller sertleşir, iç direnç artar, kapasite düşer.
Seri dizide şarj dengesizliği. Seri bağlı her akünün iç direnci ve kapasitesi biraz farklıdır. Aynı akımla şarj edildiklerinde zayıf akü eksik dolar, güçlü akü aşırı şarj olur. Dizinin ömrünü ortalama akü değil, en zayıf akü belirler.
Derin deşarj ve sıcaklık. Tasarım sınırının altına inen her deşarj geri dönmeyen hasar bırakır. Sıcaklık arttıkça kimyasal bozunma hızlanır. Dış ortam kabinlerinde bu etki yazın belirgindir.
Pilot uygulama: ne ölçtük?
Gerçek bir uygulama üzerinden anlatalım. Pilot sistem 48 V / 300 Ah yedek DC güç sistemiydi: 2 paralel dizi, her dizide seri bağlı 4 adet 12 V 150 Ah VRLA akü. Aküler hurda statüsündeydi. Yük 45–51 A (yaklaşık 2,6 kW) aralığındaydı.
İç direnç
Rejenerasyon öncesi ve sonrası iç direnci ölçülebilen yedi akünün ortalaması 6,51 mΩ'dan 4,26 mΩ'ya düştü (%34,6). Başlangıçta iç direnci hiç ölçülemeyen bir akü, işlem sonrası 4,3 mΩ ile geri kazanıldı. En yüksek başlangıç dirençli aküler en büyük düşüşü gösterdi (%27 ile %45 arası). Sülfatlaşma kaynaklı direnç artışı geri döndürülebiliyor.
Gerçek yük altında deşarj testi
Aynı akü grubu iki ayrı gün, gerçek yük altında deşarj edildi:
- Süre: 1. test 2 sa 30 dk → 2. test 5 sa 02 dk
- Aktarılan enerji (≈2,58 kW): 1. test ≈ 6,5 kWh → 2. test ≈ 13,0 kWh
- Deşarj sonu hücre gerilimi: 1. test 1,85 V → 2. test 1,81 V
İkinci testte otonomi iki katına çıktı. Bu farkın iki olası nedeni var ve ikisi birlikte de geçerli olabilir: rejenerasyondan sonra akülerin ilk tam şarj-deşarj çevrimiyle formasyonlarını tamamlaması ve ilk testten önce akülerin tam şarjlı olmaması. Bu yüzden kapasiteyi tek bir sayıya bağlamıyoruz. Otonomi üçüncü çevrimde de 5 saat civarında kalıyorsa kapasite kalıcıdır. Resmi değer, sabit akımlı standart testle belgelenir.
Kapasite tahminimiz %85–100 aralığındadır. Hizmet eşiğimiz kapasite ≥ %80'dir.
Akü bazında sınıflandırma
Sekiz akünün yedisi deşarj sonunda 10,97–11,50 V aralığında kaldı ve hizmete uygun bulundu. Biri ayrışmıştı. Deşarj sonunda 9,11 V'a kadar düştü. Bu akü havuzdan eşleştirilmiş bir aküyle değiştirildi ve tekil derin rejenerasyon programına alındı. İki dizinin performansı böylece dengelendi.
Hurda akülerin bir bölümünün kurtarılamayacağını baştan kabul ediyoruz. Bu yüzden her akünün önce ayıklanması gerekir.
Ohmik ölçümde dikkat edilecek nokta
Pilotta deşarj akımı altında alınan ohmik ölçümler 1,4–6,7 mΩ arasında savruldu. Bu dağılım akülerden değil, ölçüm koşulundan kaynaklanıyordu. Ohmik ölçüm tampon şarjda, 25 °C referansında, dört uçlu 1 kHz cihazla ve üç ölçümün ortalamasıyla yapılmalıdır. Aksi halde değerlendirmeye alınmaz.
Adım 1: Hurda akü değerlendirme (triyaj)
Her hurda akü rejenerasyona uygun değildir. Atölye ve saha zamanını korumak için üç kapılı bir eleme uyguluyoruz:
- Kapı 1 — Görsel / mekanik. Kontrol: kasa şişmesi, çatlak, sızıntı, kutup erimesi, emniyet valfi. Ret (doğrudan hurda): şişme > 3 mm, çatlak, sızıntı, ısıl hasar.
- Kapı 2 — Elektriksel ön test. Kontrol: 24 saat dinlendirilmiş açık devre gerilimi, iç direnç, üretim tarihi. Ret: OCV < 8 V, hücre kaybı belirtisi (10,4 / 8,3 V), yaş > 10 yıl.
- Kapı 3 — Şarj kabul testi. Kontrol: 14,4 V sabit gerilim, 0,1 C akım sınırı, 2 saat. Ret: akım kabul etmiyor veya sıcaklık kaçağı eğilimi.
Kapıları geçen aküler rejenerasyon sonrası üç sınıfa ayrılır:
- Yeşil: Kapasite ≥ %80 ve iç direnç ≤ referans × 1,3. Hizmete uygundur.
- Sarı: Kapasite %70–80 veya iç direnç sapması %30–50. Düşük kritiklikte sahada ya da yedek havuzda kullanılır, izlenir.
- Kırmızı: Kapasite < %70. Lisanslı geri dönüşüme gider.
Her akünün karekod etiketli bir kimlik kartı vardır: seri numarası, ohmik değer, kapasite ve sınıf.
Adım 2: Rejenerasyon modelleri
Model A: Söküp atölyede revizyon
Sahadaki aküler sökülür, yerine havuzdan rejenere edilmiş set takılır. Sökülen set atölyede işlenip havuza döner. Atölye akışı şöyledir:
triyaj → temizlik ve kutup bakımı → dengeleme şarjı → yüksek frekanslı darbe rejenerasyonu → tam şarj → C10 kapasite testi → ikinci çevrim → ohmik ölçüm → sınıflandırma ve eşleştirme
Dizi içi iç direnç farkı ≤ %10 ve kapasite farkı ≤ %5 olacak şekilde eşleştirme yapılır. Dengesiz dizi, rejenere edilmiş akülerin bile ömrünü kısaltır.
Model B: Yerinde revizyon
Mobil rejenerasyon ünitesiyle işlem sahada yapılır. İşlem süresince sistem akü korumasız kalmamalıdır, bu yüzden geçici yedek dizi (en az 48 V / 150 Ah) veya mobil jeneratör gerekir.
Hangisi ne zaman?
- Sonuç kalitesi / tekrarlanabilirlik: Atölye yüksek · Yerinde orta
- Kapasite sertifikasyonu: Atölye tam (sabit akım, kayıtlı) · Yerinde gösterge niteliğinde
- Servis kesinti riski: Atölye düşük (tak-çıkar ≈ 2 saat) · Yerinde orta-yüksek
- Saha başına ekip süresi: Atölye 2 × 0,5 gün · Yerinde 2–3 gün
- Lojistik yük: Atölye yüksek · Yerinde düşük
- Dizi eşleştirme: Atölye var · Yerinde yok
- Uygun olduğu durum: Atölye yaygınlaştırma, ana model · Yerinde ulaşımı zor, şebekesi kararlı tekil sahalar
Önerimiz hibrit modeldir. Her sahada triyaj yapılır, ana yöntem atölye ve döner akü havuzudur, yerinde revizyon yalnızca istisna sahalarda kullanılır.
Adım 3: Kalıcı koruma, yani sülfat geri dönmesin
Rejenerasyon tek başına geçici çözümdür. Akü aynı şarj koşullarında çalışmaya devam ederse sülfat yeniden birikir. Bu yüzden her sisteme üç bileşen ekliyoruz.
Şarj dengeleyici (equalizer)
Her aküye bir dengeleyici takılır, devre stand bazında (4 akü) gruplanır. Dengeleyiciler kendi aralarında haberleşir ve yalnızca komşu aküler arasında enerji aktarır. Teknik gereklilikler:
- Tetikleme farkı ≤ 50 mV
- Dengeleme akımı ≥ 1 A
- Boşta tüketim < 5 mA
- Ters bağlantı ve kısa devre koruması
Pilotta yedi akü arasında 0,53 V'luk gerilim yayılımı ölçtük. Seri dizide 0,5 V üzeri yayılım, kalıcı dengeleyici ihtiyacının göstergesidir.
Teknik not: eşik gerilimi. VRLA akülerde tampon şarj yaklaşık 13,5 V/akü (2,25 V/hücre) düzeyindedir. 14,5 V ise dengeleme / hızlı şarj seviyesidir. Dengeleyici tetikleme eşiğini tampon rejiminde 13,5 V, dengeleme şarjında 14,1–14,5 V olarak iki kademeli ayarlıyoruz. Kalıcı 14,5 V tampon, VRLA'da su kaybına ve termal kaçağa yol açar. Kesin değer akü üreticisinin föyüyle teyit edilir.
Otomatik desülfatör
Elektronik desülfatör, günün en düşük yük saatinde (varsayılan 03:00) devreye girer. 30–60 dakikalık yüksek frekanslı çevrimle plakalardaki sülfat kristallerini çözmeyi ve iç direnci düşürmeyi hedefler.
- Çevrim yalnızca şebeke varken ve akü tampon şarjdayken başlar. Şebeke kesintisi veya deşarjda ertelenir.
- Çevrim öncesi ve sonrası akü gerilimi ve sıcaklığı kaydedilir.
- Desülfatörün DC baraya bindirdiği yüksek frekanslı gürültü, bara gürültü standartlarıyla (48 V sistemlerde örneğin ETSI EN 300 132-2) karşılaştırılır. Hedef DC bara dalgalılığı < 100 mVpp'dir. Pilotta osiloskop ölçümü yapılmadan yaygınlaştırmaya geçmiyoruz.
Periyodik bakım solüsyonu
- Otomatik sistem (dengeleyici + desülfatör): solüsyon 2 yılda bir; yıllık uzaktan ohmik ölçüm, 2 yılda bir kapasite testi.
- Manuel sistem: solüsyon yılda bir; yılda bir ohmik ölçüm, dengeleme şarjı ve kapasite testi.
Uygulama sırası: tampon şarjda ohmik ölçüm → aküyü diziden ayırma → emniyet valfi altından kontrollü solüsyon uygulaması (üretici föyündeki miktar) → 24 saat dinlenme → dengeleme şarjı → ohmik ölçüm ve kayıt.
Teknik not: VRLA aküler. Kapalı tip akülerde solüsyon uygulaması emniyet valfinin geçici olarak sökülmesini gerektirir. Valf ve sızdırmazlık her uygulamada yenilenir. Solüsyon yalnızca sülfatlaşma kaynaklı kapasite kaybında etkilidir. Plaka korozyonu veya hücre kısa devresi olan akülere (kırmızı sınıf) uygulanmaz.
Redresör ayarları
Akü tarafı ne kadar iyi olursa olsun, şarj ayarı yanlışsa ömür kısalır. 48 V VRLA sistem için başlangıç önerilerimiz:
- Tampon gerilimi: 54,0–54,5 V (2,25–2,27 V/hücre, 25 °C)
- Sıcaklık kompanzasyonu: −72 mV/°C (24 hücre)
- Akü şarj akım sınırı: 0,10–0,15 C10
- Dengeleme şarjı: 56,4 V, en çok 8–12 saat, yalnızca derin deşarj sonrası
- Düşük gerilim ayırma (LVD): ayırma 43,2 V, geri alma 48,0 V
Değerler üretici föyüyle teyit edilir.
Akü kabini
Pabuç ve köprü kalitesi, akü ömrünü sessizce etkiler. Isıyla daralan kılıflı pabuçlar, kutup başı kapakları, izoleli köprüler ve kabin tabanının toz, nem ve kemirgen girişine karşı kapatılması standart iyileştirme kalemlerimizdir. Sıcaklık kompanzasyon sensörü akü paketine eklenir.
Otomasyon ve izleme
Dengeleyici, desülfatör ve sensörler ortak bir saha kontrol ünitesine (Modbus RTU / kuru kontak) bağlanır. Olaylar sistemin harici alarm girişleri üzerinden izleme merkezine iletilir.
- Akü dengesi: Manuel – yılda bir dengeleme şarjı · Otomatik – sürekli, akü başına
- Sülfat kontrolü: Manuel – yılda bir bakım solüsyonu · Otomatik – her gece desülfatör + 2 yılda bir solüsyon
- Saha ziyareti: Manuel – arıza başına + yıllık bakım · Otomatik – yıllık kontrol, arıza ziyareti yalnızca alarmda
- Veri: Manuel – yok · Otomatik – akü gerilim/sıcaklık trendi, olay günlüğü
Akü sağlığındaki sapma %30'u aştığında bakım iş emri otomatik açılır. Akü sıcaklığı 45 °C'yi geçerse şarj durdurulur ve alarm verilir.
Akü ömrü yalnızca akü meselesi değil
Aküyü yeniden doğurmak yetmez. Şebeke kalitesi, topraklama, yıldırım-darbe koruması ve kaçak akım röleleri de akü ömrünü belirler. Şebeke kesintisinden sonra aküde saatlerce kalan sistem, derin deşarjla akü grubunu yeniden yıpratır. Bu yüzden akü çalışmasını koruma ve elektrik altyapısı iyileştirmeleriyle birlikte planlıyoruz.
Devreye alma ve kabul kriterleri
Rejenerasyon sonrası "iyi görünüyor" demiyoruz, ölçüyoruz:
- Ohmik ölçüm: tampon şarjda, 25 °C, 4 uçlu 1 kHz cihaz. Kabul: dizi içi sapma ≤ %10.
- Kapasite: sabit akımlı, IEC 60896-21, 5 dk kayıtlı, sıcaklık düzeltmeli. Kabul: ≥ %80 C10; deşarj sonunda hiçbir akü < 10,5 V.
- Dengeleme: 72 saat tampon şarj. Kabul: aküler arası gerilim farkı ≤ 0,10 V.
- Desülfatör: 03:00 çevrimi, izoleli osiloskop. Kabul: çevrim otomatik başlar/biter, DC bara gürültüsü < 100 mVpp.
- Sistem otonomisi: şebeke kesilerek gerçek yükte. Kabul: müşteri hedefi (belirtilmemişse ≥ 4 saat @ 43,2 V).
- Kimlik: karekod etiket, seri no listesi. Kabul: her akünün kimlik kartı teslim dosyasında.
Teslim dosyasında öncesi/sonrası karşılaştırmalı rapor, kimlik kartları ve kalibrasyon belgeleri yer alır.
Riskler ve iş güvenliği
İş riskleri ve önlemler
- Çalışma sırasında servis kesintisi: Geçici yedek dizi, düşük yük saatinde çalışma, geri dönüş planı.
- Rejenere akünün erken kapasite kaybı: İki çevrimli kapasite testi olmadan sevk yok. Dengeleyici ve desülfatör, 3 ayda bir ohmik ölçüm.
- Desülfatör gürültüsü: Pilotta osiloskop ölçümü. Sınır aşılırsa filtreli model veya yalnızca bakım modunda kullanım.
- Akü mülkiyeti: Aküler müşteriye aittir. Söküm, sevk ve hurdaya ayırma için seri numarası bazlı yazılı zimmet tutanağı şarttır.
Akü çalışmasında İSG
- İzoleli aletler, yüz siperi, asit dayanımlı eldiven, göz duşu, metal takı yasağı
- VRLA'da hidrojen birikimine karşı havalandırma
- 45 kg'lık akülerde iki kişi veya kaldırma aparatı
- Fırtına ve yıldırım uyarısında saha çalışması durdurulur
Uygulama nasıl ilerler?
Tipik bir saha uygulaması yaklaşık 2,5 iş günü sürer: keşif, ölçüm ve akü triyajı 0,5 gün, akü tak-çıkar ile dengeleyici ve desülfatör montajı 0,5 gün, kabul testleri ve kayıt 0,5 gün, pano ve koruma revizyonları 1 gün. Pilot uygulama yaklaşık 8 haftada tamamlanır. Sonrasında saha sayısına göre ekip ve rejenerasyon hattı sayısı doğrusal ölçeklenir.
Teklif için bize iletmeniz gerekenler:
- Saha sayısı, listesi ve öncelik sırası
- Saha başına akü adedi, tipi ve yaşı
- Hedef otonomi süresi ve akü kabul şartnamesi (kapasite eşiği, garanti süresi)
- Son 12 aya ait şebeke kesintisi ve düşük akü gerilimi alarm kayıtları
- Mevcut tek hat şeması ve varsa son topraklama ölçüm raporu
Sıkça sorulan sorular
Hurda akünün tamamı geri kazanılır mı?
Hayır. Pilotta sekiz akünün yedisi hizmete uygun çıktı. Biri değiştirilip derin rejenerasyona alındı. Kasa şişmesi, çatlak, kısa devreli hücre veya akım kabul etmeyen aküler triyajda elenir.
Rejenerasyon sonrası kapasiteyi nasıl bilirim?
Sabit akımlı, sıcaklık düzeltmeli standart kapasite testiyle. Her akünün sonucu kimlik kartına yazılır.
Desülfatör yüke gürültü bindirir mi?
Bu risk gerçek ve bizim de ölçtüğümüz bir risktir. Pilotta osiloskopla DC bara dalgalılığını (hedef < 100 mVpp) ölçmeden yaygınlaştırmaya geçmiyoruz.
Bakım solüsyonu her aküde işe yarar mı?
Hayır. Yalnızca sülfatlaşma kaynaklı kapasite kaybında etkilidir. Plaka korozyonu veya kısa devreli hücre varsa uygulanmaz.
AKÜPOWER ile AKÜPOWER-LİFE aynı ürün mü?
Hayır, iki ayrı ünitedir. AKÜPOWER-LİFE, AKÜPOWER'ın yeni sürümü değildir.
Akü grubunuzu birlikte inceleyelim
Akü tipinizi, grup yapınızı ve yaşadığınız sorunu bize iletin. Hangi akülerin kurtarılabileceğini ölçerek söyleyelim.
NEO MAKİNA ve MÜHENDİSLİK A.Ş.
GSM: +90 532 289 43 31
E-posta: info@neomakina.com
Web: neomakina.com