Akü, elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depolayan ve ihtiyaç duyulduğunda yeniden elektrik enerjisine çeviren, tekrar tekrar şarj edilebilen bir enerji depolama cihazıdır. Akü ne demek diye sorulduğunda en kısa tanım budur: şarj edilebilir pil. Kelime, biriktirici anlamına gelen akümülatör sözcüğünün kısaltılmış halidir. Tek kullanımlık pillerden farkı, içindeki kimyasal tepkimenin tersine çevrilebilmesidir; böylece boşalan akü yeniden doldurulup defalarca kullanılabilir.
Peki akü neyden yapılır? En yaygın tür olan kurşun asit aküde, plastik bir kutunun içinde kurşun ve kurşun dioksitten oluşan plakalar, bu plakaları birbirinden ayıran seperatörler ve sulandırılmış sülfürik asitten oluşan elektrolit bulunur. Plakalar hücreler halinde dizilir, hücreler seri bağlanarak akünün toplam gerilimini oluşturur. Kutunun üzerindeki artı ve eksi kutup başları ise akünün devreye bağlandığı noktalardır.
Akü Nasıl Çalışır?
Akü çalışma prensibi, iki farklı elektrot ile aralarındaki elektrolit arasında gerçekleşen kimyasal tepkimeye dayanır. Aküye bir alıcı bağlandığında, yani akü boşalırken, plakalardaki aktif madde elektrolitle tepkimeye girer. Bu tepkime sırasında elektronlar eksi kutuptan çıkıp dış devre üzerinden artı kutba doğru akar; elektrik akımı dediğimiz şey bu elektron hareketidir. Kurşun asit aküde boşalma sırasında plakalar kurşun sülfata dönüşür ve elektrolitin asit yoğunluğu azalır.
Şarj sırasında süreç tersine işler. Dışarıdan verilen elektrik enerjisi, plakalardaki kurşun sülfatı yeniden kurşun ve kurşun dioksite çevirir, elektrolitin yoğunluğu da artar. Otomobillerde bu işi motor çalışırken alternatör üstlenir; güneş enerjisi sistemlerinde ise paneller şarj kontrol cihazı üzerinden aküyü doldurur. Lityum iyon akülerde tepkime farklıdır, ancak mantık aynıdır: lityum iyonları şarjda bir elektrottan diğerine geçer, boşalmada geri döner.
Akü Çeşitleri Nelerdir?
Aküler, kullanılan kimyasal yapıya ve kullanım amacına göre farklı gruplara ayrılır. En sık karşılaşılan türler şunlardır:
- Sulu (klasik) kurşun asit akü: Elektroliti sıvı haldedir. Ekonomiktir, bazı modellerinde su seviyesinin kontrol edilmesi gerekir.
- Bakımsız akü: Kapalı yapıdadır, su eklemesi gerektirmez. Binek araçlarda en yaygın türdür.
- AGM akü: Elektrolit cam elyaf keçelere emdirilmiştir. Sızdırmaz, titreşime dayanıklıdır ve start-stop sistemli araçlarda tercih edilir.
- Jel akü: Elektrolit jel kıvamındadır. Derin deşarja dayanıklı olduğu için güneş enerjisi, karavan ve tekne uygulamalarında kullanılır.
- Lityum iyon akü: Hafif ve enerji yoğunluğu yüksektir. Elektrikli araçlarda, elektrikli bisikletlerde, taşınabilir cihazlarda ve ev tipi enerji depolama sistemlerinde yer alır.
- Nikel bazlı aküler: Bazı endüstriyel uygulamalarda ve hibrit araçlarda görülür.
Kullanım amacına göre de ayrım yapılır. Marş aküleri kısa sürede yüksek akım vermek üzere tasarlanır; derin döngülü aküler ise uzun süre düşük akım sağlayıp derin boşalmaya dayanacak şekilde üretilir. Bu yüzden otomobil aküsünü güneş enerjisi sisteminde kullanmak ömrünü kısaltır.
Akü Ne İşe Yarar?
Akünün temel görevi, şebeke ya da üreteç olmadığında elektrik sağlamaktır. Akü nerede kullanılır sorusunun cevabı ise oldukça geniştir:
- Taşıtlar: Otomobil, motosiklet, kamyon ve iş makinelerinde marş motorunu çalıştırır, motor kapalıyken aydınlatma ve elektronik sistemleri besler.
- Elektrikli araçlar: Aracı hareket ettiren enerjinin tamamı aküden gelir.
- Güneş ve rüzgar enerjisi sistemleri: Gündüz üretilen enerjiyi depolayıp gece kullanılmasını sağlar. Bu sistemlerde aküyle birlikte çalışan cihazı solar inverter nedir yazımızda anlattık.
- Kesintisiz güç kaynakları: Elektrik kesildiğinde bilgisayar, sunucu, tıbbi cihaz ve güvenlik sistemlerinin çalışmaya devam etmesini sağlar.
- Endüstri ve depolama: Forklift, transpalet, telekom istasyonları ve acil aydınlatma sistemleri akü ile çalışır.
- Karavan ve tekneler: Şebekeden bağımsız yaşam alanlarında buzdolabı, aydınlatma ve pompaları besler.
Aküler doğru akım verir. Evdeki cihazların çoğu alternatif akımla çalıştığı için arada bir dönüştürücü gerekir ve tesisatın uygun koruma elemanlarıyla donatılması şarttır. Bu konuda sigortanın neden attığını ve şalterin ne işe yaradığını anlatan yazılarımız yol gösterici olabilir.
Akü Ömrü Ne Kadardır?
Akü ömrü; akünün türüne, kalitesine, kullanım şekline ve iklim koşullarına göre değişir, bu yüzden tek bir kesin süre vermek doğru olmaz. Genel olarak otomobil aküleri birkaç yıl hizmet verirken, lityum iyon aküler daha fazla şarj döngüsüne dayanır. Üreticinin belirttiği döngü ömrü ve garanti süresi en sağlıklı referanstır.
Ömrü kısaltan başlıca etkenler şunlardır:
- Akünün tamamen boşalıp uzun süre o halde bekletilmesi
- Aşırı sıcak ya da aşırı soğuk ortam
- Sürekli kısa mesafe kullanım nedeniyle akünün tam dolamaması
- Aşırı şarj veya uygun olmayan şarj cihazı
- Gevşek, oksitlenmiş kutup başları
- Araç kapalıyken açık unutulan farlar ve aksesuarlar
Aküyü uzun ömürlü kullanmak için kutup başlarını temiz ve sıkı tutmak, uzun süre kullanılmayacak aracı ara sıra çalıştırmak ya da akü şarj cihazıyla desteklemek, derin deşarjdan kaçınmak yeterlidir. Marşın ağır basması, farların sönükleşmesi ve gösterge panelindeki akü uyarısı, akünün zayıfladığını gösteren tipik işaretlerdir. Ömrünü tamamlayan aküler tehlikeli atık sayılır; çöpe atılmamalı, satıcıya ya da yetkili toplama noktasına teslim edilmelidir.
Sonuç
Akü, elektriği kimyasal enerji olarak saklayıp gerektiğinde geri veren şarj edilebilir bir enerji deposudur. Kurşun asitten lityum iyona kadar farklı çeşitleri vardır ve otomobillerden güneş enerjisi sistemlerine, kesintisiz güç kaynaklarından elektrikli araçlara kadar pek çok alanda kullanılır. Kullanım amacına uygun akü seçmek, derin boşalmadan kaçınmak ve basit bakım adımlarını uygulamak, aküden uzun yıllar verim almanın temel şartlarıdır.
