Denizcilik sözlüğü

LiFePO4 Akü

Tanım

LiFePO4 akü, katot malzemesi olarak lityum demir fosfat kullanan lityum iyon aküdür. LiFePO4 kısaltması, malzemenin kimyasal formülünden gelir. Bu akü türüne kısaca LFP akü de denir.

LiFePO4 Akü Nedir?

LiFePO4 akü, lityum iyon ailesinin ısıl açıdan en kararlı türlerinden biridir. Fosfat yapısı, yüksek sıcaklıkta oksijen salınımını sınırlar. Bu özellik, ısıl kaçak riskini azaltır. Bu nedenle LiFePO4 aküler teknelerde, karavanlarda ve enerji depolama sistemlerinde yaygın kullanılır.

Hücre ve Akü Gerilimi

Yapı	Nominal Gerilim
Tek hücre	3,2 V
Seri bağlı 4 hücre	12,8 V
Seri bağlı 8 hücre	25,6 V

12,8 V nominal gerilim, 12 V tekne sistemleriyle uyumludur.

Temel Özellikler

Özellik	Açıklama
Kullanılabilir kapasite	Nominal kapasitenin büyük bölümü kullanılabilir
Çevrim ömrü	Kurşun asit akülerden belirgin biçimde uzundur
Ağırlık	Aynı kapasitede kurşun asit akünün yaklaşık üçte biri ile yarısı arasındadır
Gerilim eğrisi	Deşarj boyunca düz ve kararlıdır
Kendi kendine deşarj	Düşüktür

Şarj Gereksinimleri

LiFePO4 aküler kendi şarj profillerini ister. Kurşun asit profilleri bu akü için uygun değildir. Şarj gereksinimleri şunlardır:

Üreticinin belirttiği azami şarj gerilimi
Koruma (float) şarjının sınırlı tutulması veya kapatılması
Düşük sıcaklıkta şarjın engellenmesi
Azami şarj akımının aşılmaması

Gerilimle Kapasite Tahmini

LiFePO4 akünün gerilimi deşarj boyunca çok az değişir. Bu nedenle gerilim ölçümü kalan kapasiteyi doğru göstermez. Kalan kapasite, akım sayan bir akü monitörü veya BMS bilgisiyle izlenir.

Teknede Kullanım Kuralları

Denizcilik uygulamasına uygun, BMS'li akü seçin.
Alternatör ile akü arasına DC-DC şarj cihazı yerleştirin.
Tüm şarj kaynaklarını LiFePO4 profiline ayarlayın.
Aküyü sabitleyin ve kısa devreye karşı koruyun.
Aküye yakın, yüksek kesme kapasiteli sigorta takın.

Sık Sorulan Sorular

LiFePO4 akü ile kurşun asit akü aynı bankada kullanılır mı?

Farklı gerilim ve şarj özellikleri nedeniyle aynı bankada karıştırılmaz.

LiFePO4 akü ne kadar derin deşarj edilebilir?

Üreticiler genellikle derin deşarja izin verir. Ömrü uzatmak için kesin değerler teknik belgede belirtilir.

LiFePO4 akü kışın teknede bırakılabilir mi?

Kısmi şarjda ve serin ortamda saklanması üreticiler tarafından sık önerilir. Kesin değerler belgede yer alır.

İlgili Terimler

Lityum Akü, Servis Aküsü, Akü Monitörü, DC-DC Şarj Cihazı, Akü Kapasitesi, MPPT Şarj Kontrol Cihazı.

İlgili terimler

Akü Kapasitesi

Akü kapasitesi , bir akünün tam şarjlı durumdan belirli koşullarda verebileceği elektrik yükü miktarıdır. Kapasite genellikle amper-saat (Ah) cinsinden ifade edilir. Akü Kapasitesi Nedir? Amper-saat, aküden bir saat boyunca çekilebilen akımı ifade eder. Örnek: 100 Ah kapasiteli akü teorik olarak 5 A akımı 20 saat boyunca verebilir. Kapasite değeri, belirli bir deşarj süresi ve sıcaklık için ölçülür. Kapasite Birimleri Birim Tanım Hesap Amper-saat (Ah) Elektrik yükü Akım × Süre Watt-saat (Wh) Enerji Ah × Gerilim Kilowatt-saat (kWh) Enerji Wh ÷ 1.000 Örnek: 12,8 V ve 200 Ah bir akü yaklaşık 2.560 Wh (2,56 kWh) enerji depolar. Farklı gerilimdeki aküleri karşılaştırmak için watt-saat kullanılır. Deşarj Oranı Kurşun asit akülerin kapasitesi genellikle 20 saatlik deşarj oranında (C20) verilir. Bu, akünün 20 saatte tamamen boşalacağı akımla ölçüm yapıldığını gösterir. Daha yüksek akım çekildiğinde kullanılabilir kapasite azalır. Peukert Etkisi Kurşun asit akülerde deşarj akımı arttıkça etkin kapasite düşer. Bu ilişkiyi Alman bilim insanı Wilhelm Peukert tanımladı. Lityum akülerde bu etki çok daha azdır. Kullanılabilir Kapasite Akü Türü Kullanılabilir Kapasite Kurşun asit (sulu, AGM, jel) Ömrü korumak için genellikle yaklaşık yarısı LiFePO4 Nominal kapasitenin büyük bölümü Kullanılabilir kapasite, akünün ömrünü kısaltmadan kullanılabilecek bölümdür. Kapasiteyi Etkileyen Etkenler Sıcaklık: Soğuk havada kapasite düşer. Yaş: Akü yaşlandıkça kapasite azalır. Deşarj akımı: Yüksek akım etkin kapasiteyi düşürür. Şarj durumu: Kısmi şarjda bekleyen kurşun asit akülerde sülfatlanma oluşur. Kapasite Hesabı Her cihazın akımını belirleyin. Günlük kullanım süresiyle çarpın. Tüm cihazların toplamını alın. Şarj olmadan geçecek gün sayısıyla çarpın. Akü türünün kullanılabilir kapasite oranına bölün. Sık Sorulan Sorular Kapasite testi nasıl yapılır? Akü tam şarj edilir. Sabit bir yükle deşarj edilerek gerilim sınıra düşene kadar geçen süre ölçülür. Paralel bağlantı kapasiteyi artırır mı? Evet. Aynı gerilimdeki aküler paralel bağlanınca Ah kapasitesi toplanır. Seri bağlantı kapasiteyi artırır mı? Seri bağlantı gerilimi artırır. Ah değeri aynı kalır, toplam enerji artar. İlgili Terimler Akü Bankası, Servis Aküsü, Akü Monitörü, LiFePO4 Akü, Tekne Aküsü, Ampermetre.

Akü Monitörü

Akü monitörü , akü bankasına giren ve çıkan akımı sürekli ölçerek kalan kapasiteyi ve şarj durumunu hesaplayan cihazdır. Monitör, servis aküsünün durumunu izlemek için kullanılır. Akü Monitörü Nedir? Akü monitörü bir şönt ve gösterge ünitesinden oluşur. Şönt, akünün negatif kutbuna bağlanır. Tüm akım şöntten geçer. Monitör, akımı zamanla çarparak çekilen ve eklenen amper-saati sayar. Bu yönteme "Coulomb sayımı" denir. Gösterilen Değerler Değer Açıklama Şarj durumu (SoC) Kalan kapasitenin yüzdesi Anlık akım Şarj veya deşarj akımı Gerilim Akü gerilimi Tüketilen Ah Tam şarjdan sonra çekilen yük Kalan süre Mevcut tüketimle aküyü boşaltma süresi Güç Anlık watt değeri SoC, İngilizce "State of Charge" ifadesinin kısaltmasıdır. Neden Gerekli? Voltmetre, özellikle yük altında kalan kapasiteyi doğru göstermez. Lityum akülerde gerilim eğrisi düz olduğu için gerilim neredeyse hiç bilgi vermez. Akü monitörü, akım sayımıyla daha doğru bilgi sağlar. Kurulum Adımları Şöntü akü negatif kutbu ile negatif bara arasına yerleştirin. Akü negatif kutbunda başka hiçbir kablo bırakmayın. Şöntün ölçüm kablolarını gösterge ünitesine bağlayın. Pozitif ölçüm kablosunu sigortalı olarak akü pozitifine bağlayın. Akü kapasitesini, türünü ve şarj parametrelerini ayarlayın. Senkronizasyon Akım sayımı zamanla küçük hatalar biriktirir. Monitör, akü tam şarj olduğunda kendini yeniden %100'e ayarlar. Bu işleme senkronizasyon denir. Senkronizasyon, ayarlanan şarj gerilimi ve kuyruk akımı koşulları sağlandığında gerçekleşir. Akü uzun süre tam dolmazsa hata artabilir. Peukert ve Verim Ayarları Kurşun asit akülerde monitör, Peukert katsayısı ve şarj verimi ayarlarını kullanır. Bu ayarlar, yüksek akımda kapasite kaybını ve şarj kayıplarını hesaba katar. Lityum aküler için bu değerler farklı ayarlanır. Markalar Victron Energy BMV ve SmartShunt serileri, akü monitörlerine örnektir. Birçok üretici benzer cihazlar sunar. Sık Sorulan Sorular Akü monitörü marş aküsünü de izler mi? Bazı modellerde ikinci akü için gerilim girişi bulunur. Akım sayımı genellikle yalnızca ana bankada yapılır. Şönt neden negatif kutba bağlanır? Negatif hat ortak dönüş yoludur. Tüm akım bu noktadan geçer. Monitör yanlış değer gösterirse ne yapılır? Akü tam şarj edilerek senkronizasyon sağlanır. Kapasite ve parametre ayarları kontrol edilir. İlgili Terimler Ampermetre, Voltmetre, Akü Kapasitesi, Servis Aküsü, LiFePO4 Akü, Bara.

DC-DC Şarj Cihazı

DC-DC şarj cihazı , bir doğru akım kaynağından aldığı enerjiyi başka bir aküye uygun şarj profiliyle aktaran cihazdır. Teknelerde genellikle alternatör ile servis aküsü arasında kullanılır. DC-DC Şarj Cihazı Nedir? DC-DC şarj cihazının girişi marş aküsüne veya alternatöre bağlanır. Çıkışı servis aküsüne bağlanır. Cihaz, giriş gerilimini servis aküsünün ihtiyacına göre düzenler. Şarj akımını sınırlar ve kademeli şarj uygular. Böylece iki farklı akü türü aynı alternatörle doğru şekilde şarj edilir. Kullanım Nedenleri Neden Açıklama Farklı akü kimyaları Marş aküsü kurşun asit, servis aküsü lityum olabilir Alternatör koruması Lityum akünün yüksek şarj kabulü alternatörü aşırı yükleyebilir Uzun kablo mesafesi Gerilim düşümünü telafi eder Farklı gerilimler 12 V sistemden 24 V aküyü şarj edebilir Kontrollü şarj Kademeli şarj profili uygular Lityum Akülerde Önemi Lityum aküler düşük iç dirence sahiptir. Boş bir lityum akü, alternatörden çok yüksek akım çekebilir. Alternatör bu akımda uzun süre çalışırsa aşırı ısınır. DC-DC şarj cihazı, akımı belirlenen değerle sınırlar. Bu sınır alternatörü korur. Çalışma Aşamaları Cihaz, giriş tarafında motorun çalıştığını gerilimden algılar. Şarj işlemini başlatır. Servis aküsünü seçilen profile göre şarj eder. Motor durunca girişten akım çekmeyi keser. Bazı modeller, motor çalışma sinyalini ayrı bir kablodan alır. Seçim Ölçütleri Çıkış akımı: Servis aküsü kapasitesine ve alternatör kapasitesine göre seçilir. Giriş ve çıkış gerilimi: 12-12, 12-24 veya 24-12 seçenekleri bulunur. Akü profilleri: Kullanılan akü kimyasını desteklemelidir. Güneş girişi: Bazı modeller güneş paneli girişi içerir. Isıl yönetim: Yüksek akımlı modellerde soğutma önemlidir. Kurulum Cihazı servis aküsüne yakın monte edin. Giriş ve çıkış kablolarına uygun sigorta takın. Kablo kesitini giriş akımına göre seçin. Akü profilini ayarlayın. Sıcaklık sensörünü varsa aküye yerleştirin. Sık Sorulan Sorular Birden fazla DC-DC şarj cihazı paralel kullanılabilir mi? Bazı modeller paralel çalışmayı destekler. Üreticinin önerisi dikkate alınır. DC-DC şarj cihazı marş aküsünü boşaltır mı? Motor durduğunda cihaz şarjı keser. Doğru kurulumda marş aküsü korunur. Akü ayırıcı yerine DC-DC şarj cihazı neden seçilir? DC-DC şarj cihazı, servis aküsüne uygun şarj profili uygular ve akımı sınırlar. İlgili Terimler Akü Ayırıcı, Akü İzolatörü, LiFePO4 Akü, Alternatör, Servis Aküsü, Akü Şarj Cihazı.

Lityum Akü

Lityum akü , enerjiyi lityum iyonlarının elektrotlar arasındaki hareketiyle depolayan şarj edilebilir aküdür. Teknelerde lityum aküler ağırlıklı olarak servis aküsü olarak kullanılır. Lityum Akü Nedir? Lityum aküler, şarj sırasında lityum iyonlarını katottan anoda taşır. Deşarjda iyonlar ters yönde hareket eder. Bu süreç, yüksek enerji yoğunluğu ve verim sağlar. "Lityum akü" ifadesi, farklı katot kimyalarına sahip bir akü ailesini anlatır. Lityum Akü Kimyaları Kimya Kısaltma Özellik Lityum demir fosfat LFP, LiFePO4 Isıl kararlılığı yüksek, teknelerde yaygın Lityum nikel manganez kobalt NMC Enerji yoğunluğu yüksek Lityum titanat LTO Çok uzun çevrim ömrü, düşük enerji yoğunluğu Teknelerde ısıl kararlılığı nedeniyle LiFePO4 kimyası öne çıkar. Akü Yönetim Sistemi Lityum akülerde Akü Yönetim Sistemi (BMS) bulunur. BMS, hücreleri izler ve korur: Aşırı şarjı engeller. Aşırı deşarjı engeller. Hücre gerilimlerini dengeler. Sıcaklığı izler. Aşırı akımda devreyi keser. BMS, İngilizce "Battery Management System" ifadesinin kısaltmasıdır. Kurşun Asit Akülerle Karşılaştırma Özellik Lityum (LiFePO4) Kurşun Asit Ağırlık Düşük Yüksek Kullanılabilir kapasite Yüksek Sınırlı Çevrim ömrü Uzun Kısa Şarj hızı Yüksek Orta Gerilim kararlılığı Deşarj boyunca kararlı Deşarjla düşer İlk maliyet Yüksek Düşük Güvenlik Lityum aküler, aşırı şarj, kısa devre veya fiziksel hasarda ısınabilir. Kontrolsüz ısınmaya ısıl kaçak denir. Isıl kaçak riski kimyaya göre değişir. ABYC E-13 standardı, teknelerde lityum iyon akü sistemlerinin kurulumu için öneriler içerir. Tesisat Gereksinimleri BMS'ye sahip denizcilik uygulamasına uygun akü seçin. Şarj kaynaklarını lityum profiline ayarlayın. Alternatörü aşırı yükten korumak için DC-DC şarj cihazı kullanın. Aküye yakın, uygun kesme kapasiteli ana sigorta takın. BMS'nin bağlantıyı kesmesi durumunda alternatörü koruyacak önlemi alın. Sık Sorulan Sorular Lityum akü mevcut sisteme doğrudan takılabilir mi? Şarj profilleri ve alternatör koruması uyarlanmadan takılması önerilmez. Lityum akü soğukta şarj edilebilir mi? Birçok lityum akü düşük sıcaklıkta şarja kapalıdır. Sınır değer üreticinin belgesinde yer alır. Lityum akü marş için kullanılır mı? Marş için tasarlanmış modeller bulunur. Servis amaçlı modeller marşa uygun olmayabilir. İlgili Terimler LiFePO4 Akü, Servis Aküsü, DC-DC Şarj Cihazı, Akü Monitörü, Akü Bankası, Elektrikli Tekne Motoru.

Tüm terimlere dön