Posts Tagged ‘karavanda elektrik ihtiyacı’

Yaşam Aküleri

Karavanlarımızda kullanacağımız elektrikli aletler için depolanabilir elektrik enerjisine ihtiyacımız var. Bu da ancak akülerle mümkündür.

 

Elektirkli aksesuarlarımız için aracımızın kendi aküsüne güvenemeyiz. Aracın kendi aküsü her zaman marş için kullanılmalıdır. Zaten bu aküler de “starter” olarak isimlendirilen, anlık olarak yüksek akım verebilen (marş motoru için) ve derin deşarja dayanıklı olmayan akülerdir. Aracın amperaj olarak da kısıtlı olan akü kapasitesi bizim ihtiyaçlarımızı karşılamaktan uzaktır.

 

Bu nedenle ikinci ve hatta üçüncü, dördüncü akülere ihtiyacımız var. Bu akülere “yaşam aküsü” ismini veriyoruz. Yaşam aküleri gerektiğinde yolda giderken alternatörden şarj olabilmesi için araç aküsüyle birleştirilebilmeli, kamp esnasında da araç aküsünü bitirmemek amacıyla ayrılabilmelidir. Bu işlem elektrik anahtarları ile manuel olarak yapılabileceği gibi, marşa basıldığı anda tüm aküleri birleştiren, kontak kapatıldığında tekrar ayıran otomatik röle sistemleri de vardır.

 

Sistem röle ile kurulacaksa rölenin aküleri birleştirme işini gecikmeli zamanlamalı olarak yapması önemlidir. Kontağı açtığınız anda aküleri birleştiren röleler tehlikelidir. Marş motorunun ilk startının verildiği anda akülerden çok yüksek miktarda akım çekilir. Bu esnada tüm aküler birleşmiş durumda ise yaşam akülerinizden de yüksek akım çekilecek demektir. Yaşam aküleri anlık yüksek akım verebilecek starter aküler değildir. Hele bir de bu akım çekilirken yaşam akülerimiz kullanılmış ve düşük şarjlı ise yaşam akülerinize zarar vermeniz kaçınılmazdır. Röle, kontak açılır açılmaz değil, marşa basılıp motor çalıştıktan bir süre sonra devreye girerek aküleri birleştirmelidir.

 

Aküleri yolda giderken şarj edebilmek için kullanılabilecek diğer yöntem alternatörden yaşam akülerine ayrı bir hat çekmektir.

Alternatörden ayrı bir hat çekilmeyip yaşam aküleri aracın aküsüyle birleştirilme yoluna gidiliyorsa yaşam aküsünün çıkışına yakın bir yere konumlandırılacak yüksek amperli bir sigorta (50 amp. ve üzeri) gereklidir. Bunun nedeni şudur;

Kampta konaklama esnasında çoğu kez yaşam akülerimizi sonuna kadar kullanıp bitirmiş oluruz. Biri boş, diğeri full şarjlı iki aküyü birleştirdiğimiz ilk anlarda şarjlı olandan diğerine doğru çok yüksek miktarda akım geçer. Buradaki sigortanın görevi bu tür aşırı yüklenme durumlarında meydana gelebilecek tehlikeleri önlemektir.

 

 

Gelelim yaşam akülerimizin özelliklerine;

 

Yaşam aküleri anlık olarak yüksek akım veremeyen ama sabit düşük akımları sürekli verebilen, derin deşarja dayanıklı akülerden seçilmelidir. Bu amaçla, kapalı sistem “jel” ya da “agm”(Absorbed Glass Mat Battery) aküler tercih edilir. AGM aküler kuru tip aküler olarak bilinir. İçeriği aslında yine sıvıdır. Ama dışarıdan erişilemediği için kendine bu şekilde isim bulmuştur. Jel aküler ise, adı üzerinde elektroliti jel formunda olan, jel özelliği yapısındaki silika tozları ile sağlanan tip akülerdir. Her ikisi de kurşun-asit starter akülerden farklı yapıda kapalı sistem akülerdir. Gaz çıkışı olmaz ve kapalı ortamlarda güvenle kullanılabilirler. Dezavantajları kurşun-asit starter akülere oranla oldukça pahalı olmalarıdır.

Ancak yine de derin deşarja dayanıklı olmaları ve cycle ömrü açısından bakılıp amortisman açısından değerlendirildiğinde uzun vadede kurşun-asit starter akülerden ucuza geldiği söylenebilir. Starter aküleri sonuna kadar kullanıp sonra yeniden şarj etmeye çalışırsanız zaten kısıtlı olan kullanım süreleri büyük ölçüde azalır ve hatta aküyü bozabilirsiniz. Derin deşarja dayanıklı jel ve agm akülerin 500 ila 1000 arasında cycle ömrü vardır. Başka bir deyişle cycle ömrü 1000 olan bir aküyü her gün sonuna kadar boşaltıp her gün yeniden şarj etseniz bile (ki, pratikte böyle uygulama çok da mümkün değildir) 3 yıl boyunca kullanabilirsiniz. Gününümüzde karavancıların ortalama kullanım karakteristiği göz önüne alındığında bu akülere 10 yıla kadar ömür biçiliyor. Ancak yeni bir teknoloji olduğu için henüz 10 yılını tamamlamış bir jel akü yok. Deneyimleyip göreceğiz…

 

Aküler derin deşarja ne kadar dayanıklı olursa olsun yine de sonuna kadar kullanmaktan, yüksek akımlarla şarj etmekten kaçınmak, kullanılmayan aküleri uzun süre tam dolu olarak bekletmemek gibi uygulamalar, akümüzün ömrünü uzatmak açısından faydalıdır.

 

Yine kurşun-asit olup da derin deşarja dayanıklı olduğu iddia edilen marin tip aküler de mevcuttur. Bunlar deniz koşullarında sallantıya toleranslı ama tam kapalı olmayan sistemlerdir. Normal starter tipte bir akü yerine bu tipler de kullanılabilir ancak bu akülerden yine gaz çıkışı olacağı için karavan gibi kapalı izole bir ortamda kullanılmaları sakıncalıdır. Gaz çıkışı olan tipte bir yaşam aküsü kullanılacaksa havalandırması aracın dışına verilmek suretiyle teknelerde kullanılan plastik akü kutularından faydalanılabilir.

 

 

Akülerimizin şarjı konusu oldukça hassas bir konudur. Yaşam aküsü olarak jel ya da agm akü kullanıyorsak üreticilerin tavsiye ettiği şarj gerilimi 13,8 volttur. Oysa araç alternatörleri genellikle 14,4 volt.’a ayarlıdır. Alternatörle araç aküsü arasındaki kablo mesafesi ile yaşam aküsü arasındaki kablo mesafesi aynı değildir. Kablonun daha uzun olması nedeniyle alternatörden gelen ya da araç aküsünden yaşam aküsüne aktarılan hatta bir miktar gerilim kaybı söz konusu olacaktır. Özellikle aküler boş iken şarja ilk bağlandıkları anda yüksek gerilim çekme eğilimindedir. Yaşam aküsüne gelen şarj gerilimini ölçme imkanımız varsa ve şarj gerilimi 14 volt ve üzerinde ise bu akımla yaşam akülerimizi uzun süre şarj etmemeliyiz.

Jel ve agm aküler için en sağlıklı şarj yöntemi “akıllı şarj cihazı” olarak isimlendirilen yeni nesil şarj cihazlarıdır. Bu cihazlar jel akü destekli 13,8 volt şarj gerilimi verebilen ve akünün şarj durumuna göre akım kısıtlamalı olan cihazlardır. Akünün doluluk oranına göre hızlı şarj, normal ve float (dolmaya yakın olan aküye kesik kesik darbeli akım verme) fazlarına otomatik olarak geçerler.

 

Akülerin dolma süresini ise alternatörün ya da şarj cihazınızın kapasitesi belirler.. Çok basit ve üstün körü bir matematiksel hesapla, teorik olarak 10 amperlik bir şarj cihazınız varsa 100 amperlik bir aküyü 10 saatte, 50 amperlik bir alternatörünüz varsa 100 amperlik bir aküyü 2 saatte dolduracaksınız demektir. Ancak pratikte aküler bu şekilde zamanla doğrusal orantılı olarak dolmazlar. Akünün doluluk oranı arttıkça hem akünün kendisi, hem de alternatörün ya da şarj cihazının kapasitörü akımı kısıtlar.

Bir akü üreticisininin verdiği bilgiye göre;

%50 doluluktaki akü 13.5V ve 2/10 akımda 2.5 saatte %80 dolar.

%50 doluluktaki akü 13.5V ve 2/10 akımda 6.7 saatte %100 dolar.

%00 doluluktaki akü 13.5V ve 2/10 akımda 13 saatte %100 dolar.

%00 doluluktaki akü 14.1V ve 2/10 akımda 10 saatte %100 dolar.

Dolayısıyla akülerin doluluk oranı arttıkça üzerine eklemek için gereken süre zamanla doğrusal olmayan bir oranda uzar.

Gelelim ölçülen gerilime göre akülerimizin doluluk oranlarına;

Üzerinden akım çekilmeyen bir aküde ölçülen gerilim, akü doluluk oranını verir. Gerilim değerine göre doluluk oranları aşağıdaki gibidir. Ancak bu değerler akünün yapıldığı malzemeye ve ortam sıcaklığına göre değişir. Doluluk oranları:

%100 : 12.8V -12.65V

%75 : 12.6V -12.45V

%50 : 12.4V -12.24V

%25 : 12.0V -12.06V

%0 : 11.8V -11.89V

Not: İlk verilen değerler AGM akü için, ikincileri normal akü içindir.

Akülerin şarjı için kullanılan diğer yöntemler ise jeneratörden ve güneş panelinden şarj yöntemleridir. Bazı jenaratörlerin 12 volt DC çıkışı da mevcuttur. Ancak bu çıkışların amper olarak değeri düşük olduğu için aküleri, jenaratörün normal 220 volt AC çıkışından, redresör ya da akıllı şarj cihazı ile şarjetmek mantıklı olan yöntemdir.

Güneş panelleri ile ilgili bölüme buradan ulaşabilirsiniz.

Share

Güneş Panelleri

Güneş panelleri ışığı elektrik enerjisine çeviren fotovoltaik pillerdir. Bu paneller güneşten gelen belirli dalga boyundaki ışık enerjisini belirli bir verimlilikle elektrik enerjisine çevirirler. Bir güneş paneli çok sayıda fotovoltatik yarı iletken silikon levhadan oluşur. Bu levhalar çeşitli katmanlardan oluşur ve güneşten gelen ışığın belli bir kısmını soğururlar. Bu aşamada kristalin artı ve eksi uçlarında akım oluşur. İstenilen güce ve güneş panelinin boyutuna bağlı olarak fotovoltatik kristal modüller birbirlerine seri ve paralel olarak lehimlenirler ve bu sayede paneller oluşturulur.

Yaygın olarak “güneş paneli” olarak isimlendirilmelerine rağmen, doğrusu “güneş pili” olmalıdır.Güneş pillerinin işlevi “güneş paneli” ya da “solar panel” olarak kullanılan kollektörlerden farklidir. Kollektörlerin işlevi güneşten gelen termik enerjiyi toplamak ve sıvıya aktarmaktır. Bu sistemler genelde sıcak su elde edilebilmesi için kullanılır.

 

Güneş pilleri sayesinde güneşin ve ışığın olduğu her an elektrik enerjisi üretilir. Ancak güneşin olmadığı zamanlarda ve geceleri bu enerjinin kullanılabilmesi için depolanması gerekir. Aküler depolama görevini üstlenirler.

Sürekli elektrik elde etmek için bir güneş enerjisi sistemi, solar paneller, panellerden gelen elektrik enerjisini düzenleyerek uygun akü şarj gerilimine uyarlayan regülatör ve akülerden oluşur.

Güneş pilleri için son yılların halen gelişmekte olan mucize teknoloji ürünüdür diyebiliriz. Doğaya ve çevreye zararı olmayan yegane enerji elde etme yöntemidir. Enerji sorunu karavancıların yıllardır içinden çıkamadıkları, karavanları kamping ortamına ve elektriğe bağımlı kılan önemli bir sorundur. Güneş pilleri bu bağımlılığı büyük ölçüde giderir.

İlk sahip olma maliyeti açısından günümüz koşullarında biraz pahalı gibi görünseler de orta ve uzun vadede maliyetlerini kolayca amorti ederler. Hızla gelişen teknoloji, birim yüzeyden alınan verimin ve rakabet koşullarının her geçen gün artması bu teknolojiye ait umutlarımızı sürekli canlı tutmaktadır.

Karavanımız için ne büyüklükte bir panele ihtiyacımız olduğu konusu ise yine kişisel beklentilerle ve enerji tüketiminizle doğrudan ilgilidir. Bunun bir ölçüsü yoktur. Küçük bir camper için akü şarjına takviye anlamında destek olacak 80 watt.’lık bir panel yeterli olabileceği gibi büyük bir karavan için çok daha büyükleri de yetersiz kalabilir.

80 watt.lık bir güneş paneli teorik hesapla güneş ışınları üzerine tam dik olarak geldiğinde saatte 80 : 12 = 6.66 amper enerji depolamanızı sağlar. Ancak bu değer pratikte farklıdır. Öncelikle ülkemizin coğrafi konumu itibarıyla güneş ışınları hiç bir zaman yüzeye dik olarak gelmez. Bu nedenle panellerin tavana açılı olarak yerleştirilmeleri faydalıdır. Aynı şekilde güneş ışınlarının geliş açısı ve şiddeti mevsime bağlı olarak ve gün içerisinde de değişir. Bu durumdan hareketle panellerin açısının güneşe göre ayarlanabilir olması önem kazanır. Karavanlarda bu uygulama pratikte her zaman mümkün değildir. Genelde paneller sabit olarak montajlanır ve olabilecek en yüksek kapasiteli olanlarından seçilir.

Bu konudaki pratik tecrübelerimizden hareketle tavana sabit paralel olarak monte edilmiş 100 watt.’lık bir güneş panelinin (teorik olarak elde edilmesi gereken enerji 100 : 12 = 8.33 amper/saat) güneşin mevsimsel açısına, gün uzunluğuna ve hava koşullarına bağlı olarak günde ortalama 30 ila 50 amper enerji depolamamıza yardımcı olduğunu söyleyebilirim.

 

Bu miktar, enerji tüketimimize oranla sonsuz enerji döngüsünü yakalamaktan uzaktır. Elbette tavanda yeterli alanınız varsa ve bütçe de uygunsa enerji tüketiminize göre panel sayısını arttırarak sonsuz enerji döngüsünü yakalamak olasıdır.

Ancak tüm enerjinizi güneş pillerinden sağlayamasanız ve destek amaçlı olsa bile güneş pilleri yine de önemlidir. Bu durum, içinde uzun süre yaşanmayan ya da çok fazla yol yapmayan karavanlar için özellikle önemlidir. Bilindiği üzere aküler hiç kullanılmasa bile durduğu yerde boşalır. Aracınız her gün kullanılmayıp yatıyorsa, fazla uzun yol yapmadan kısa süreli bir haftasonu gezisine çıkacaksanız zaten durduğu yerde boşalmış olan akülerinizi gideceğiniz yere varana kadar asla tam dolduramayacaksınız demektir. Kampa tam dolu olmayan bir akü ile başlayıp burada da aküleri neredeyse sonuna kadar kullanacak ve geri dönüşte yine ancak yarısına kadar şarj edebileceksiniz. Sonra aküleriniz durduğu yerde yine boşalacak ve yine yola ve kampa tam dolu olmayan bir aküyle devam edeceksiniz… Bu durum, akülerinizin gerçek kapasitesini hiç bir zaman kullanamayacağınız anlamına gelir ve oldukça üzücü bir durumdur. Akülerinizin kapasitesini arttırmak pratikte çok fazla işe yaramaz. Tam dolu olan küçük amperajlı bir akünün yarım dolu olan daha büyüğünden daha iyi iş yapacağı konusunu yaşam aküleri konusunda işlemiştik.

 

Bu gibi durumlarda güneş panelleri enerjinizin tümünü karşılamasa bile araç yatarken akülerinizin sürekli şarj olmasını sağlar. Yola çıkarken akülerinizin tam dolu olduğunu bilirsiniz. Geri dönüşte yine harcadığınız enerjinin tümünü alternatörden depolayamasanız bile geri kalan, araç duruken de güneş panellerinden takviye olur.

 

Güneş pillerinin çok önemli olan bir diğer güvencesi de “zorunlu durumlarda yaşam akünüzün yetmediği anlarda” gönül rahatlığıyla araç akünüzden takviye alabilme rahatlığıdır. Araç akünüzü de sonuna kadar bitirseniz bile hava aydınlandığında bir kaç saatlik bekleme süresi sonunda güneş panelleri her zaman marşa basabilecek ölçüde enerjiyi depolamanızı sağlar. Kişisel görüşüme göre salt bu güvencenin değeri bile parayla ölçülebilecek bir şey değildir.

 

Güneş pilleri yaygın olan çekinceli yaklaşımın aksine elektrik enerjisi üretebilmek için direk üzerine gelecek güneş ığığına bağımlı değildir. Güneş ışınlarının geliş açısına ve şiddetine bağlı olarak enerji üretimi değişkendir ancak bu durum gölgede ve kapalı, bulutlu havalarda ya da kış günlerinde akülerimizi şarj edemeyeceğimiz anlamına gelmez. Elde edilen enerji günşeli bir yaz gününde öğlen güneşinde elde edilen enerjiden farklıdır ancak yine de kayda değerdir.

 

Güneş pili modülleri Monokristalin , Polikristalin veya CIS olmak üzere üçe ayrilir.

 

Güneş pillerinin üretiminde hammadde olarak silisyum kullanılır. Silisyum hammadde olarak dünyada sınırsız sayilabilir.Ancak güneş pillerinin üretimi için gereken saf silisyum yeterince üretilememektedir. Silisyum tüm elektronik ürünlerde kullanıldığı için, üretim talebe yetişememektedir. Dünyada sayısı az olan bir kaç şirket saf silisyum üretme kapasitesinde ve bilgisindedir.

 

Monokristalin güneş pilleri 20% verimlik kapasitesindedir. Kalite ve verimlilik açısından monokristalin güneş pilleri en iyileridir. Ancak üretimi teknik ve zaman açısından uzun sürdüğü için fiyat olarak pahalıdırlar. Monokristalin güneş pilleri uzun vadeli yatırım için en iyi seçenektir.

 

Güneş pilinin monokristalin olması demek tüm maddenin sadece kristalinden oluşması ve materyalin atomar yapısının homojen olmasi demektir. Doğada bulunan tüm kristalin bileşimler aslında polikristalindir, sadece elmas neredeyse mükemmel monokristalin özelliğe sahiptir.

 

Polikristalin güneş pilleri 16% verimlilik kapasitesindedir. Kalite ve verimlilik açısından polikristalin güneş pilleri monokristalin olanlar kadar iyi olmasa bile en fazla üretilen türlerdir, nedeni ise maliyetinin daha düşük ve verimlilik/maliyet oranının hayli yüksek olmasıdır.

 

Polikristalin demek materyalin monokristaline göre tek kristalinden oluşmaması, yani materyalin tam olarak homojen olmamasıdır.

 

CIS

CIS-Hücreler : CIS = Copper-Indium-Diselenid (Bakir-Indiyum-Diselenid = CuInSe2)

 

CIS-Hücreler ince tabakali güneş pillerindendir. Klasik güneş pilleri (mono veya polikristalin kalın tabakalı hücreler) 180-350 µm kalınlıktadır. CIS olanlar ise 5 µm kalınlıktadır. Düşük olan tabakadan dolayı maliyeti çok düşük olması ve verimliligi 10% kadar olması bir çok açıdan avantajlıdır.

 

CIS’in ayrıca ışığın bant genişliğinin büyük bölümünü kullanabildiği için kötü hava koşullarında bile istiklarlidir. Ayrica CIS teklonolojisi yarı şeffaf güneş pili üretimi sağlamaktadır ve ileride belki pencerelerde veya güneş kollektörlerinde kullanma imkanı sağlayabilir.

 

CIS teknolojisinin tek dezavantajı indiyum olmasidir, çünkü indiyum’um dünyada sınırlı bir madde olması düşündürücüdür ama üretimde çok az kullanıldığı için bu durum şu an için sorun olarak görülmemektedir.

 

Share