Uninterruptible Power Supply (UPS) Technologien goufen a verschiddenen Uwendungen fir vill Jore benotzt fir weider Operatioun vu Schlëssellaaschten während Ënnerbriechungen vum Stroum aus dem Netz z'ënnerstëtzen. Dës Systemer goufen op ville verschiddene Plazen benotzt fir zousätzlech Immunitéit vu Gitter Ënnerbriechungen ze bidden, déi d'Operatioun vun definéierte Lasten stéieren. UPS Systemer ginn dacks benotzt fir Computeren, Computeranlagen an Telekommunikatiounsausrüstung ze schützen. Mat der rezenter Evolutioun vun neien Energietechnologien hunn Energielagerungssystemer (ESS) séier verbreet. ESS, besonnesch déi, déi Batterietechnologien benotzen, ginn typesch vun erneierbaren Quelle wéi Solar- oder Wandkraaft geliwwert an erméiglechen d'Späichere vun Energie, déi vun dëse Quelle produzéiert gëtt, fir zu verschiddenen Zäiten ze benotzen.

Den aktuellen US ANSI Standard fir UPS ass UL 1778, de Standard fir Uninterruptible Power Systems. an CSA-C22.2 Nee 107.3 fir Kanada. UL 9540, de Standard fir Energiespeichersystemer an Ausrüstung, ass den amerikaneschen a kanadeschen nationalen Standard fir ESS. Wärend souwuel déi reife UPS Produkter an déi séier evoluéierend ESS produzéiert hunn e puer Gemeinsamkeet an technesche Léisungen, Operatiounen an Installatioun, et gi wichteg Differenzen. Dëse Pabeier wäert déi kritesch Differenzéierungen iwwerpréiwen, déi applicabel Produktsécherheetsufuerderunge beschriwwen, déi mat jidderengem verbonne sinn, a resüméiere wéi Coden sech entwéckelen fir béid Aarte vun Installatiounen unzegoen.

AféierungUPS

Formatioun

En UPS System ass en elektresche System entworf fir direkt temporär ofwiesselnd Stroum-baséiert Kraaft fir kritesch Lasten am Fall vun engem elektresche Netzfehler oder aner Netzkraaftquellausfallmodi ze bidden. D'UPS ass Gréisst fir eng direkt Fortsetzung vun enger virbestëmmter Kraaftbetrag fir eng spezifesch Dauer ze bidden. Dëst erlaabt eng sekundär Energiequell, zB e Generator, online ze kommen a weider mat Kraaftbackup ze maachen. D'UPS kann sécher net-wesentlech Lasten ausschalten, wärend weider Kraaft u méi wichteg Ausrüstungslaaschten ubitt. UPS Systemer hunn dës kritesch Ënnerstëtzung fir verschidde Applikatioune fir vill Jore geliwwert. Eng UPS wäert gespäichert Energie vun enger integréierter Energiequell benotzen. Dëst ass typesch Batterie Bank, Supercapacitor oder déi mechanesch Bewegung vun engem Schwéngrad als Energiequell.

Eng typesch UPS mat enger Batteriebank fir seng Versuergung besteet aus de folgenden Haaptkomponenten:

Rectifier / Chargeur - Dës UPS Sektioun hëlt d'AC Netzversuergung, riicht et a produzéiert eng DC Spannung déi benotzt gëtt fir d'Batterien ze laden.

• Inverter - Am Fall vun engem Netzversuergungsfehler konvertéiert den Inverter d'DC-Kraaft, déi an de Batterien gespäichert ass, an eng propper AC-Energieausgang passend fir déi ënnerstëtzt Ausrüstung.

• Transferschalter - En automateschen an direkten Schaltapparat, deen d'Kraaft vu verschiddene Quellen iwwerdréit, zB Netz, UPS-Inverter an Generator, op eng kritesch Laascht.

• Batterie Bank - Späichert d'Energie déi néideg ass fir d'UPS fir seng virgesinn Funktioun auszeféieren.

Aktuell Normen fir UPS Systemer

• Den aktuellen US ANSI Standard fir UPS ass UL 1778/C22.2 Nr. System fir d'Kontinuitéit vun der Kraaft op eng Laascht z'erhalen am Fall vun Input Stroumausfall.

• Ënner Entwécklung sinn nei Editioune vun IEC 62040-1 an IEC 62477-1. UL / CSA 62040-1 (benotzt UL / CSA 62477-1 als Referenz Standard) wäert mat dëse Standarden harmoniséiert ginn.

Aféierung Energie Stockage Systemer (ESS)

ESSs gewannen Traktioun als Äntwert op eng Rei vun Erausfuerderunge konfrontéiert Disponibilitéit an

Zouverlässegkeet am haitegen Energiemaart. ESS, besonnesch déi, déi Batterietechnologien benotzen, hëllefen d'variabel Disponibilitéit vun erneierbaren Quelle wéi Solar- oder Wandkraaft ze reduzéieren. ESS sinn eng Quell vun zouverlässeg Kraaft während Peak Benotzen Zäiten a kann mat Laascht Gestioun, Muecht Schwankungen an aner Netz-Zesummenhang Funktiounen hëllefen. ESS gi fir Utility, kommerziell, industriell a Wunnapplikatiounen benotzt.

Aktuelle Standards fir ESS

UL 9540, de Standard fir Energiespeichersystemer an Ausrüstung, ass den amerikaneschen a kanadeschen nationalen Standard fir ESS.

• Éischt publizéiert am 2016, UL 9540 enthält verschidde Technologien fir ESS inklusiv Batterie Energiespeichersystemer (BESS). UL 9540 deckt och aner Stockage Technologien: mechanesch ESS, zB, flywheel Stockage mat engem Generator gepaart, chemesch ESS, zB Wasserstoff Stockage mat engem Brennstoff Zell System kombinéiert, an thermesch ESS, zB latente Hëtzt Stockage mat engem Generator gepaart.
• UL 9540, seng zweet Editioun definéiert en Energiespeichersystem als "Ausrüstung déi Energie kritt an dann e Mëttel gëtt fir dës Energie an iergendenger Form ze späicheren fir spéider Notzung fir elektresch Energie ze liwweren wann néideg." Déi zweet Editioun vum UL 9540 erfuerdert weider datt e BESS dem UL 9540A ënnerworf gëtt, d'Standard Testmethod fir d'Evaluatioun vun der Thermal Runaway Fire Propagation an de Batterieenergielagerungssystemer, wann néideg fir Ausnahmen an de Coden ze treffen.
• UL 9540 ass de Moment a senger drëtter Editioun.

Vergläicht ESS mat UPS

Fonctiounen an Dimensioun

En ESS ass am Konstruktioun ähnlech wéi eng UPS awer ënnerscheet sech a senger Notzung. Wéi UPS enthält ESS en Energiespeichermechanismus wéi Batterien, Stroumkonversiounsausrüstung, zB Inverter, a verschidde aner Elektronik a Kontrollen. Am Géigesaz zu der UPS kann awer eng ESS parallel mam Gitter operéieren, wat zu méi Cycling vum System resultéiert wéi eng UPS jeemools géif erliewen. Eng ESS kann interaktiv mam Gitter kollaboréieren oder an engem Standalone Modus, oder béid, ofhängeg vun der Aart vum Energiekonversiounssystem, dee benotzt gëtt. En ESS ka souguer als UPS Funktionalitéit funktionnéieren. Wéi UPS kann ESS a verschiddene Gréisste kommen, vun engem klenge Wunnsystem dee manner wéi 20 kWh Energie ass, bis Utilityapplikatiounen mat Multi-Megawatt Energiebehältersystemer mat multiple Batterierack am Container

Chemesch Zesummesetzung a Sécherheet

Déi typesch Batteriechemie, déi an UPS benotzt ginn, waren ëmmer Bläi-Sauer oder Nickel-Cadmium Batterien. Am Géigesaz zu UPS benotzt BESS Technologien wéi Lithium-Ion-Batterien vun Ufank un, well Lithium-Ion-Batterien eng besser Zyklusleistung a méi héijer Energiedicht hunn, wat méi Energie an engem méi klenge kierperleche Foussofdrock liwwere kann. Lithium-Ion Batterien hunn och vill méi niddereg Ënnerhaltfuerderunge wéi traditionell Batterietechnologien. Awer de Moment ginn Lithium-Ion Batterien och ëmmer méi an UPS Uwendungen benotzt.

Wéi och ëmmer, e schlëmmen Accident zu Arizona am Joer 2019 mat engem ESS, deen an Utilityapplikatiounen benotzt gouf, huet zu eeschte Verletzunge vu verschiddenen Éischt Reaktiounen gefouert an huet d'Opmierksamkeet vu verschiddenen Akteuren ugezunn, dorënner Reguléierer a Versécherungsagenturen. Fir sécherzestellen datt dëst wuessend Feld net vun vermeidbare Sécherheetsinfäll behënnert gëtt, musse passend Spezifikatioune a Standarde fir ESS entwéckelt ginn. Fir d'Entwécklung vu passenden Sécherheetsspezifikatiounen a Standards fir ESS ze encouragéieren, huet den US Department of Energy (DOE) den éischten alljährlechen Forum iwwer ESS Sécherheet an Zouverlässegkeet am Joer 2015 gestart.

Den éischten DOE ESS Forum huet zu enger grousser Aarbecht iwwer ESS Spezifikatioune a Standarden bäigedroen. Am meeschte bemierkenswäert ass d'Entwécklung vum NEC Nr. gouf och fir 2023 Versiounen aktualiséiert.

Aktuelle Status vun ESS an UPS Standarden

D'Zil vun all Reegelen a Standarden Entwécklungsaktivitéiten ass d'Sécherheet vun dëse Systemer adäquat unzegoen. Leider hunn déi aktuell Standarden e puer Duercherneen an der Industrie geschaf.

1.NFPA 855. De Schlësseldokument, deen d'Installatioun vu BESS an UPS beaflosst, ass d'2020 Versioun vum NFPA 855, Standard fir d'Installatioun vu stationären Energiespeichersystemer. NFPA 855 definéiert Energielagerung als "eng Assemblée vun engem oder méi Apparater, déi fäeg sinn Energie fir zukünfteg Versuergung un lokal elektresch Laaschten, Utility-Gitter oder Gitter Support ze späicheren." Dës Definitioun enthält Uwendungen fir UPS an ESS. Zousätzlech, NFPA 855 a Feier Coden verlaangen ESSs evaluéiert an zertifizéiert ze UL 9540. Allerdéngs war UL 1778 ëmmer déi traditionell Produit Sécherheet Norm fir UPS. De System gouf onofhängeg bewäert fir d'Konformitéit mat den applicabelen Sécherheetsfuerderunge an ënnerstëtzt eng sécher Installatioun. Dofir huet d'Ufuerderung vum UL 9540 e puer Duercherneen an der Industrie verursaacht.

2. UL 9540A. UL 9540A erfuerdert vum Batterieniveau unzefänken a Schrëtt fir Schrëtt ze testen bis den Installatiounsniveau passéiert. Dës Ufuerderunge féieren dozou datt UPS Systemer ënner Marketingnormen ënnerleien déi an der Vergaangenheet net erfuerderlech waren.

3.UL 1973. UL 1973 ass de Batteriesystem Sécherheetsstandard fir ESS an UPS. Wéi och ëmmer, d'UL 1973-2018 Versioun enthält keng Testbestëmmunge fir Bläi-Säure-Batterien, wat och eng Erausfuerderung ass fir UPS-Systemer déi traditionell Batterietechnologie benotzen wéi Blei-Säure-Batterien.

Resumé

De Moment klären souwuel den NEC (National Electrical Code) wéi och den NFPA 855 dës Definitiounen.

• Zum Beispill klärt d'2023 Versioun vum NFPA 855 datt spezifesch Bläi-Säure an Nickel-Cadmium Batterien (600 V oder manner) an UL 1973 opgezielt sinn.
• Zousätzlech, Bläi-Sauer Batterie Systemer zertifizéiert a markéiert no UL 1778 brauchen net no UL 9540 zertifizéiert ze ginn wann se als Backupsatellit benotzt.

Fir de Problem vum Mangel un Testnormen fir Bläi-Säure- an Nickel-Cadmium-Batterien an UL 1973 ze léisen, gouf den Appendix H (Evaluéieren Alternativen zu Ventil-reguléierten oder gelëfte Bläi-Säure- oder Nickel-Cadmium-Batterien) speziell derbäigesat. drëtt Editioun vun UL 1973 am Februar 2022 verëffentlecht.

Dës Ännerungen representéieren eng positiv Entwécklung fir déi sécher Installatiounsfuerderunge vun UPS an ESS ze differenzéieren. Weider Aarbecht enthält d'Aktualiséierung vum NEC Artikel 480 fir besser Installatiounsufuerderunge fir aner Technologien wéi Bläi-Säure an Nickel-Cadmium unzegoen. Zousätzlech muss den NFPA 855 Standard weider aktualiséiert ginn fir méi Kloerheet iwwer Feierschutzreglementer ze bidden, besonnesch betreffend déi verschidden Technologien déi a stationären Uwendungen benotzt ginn, egal ob et UPS oder ESS sinn.

Den Auteur hofft datt weider Ännerungen d'Sécherheet vun der Industrie verbesseren, egal ob eng traditionell UPS oder ESS benotzt gëtt. Wéi mir Energiespäicherléisungen op bedeitend a séier Manéier proliferéieren gesinn, ass d'Adress vun der intrinsescher Sécherheet vu Produkter kritesch fir d'Sécherheetsinnovatioun opzemaachen an d'Bedierfnesser vun der Gesellschaft z'erreechen.