Teknede yeni nesil enerji çözümlerinde son yıllarda güneş enerjisi kadar öne çıkmaya başlayan bir başka yenilik de Lityum aküler. Lityum batarya teknolojisi ilk çıktığında hepimizin hatırlayacağı gibi "Lityum-İon" pil olarak adlandırılıyordu ve en önemli özelliği NiMh pillerdeki gibi "hafıza" özelliği dediğimiz pilin tam deşarj olmadan doldurulması durumunda giderek kullanılamaz hale gelmesi özelliğinden muaf olması idi. Bu teknoloji daha sonra akülere de uygulandı ancak Li-İon teknolojisinin bir de büyük tehlikesi vardı; uygun şarj-deşarj koşulları sağlanmadığı durumlarda patlayıp yangına sebep olabiliyordu. Daha sonra bu durumun önüne geçmek için pillerin performansından biraz feragat edilip daha güvenli hale gelmelerini sağlayan LiFePO4 denen Lityum-Demir-Fosfat teknolojisine geçildi. Bugün piyasada teknelerimizde kullanabileceğimiz Li aküler LiFePO4 akülerdir.
LiFePO4 akülerin faydalarından ve bazı dikkat edilmesi gereken hususlardan önceki yazımda bahsetmiştim. Burada tekrar değinmeyeceğim. Ayrıca internette bu aküler hakkında pek çok Türkçe ve yabancı dilde kaynak mevcut. Burada sadece önemli bir kaç noktaya yeniden dikkat çekeceğim; İlk olarak bu aküler yapıları gereği özel şarj düzeneklerine gerek duymakta. klasik redresörlerimiz bu aküleri ya tam kapasite ile dolduramamakta yada bir süre sonra arızalanmasına neden olmakta. Oldukça pahalı aküler olan LiFePO4 aküleri nominal olarak 2000-3000 döngü kullanarak fiyatlarını amorti etmemiz gerekeceğinden kimse bu pahalı yatırımın geri dönüşü olmadan arızalanmasını istemez. Ancak, sadece akünün kendisi değil onu uygun şartlarda şarj edilmesini sağlayan düzenek de oldukça maliyetli. Ama bu en azından bir seferlik yatırım olacağından katlanılabilir diye düşünüyorum.
Aşağıda gelecekte teknem için düşündüğüm LiFePO4 akü ve şarj düzeneğinin şeması mevcut. Bu sistem sadece servis aküsü olarak kullanılacak. Motor aküsü olarak geleneksel sulu akü kullanmaya devam edeceğim.
Önemli Not 1: Şemada basitlik açısından kullanılması gereken sigortalar, devre kesiciler ve/veya şalterler ile diğer düzenekler gösterilmemiştir (mevcut motor aküsü, onun şarj devresi, alternatörün dc-dc çeviriciye motor aküsü üzerinden bağlantısı vb). Teknelerimizde uygun amperli sigorta, uygun kesit ve özellikte kablo ve bağlantı elemanı kullanmak can ve mal emniyeti açısından çok çok önemlidir.
Önemli Not 2: Yine bu şemada tek bir akü için basitleştirilmiş devre verilmiştir. Sistem voltajı yaygın kullanılan 12V olarak alınmıştır. Birden fazla akü için konfigürasyon ve kullanılması gereken cihazlar farklı olabilir.
Öncelikle teknelerimizde akülerimizi şarj ettiğimiz 3 imkan mevcut;
1- Sahil besleme veya jeneratörden gelen 220V AC gerilim,
2- Motor seyri sırasında motor alternatörünün oluşturduğu enerji, genelde 12V DC,
3- Güneş ve/veya rüzgar enerjisi sistemlerine dayalı temiz enerji kaynakları,
LiFePO4 aküyü, geleneksel aküler gibi bu 3 kaynaktan da şarj etmek uygun düzenekler ile mümkün. Şekli kısaca açıklarsak;
Halen mevcut 85W ve 40W'lık paneller yetersiz olacağından, benzer uygulamalarda olduğu gibi kıç üstüne bir krom roll-bar yaptırıp 2 adet 195-200W civarı panel yerleştirip bunları seri bağlayarak yük altında yaklaşık 36V-9-9,5A kadar bir gerilim ve akım elde edeceğiz. Mevcut 85W'lık panel şu an takılı olduğu güverte üzerinde durmaya devam edecek ve motor aküsünü besleyecek.
MPPT teknolojili şarj regülatörünün kapasitesi yetersiz kalacağından 40A'lik bir regülatör ile değiştirmemiz yeterli olacak.
Mevcut Quick marka redresör, sulu ve jel aküleri şarj edebildiğinden bununla LiFePO4 aküyü şarj etmemiz olası değil. İşte burada birinci problem başlıyor. Zira piyasada LiFePO4 akü şarj edebilecek redresör modeli çok çok az. Ederim diyen her redresöre güvenilmiyor, gerçekten edebilenler de çok pahalı.
Gelelim alternatör şarjına. Alternatörün çıkışlarına gerilim regülasyonu için takılan devreler de LiFePO4 aküler için uygun şarj rejimini karşılayamıyor. Ayrıca, Li akü şarj olurken yüksek akımlar çekebildiği için eğer alternatör buna uygun değilse zarar görebiliyor. Bu nedenle araya bir DC-DC çevirici takılıp bununla da LiFePO4 akü şarj rejimini sağlamamız gerekiyor. Bu cihazların bağlantı şekli değişik olabiliyor, uzmanından ve/veya kurulum kitabından destek almak gerekli.
Önemli bir noktayı belirtmekte yarar var. Daha önceki yazıda da belirttiğim gibi, Li aküler özel bir düzenek ile şarj edilebiliyor. Buna Batarya Yönetim Sistemi (BMS) deniyor. Piyasadaki pek çok LiFePO4 akü içinde bu düzeneği barındırıyor (yada barındırdığı söyleniyor) Akü alırken bundan emin olmak lazım, aksi taktirde Li aküleri şarj etmek mümkün değil, bir de BMS devresi satın almak gerekir.
Şemada görülen sistem, Li akümüzü şarj etmek için bir yapı. Motor akümüz, yukarda belirttiğim mevcut 85W'lık panel, Quick redresör ve yine alternatör üzerinden klasik düzeneği ile şarj edilmeye devam edecek. Burada kısaca özetlediğim bilgiler ve ürünler hakkında internette çok fazla her dilden yayın ve katalog bulabilirsiniz.
Gelelim en kritik konuya; ne vereceğiz-ne alacağız???
Bir kere seçeceğiniz cihazlara göre maliyetler tabii ki değişiyor. Bugün itibariyle 200Ah'lik bir LiFePO4 akü 7-8bin TL civarında. Çok daha uçuk fiyatlıları veya biraz daha ucuzları var, bunlar ortalama internet fiyatları. Halbuki 200Ah'lik bir sulu akü 2500TL civarında satın alınabilir. Tekneye ilave bir redresör daha almak zorundayız. Bu da yaklaşık 2000TL. DC-DC çevirici de ortalama o civarlarda. İlave paneller ve regülatör her akü tipinde gerekeceği için onları hesaba katmıyoruz. Bu fiyatlar markadan markaya ve ürünün özelliklerine göre değişmekte. Örnek vermek gerekirse; redresörü biz tek çıkışlı ve 15A'lik düşünüyoruz, daha fazla çıkışlı veya güçlü olanları da var. DC_DC çevirici için de daha güçlüleri mevcut. Tabii fiyatları da ona göre.
Ne alacağımıza gelince; akü hariç diğer yatırımlar önce de belirttiğimiz gibi bir seferlik. Uygun şartlarda kullanıldığında akünün de 2000-3000 döngü yapacağı söyleniyor. Bu durumda (ideal şartlarda) 8-10 sene aküyü kullanmak mümkün. Ama biz zaten akülerimize çok iyi baktığımız için sulu akülerimiz 8 yıldır çalışıyor, başka ne kazancımız olacak? işte burada LiFePO4 bataryaların aşağıda bahsedeceğim bazı özellikleri devreye giriyor;
1- Kataloglarında izin verilen süre ve değerlerde çok yüksek akımları çekebiliriz,
2- Nominal gücünün %90'ına kadar deşarj edebiliriz (klasik sulu aküde bu en fazla %50),
3- Eğer ona göre şarj devresi kurarsanız, gücünün %40'ına kadar daha fazla akım ile şarj edebiliriz (bu sulu akü için %10 mertebesinde), bu da şarj süresinin çok kısalacağı anlamına geliyor,
4- Sulu akülere göre 2/3 oranında daha hafifler ve boyutları da biraz daha küçük,
Toplama baktığınızda Lityum sistemler ilk yatırım maliyeti yüksek olmasına karşın özellikle uzun seyirler yapanlara veya uzun süre limanlardan ayrı kalanlara enerji çözümü için bir alternatif getirmekte. Elbette yaygınlaştıkça bileşenlerinin daha ucuzlayacağı beklenebilir.
Bizim için henüz erken, yatırım maliyeti bizi aşan değerde, ama imkanı olan denizci dostlar düşünebilir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder