Seninterrompa elektroprovizo (UPS) teknologioj estis uzitaj en diversaj aplikoj dum multaj jaroj por subteni daŭran funkciadon de ŝlosilaj ŝarĝoj dum interrompoj de potenco de la reto. Tiuj sistemoj estis uzitaj en multaj malsamaj lokoj por disponigi kroman imunecon de kradinterrompoj influantaj la operacion de difinitaj ŝarĝoj. UPS-sistemoj ofte estas uzataj por protekti komputilojn, komputilinstalaĵojn kaj telekomunikajn ekipaĵojn. Kun la lastatempa evoluo de novaj energiteknologioj, energistokaj sistemoj (ESS) multiĝis rapide. ESS, precipe tiuj uzantaj baterioteknologiojn, estas tipe liveritaj per renovigeblaj fontoj kiel ekzemple suna aŭ ventoenergio kaj ebligas la stokadon de energio produktita per tiuj fontoj por uzo en malsamaj tempoj.

La nuna US ANSI-normo por UPS estas UL 1778, la Normo por Seninterrompaj Elektraj Sistemoj. kaj CSA-C22.2 numero 107.3 por Kanado. UL 9540, la Normo por Energia Stokado-Sistemoj kaj Ekipaĵo, estas la usona kaj kanada nacia normo por ESS. Dum kaj la maturaj UPS-produktoj kaj la rapide evoluanta ESS produktita havas iom da komunaĵo en teknikaj solvoj, operacioj kaj instalado, ekzistas gravaj diferencoj. Ĉi tiu artikolo revizios la kritikajn diferencigojn, skizos la aplikeblajn produktajn sekurecpostulojn asociitajn kun ĉiu kaj resumos kiel kodoj evoluas por trakti ambaŭ specojn de instalaĵoj.

EnkondukanteUPS

Formacio

UPS-sistemo estas elektra sistemo dizajnita por disponigi tujan provizoran alternan kurent-bazitan potencon por kritikaj ŝarĝoj en la okazaĵo de elektra kradmalsukceso aŭ aliaj ĉefkonduktilaj energifontaj fiaskoreĝimoj. La UPS estas grandeco por disponigi tujan daŭrigon de antaŭfiksita kvanto de potenco por specifa tempodaŭro. Ĉi tio ebligas al sekundara energifonto, ekz., generatoro, eniri kaj daŭrigi kun energirezervo. La UPS povas sekure malŝalti neesencajn ŝarĝojn dum daŭre provizi potencon al pli gravaj ekipaĵŝarĝoj. UPS-sistemoj provizas ĉi tiun kritikan subtenon por diversaj aplikoj dum multaj jaroj. UPS uzos stokitan energion de integra energifonto. Tio estas tipe bateriobanko, superkondensatoro aŭ la mekanika movado de inercirado kiel energifonto.

Tipa UPS uzanta baterbankon por sia provizo konsistas el la sekvaj ĉefaj komponentoj:

Rektifilo/ŝargilo - Ĉi tiu UPS-sekcio prenas la AC-ĉefprovizon, ĝustigas ĝin kaj produktas DC-tension uzatan por ŝargi la bateriojn.

• Invetilo - En la okazo de malfunkcio de la provizo de la reto, la invetilo konvertos la DC-potencon stokitan en la kuirilaroj en pura AC-potenca eligo taŭga por la subtenata ekipaĵo.

• Transiga ŝaltilo – Aŭtomata kaj tuja ŝanĝa aparato, kiu transdonas potencon de diversaj fontoj, ekz-e ĉefkonduktilo, UPS-invetilo kaj generatoro, al kritika ŝarĝo.

• Bateria banko - Stokas la energion necesan por ke la UPS plenumu sian celitan funkcion.

Nunaj normoj por UPS-sistemoj

• La nuna US ANSI-normo por UPS estas UL 1778/C22.2 No. 107.3, la Normo por Seninterrompaj Elektraj Sistemoj, kiu difinas UPS kiel "kombinaĵo de konvertiloj, ŝaltiloj kaj energistokaj aparatoj (kiel kuirilaroj) konsistigantaj potencon. sistemo por konservi kontinuecon de potenco al ŝarĝo en kazo de eniga elektropaneo."

• Sub evoluo estas novaj eldonoj de IEC 62040-1 kaj IEC 62477-1. UL/CSA 62040-1 (uzante UL/CSA 62477-1 kiel referencan Normon) estos harmoniigita kun ĉi tiuj normoj.

Enkondukante stokado de energio sistemoj (ESS)

ESS-oj akiras tiradon kiel la respondo al kelkaj defioj alfrontantaj haveblecon kaj

fidindeco en la hodiaŭa energimerkato. ESS, precipe tiuj uzantaj bateriajn teknologiojn, helpas mildigi la varian haveblecon de renovigeblaj fontoj kiel ekzemple suna aŭ ventoenergio. ESS estas fonto de fidinda potenco dum pintaj uzadotempoj kaj povas helpi kun administrado de ŝarĝo, potencfluktuoj kaj aliaj krad-rilataj funkcioj. ESS estas uzataj por utilaj, komercaj, industriaj kaj loĝdomaj aplikoj.

Nunaj normoj por ESS

UL 9540, la Normo por Energia Stokado-Sistemoj kaj Ekipaĵo, estas la usona kaj kanada nacia normo por ESS.

• Unue publikigita en 2016, UL 9540 inkluzivas multoblajn teknologiojn por ESS inkluzive de bateriaj energi-stokaj sistemoj (BESS). UL 9540 ankaŭ kovras aliajn stokadteknologiojn: mekanika ESS, ekz., inerga stokado parigita kun generatoro, kemia ESS, ekz., hidrogenstokado parigita kun fuelpilsistemo, kaj termika ESS, ekz., latenta varmostokado parigita kun generatoro.
• UL 9540, ĝia dua eldono difinas energistokan sistemon kiel "Ekipaĵon kiu ricevas energion kaj tiam disponigas rimedon por stoki tiun energion en iu formo por pli posta uzo por provizi elektran energion kiam bezonite." La dua eldono de UL 9540 plu postulas, ke BESS estu submetita al UL 9540A, la Norma Testo-Metodo por Taksado de Thermal Runaway Fire Propagating in Battery Energy Storage Systems, se necese renkonti esceptojn en la kodoj.
• UL 9540 estas nuntempe en sia tria eldono.

Komparante ESS kun UPS

Funkcioj kaj dimensio

ESS estas simila en konstruo al UPS sed malsamas en sia uzokutimo. Kiel UPS, ESS inkluzivas energion-stokan mekanismon kiel kuirilarojn, elektran konvertan ekipaĵon, ekz., invetiloj, kaj diversajn aliajn elektronikojn kaj kontrolojn. Male al la UPS, aliflanke, ESS povas funkcii paralele kun la krado, kiu rezultigas pli grandan bicikladon de la sistemo ol UPS iam spertus. ESS povas kunlabori interage kun la krado aŭ en memstara reĝimo, aŭ ambaŭ, depende de la speco de potenckonverta sistemo utiligita. ESS eĉ povas funkcii kiel UPS-funkcio. Kiel UPS, ESS povas veni en diversaj grandecoj de malgranda loĝsistemo kiu estas malpli ol 20 kWh da energio ĝis servaĵaplikoj uzantaj mult-megavatajn energiajn ujsistemojn kun multoblaj bateriorakoj ene de la ujo.

Kemia komponado kaj sekureco

La tipaj bateriokemioj uzitaj en UPS ĉiam estis plumbo-acidaj aŭ nikelo-kadmiobaterioj. Male al UPS, BESS uzas teknologiojn kiel ekzemple litijonaj baterioj de la komenco ĉar litiojonaj baterioj havas pli bonan ciklan rendimenton kaj pli altan energidensecon, kiuj povas disponigi pli da energio en pli malgranda fizika spuro. Litio-jonaj baterioj ankaŭ havas multe pli malaltajn prizorgajn postulojn ol tradiciaj baterioteknologioj. Sed nuntempe, litio-jonaj baterioj ankaŭ estas ĉiam pli uzataj en UPS-aplikoj.

Tamen, grava akcidento en Arizono en 2019 implikanta ESS uzatan en utilaj aplikoj rezultigis gravajn vundojn al pluraj unuaj respondantoj kaj altiris la atenton de diversaj koncernatoj, inkluzive de regulistoj kaj asekuragentejoj. Por certigi, ke ĉi tiu kreskanta kampo ne estas malhelpita de evitindaj sekurecaj okazaĵoj, taŭgaj specifoj kaj normoj devas esti evoluigitaj por ESS. Por kuraĝigi la evoluon de taŭgaj sekurecaj specifoj kaj normoj por ESS, la Usona Sekcio de Energio (DOE) lanĉis la unuan ĉiujaran forumon pri ESS Sekureco kaj Fidindeco en 2015.

La unua DOE ESS Forumo kontribuis al granda kvanto de laboro pri ESS-specifoj kaj normoj. La plej rimarkinda estas la evoluo de NEC n-ro 706 kaj la evoluo de NFPA 855, normo por instalaĵoj de senmovaj energi-stokaj sistemoj, kiu rekte influas la normon por senmovaj bateriosistemoj en ICC IFC kaj NFPA 1. Hodiaŭ, NEC kaj NFPA 855 havas ankaŭ estis ĝisdatigita por 2023 versioj.

Nuna stato de ESS kaj UPS-normoj

La celo de ĉiuj reguloj kaj normdisvolvaj agadoj estas adekvate trakti la sekurecon de ĉi tiuj sistemoj. Bedaŭrinde, nunaj normoj kreis iom da konfuzo en la industrio.

1.NFPA 855. La ŝlosila dokumento influanta la instaladon de BESS kaj UPS estas la versio 2020 de NFPA 855, Normo por Instalado de Senmovaj Energiaj Stokado-Sistemoj. NFPA 855 difinas energistokadon kiel "asembleon de unu aŭ pluraj aparatoj kapablaj stoki energion por estonta provizo al lokaj elektraj ŝarĝoj, servaĵoretoj aŭ kradsubteno." Ĉi tiu difino inkluzivas aplikojn por UPS kaj ESS. Aldone, NFPA 855 kaj fajrokodoj postulas ESS-ojn esti taksitaj kaj atestitaj al UL 9540. Tamen, UL 1778 ĉiam estis la tradicia produktsekureca normo por UPS. La sistemo estis sendepende taksita por konformeco al aplikeblaj sekurecaj postuloj kaj subtenas sekuran instaladon. Tial, la postulo de UL 9540 kaŭzis iun konfuzon en la industrio.

2. UL 9540A. UL 9540A postulas komenci de la bateria nivelo kaj provi paŝon post paŝo ĝis pasi la instalaĵnivelon. Tiuj postuloj rezultigas UPS-sistemojn submetitajn al merkatignormoj kiuj ne estis postulataj en la pasinteco.

3.UL 1973. UL 1973 estas la sekureca normo de bateria sistemo por ESS kaj UPS. Tamen, la UL 1973-2018-versio ne inkluzivas testajn provizojn por plumbo-acidaj baterioj, kio ankaŭ estas defio por UPS-sistemoj uzantaj tradician baterian teknologion kiel plumbo-acidaj kuirilaroj.

Resumo

Nuntempe, kaj la NEC (Nacia Elektra Kodo) kaj NFPA 855 klarigas ĉi tiujn difinojn.

• Ekzemple, la versio de 2023 de NFPA 855 klarigas, ke specifaj plumbo-acidaj kaj nikel-kadmio-kuirilaroj (600 V aŭ malpli) estas listigitaj en UL 1973.
• Krome, plumbo-acidaj bateriosistemoj atestitaj kaj markitaj laŭ UL 1778 ne bezonas esti atestitaj laŭ UL 9540 kiam uzataj kiel rezerva elektroprovizo.

Por solvi la problemon de la manko de testnormoj por plumbo-acidaj kaj nikelo-kadmio-baterioj en UL 1973, Apendico H (Taksi alternativojn al valv-reguligitaj aŭ elventigitaj plumbo-acido aŭ nikelo-kadmio-baterioj) estis specife aldonita al la tria eldono de UL 1973 publikigita en februaro 2022.

Ĉi tiuj ŝanĝoj reprezentas pozitivan evoluon por diferencigi la sekurajn instalpostulojn de UPS kaj ESS. Plia laboro inkluzivas ĝisdatigon de NEC-Artikolo 480 por pli bone trakti instalaĵpostulojn por teknologioj krom plumbo-acido kaj nikelo-kadmio. Krome, la normo NFPA 855 devas esti plu ĝisdatigita por doni pli grandan klarecon pri fajroprotektaj regularoj, precipe pri la diversaj teknologioj uzataj en senmovaj aplikoj, ĉu ili estas UPS aŭ ESS.

La aŭtoro esperas, ke daŭraj ŝanĝoj plibonigos la sekurecon de la industrio, sendepende de ĉu tradicia UPS aŭ ESS estas uzata. Ĉar ni vidas, ke energistokaj solvoj multiĝas laŭ signifaj kaj rapidaj manieroj, trakti la internan sekurecon de produktoj estas kritika por malŝlosi sekurecan novigon kaj renkonti la bezonojn de la socio.