Sadece çok özel durumlarda şebekeye bağlı fotovoltaik sistemler pillerle bağlanırken, piller bağımsız güç kaynağı sistemlerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Piller, fotovoltaik modüller veya ek jeneratörler tarafından sağlanan elektrik enerjisini depolar ve ihtiyaç duyduklarında tüketicilere sunar.

Tipik olarak, tüketimden önce, enerjinin %70 ila 100’ü bu tür sistemlerde ara olarak depolanır. Piller ayrıca, boyutlarına göre çok yüksek güç sağlayabildikleri için, fotovoltaik jeneratörün karşılık gelen nominal gücünden daha yüksek güç gereksinimi olan tüketicilerin bağlanmasına izin verir.

Yine de pillerin sınırlı bir teknik ömrü vardır ve fotovoltaik sistemin tüm ömrü boyunca (fotovoltaik jeneratörün yaklaşık 25 yıllık teknik ömrü ile belirlenir) birkaç kez değiştirilmeleri gerekir.

Sistemin kullanım ömrü boyunca hesaplanan özet pil maliyetleri, genellikle tüm kullanım ömrü maliyetlerinin %20 ila 40’ını oluşturur ve bu nedenle, fotovoltaik jeneratörün maliyetlerinden bile önce sıralanan ana maliyet faktörünü temsil eder.

Pilin teknik ömrü büyük ölçüde stres profiline ve çalışma stratejisine (yani pil yönetimi) bağlı olduğundan, pillere bağlı fotovoltaik sistemin hem planlaması hem de işletimi açısından özel dikkat gösterilmesi gerekir.

Özellikle ekonomik açıdan, günümüzde mevcut olan kurşun bazlı pillerin, önemli bir “ölçek ekonomisi” etkisi olmayan bir seri ürün olduğu belirtilmelidir. Ayrıca, dünya kaynak piyasalarında yaklaşmakta olan kıtlık ve buna bağlı olarak ortaya çıkacak fiyat artışı nedeniyle kurşun bazlı pillerin daha pahalı hale gelmesi beklenmektedir.

Doğrudan fotovoltaik ile beslenen cihazlar (saatler, hesap makineleri gibi) için, öncelikle nikel-kadmiyum-piller kullanılır. Ek olarak, nikel-metal-hidrit piller, kurşun-asit piller, lityum bazlı pil sistemleri ve kapasitör (iki katmanlı kapasitör veya SuperCaps olarak adlandırılır) çalışır durumdadır. Fotovoltaikle sağlanan küçük ölçekli sistemler ve hibrit sistemler genellikle geleneksel kurşun pillerle donatılır.

Bugüne kadar yukarıda bahsedilen küçük tüketici cihazları dışında sadece kurşun asitli aküler önem kazanmıştır. Bununla birlikte, bu tür kurşun-asit piller yalnızca 20 ila 30 Wh/kg gibi zayıf bir gravimetrik enerji yoğunluğuna sahiptir. Yine de bu dezavantaj, fotovoltaik güç kaynağı sistemlerinde kullanım için çok az öneme sahiptir, çünkü örneğin elektrikle çalışan arabaların aksine, piller sabit olarak çalıştırılır ve hareket ettirilmez.

Şarj dolduğunda kesen devre
HW 632 XH-M603 Akü Şarj Kontrol Devresi
Lityum Akü Şarj Kontrol Cihazı
LM723 Akü şarj Devresi
VHM-004 8-60V
Led Göstergeli Pil Şarj Devresi
Lityum Akü Şarj Cihazı
Akü Şarj devre kartı

Bu tür kurşun-asit piller (akümülatörler), elektrik enerjisini, deşarj sırasında yeniden elektrik enerjisine dönüştürülen kimyasal enerji biçiminde depolar. Kimyasal enerji, aralarında potansiyel bir fark bulunan iki elektrotta (pozitif ve negatif) depolanır.

Kurşun asitli bir akünün şematik gösterimini gösterir. Tamamen şarj edildiğinde, pozitif elektrot gözenekli kurşun dioksitten (PbO2) oluşurken, negatif elektrot gözenekli, süngerimsi kurşundan (Pb) oluşur. Her iki elektrotun gözenekliliği %50’nin oldukça üzerindedir ve aktif kütleler, geniş bir aktif yüzey sağlamak için ince bir kristal yapıya sahip olmalıdır.

Elektrotlar, iyon ileten seyreltilmiş sülfürik asit (H2SO4) elektrolitlerine daldırılır. Elektrotlar, kısa devreleri önlemek için iyon geçirgen bir ayırıcı ile birbirinden ayrılır. Elektrokimyasal şarj ve deşarj işlemi, elektronik akımın iyonik akıma dönüşümünü tetikler.

Boşaltma sırasında her iki aktif kütle de sülfürik asit tüketimi ile kurşun sülfata (PbSO4) dönüştürülür; bu işlem elektrolit konsantrasyonunu azaltır. Sonuç olarak, fiziksel ve kimyasal elektrolit özellikleri (donma noktası, iletkenlik, korozyon açısından agresiflik ve kurşun sülfatın çözünürlüğü dahil) değişir. Kurşun asitli bir akünün elektriksel davranışı, deşarj derinliği arttıkça bozulur.

Piyasada çok çeşitli kurşun asitli akü tasarımları bulunmaktadır. Yüksek kapasiteler için tasarlanmış aküler (motorlu taşıtlar için marş aküleri gibi), uzun teknik ömür ve birkaç döngü (esas olarak kesintisiz güç kaynakları için) için tasarlanmış aküler ve güçlü döngüsel çalışma için tasarlanmış aküler vardır (örn. elektrikle çalışan araçlar, forkliftler veya tekerlekli sandalyeler).

İlgili gereksinimlere göre farklı elektrot tasarımları ve geometrileri kullanılır. Resimde gösterilen “düz plaka elektrot” ile “boru biçimli plaka elektrot” arasındaki temel fark görülebilir. Son zamanlarda sargı elektrotlu piller de mevcuttur. Bazı uygulama alanlarında çok umut verici sonuçlar gösterirler.

Düz plaka elektrotlar için, sert kurşundan (antimon veya kalsiyum ve diğer katkı maddeleri içeren kurşun alaşımı) bir ızgara, ızgaranın içine ve üzerine yapıştırılan aktif malzemeyi taşır. Bu tasarım, uygun maliyetli üretim ve yüksek güç yoğunluklarının avantajlarını sunar.

Boru biçimli plaka elektrotlar için aktif malzeme, merkezi bir sert kurşun çubuğun etrafındaki gözenekli tüplere doldurulur. Ağırlıklı olarak pozitif elektrot için uygulanan ve üretim maliyetleri daha yüksek olan bu plaka teknolojisi, aktif kütlenin iyi kohezyon özellikleri sayesinde önemli ölçüde daha uzun çevrim ömürlerine izin verir. Dolayısıyla bu elektrot tipi, yüksek enerji verimine sahip hibrit sistemler (PV jeneratörü artı ek jeneratörler) için idealdir.

Diğer bir ayırt edici özellik, elektrolit durumudur. Klasik kurşun-asit aküde sıvı elektrolit bulunur (sulu akü olarak adlandırılır). Yan reaksiyonlarda üretilen gazlar, su elektrolizi nedeniyle doğrudan pil tarafından yayılır (oksijen pozitif elektrotta, hidrojen negatif elektrotta yayılır; solda).

Bu işlem, düzenli olarak yeniden doldurulması gereken suyu tüketir. Ayrıca akü odaları yüksek gereksinimleri karşılamalıdır. Bu tür odalar, kritik hidrojen veya oksijen gazı konsantrasyonlarını önlemek için uygun doğal veya aktif havalandırmaya ihtiyaç duyar. Ayrıca, elektronik bileşenler ve cihazlar, sülfürik asitle nemlendirildiklerinde aşındırıcı bir etkiye sahip olduklarından, gazlardan korunmalıdır.

Alternatif olarak, sıvı sülfürik asit yerine asidi yapıştırmak veya emmek için jel veya AGM içeren valf ayarlı jel veya AGM (emici cam mat) aküler de mevcuttur.

Bu tür piller, pozitif elektrotta oluşan oksijen gazının jel veya cam mat seperatör içindeki mikro gözeneklerden geçerek negatif elektrota difüzyonunu sağlar. Negatif elektrotta oksijen tekrar suya indirgendiği için burada hidrojen oluşmaz.

Ancak, bu yalnızca tüm reaksiyonlar iyi dengelenmişse geçerlidir. Aksi takdirde hücre içinde aşırı basınç oluşabilir. Bu nedenle, aşırı basınç durumunda gaz bir emniyet valfinden salınır. Ancak bu güvenlik önlemi sonucunda kaybedilen su tekrar doldurulamaz.

Bu akü teknolojisinin faydaları, gaz çıkışının azalması, akü bölmesine olan gereksinimleri önemli ölçüde düşürmesi, daha yüksek kurulum değişkenliği ve elektrolit sızıntısının önlenmesidir.

Bununla birlikte, dezavantajlar, sıvı elektrolitlere kıyasla daha yüksek maliyetler, aşırı şarj koruması açısından daha yüksek gereksinimler ve çeşitli uygulamalarda daha kısa teknik ömürlerdir.

Bununla birlikte, boru şekilli elektrotlarla sağlanan özellikle yüksek kaliteli jel aküler, uygun şarj işlemleriyle birleştirildiğinde tatmin edici bir dayanıklılık göstermiştir. AGM aküleri, otomobiller için geleneksel marş akülerine kıyasla döngüsel uygulamalarda daha iyi ömür gösterdi.

The post Piller ve Şarj Kontrolörleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).