AKÜ ÖMRÜ VE KGK’NIN GÜVENİLİRLİĞİ

KGK’nın Ömrüyle İlgili Önemli Bilgiler

KGK sistemleri aynı akü teknolojisini kullanıyor görünseler de değişik KGK üreticilerinin değişik akü ömrüne sahip cihazları vardır. Bu husus, kullanıcı için çok önemlidir, çünkü akü yenilenmesi pahalıdır (KGK’nın yaklaşık %30- %50’si kadar.!). Hatalı aküler sisteme olan güvenilirliği azaltır, sıkıntı kaynağıdır ve zaman kaybına neden olur.

Akü Sıcaklığı Güvenilirliği Etkiler

Akü aşınmasını içeren süreç sıcaklıkla yakından ilişkilidir. Ayrıntılı araştırmalar göstermiştir ki çalışma ortamı sıcaklığının arttığı her 5C için akü ömrü 10% kısalmaktadır. Bu yüzden KGK, akülerin olabildiğince soğuk kalmasını sağlayacak şekilde dizayn edilmelidir. Tüm On-Line ve Stand-By/On-Line melez tip KGK’lar, Stand-By ve hat etkileşimli tiplerden daha fazla ısı üretirler (bu yüzden fana ihtiyaçları vardır). Bu, akü değişim süresi bakımından Stand-By veya hat etkileşimli KGK’ların daha dayanıklı olmalarının tek sebebidir.

Akü Şarjı Tasarımı Güvenilirliği Etkiler

Akü şarjı bir KGK’nın çok önemli bir parçasıdır. Akü şarj koşullarının onun ömrüne etkisi büyüktür.

Eğer akü sabit gerilimle veya “float” tipi şarj ile besleniyorsa ömrü maksimum olur. Şarjda tutulan akünün ömrü, sadece bekletilen akünün ömründen daha fazladır. Çünkü bazı parçaların doğal eskime sürecini sağlayabilmek, onları şarj altında tutmakla sağlanır. Bundan dolayı fişe bağlı olduğu sürece bir KGK’nın kapalı bile olsa aküleri şarj etmesi gereklidir. Piyasadaki çoğu KGK bu önemli özelliği sağlamamaktadır. Bu özellik KGK’nın maliyetini arttırdığı halde akü değişiminin “saklı” maliyeti göz önüne alındığında KGK’nın ömür boyu maliyeti çok düşüktür.

Akü Gerilimi Güvenilirliği Etkiler

Aküler, her biri yaklaşık 2V potansiyelinde olan bireysel hücrelerden yapılmıştır. Daha yüksek gerilimde akü yapmak için bireysel hücreler seri bağlanmalıdır. 12V’luk bir akü 6, 24V’luk bir akü 12 hücreye sahiptir. Bir KGK sisteminde olduğu gibi aküler sabit şarja bırakıldıklarında bireysel hücreler seri olarak şarj edilirler. Akü hücrelerindeki küçük üretim farkları bazı hücrelerin diğerlerinden daha fazla gerilim almalarına sebep olur. Bu hücrelerin erken yaşlanmasına sebep olur. Seri bağlı grup en zayıf bağlantısı kadar güçlüdür. Bundan dolayı herhangi bireysel hücre zayıflarsa tüm akü zayıflar. Kanıtlanmıştır ki yaşlanma sorununun büyüklüğü hücre sayısıyla doğru orantılıdır. Dolayısıyla akü gerilimi arttıkça, akü yaşlanma hızı artar.

Belirli bir KGK kapasitesi için en uzun akü ömrüne sahip sistem en az akü gerilimine sahip olan sistemdir. Tercih edilen bu KGK sistemi çok sayıda küçük hücre yerine az sayıda büyük hücre kullanır. Bazı üreticiler yüksek gerilimli aküleri tercih etmişlerdir çünkü belli bir güç seviyesi için daha yüksek gerilimli aküler KGK’da maliyeti azaltan daha ufak kablolar ve yarıiletkenler kullanılmasına izin verir.

10 yıllık ürün ömrü boyunca bazı KGK markalarının kullanıcıları orijinal KGK sisteminin 2 katını aküye ödemeye hazır olmalılar. Daha fazla akü gerilimiyle KGK tasarlamak daha kolay ve ucuz olduğu halde azalan akü ömrü biçimindeki saklı giderler kullanıcıya ulaşır.

Akü Akım Dalgalanması Güvenilirliği Etkiler

İdeal olarak bir KGK aküsü servis ömrünü arttırmak amacıyla “float” veya sabit gerilimle beslenmelidir. Bu durumda tam dolmuş akü, akü şarjından “float” veya “self-discharge” akımı adı verilen küçük miktarda akım çeker. Akü üreticilerinin tavsiyelerine rağmen bazı KGK tipleri (bazı On-Line tipler dahil olmak üzere) aküleri ek olarak akım dalgalarına (ripple current) maruz bırakır. Akım dalgası, akü bir eviriciyi sürekli beslediğinde ortaya çıkar. Çünkü enerjinin korunumu yasası gereği, AC veren bir evirici kendisini besleyen DC kaynağından AC almasını emreder. Bu akım akünün içinde KGK’nın giriş frekansının iki katı frekansta minyatür “şarj” ve “deşarj” çevrimlerinin oluşmasına sebep olur. Bu çevrimler aküyü yaşlandırır.

Klasik Stand-By KGK’lar, hat etkileşimli tipler ve Stand-By KGK’lar aküyü akım dalgalanmasına maruz bırakmazlar. Diğer tipler tasarımın doğasına bağlı olarak aküyü değişik miktarlarda akım dalgalarına maruz bırakırlar. Bir On-Line tipin aküyü akım dalgasına maruz bırakıp bırakmadığını belirlemek için KGK topolojisi incelenmelidir.

Eğer bir On-Line KGK, akü şarjı ve evirici arasında aküye sahipse akü akım dalgalarına maruz kalacaktır. Bu klasik “double conversion” tip KGK’dır.

Eğer bir KGK evirici çıkışından röle, konvertör, kontrollü doğrultucu veya diyot ayrılmış aküye sahipse akü akım dalgalanmasına uğramaz. Tabii ki bu tiplerde Akü her zaman On-Line değildir ve bunlar “melez Stand-By/On-Line KGK’’ olarak adlandırılırlar.

Sonuç

Birçok iyi tasarlanmış KGK’nın en az güvenilir parçası akülerdir. Fakat KGK tasarımı bu kritik KGK bileşeninin ömrünü etkiler. KGK kapalıyken bile aküyü sürekli şarjda tutmak akü ömrünü arttırır. KGK seçerken yüksek gerilimli akü kullanan tiplerden sakının. Aküyü yüksek sıcaklıklara ve akım dalgalanmalarına maruz bırakan KGK tasarımlarından haberdar olun. Birçok KGK sistemi benzer aküler kullanır; fakat KGK tasarımındaki farklar akü servis ve toplam ömür arasında önemli farklar yaratır.

Bir KGK'nın enerji kesintisi ve kalite bozulması anında yükü besleme süresi, kullanılan bataryaların kapasitesine bağlıdır. KGK uygulamalarında yaygın olarak dört çeşit batarya kullanılır:

* Yarı-Sızdırmaz (Semisealed) Kurşunlu Tip: Bu tip bataryalarda, su kaybını önlemek için jel tipi bir elektrolit kullanır. Kapalı alanlarda kullanılan küçük kapasiteli KGK'lar için daha uygundurlar. Bu tip bataryaların ortalama ömrü yaklaşık olarak beş yıldır.

* Klasik Kurşun-Asitli Tip: Bu, KGK uygulamalarında kullanılan en yaygın batarya tipidir. Bu tip bataryaların terminalleri yaklaşık olarak her altı ayda bir temizlenmelidir. Su seviyesi periyodik olarak kontrol edilmeli ve gerekli görüldüğünde su eklenmelidir. Ortalama ömrü yaklaşık yirmi yıl kadardır. Bataryaların bulunduğu ortam, şarj sırasında çıkan hidrojen gazından dolayı, düzenli olarak havalandırılmalıdır.

* Kurşun-Antimonlu Tip: Bu batarya çeşidi de, kurşun asitli tip kadar yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaklaşık olarak her üç ayda bir bakımı yapılmalıdır. Bu tip bataryaların ömrü yaklaşık 10 yıldır. Kapasitelerini muhafaza edebilmeleri için düzenli olarak şarj edilmelidirler.

* Nikel-Kadmiyumlu Tip: Bu tip bataryaların düşük ve yüksek sıcaklık ortamlarındaki performansları daha yüksektir. Düşük ağırlık ve maliyet, bu batarya tipinin avantajları olarak sayılabilir. Ortalama ömürleri yaklaşık 20 yıldır. Tam doluluğu muhafaza edebilmeleri için aylık olarak şarj ve periyodik olarak deşarj edilmelidirler.

Bir KGK sistemi için batarya satın almak veya kurmak için, aşağıda verilen karakteristiklerin göz önünde bulundurulmalıdır:

- Şarj Kapasitesi
- Ağırlık
- Şarj karakteristikleri
- Göstergeler, sıcaklık/şarj seviye göstergesi
- Aşırı sıcaklık ve aşırı akım koruması
- Çevre dostu olup olmaması
- Dayanıklılık, sağlamlık

Akü süresi ne kadar olmalıdır? Üreticilerin verdiği akü süreleri 100% yük için hesaplanan değerler. Fakat genelde cihazların tam yükte çalışmadığı düşünülürse, ortalama akü süresi ne kadar beklenmelidir ?

Çoğu kullanıcı akü süresini verilen değerle, yük miktarını ölçerek hesaplıyorlar. Örneğin KGK’nızda 10dk akü grubu var ve siz 50% yükte çalıştırıyorsunuz. Aküleriniz 20 dakikadan fazla çalışacaklardır. Çünkü, yükleme ve akü süresi arasındaki ilişki lineer değildir. Bu yüzden iyi tasarlanmış, 10dk’lık akü grubuna sahip bir KGK, 50% yükte 30-40 dakika çalışabilir.

Akülerin dolup/boşalma (şarj/deşarj) sayıları akü ömrünü nasıl etkiler?

Akü bir kez üretildikten sonra verimli olacağı süre dolma/boşalma sayılarından etkilenir. Bu sayı, akü üreticisinin standart olarak verdiği bilgiler arasındadır.

Çevredeki yüksek sıcaklığın KGK ve akünün çalışmaları üzerindeki etkileri nelerdir?

Akünün bulunduğu ortamda 25 °C’nın üzerindeki her 10°CC’lık sıcaklık artışı için akü ömrü 50% azalır. Eğer KGK, belli sıcaklığın üzerindeki bir ortamda çalışacaksa üretici KGK’yı yeniden sınıflandırmalıdır.

Akülerde çıkabilecek bozukluklar nelerdir?

Akülerin çalışmaları çeşitli şekillerde aksayabilir. Bunlar:

• Tek hücre hatası : Normal olarak akü ömrünün ilk zamanlarında dahili kısa devreler yüzünden veya taşıma, kurma hatalarından kaynaklanır.

• Kapasite Kaybı : Bu, akünün belirtilen zamandan önce yükü besleme kabiliyetini yitirmesidir. Kapasite kaybı, 3-4 saatlik aküler sadece birkaç dakika çalışabildiği zaman dramatik olabilir.

• Hayati Hata : Bu tür hata akünün, plakaların genişlemesi veya aşınması sonucunda yapısal bütünlüğünün bozulmasıyla ortaya çıkar

KGK’nın ve akü grubunun bakımları hangi sıklıkta yapılmalıdır?

Tek fazlı SLAVR (Sealed Lead Acid Valve Regulated) akülere sahip KGK’lar altı ayda bir bakımdan geçmelidir. Üç fazlı sistemlerin aküleri 4 ayda bir, KGK’yı ise 6 ayda bir bakımdan geçmelidir. Özenli bakım, çalışmayan parçaları, akü hatalarını tespit bakımından önemlidir ve sistemin ömrünü uzatır.

AC/DC Elektronik Sist. San. ve Tic. Ltd. Sti.

Tel : 0212 320 20 07 - info@acdc.com.tr