It-teknoloġiji tal-provvista tal-enerġija mingħajr interruzzjoni (UPS) intużaw f'diversi applikazzjonijiet għal ħafna snin biex jappoġġjaw it-tħaddim kontinwu ta 'tagħbijiet ewlenin waqt interruzzjonijiet tal-enerġija mill-grilja. Dawn is-sistemi ntużaw f'ħafna postijiet differenti biex jipprovdu immunità addizzjonali minn interruzzjonijiet tal-grilja li jinterferixxu mat-tħaddim ta' tagħbijiet definiti. Is-sistemi UPS spiss jintużaw biex jipproteġu kompjuters, faċilitajiet tal-kompjuter u tagħmir tat-telekomunikazzjoni. Bl-evoluzzjoni reċenti tat-teknoloġiji l-ġodda tal-enerġija, is-sistemi tal-ħażna tal-enerġija (ESS) ipproliferaw malajr. L-ESS, partikolarment dawk li jużaw teknoloġiji tal-batteriji, huma tipikament fornuti minn sorsi rinnovabbli bħall-enerġija solari jew mir-riħ u jippermettu l-ħażna tal-enerġija prodotta minn dawn is-sorsi għall-użu f'ħinijiet differenti.

L-istandard ANSI attwali tal-Istati Uniti għall-UPS huwa UL 1778, l-Istandard għal Sistemi ta 'Enerġija Uninterruptible. u CSA-C22.2 Nru 107.3 għall-Kanada. UL 9540, l-Istandard għal Sistemi u Tagħmir ta 'Ħażna tal-Enerġija, huwa l-istandard nazzjonali Amerikan u Kanadiż għall-ESS. Filwaqt li kemm il-prodotti maturi tal-UPS kif ukoll l-ESS li qed jevolvi malajr prodotti għandhom xi ħaġa komuni f'soluzzjonijiet tekniċi, operazzjonijiet u installazzjoni, hemm differenzi importanti. Dan id-dokument se jirrevedi d-differenzjazzjonijiet kritiċi, jiddeskrivi r-rekwiżiti applikabbli tas-sikurezza tal-prodott assoċjati ma 'kull wieħed u jagħti fil-qosor kif il-kodiċijiet qed jevolvu fl-indirizzar taż-żewġ tipi ta' installazzjonijiet.

IntroduzzjoniUPS

Formazzjoni

Sistema UPS hija sistema elettrika ddisinjata biex tipprovdi qawwa istantanja temporanja bbażata fuq kurrent alternanti għal tagħbijiet kritiċi fil-każ ta 'ħsara fil-grilja elettrika jew modi oħra ta' ħsara tas-sors tal-enerġija tal-mejn. L-UPS huwa daqs li jipprovdi kontinwazzjoni istantanja ta 'ammont predeterminat ta' enerġija għal tul ta 'żmien speċifiku. Dan jippermetti li sors ta' enerġija sekondarju, eż. ġeneratur, jiġi online u jkompli bil-backup tal-enerġija. L-UPS jista' jagħlaq b'mod sigur tagħbijiet mhux essenzjali filwaqt li jkompli jipprovdi enerġija għal tagħbijiet ta' tagħmir aktar importanti. Is-sistemi UPS ilhom jipprovdu dan l-appoġġ kritiku għal diversi applikazzjonijiet għal ħafna snin. UPS se juża enerġija maħżuna minn sors ta 'enerġija integrat. Dan huwa tipikament bank tal-batterija, supercapacitor jew il-moviment mekkaniku ta 'flywheel bħala sors ta' enerġija.

UPS tipiku li juża bank tal-batteriji għall-provvista tiegħu jikkonsisti mill-komponenti ewlenin li ġejjin:

Rettifikatur/ċarġer - Din it-taqsima UPS tieħu l-provvista tal-mejn AC, tirrettifikaha u tipproduċi vultaġġ DC użat biex iċċarġja l-batteriji.

• Inverter – Fil-każ ta' ħsara fil-provvista tal-mejn, l-inverter se jikkonverti l-enerġija DC maħżuna fil-batteriji f'output nadif ta 'enerġija AC adattat għat-tagħmir appoġġjat.

• Swiċċ tat-trasferiment – ​​Apparat ta' swiċċjar awtomatiku u istantanju li jittrasferixxi l-enerġija minn sorsi varji, eż. mains, inverter UPS u ġeneratur, għal tagħbija kritika.

• Bank tal-batterija – Jaħżen l-enerġija meħtieġa għall-UPS biex iwettaq il-funzjoni maħsuba tiegħu.

Standards kurrenti għal sistemi UPS

• L-istandard ANSI attwali tal-Istati Uniti għall-UPS huwa UL 1778/C22.2 Nru 107.3, l-Istandard għal Sistemi ta 'Enerġija Uninterruptible, li jiddefinixxu UPS bħala "kombinazzjoni ta' konvertituri, swiċċijiet, u tagħmir għall-ħażna tal-enerġija (bħal batteriji) li jikkostitwixxu qawwa. sistema għaż-żamma tal-kontinwità tal-enerġija għal tagħbija f’każ ta’ nuqqas ta’ enerġija tad-dħul.”

• Qed jiġu żviluppati edizzjonijiet ġodda ta' IEC 62040-1 u IEC 62477-1. UL/CSA 62040-1 (bl-użu ta' UL/CSA 62477-1 bħala Standard ta' referenza) se jkun armonizzat ma' dawn l-istandards.

Introduzzjoni ħażna ta 'enerġija sistemi (ESS)

L-ESSs qed jiksbu trazzjoni bħala tweġiba għal għadd ta' sfidi li qed jiffaċċjaw id-disponibbiltà u

affidabilità fis-suq tal-enerġija tal-lum. L-ESS, partikolarment dawk li jużaw teknoloġiji tal-batteriji, jgħinu biex itaffu d-disponibbiltà varjabbli ta’ sorsi rinnovabbli bħall-enerġija solari jew mir-riħ. L-ESS huma sors ta 'enerġija affidabbli matul il-ħinijiet tal-ogħla użu u jistgħu jgħinu fil-ġestjoni tat-tagħbija, il-varjazzjonijiet tal-enerġija u funzjonijiet oħra relatati mal-grilja. L-ESS jintużaw għal applikazzjonijiet ta 'utilità, kummerċjali, industrijali u residenzjali.

Standards attwali għall-ESS

UL 9540, l-Istandard għal Sistemi u Tagħmir ta 'Ħażna tal-Enerġija, huwa l-istandard nazzjonali Amerikan u Kanadiż għall-ESS.

• Ippubblikat għall-ewwel darba fl-2016, UL 9540 jinkludi teknoloġiji multipli għall-ESS inklużi sistemi ta 'ħażna tal-enerġija tal-batteriji (BESS). UL 9540 ikopri wkoll teknoloġiji ta' ħażna oħra: ESS mekkaniku, eż., ħażna flywheel imqabbda ma' ġeneratur, ESS kimiku, eż., ħażna ta 'idroġenu mqabbda ma' sistema ta 'ċelluli tal-fjuwil, u ESS termali, eż, ħażna ta' sħana moħbija flimkien ma 'ġeneratur.
• UL 9540, it-tieni edizzjoni tagħha tiddefinixxi sistema ta 'ħażna tal-enerġija bħala "Tagħmir li jirċievi l-enerġija u mbagħad jipprovdi mezz biex taħżen dik l-enerġija f'xi forma għal użu aktar tard sabiex tipprovdi enerġija elettrika meta jkun meħtieġ." It-tieni edizzjoni ta 'UL 9540 tirrikjedi wkoll li BESS tkun soġġetta għal UL 9540A, il-Metodu tat-Test Standard għall-Evalwazzjoni tal-Propagazzjoni tan-Nar Runaway Termali f'Sistemi ta' Ħażna tal-Enerġija tal-Batterija, jekk meħtieġ biex jintlaħqu eċċezzjonijiet fil-kodiċi.
• UL 9540 bħalissa jinsab fit-tielet edizzjoni tiegħu.

Tqabbil ESS ma 'UPS

Funzjonijiet u dimensjoni

ESS hija simili fil-kostruzzjoni għal UPS iżda hija differenti fl-użu tagħha. Bħal UPS, ESS jinkludi mekkaniżmu ta 'ħażna ta' enerġija bħal batteriji, tagħmir ta 'konverżjoni tal-enerġija, eż., invertituri, u elettronika u kontrolli varji oħra. B'differenza mill-UPS, madankollu, ESS jista' jopera b'mod parallel mal-grid, li jirriżulta f'ċikliżmu akbar tas-sistema milli qatt jesperjenza UPS. ESS jista' jikkollabora b'mod interattiv mal-grilja jew f'modalità waħedha, jew it-tnejn, skont it-tip ta' sistema ta' konverżjoni tal-enerġija użata. ESS jista 'saħansitra jaħdem bħala funzjonalità UPS. Bħal UPS, ESS jista’ jiġi f’varjetà ta’ daqsijiet minn sistema residenzjali żgħira li hija inqas minn 20 kWh ta’ enerġija għal applikazzjonijiet ta’ utilità li jużaw sistemi ta’ kontenituri tal-enerġija b’ħafna megawatt b’xkafef multipli ta’ batteriji fil-kontenitur.

Kompożizzjoni kimika u sigurtà

Il-kimiċi tipiċi tal-batteriji użati fl-UPS dejjem kienu batteriji taċ-ċomb-aċidu jew tan-nikil-kadmju. B'differenza mill-UPS, BESS juża teknoloġiji bħal batteriji tal-jone tal-litju mill-bidu minħabba li l-batteriji tal-jone tal-litju għandhom prestazzjoni aħjar taċ-ċiklu u densità ogħla tal-enerġija, li jistgħu jipprovdu aktar enerġija f'impronta fiżika iżgħar. Il-batteriji tal-jone tal-litju għandhom ukoll rekwiżiti ta 'manutenzjoni ħafna aktar baxxi mit-teknoloġiji tradizzjonali tal-batteriji. Iżda bħalissa, batteriji tal-jone tal-litju huma wkoll dejjem aktar użati fl-applikazzjonijiet UPS.

Madankollu, inċident serju f'Arizona fl-2019 li jinvolvi ESS użata f'applikazzjonijiet ta' utilità rriżulta f'korrimenti serji għal bosta dawk li rresponda l-ewwel u ġibed l-attenzjoni ta 'diversi partijiet interessati, inklużi regolaturi u aġenziji tal-assigurazzjoni. Biex jiġi żgurat li dan il-qasam li qed jikber ma jkunx imxekkel minn inċidenti ta' sikurezza li jistgħu jiġu evitati, jeħtieġ li jiġu żviluppati speċifikazzjonijiet u standards xierqa għall-ESS. Biex jinkoraġġixxi l-iżvilupp ta 'speċifikazzjonijiet u standards ta' sikurezza xierqa għall-ESS, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti (DOE) nieda l-ewwel forum annwali dwar is-Sigurtà u l-Affidabbiltà tal-ESS fl-2015.

L-ewwel Forum DOE ESS ikkontribwixxa għal ammont kbir ta' xogħol fuq speċifikazzjonijiet u standards tal-ESS. L-aktar notevoli huwa l-iżvilupp ta 'NEC Nru 706 u l-iżvilupp ta' NFPA 855, standard għal installazzjonijiet ta 'sistema ta' ħażna ta 'enerġija stazzjonarja, li jaffettwa direttament l-istandard għal sistemi ta' batteriji stazzjonarji f'ICC IFC u NFPA 1. Illum, NEC u NFPA 855 għandhom ġie aġġornat ukoll għall-verżjonijiet tal-2023.

L-istatus attwali tal-istandards ESS u UPS

L-għan tar-regoli u l-attivitajiet kollha ta' żvilupp ta' standards huwa li jindirizzaw b'mod adegwat is-sigurtà ta' dawn is-sistemi. Sfortunatament, l-istandards attwali ħolqu xi konfużjoni fl-industrija.

1.NFPA 855. Id-dokument ewlieni li jaffettwa l-installazzjoni ta 'BESS u UPS huwa l-verżjoni 2020 ta' NFPA 855, Standard għall-Installazzjoni ta 'Sistemi Stazzjonarji tal-Ħżin tal-Enerġija. NFPA 855 jiddefinixxi l-ħażna tal-enerġija bħala "assemblaġġ ta' apparat wieħed jew aktar li kapaċi jaħżnu l-enerġija għall-provvista futura lil tagħbijiet elettriċi lokali, grilji ta 'utilità, jew appoġġ tal-grilja." Din id-definizzjoni tinkludi applikazzjonijiet għal UPS u ESS. Barra minn hekk, NFPA 855 u kodiċi tan-nar jeħtieġu li l-ESSs jiġu evalwati u ċċertifikati għal UL 9540. Madankollu, UL 1778 dejjem kien l-istandard tradizzjonali tas-sigurtà tal-prodott għall-UPS. Is-sistema ġiet evalwata b'mod indipendenti għall-konformità mar-rekwiżiti tas-sikurezza applikabbli u tappoġġja installazzjoni sigura. Għalhekk, ir-rekwiżit ta 'UL 9540 ikkawża xi konfużjoni fl-industrija.

2. UL 9540A. UL 9540A teħtieġ li tibda mil-livell tal-batterija u tittestja pass pass sakemm tgħaddi l-livell ta 'installazzjoni. Dawn ir-rekwiżiti jirriżultaw f'sistemi UPS li jkunu soġġetti għal standards ta' kummerċjalizzazzjoni li ma kinux meħtieġa fil-passat.

3.UL 1973. UL 1973 huwa l-istandard tas-sigurtà tas-sistema tal-batterija għal ESS u UPS. Madankollu, il-verżjoni UL 1973-2018 ma tinkludix dispożizzjonijiet ta 'ttestjar għal batteriji taċ-ċomb-aċidu, li hija wkoll sfida għas-sistemi UPS li jużaw teknoloġija tradizzjonali tal-batteriji bħal batteriji taċ-ċomb-aċidu.

Sommarju

Bħalissa, kemm in-NEC (Kodiċi Elettriku Nazzjonali) kif ukoll NFPA 855 qed jiċċaraw dawn id-definizzjonijiet.

• Pereżempju, il-verżjoni 2023 ta 'NFPA 855 tiċċara li batteriji speċifiċi taċ-ċomb-aċidu u tan-nikil-kadmju (600 V jew inqas) huma elenkati fl-UL 1973.
• Barra minn hekk, is-sistemi tal-batteriji taċ-ċomb-aċidu ċċertifikati u mmarkati skont UL 1778 m'għandhomx għalfejn jiġu ċċertifikati skont UL 9540 meta jintużaw bħala provvista ta 'enerġija ta' riżerva.

Sabiex issolvi l-problema tan-nuqqas ta 'standards tat-test għall-batteriji taċ-ċomb-aċidu u tan-nikil-kadmju fl-UL 1973, l-Appendiċi H (Evalwaw alternattivi għal batteriji taċ-ċomb-aċidu jew nikil-kadmju regolati bil-valv jew b'ventilazzjoni) ġie miżjud speċifikament mal- it-tielet edizzjoni tal-UL 1973 rilaxxata fi Frar 2022.

Dawn il-bidliet jirrappreżentaw żvilupp pożittiv sabiex jiġu differenzjati r-rekwiżiti ta 'installazzjoni sikura ta' UPS u ESS. Iktar ħidma tinkludi l-aġġornament tal-Artikolu 480 tal-NEC biex jiġu indirizzati aħjar ir-rekwiżiti tal-installazzjoni għal teknoloġiji minbarra ċomb-aċidu u nikil-kadmju. Barra minn hekk, l-istandard NFPA 855 jeħtieġ li jiġi aġġornat aktar biex jipprovdi ċarezza akbar dwar ir-regolamenti tal-protezzjoni min-nirien, partikolarment fir-rigward tad-diversi teknoloġiji użati f'applikazzjonijiet stazzjonarji, kemm jekk huma UPS jew ESS.

L-awtur jittama li l-bidliet kontinwi jtejbu s-sikurezza tal-industrija, irrispettivament minn jekk tintużax UPS jew ESS tradizzjonali. Hekk kif naraw is-soluzzjonijiet tal-ħażna tal-enerġija jipproliferaw b'modi sinifikanti u rapidi, l-indirizzar tas-sikurezza intrinsika tal-prodotti huwa kritiku biex tinfetaħ l-innovazzjoni tas-sikurezza u jintlaħqu l-ħtiġijiet tas-soċjetà.