Väsimatud vooluallikad
Heikki Parviainen
04.08.2011

Kingikotti sokutatud mänguauto või -rong võib pisipoisi õnne kiiresti õnnestuseks pöörata, kui selgub, et hajameelne isa oli patareid unustanud osta. See pole aga probleem siis, kui kodus juhtub olema pakk AA-akusid ja laadija.

AA-akud
Ansmann
Biltema
Duracell
Energizer
GP
Hama
Lenmar
Panasonic
Philips
Sony
Tronic
Varta

Tavaliste pulkpatareide aeg hakkab tasapisi ümber saama, kui mitte arvestada teatud kindlaid seadmeid – nt suitsuandureid, kaugjuhtimispulte ja kellasid, mille voolutarve on väike, vooluallikas peab pikka aega toimima ja kuhu laetavad akud seepärast kõige paremini ei sobi. Kuid palju energiat nõudvates seadmetes – mänguasjad, kaamerad jms – on laetavad akud täpselt omal kohal.
Akud on tavapatareidest küll tunduvalt kallimad, kuid hinnavahe kompenseerib nende korduvkasutatavus, neid saab laadida sadu kordi. Oluline on ka keskkonnasõbralikkus, utiili minevate kümnete patareide asemel saab hakkama vaid ühe akuga. Akude müüginumbreid on oluliselt kasvatanud ka nende hinnasõbralikumaks muutumine, praegu saab odavamaid AA-akusid juba alla eurose tükihinnaga.
Tõsi, esimese ostu muudab kallimaks laadija, kuid see on ühekordne kulu. Ja ühte akut saab probleemideta laadida ka 500 korda.
Võtsime võrdlusse akud, mis on oma tüübilt nikkelmetallhüdriid- ehk lühendatult NiMH-akud. Need on mahutavuselt umbes 40% paremad kui varem kasutusel olnud nikkelkaadmiumakud. See vahe peaks olema arusaadav kõigile mobiilikasutajatele, kes siiani kasutanud liitiumioonakusid, mis AA-mõõdus veel läbi löönud ei ole. Liitiumioonakusid kasutatakse muu hulgas ka kaugjuhitavates mudelites, kuid nende hinnavahe võrreldes nikkelmetallhüdriidakudega on esialgu märgatav.

Akud ärkvele
Uued akud tuleb esmalt n-ö ellu äratada, pakenditel olevad juhised näevad ette nende laadimist enne kasutuselevõttu umbes ööpäeva kestel. Meie laadisime 2500 mAh akusid kahel korral 16 tunni kaupa 0,25 A vooluga, kahe laadimise vahel koormasime akusid 1 A vooluga, kuni pinge langes 1 voldini.
2500 mAh akut 0,25 A vooluga laadides peaks aku töövalmis olema 10 tunniga, seega oli 6 tundi sisuliselt ülelaadimine. Seda ei tohi teha liiga tugeva vooluga, sest see tooks kaasa akude riknemise. Juba seesama 0,25 A oleks pikas perspektiiv liig ja tähendaks akudele hukku.
Kahe äratuslaadimise järel tegime akudele viis laadimis-tühjendamistsüklit, seda mõlemal juhul 1 A vooluga. Seejärel olid akud täies töökorras ja võis asuda mõõtmiste juurde.
Akude mahutavust mõõtsime, koormates akut 0,5 A vooluga, kuni pinge langes 1,0 voldini. Testi ajal voolutugevust mõõtes ja aega arvesse võttes selguski aku tegelik mahutavus. Siin tuli muidugi arvestada tehase poolt antud mahunäitu, osa akusid olid 2500, osa 2600 või 2700 mAh mahutavusega. Nii et selles testis võtsime kasutusele indeksi, mis näitas tegeliku ja nominaalse mahutavuse suhet.

Erinevate ampritega
Samasuguse testi tegime läbi ka 1 A vooluga – reaalses elus tarbivad erinevad seadmed voolu erinevalt. Kui akusid kasutatakse seadmes, mille reaalne tarbimine on väike, tasub tähelepanu pöörata esimesele testile, kui aga voolutarve on suurem, tuleb tähelepanu suunata 1 A saavutatud tulemustele. Tõsi, väga suuri vahesid selles osas ei olnud, kuid Biltema, GP ja Panasonicu puhul olid tulemused madalama voolu korral siiski veidi paremad.
Uute akude omaduste selgitamisel seisis ees akude “vanandamine” järjestikuste laadimis-tühjendamistsüklite näol. Iga 50 sellise tsükli järel tegime uued mõõtmised ja nii sai hõlpsasti selgeks, kui kiiresti akude näitajad halvenevad. Kas mudelraudtee õnnelik omanik ikka saab oma akudega hakkama, või lõpevad need enne kui kasutaja ind?
Võrdlesime 50, 100 ja 150 tsükli järel saadud tulemusi samade akude esialgsete tulemustega. Seega võtab kasutustest arvesse reaalse olukorra muutuse.

Polarisatsioon
Akudel on vahed sees – ja seda ka samatüübiliste puhul. See võib kaasa tuua akude polarisatsiooni, seda juhul kui akud ühendatakse omavahel pinge tõstmiseks jadamisi. See on seadmetes tavaline olukord, sest enamik seadmeid nõuab kõrgemat pinget kui seda ühest akust (või patareist) kätte saab.
Kui sellises jadas on akude mahutavustes vahed sees, tühjenevad nad eri kiirusega ja pinge võib langeda alla turvalise 0,9 V. Selle tulemuseks võib olla akude polariseerumine ehk siis aku positiivne ja negatiivne pool vahetavad omavahel kohad ning aku on ahelas valepidi. Kui selline olukord kestab pikemat aega, avaneb aku ohutusklapp ning sellega ongi aku omadega läbi.
Seda võimalust tuleb kindlasti arvestada, kui kasutada erineva mahutavusega akusid (seda tasuks vältida). Samas ei saa sellise olukorra teket välistada ka samamahuliste akude puhul, kus reaalne mahutavus võib sildil toodust erineda. Loomulikult ei tohiks kokku ühendada ka uusi ja vanu akusid, sest vanade akude mahutavus on nominaalsest igal juhul erinev.
Osa seadmeid – nt kaamerad – ei lase akudel täielikult tühjeneda ja välistavad nende polariseerumise. Odavamates seadmetes (nt mänguasjades) sellist kaitset ei ole.
Akude eluiga mõjutab oluliselt ka laadija. Korralik laadija peaks enne laadimist akud tühjendama ja alles seejärel laadimist alustama. Paremad laadijad jälgivad iga akut individuaalselt ja lõpetavad selle täitudes laadimise.
Laadimisseadmete puhul tuleb meeles pidada sedagi, et vanadele NiCd-akudele mõeldud laadijad ei pruugi alati sobida uute NiMH-akude laadimiseks.

Probleemiks isetühjenemine
Ehkki NiMH-akud on NiCd-akudest paremate näitajatega, ei ole olulist vahet nende kasutusajas ja isetühjenemises. Ka kaasaegsed AA-tüübilised akud on paari kuu pikkuse seismise järel täiesti tühjad. Seega mõõtsime ka seda näitajat.
Just suure isetühjenemise tõttu on turule toodud ka nn ready-to-use-akusid, mis on juba tehases valmis laetud. See on võimalik vaid teatud akutüübi juures, mille isetühjenemine on väike ja kus seda ei mõjuta kuudepikkune ootamine poeletil. Vahe tavalistega akudega on konstruktsioonis, kus aku positiivne ja negatiivne klemm on teineteisest paremini eraldatud. Samas võtab see lahendus ruumi ja nii on selliste akude mahutavus väiksem.
Meie võrdluses on vaid tavalised, nn suurema isetühjenemisega akud. Igast mudelist võtsime isetühjenemistesti kaks tükki – laadisime nad täis ja jätsime 2,5 kuuks ootele. Seejärel mõõtsime, mis neisse järgi jäänud oli ning tulemuseks saime kahe samatüübilise aku keskmise näidu.
Meie säilitasime akusid umbes 15 plusskraadi juures, mis on akude seisukohalt väga mugav temperatuur. Mida kõrgem temperatuur, seda kiiremini akud tühjenevad, NiMH-akusid soovitatakse säilitada temperatuurivahemikus 10–30 kraadi. Tõsi, ka sellest madalamal temperatuuril ei kiirene istetühjenemine oluliselt, kuid temperatuuri tõus on siiski kahjulikum.
Isetühjenemise osakaal lõpphindes on üsna väike, see puudutab oluliselt vaid konkreetset akutüüpi. Kui aga akude kasutamine on kaootiline, siis tasub sellele näitajale siiski tähelepanu pöörata.

Liitnud nelja testi hinded kokku, selgus, et 5 tärni tulemusele küünisid tervelt viis akut. Ka kesktase oli igati korralik, ainsana ei küündinud 3 või 4 tärnini Tronic. See oli aga ka odavamate killast, nii et siingi kehtib reegel, et kõige odavam ei pruugi seda tegelikult olla.

Tulemused leiad augustikuisest Tehnikamaailmast.

Sarnased artiklid