Kimler Lityum-iyon Akü Kullanmalı ve Neden Kullanmalı?

Teknolojik ve Yenilikçi Lityum-iyon Akülere Hangi Kriterlerde Yatırım ve Geçiş Yapılmalıdır?

Kimler Lityum-iyon akü kullanmalı, neden kullanmalı?

Yeni sayılan ama uzun zamandır hayatımızın her yerinde olan lityum iyon aküler / lityum bataryalar, elektrikli araçlar ve enerji krizinin etkisiyle günümüzün en çok konuşulan ve de kafa karıştıran konularından birisi olmuş durumda. Endüstri tarafı için uzun zamandır kullanılan ve bugüne kadar pek bir alternatifi olmayan kurşun-asit tabanlı akülere göre, daha teknolojik ve yenilikçi olan lityum iyon akülere hangi kriterlerde yatırım ve geçiş yapılmalı konusu bir hayli kafa karıştıran bir konu.
Öncelikle herkes lityum akü müşterisi değildir. Herkes lityum akü kullanacak diye bir kural da yoktur. Eğer uygulama / operasyon kurşun-asit aküyü kaldırıyor ve kullanıcı halinden memnun ise, lityum akü yatırımının yapılmasına gerek yoktur. Müşterinin ihtiyaçlarını anlamak, operasyonunu iyi analiz edip doğru soruları sormak altın kuraldır. Bu cevapların ardından ancak lityum aküye ihtiyaç var veya yok denebilir.
 
Aşağıda lityum aküye geçiş için 5 soruyu ve kriterleri inceleyeceğiz;
 
Mevcut kurşun-asit aküler tüm çalışma vardiyalarını sorunsuz şekilde çıkartıp akü değişimi gerektiriyor mu?
Kurşun-asit akülere operasyon yoğunluğundan dolayı ara şarj yapılıyor mu?
Akü bakımları işletme için bir sorun mu, periyodik bakımlar tam olarak yapılıyor mu?
Güvenlik ve İSG’ye dair ihlal ve istenmeyen durumlar yaşanıyor mu?
Enerji verimliliğini ne derece önemli?
Kurşun asit akülerin ömürleri yeterli mi?
 
Akü Değişimi / Yedek Akü Sorunları
Lityum akü kullanımında çoğu zaman akü değişimine veya yedek akü tutulmasına gerek yoktur. Aynı kapasitedeki lityum akü; kurşun-asit akülere göre ortalama ~%25 daha uzun çalışma süresi sunar, dolayısıyla ekipmanın daha uzun süre operasyonda kalmasını sağlar. Bu avantaj hızlı ve ara şarj avantajıyla da birleşince 3 vardiya çalışan bir işletmenin, yedek akü tutmasına gerek kalmadan akü değişimlerinde yaşanan kayıp zamanı değerlendirmesine olanak sağlar. Yedek akü maliyetlerini ortadan kaldırarak veya en aza indirerek işletmenin maliyet kalemlerini düşürebilirsiniz. Bunlara ek olarak lityum aküye geçişten sonra boşalan akü şarj alanları ve yedek akü alanları farklı amaçlarla değerlendirilip, belki bir depo alanı yapılabilir. Lityum aküleri şarj etmek için özel havalandırma odalarına veya başka bir gereksinime ihtiyaç yoktur.
 
Akü Bakımları
Lityum-iyon aküye geçiş için önemli sebeplerden birisi ise hem zaman kaybı hem de maliyet kaybı olan akü bakımlarıdır. Eğer sahada yeterli bakım personeliniz yok ise veya operatörler kurşun-asit akülerin saf sularını zamanında tamamlamıyor ise, aküler hızlıca ölüme doğru gider. Bu bakımlar temel olarak;
 
Elektrolit seviyelerinin kontrol edilmesi,
Korozyon temizliği,
Saf su ilavesi,
Periyodik zamanlarda yapılacak hücre dengelemeleri,
 
Kurşun-asit akülerde uzun ve verimli bir kullanım için periyodik bakımlar çok önemlidir. Eğer işletmenin bakım yapacak yeterli personeli yok ise veya bakım maliyetlerini tamamen ortadan kaldırmak istiyor ise, lityum aküye geçiş yaparak bu avantajları sağlayabilir.
 
Kurşun Asit Akülerle Şarj Sorunları
Lityum aküler 2 saate kadar hızlı şarj ile tam doluma ulaşabilir, kurşun-asit akülerin tam şarjının ~8 saat olduğunu düşünürsek, 2 saatte şarj akülerin ortalama 4 katına kadar daha hızlı doldurulabildiği anlamına gelir.
Hızlı şarj konusunu 2 farklı kurşun-asit kullanım senaryosunda incelemek bu avantaja ihtiyaç olup olmadığını anlamamıza daha faydalı olacaktır;
 
 İlk senaryoda işletmenin yedek aküsünün olmadığını düşünelim. Kurşun-asit aküler; araç şarja bırakılarak şarj edilmektedir. Soğutma, şarj ve şarj sonrası aküyü dinlendirme operasyonu ~10 saate yakın sürmektedir. Bunun anlamı aracın 1 vardiyadan fazla operasyon dışında kalarak kullanılmaması ve boşta beklemesidir.
 
 2. Senaryoda ise işletmede yedek akü olduğunu düşünürsek bu sefer araçlar şarjda bırakılmadan şarjı biten istif makinası / forklift akü değişimi için değişim istasyonuna gidiyor ve çoğu zaman tam dolmamış yedek akü ile değişim yapılıyor. Burada dezavantaj yedek akü maliyeti, dolayısıyla artan bakım maliyeti… Vardiyada 20 dk. akü değişimi süresinden günde 1 saat boşa harcanan zaman ve akü değişimi yapılırken oluşabilecek iş kazaları.
Lityum akü kullanan bir işletme ise çoğu zaman yedek akü alınmasına ihtiyaç kalmadan yemek molaları, çay molaları ve fırsat bulunan her boş zamanda makina şarja bırakılarak ara şarj yapılır. Hızlı şarj avantajı birleştirilerek operasyon 24 saat bu şekilde devam eder.
 
Enerji Maliyetleri
Lityum Aküler; şebekeden enerjiyi depolama ve depolanan enerjiyi kayıpsız olarak işe dönüştürme konusunda kurşun-asit akülere göre ~%30 enerji verimliliği sağlamaktadır (HF şarj cihazı ile kullanım ile beraber). Bu verim daha önce akü sistemlerinde verimlilik yazısında incelediğimiz lityum akülerdeki Columb verimliliğinin %99’dan fazla olmasıyla birebir ilişkilidir. Bu verimliliğin sahadaki karşılığı ise; lityum aküleri kurşun-asit akülere göre daha az şarj ederek, dolayısıyla daha az elektrik faturası ödeyerek operasyonlarınızı yönetebilmenizdir. Eğer işletmenin, verimliliği arttırıcı faaliyetleri ve sürdürülebilirlik hedefleri var ise lityum akülere geçiş şimdi olmasa bile kaçınılmaz olacaktır.
 
İSG ve Güvenlik Endişeleri
Lityum akülere geçiş aşağıdaki temel tehdit ve tehlikeleri tamamen engellemektedir;
Asit taşması/dökülmesi
Aşırı şarj / aşırı ısınma
Zehirli ve patlayıcı gaz-duman
Akü değişimi sırasında yaşanılan iş kazaları
 
Lityum akülerde tüm yapıyı BMS denilen kontrol kartı korumaktadır. Aşırı şarj / deşarj, yüksek sıcaklık ve akım korumaları ile akü ve operatörler koruma altındadır. LFP kimya kullanılarak yapılmış bir lityum akünün kurşun-asit akü kadar tehlikesi vardır. En olumsuz durumda hücreler aktivasyon sıcaklığına çıkarak (250C-300C) duman salmaya başlar. Kimya gereği hücreler oksijen barındırmadığı için, NMC kimya gibi bir alev veya yangın riski yoktur. Su ile soğutma yeterlidir.