îbraiıi m Doğan Yüksek Mühendis
Olağanüstü teknolojik geli şmelerin birbirini izlediği bir sırada, beklenmedik bir “enerji krizi” nin ortaya çıkması, insanlık için bir hayli şaşırtıcı olmuştur. Bu nedenle, bir taraftan yeni enerji kaynakları aranırken, öte yandan eldeki kaynaklardan en verimli şekilde faydalanma yollarına baş vurulmaktadır. Bu arada, küçük, pratik fakat pahalı birer enerji kaynağı olan, “kuru piller” de ele alınmış bunların normal ömürlerini uzatmak için yeniden şarj edilmeleri konusu üzerinde önemli araştırma ve geliştirmeler yapılmaya başlanmıştır. Bugün en çok kullanılan kuru pil türü, “mşadırhpil”, “adi pil” yada “normal pil” dediğimiz “çinko-karbon” pillerdir.
Hemen belirtelim ki, bu tür piller, bir akümülatör ya da ‘ ‘Nikel-Kadmiyum pil’ ’ gibi yüzlerce defa doldurulup boşaltılmaz. Bununla beraber, uygun şekilde yapılmış “pil doldurucular’ ’ kullanmak suretiyle, bunların da ömrünü “birçok kat” uzatmak mümkündür. Kuru pillerin şarjı ile ilgili çalışmaların başlangıcı 1920’lere kadar uzanır. Bu amaçla çeşitli pil doldurucular yapılmış ise de o günlerde pil fiyatlarının oldukça ucuz, kullanım alanlarının da kısıtlı olması (“yan iletkenler” dediğimiz transistor, diyod v.b. nin bulunmasından sonradır ki pi İH-portatif elektronik cihazların yapımı süratle artmıştır) bu doldurucuların yaygın bir şekilde kullanılmasına engel olmuştur.
Bugün durum değişmiştir. Birçok ülkede tanınmış büyük firmalar konuyu tekrar ele almış, çeşitli pil doldurucular yapmaya başlamışlardır. Örneğin, TELEFUNKEN, hem adi kuru pil, hem de şehir cereyanı ile çalışabilen yeni bir portatif radyo yapımına başlamıştır. Radyonun içinde bulunan özel bir ‘ pil doldurma devresi” radyo şehir cereyanı ile çalışırken, bir taraftan da kuru pilleri doldurmaktadır. Amerika’nın ünlü BURGESS ve MAL-LORY firmaları da gerek “alkalin” gerekse “çinko-karbon” pilleri başarıyla doldurabilen pil doldurucuları geliştirmiş ve piyasaya çıkarmışlardır.
PÎL DOLDURUCU ÖRNEKLERİ
En tanınmış örnek, devre çizimi şekilde görülen “Klasik” pil şarjörüdür. Patenti E. BEER tarafmdan alınmış olan bu devre, aslında, basit bir yarrm-dalga doğrultucusundan ibarettir. “Dİ” diyodunun doğrulttuğu akım R1 direnci tarafmdan yeterince zayıfla tıldıktan sonra, artı (+) ucundan girerek pili şarj etmektedir. Ayrıca R1 direncinden on kat daha büyük olan R2 direnci üzerinden de zayıf bir dalgalı (alternatif) akım geçmektedir. Pil kullanırken, yani deşarj sırasında, akımın yönü “artı kutup” olan kömür çubuktan “eksi kutup” olan çinko kaba doğrudur. Pilin içinden de geçerek devresini tamamlayan bu akım, çinko kabın iç yü-
01
ö
O
M
RZ
R1
€ZJ
+
Basit fakat verimli bir pil doldurucu devresi
zeyinin okside olarak erimesine ve dolayısıyla pilin eskimesine neden olur. Şarj sırasında ise, akımın yönü değiştiğinden, elek-tro-kimyasal olaylar tersine işler. Erimiş olan çinko tekrar çinko kabın iç yüzeyini kaplar (galvanoplasti), pil yenilenir. Aslında, şarj sırasında oluşan elektro-kimyasal olaylar çok daha karmaşıktır. Biz burada, olayı ana hatlarıyla kabaca açıklamaya çalıştık.
Doğru akımla beraber, R2 direnci üzerinden zayıf bir dalgalı akımın da geçmesi, çinko kaplamanın daha düzgün (omogen) olmasını sağlar. Bununla beraber TELEFUNKEN’in araştırmalarına göre, şarj için dalgalı (alternatif) akım kullanılması şart değildir, tamamen düzgün bir doğru akırnla da şarj yapılabilir (Buna göre R2 direnci gerekli değildir).
ŞARJ ŞARTLARI
Amerikan Standartlar Bürosu (NBS)’nun LC 965 sayılı yayınma göre, kuru pillerin şarjından iyi sonuç alabilmek için şunlara dikkat edilmelidir:
1- Piller, ilk zayıflama belirtileri gösterdiğinde, fazla beklemeden, şaıj edilmelidir. Tamamen boşalmış, ölmüş piller bir daha doldurulamaz.
2- Şaıj süresi, pilin büyüklüğüne göre, 10-15 saat kadar olmalıdır.
3- Şaıj akımının yoğunluğu sabit tutulmalıdır.
4- Şarj süresi gereğinden uzun olmamalıdır (overcharge).
HANGİ PİLLER DOLDURULABİLİR?
Halen yurdumuzda (Çinko-karbon) tipi piller üretilmekte ve yapılan deneylere göre,
bunlar çok iyi şarj edilebilmektedir. Bunlardan başka, “alkali-Maııgan” tipi, uzun ömürlü pillerden de iyi sonuçlar alınmaktadır. Güvenlik bakımından, her iki tip pilin de şarj edilmesinde hiçbir sakınca yoktur. Ancak üzerlerinde (Mercury) ya da (Lithium) yazılı olan civalı ve lityumlu piller şarj için de-nenmemelidir. Çünkü civalı pil sızdırırsa zehirleyici olabilir; lityum pil ise patlayıcı-dır
PİLLERİN ÖMRÜ NE KADAR UZATILABİLİYOR
Bu konuda tek ve kesin bir rakam vermek mümkün değildir. Bazılarına göre 3 kat, bazılarına göre 30kat (!) ömür elde edilmektedir. Hakikatte ise sağlanan kazanç duruma ve şartlara bağlıdır (pilin boyutları, tipi, şaıj ve derşarj süreleri, bu süreler arasında geçen dinlenme period ları v.b.). “Klasik” bir pil şaıjörü devresiyle, yuvarlak iri boy (R20) yerli yapım piller üzerinde yaptığımız çeşitli deneylere göre, normal ömürler 9 katma kadar uzatılabilmektedir. Yuvarlak orta boy ve kalem pillerdeki ömür kazancı genellikle daha küçüktür.
PİL DOLDURUCULARIN EKONOMİK ÖNEMİ
DPT’nin elimizde bulunan yayınlarına göre, halen yurdumuzda, yılda 500 milyon-adet pil üretilip tüketilmektedir. Yine aynı kaynaklardan öğrendiğimize göre, bu piller için gerekli hammaddelerin hemen hemen tamamı yurt dışından ithal edilmektedir.
Bir pilin maliyetini, ortalama olarak 16 TL. kabul edersek, yıllık tüketimimizin 8 milyar lirayı bulduğu ortaya çıkar. Buna göre “pil doldurucular” kullanarak pillerimizin ömrünü en az iki kat uzatabilsek, yıllık tüketimimiz yarı yanya azalır. Bu da yılda 4 milyar liralık bir tasarruf demektir.
Bir kuru pil doldurucu “BURGESS—A.B.D.”
