Gündelik hayatımızda enerji depolama üniteleri her yerde karşımıza çıkmaktadır.
Başta elimizde sürekli kullandığımız cep telefonları, araçlarımızın starter aküleri, dronelar, elektrikli bisikletler, vs.
Akü tiplerine göre ömürleri ve fiyatları vardır.
Günümüzde herkes kesintisi enerji isterken akü maliyetleri ne yazık ki azımsanmayacak derecede yüksek idi. Ancak şimdi durumlar değişmeye başladı.
Doğru bilinen yanlışlardan ötürü ülkemize yılda milyonlarca kurşun asid akü girişi olmakta ve kurşun çöplüğüne dönmekteyiz. Üstüne üstelik bazn 6 ay bile dayanmayan bu aküler arızalanmakta tüketici de aracı da zor durumda kalmaktadır.
Ülkemizde bir çok akü satıcısı (aracı) sattığı akünün ömrünü ev özelliğini anlatacak bilgiye sahip olmadığı gibi alıcılar da araştırmadan yoksun, ucuzun peşine düşerek daha maliyetli alımların tuzağına düşmektedir.
Bu yazımızı yazma sebebimiz, artık Lityum Akülerin kullanım zamanının geldiğini anlatmaktır.
Sebeplerini de bilgilerle beraber aşağıda sıraladık.
SORU: KALİTELİ AKÜ NE DEMEKTİR?
CEVAP: Kaliteli akü üzerindeki teknik verilerin doğru olduğunu kanıtlayan aküdür.
Şöyle ki; 12V100Ah akü var diyelim. Akünün deşarj eğrisine göre 12V yükte 1C yani 100A'de deşarj edersek bu akünün 1 saate yakın deşarj olması gerekir. Yani Enerji=V.I.h=Gerilim*Akım*Zaman formulünde içindeki enerjiyi açığa çıkarabilen akü kapasitesi doğrudur.
Veya, Döngü Sayısı yüksek olan akü kaliteli aküdür.
SORU: AKÜ MALİYETLERİ NEYE GÖRE HESAPLANMALIDIR?
CEVAP: Akülerin maliyeti akünün 1 defa şarj deşarj olduğu zaman oluşturduğu maliyettir.
Şöyle ki; bir akü vardır birim fiyatı 150 USD'dır. Ancak 300 defa şarj-deşarj olur atarsınız ve maliyeti döngü başına 0,5 USD olacaktır. Diğer akü 450 USD'dır ama 8000 döngü sonrası kullanım dışı kalacaktır. Bunun döngü maliyeti ise 450/8000=0,056 USD olacaktır. yani pahalı gibi görünen aslında 10 kat daha uygun fiyatlıdır.
2023 yılında Lityum akülerin ortalama maliyeti 300 USD/kWh olup JEL akülerin ortalama maliyetleri 150 USD/kWh dir.
Lityum aküler en az 6000 defa kullanım ömrüne sahip JEL aküler ise ortalama 300 defa kullanım ömrüne sahiptir.
SORU: UCUZ LİTYUM AKÜLERLE PAHALI LİTYUM AKÜLER ARASINDAKİ FARKLAR NELERDİR?
CEVAP: Aynı özellikte olduğu söylenip de aküler arasında fiyat farkları olabilir.
1. Lityum akülerin içindeki hücrelerin kapasitesi farklı olabilir. Verilen teknik dosyaları ayrıntılı görmek gerekir.
2. Üretim tarihleri farklı olabilir.
3. BMS özellikleri farklı olabilir.
4. Üretici firmanın garantörlük şartları farklı olabilir.
5. Marka değerleri olabilir.
Bilinçsiz lityum akü kullanımları daha büyük sıkıntılara yol açacaktır.
Akülere bağlanacak toplam yük miktarı, anlık akımların tepe noktaları, sürekli şarj ve deşarj akımları, şarj edecek cihazın özellikleri ile BMS'in uyumu gibi soruların cevabı bulunmalıdır.
Aynı kapasitede olduğu söylenen ancak öyle olmadığını bildiğimiz BMSlerin bile kendi içlerinde fiyat farkları o kadar fazla ki, %1000 fiyat farklılıkları oluşmaktadır.
D.o.D ve Cycle...
Aslında akü kalitesini belirleyen unsurlardan bir tanesi ve en önemlisi DoD yani Depth of Discharge yüzdesidir.
Nedir Bu DoD?
Akülerin deşarj etme oranıdır aslında.
Ürün teknik dosyalarında bazen ömür belirtiilirken kullanılır.
Cyle Life: 5000 at %100 D.O.D. (Yani aküyü tamamen boşlatarak şarj deşarj döngüsüne sokarsan 5000 defa çalışır der. )
Cyle Lif: 4000 %80 D.O.D (bu akü ise yukarıdakine göre çok düşük performansa sahiptir. Yani aküde her daim %20 enerji kalacak o sayede 4000 defa kullanabilirisn der Bu ise eğer gereksinim varsa ilk yatırımda %20 daha fazla kapasitif akü koymayı gerektirir.
CYCLE Life
Bir akü alırken satıcıya sorarsanız, bu akü bana kaç yıl dayanır? Akü satan kişi veya firma size derse ki 5 yıl gider 10 yıl gider ve hiç bir hesabı yoksa size sunabileceği, siz buna inanmayın.
JEL ve kuru tip akülerin ömrü 200-400 cycle civarında gezerken Lityum aküler 1000 cyle ile 12000 cycle arasında ömür verirler.
%100 deşarj edilen bir akü için doldur boşalt sayısına cycle diyebilirsiniz.
Özellikle offgrid güneş enerji sistmelerinde, solar sokak aydınlatma direklerinde genelde jel akü kullanılır ki bu en maliyetli çözümdür.
Neden Çok Maliyetli?
Jel aküler için 1 kVAh kapasiteye ortalama 150-200 USD ödeme yaparsınız. Bu aküyü her gün doldur boşalt yaparsanız bu aküyü maksimum 1 yıl kullanabilirsiniz. Yani her bir gün için bu aküye ortalamada 0,5 USD/gün ödeme yaparsınız. Çünkü ömrü ortalama 300-350 cycle.
Lityum Akü kullanırsanız eğer 300-500 USD arası her 1 kVAh için ödeme yaparsınız. Bu akü de size en az 8000 cycle %80 garanti verir. Ortalama 4000 cycle rahatlıkla kullanabilirsiniz. Her gün şarj deşarj yapacağınızı düşünürsek 4000 / 365 gün =11 yıl kullanabilirsiniz. 11 yıl sonra hala akü ölmemiştir sadece kapasitesi azalmıştır. Bu akünün 4000 cycle için her bir döngüsü için ise 0,1 USD/gün ödeme yapmış olursunuz, 8000 cycle için ise 0,05 USD/döngü maliyet oluşturur.
Yukarıdaki basit hesap dikkatlice incelenecek olursa aslında Lityum aküler JEL akülerden 10 kat daha ekonomiktir diyebiliriz.
Akü ihtiyacı olan kişilerin her yıl akü değiştirmeyi sevenler haricinde olanların kesinlikle bu hesaba dikkat etmesi ceplerinin sağlığı için önemlidir.
BMS; BATTERY MANAGEMENT SYSTEM
Lityum esaslı akülerin şarj deşarjı kontrol altına olmalıdır. Çünkü bu akülerin kısa devresi bazı tehlikeli durumlara yol açabilir.
Bu yüzden bütün hücreler ölçüm altında tutularak maksimum akım ve gerilim değerleri akü içindeki BMS ile sabitlenir kontrol altında tutulur.
Böylece akü ömrü uzar ve güvenli şekilde kullanımı sağlanır.
Lityum aküler JEL akülere göre her açıdan avantajlıdır. Lityum aküler daha uzun ömürlü, daha hafif, daha hızlı şarj deşarj olabilir ve daha çevrecidir.
Aşağıdaki grafikte örnek bir lityum akü döngü ve ömür grafiği verilmiştir.
Grafikte görüleceği üzere 25 C sıcaklıkta çalışan bir lityum batarya 3800 döngü sonrasında hala %85 kapasite ile hizmet verebilmektedir.
AŞAĞIDAKİ GRAFİK ise JEL Akülerin Döngü ve Ömür Grafiğidir.
Grafiğe göre JEL akünün ömrü %100 DOD ile 350 cycle civarındadır.
Bu tip aküleri ne kadar az boşaltırsak yani dibine kadar deşarj etmeyip örneğin %40ını kullanarak şarj deşarj yaparsak akü ömrü 1200 cycle sayısına kadar ulaşmaktadır.
Buradan çıkarılacak ders ise;
1 adet akü kullanarak 1 yıl ömür oluşturulabiliyorsa 3 adet akü kullanarak akülerin tamamını 4 yıl kullabilir hale gelebiliyoruz.
Aküleri dibine kadar boşaltmayacak iekilde tasarım yapılması önemlidir.
Piyasada en çok kullanılan bu iki tip akü üzerine dursak da,
OPZ veya OPZs dediğimiz yine kurşun asit esaslı aküler de 1000 cycle ömürlere hatta 2000 cycle a kadar giden ömrülere sahiptir. lakin ağırlık, fiyat fayda değerleri hesaplandınğında zorunlu olmadıkça kullanılması ekonomik olmayan akülerdir.
Akü tercihi yaparken mutlaka grafiklerin okunması ve anlaşılması gerekir. Kötü akü yoktur, yanlış proje kötü tercih vardır diyebiliriz.