Անխափան սնուցման (UPS) տեխնոլոգիաները երկար տարիներ օգտագործվել են տարբեր ծրագրերում՝ աջակցելու հիմնական բեռների շարունակական աշխատանքին ցանցից էլեկտրաէներգիայի ընդհատումների ժամանակ: Այս համակարգերը օգտագործվել են բազմաթիվ տարբեր վայրերում՝ ապահովելու լրացուցիչ անձեռնմխելիություն ցանցի ընդհատումներից, որոնք խանգարում են սահմանված բեռների աշխատանքին: UPS համակարգերը հաճախ օգտագործվում են համակարգիչների, համակարգչային սարքավորումների և հեռահաղորդակցության սարքավորումների պաշտպանության համար: Էներգետիկ նոր տեխնոլոգիաների վերջին էվոլյուցիայի հետ մեկտեղ էներգիայի պահպանման համակարգերը (ESS) արագորեն տարածվել են: ESS-ը, հատկապես մարտկոցների տեխնոլոգիաներ օգտագործողները, սովորաբար մատակարարվում են վերականգնվող աղբյուրներից, ինչպիսիք են արևային կամ քամու էներգիան և հնարավորություն են տալիս այդ աղբյուրներից արտադրված էներգիայի պահեստավորումը տարբեր ժամանակներում օգտագործելու համար:

ԱՄՆ-ի ներկայիս ANSI ստանդարտը UPS-ի համար UL 1778-ն է՝ անխափան սնուցման համակարգերի ստանդարտը: և CSA-C22.2 No 107.3 Կանադայի համար: UL 9540-ը՝ էներգիայի պահպանման համակարգերի և սարքավորումների ստանդարտը, ESS-ի ամերիկյան և կանադական ազգային ստանդարտն է: Թեև ինչպես հասուն UPS-ի արտադրանքը, այնպես էլ արտադրված արագ զարգացող ESS-ն ունեն որոշակի ընդհանրություններ տեխնիկական լուծումների, շահագործման և տեղադրման մեջ, կան կարևոր տարբերություններ: Այս փաստաթուղթը կվերանայի կրիտիկական տարբերակումները, ուրվագծելու է յուրաքանչյուրի հետ կապված արտադրանքի անվտանգության կիրառելի պահանջները և ամփոփելու է, թե ինչպես են զարգանում ծածկագրերը երկու տեսակի կայանքների հասցեին:

ՆերկայացնելովUPS

Ձևավորումը

UPS համակարգը էլեկտրական համակարգ է, որը նախատեսված է կրիտիկական բեռների համար ակնթարթային փոփոխական հոսանքի վրա հիմնված ակնթարթային էներգիա ապահովելու համար էլեկտրական ցանցի խափանումների կամ ցանցի հոսանքի այլ աղբյուրների խափանումների դեպքում: UPS-ը նախատեսված է այնպես, որ ապահովի էներգիայի կանխորոշված ​​քանակի ակնթարթային շարունակություն որոշակի տևողության համար: Սա թույլ է տալիս էներգիայի երկրորդական աղբյուրին, օրինակ՝ գեներատորին, միանալ ցանցին և շարունակել սնուցման պահուստավորումը: UPS-ը կարող է ապահով կերպով անջատել ոչ հիմնական բեռները՝ միաժամանակ շարունակելով էներգիա մատակարարել ավելի կարևոր սարքավորումների բեռներին: UPS համակարգերը երկար տարիներ տրամադրում են այս կարևոր աջակցությունը տարբեր ծրագրերի համար: UPS-ը կօգտագործի կուտակված էներգիան ինտեգրված էներգիայի աղբյուրից: Սա սովորաբար մարտկոցի բանկն է, սուպերկոնդենսատորը կամ թռչող անիվի մեխանիկական շարժումը որպես էներգիայի աղբյուր:

Տիպիկ UPS-ը, որն օգտագործում է մարտկոցի բանկ իր մատակարարման համար, բաղկացած է հետևյալ հիմնական բաղադրիչներից.

Ուղղիչ/լիցքավորիչ – UPS-ի այս բաժինը վերցնում է AC ցանցի սնուցումը, ուղղում է այն և արտադրում է DC լարում, որն օգտագործվում է մարտկոցները լիցքավորելու համար:

• Inverter – Ցանցային սնուցման խափանման դեպքում ինվերտորը մարտկոցներում կուտակված DC էներգիան կվերածի մաքուր AC ելքի, որը հարմար է աջակցվող սարքավորումների համար:

• Փոխանցման անջատիչ – Ավտոմատ և ակնթարթային անջատիչ սարք, որը էներգիա է փոխանցում տարբեր աղբյուրներից, օրինակ՝ ցանցից, UPS-ի ինվերտորից և գեներատորից մինչև կրիտիկական բեռ:

• Մարտկոցի բանկ – Պահպանում է էներգիան, որն անհրաժեշտ է UPS-ի՝ նախատեսված գործառույթը կատարելու համար:

Ընթացիկ ստանդարտներ UPS համակարգերի համար

• UPS-ի համար ԱՄՆ-ի ներկայիս ANSI ստանդարտը UL 1778/C22.2 No. 107.3 է՝ Անխափան սնուցման համակարգերի ստանդարտը, որը սահմանում է UPS-ը որպես «փոխարկիչների, անջատիչների և էներգիայի պահպանման սարքերի (օրինակ՝ մարտկոցների) համակցություն, որը կազմում է էներգիա: համակարգ՝ մուտքային հոսանքի խափանման դեպքում բեռի նկատմամբ հոսանքի շարունակականությունը պահպանելու համար»։

• Մշակման փուլում են IEC 62040-1 և IEC 62477-1 նոր հրատարակությունները: UL/CSA 62040-1 (օգտագործելով UL/CSA 62477-1 որպես հղման ստանդարտ) ներդաշնակեցվելու է այս ստանդարտներին:

Ներկայացնելով էներգիայի պահեստավորում համակարգեր (ESS)

ESS-ները գրավիչ են դառնում՝ որպես հասանելիության առջև ծառացած մի շարք մարտահրավերների պատասխան և

հուսալիություն այսօրվա էներգետիկ շուկայում: ESS-ը, հատկապես նրանք, ովքեր օգտագործում են մարտկոցների տեխնոլոգիաները, օգնում են մեղմել վերականգնվող աղբյուրների փոփոխական հասանելիությունը, ինչպիսիք են արևային կամ քամու էներգիան: ESS-ը հուսալի էներգիայի աղբյուր է օգտագործման պիկ ժամանակներում և կարող է օգնել բեռի կառավարմանը, հոսանքի տատանումներին և ցանցին առնչվող այլ գործառույթներին: ESS-ն օգտագործվում է կոմունալ, առևտրային, արդյունաբերական և բնակելի ծրագրերի համար:

ESS-ի ընթացիկ ստանդարտները

UL 9540, էներգիայի պահպանման համակարգերի և սարքավորումների ստանդարտը, ESS-ի ամերիկյան և կանադական ազգային ստանդարտն է:

• Առաջին անգամ հրապարակվել է 2016 թվականին, UL 9540-ը ներառում է բազմաթիվ տեխնոլոգիաներ ESS-ի համար, ներառյալ մարտկոցների էներգիայի պահպանման համակարգերը (BESS): UL 9540-ն ընդգրկում է նաև պահեստավորման այլ տեխնոլոգիաներ՝ մեխանիկական ESS, օրինակ՝ ճանավի պահեստավորում՝ զուգակցված գեներատորի հետ, քիմիական ESS, օրինակ՝ ջրածնի պահեստավորում՝ զուգակցված վառելիքի բջիջների համակարգով և ջերմային ESS, օրինակ՝ թաքնված ջերմության պահեստավորում՝ զուգակցված գեներատորի հետ:
• UL 9540-ը, նրա երկրորդ հրատարակությունը սահմանում է էներգիայի պահպանման համակարգը որպես «Սարքավորում, որը ստանում է էներգիա, այնուհետև ապահովում է այդ էներգիան ինչ-որ ձևով պահելու միջոց՝ հետագայում օգտագործելու համար՝ անհրաժեշտության դեպքում էլեկտրական էներգիա մատակարարելու համար»: UL 9540-ի երկրորդ հրատարակությունը նաև պահանջում է, որ BESS-ը ենթարկվի UL 9540A-ի՝ մարտկոցների էներգիայի պահեստավորման համակարգերում ջերմային փախած կրակի տարածման գնահատման ստանդարտ փորձարկման մեթոդին, եթե պահանջվում է, որ կոդերի բացառությունները բավարարվեն:
• UL 9540-ը ներկայումս գտնվում է իր երրորդ հրատարակության մեջ:

Համեմատելով ESS-ը UPS-ի հետ

Գործառույթները և չափերը

ESS-ը կառուցվածքով նման է UPS-ին, բայց տարբերվում է իր կիրառմամբ: Ինչպես UPS-ը, ESS-ը ներառում է էներգիայի պահպանման մեխանիզմ, ինչպիսիք են մարտկոցները, էներգիայի փոխակերպման սարքավորումները, օրինակ՝ ինվերտորները և տարբեր այլ էլեկտրոնիկա և հսկիչ սարքեր: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն UPS-ի, ESS-ը կարող է աշխատել ցանցին զուգահեռ, ինչը հանգեցնում է համակարգի ավելի մեծ հեծանվավազքի, քան երբևէ կզգար UPS-ը: ESS-ը կարող է ինտերակտիվորեն համագործակցել ցանցի հետ կամ ինքնուրույն ռեժիմով, կամ երկուսն էլ՝ կախված օգտագործվող էներգիայի փոխակերպման համակարգի տեսակից: ESS-ը կարող է նույնիսկ աշխատել որպես UPS ֆունկցիոնալություն: Ինչպես UPS-ը, ESS-ը կարող է ունենալ տարբեր չափսեր՝ սկսած 20 կՎտժ-ից պակաս էներգիա ունեցող բնակելի համակարգից մինչև կոմունալ ծրագրեր, որոնք օգտագործում են բազմամեգավատտ էներգիայի բեռնարկղային համակարգեր՝ բեռնարկղում մարտկոցների բազմաթիվ դարակաշարերով:

Քիմիական բաղադրություն և անվտանգություն

UPS-ում օգտագործվող մարտկոցների բնորոշ քիմիան միշտ եղել է կապարաթթու կամ նիկել-կադմիումային մարտկոցներ: Ի տարբերություն UPS-ի, BESS-ն ի սկզբանե օգտագործում է տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են լիթիում-իոնային մարտկոցները, քանի որ լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն ավելի լավ ցիկլի կատարում և ավելի բարձր էներգիայի խտություն, ինչը կարող է ավելի շատ էներգիա ապահովել ավելի փոքր ֆիզիկական հետքի դեպքում: Լիթիում-իոնային մարտկոցները նույնպես ունեն շատ ավելի ցածր պահպանման պահանջներ, քան մարտկոցների ավանդական տեխնոլոգիաները: Սակայն ներկայումս լիթիում-իոնային մարտկոցները նույնպես ավելի ու ավելի են օգտագործվում UPS-ի ծրագրերում:

Այնուամենայնիվ, 2019-ին Արիզոնայում տեղի ունեցած լուրջ վթարը, որը ներառում էր կոմունալ ծրագրերում օգտագործվող ESS-ը, հանգեցրեց լուրջ վնասվածքների մի քանի առաջին արձագանքողների և գրավեց տարբեր շահագրգիռ կողմերի, ներառյալ կարգավորիչների և ապահովագրական գործակալությունների ուշադրությունը: Ապահովելու համար, որ այս աճող ոլորտը չխոչընդոտվի անվտանգության հնարավոր միջադեպերի պատճառով, անհրաժեշտ է մշակել համապատասխան բնութագրեր և չափորոշիչներ ESS-ի համար: ESS-ի համար անվտանգության համապատասխան բնութագրերի և ստանդարտների մշակումը խրախուսելու համար ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարությունը (DOE) 2015 թվականին մեկնարկեց ESS անվտանգության և հուսալիության վերաբերյալ առաջին տարեկան ֆորումը:

Առաջին DOE ESS ֆորումը նպաստեց ESS բնութագրերի և ստանդարտների վրա մեծ ծավալի աշխատանքին: Ամենաուշագրավը NEC No. 706-ի և NFPA 855-ի մշակումն է, որը ստանդարտ է էներգիայի պահեստավորման անշարժ համակարգերի տեղադրման համար, որն ուղղակիորեն ազդում է ICC IFC-ի և NFPA 1-ի ստացիոնար մարտկոցների համակարգերի ստանդարտի վրա: Այսօր NEC-ը և NFPA 855-ը ունեն: թարմացվել է նաև 2023-ի տարբերակների համար:

ESS և UPS ստանդարտների ներկայիս կարգավիճակը

Կանոնների և ստանդարտների մշակման բոլոր գործողությունների նպատակն է համարժեք կերպով անդրադառնալ այս համակարգերի անվտանգությանը: Ցավոք, ներկայիս ստանդարտները որոշակի շփոթություն են ստեղծել արդյունաբերության մեջ:

1.NFPA 855. BESS-ի և UPS-ի տեղադրման վրա ազդող հիմնական փաստաթուղթը NFPA 855-ի 2020 թվականի տարբերակն է՝ Ստացիոնար էներգիայի պահպանման համակարգերի տեղադրման ստանդարտ: NFPA 855-ը սահմանում է էներգիայի պահեստավորումը որպես «մեկ կամ մի քանի սարքերի հավաք, որը կարող է էներգիա կուտակել տեղական էլեկտրական բեռների, կոմունալ ցանցերի կամ ցանցի աջակցության համար ապագա մատակարարման համար»: Այս սահմանումը ներառում է հավելվածներ UPS-ի և ESS-ի համար: Բացի այդ, NFPA 855-ը և հրդեհային ծածկագրերը պահանջում են ESS-ների գնահատում և վավերացում UL 9540-ով: Այնուամենայնիվ, UL 1778-ը միշտ եղել է UPS-ի արտադրանքի անվտանգության ավանդական ստանդարտը: Համակարգն ինքնուրույն գնահատվել է անվտանգության կիրառելի պահանջներին համապատասխանելու համար և ապահովում է անվտանգ տեղադրում: Հետևաբար, UL 9540-ի պահանջը որոշակի շփոթություն է առաջացրել արդյունաբերության մեջ:

2. UL 9540A. UL 9540A-ն պահանջում է սկսել մարտկոցի մակարդակից և քայլ առ քայլ փորձարկել մինչև տեղադրման մակարդակը անցնելը: Այս պահանջները հանգեցնում են նրան, որ UPS համակարգերը ենթակա են շուկայավարման ստանդարտների, որոնք նախկինում չեն պահանջվում:

3.UL 1973. UL 1973-ը մարտկոցների համակարգի անվտանգության ստանդարտն է ESS-ի և UPS-ի համար: Այնուամենայնիվ, UL 1973-2018 տարբերակը չի ներառում կապարաթթվային մարտկոցների փորձարկման դրույթներ, ինչը նույնպես մարտահրավեր է UPS համակարգերի համար, որոնք օգտագործում են ավանդական մարտկոցների տեխնոլոգիա, ինչպիսիք են կապարաթթվային մարտկոցները:

Ամփոփում

Ներկայումս և՛ NEC-ը (ազգային էլեկտրական օրենսգիրքը), և՛ NFPA 855-ը հստակեցնում են այս սահմանումները:

• Օրինակ, NFPA 855-ի 2023-ի տարբերակը պարզաբանում է, որ կոնկրետ կապարաթթու և նիկել-կադմիումային մարտկոցներ (600 Վ կամ ավելի քիչ) թվարկված են UL 1973-ում:
• Բացի այդ, UL 1778-ի համաձայն հավաստագրված և մակնշված կապարաթթվային մարտկոցների համակարգերը կարիք չունեն հավաստագրման UL 9540-ի համաձայն, երբ դրանք օգտագործվում են որպես պահեստային սնուցման աղբյուր:

UL 1973-ում կապարաթթու և նիկել-կադմիումային մարտկոցների փորձարկման ստանդարտների բացակայության խնդիրը լուծելու համար Հավելված H (Փականով կարգավորվող կամ օդափոխվող կապարաթթու կամ նիկել-կադմիումային մարտկոցների այլընտրանքների գնահատում) հատուկ ավելացվել է: UL 1973-ի երրորդ հրատարակությունը թողարկվել է 2022 թվականի փետրվարին:

Այս փոփոխությունները դրական տեղաշարժ են՝ UPS-ի և ESS-ի անվտանգ տեղադրման պահանջները տարբերակելու համար: Հետագա աշխատանքը ներառում է NEC-ի 480-րդ հոդվածի թարմացումը՝ կապարի թթուից և նիկել-կադմիումից բացի այլ տեխնոլոգիաների տեղադրման պահանջներն ավելի լավ լուծելու համար: Բացի այդ, NFPA 855 ստանդարտը պետք է լրացուցիչ թարմացվի՝ հրդեհային պաշտպանության կանոնակարգերի վերաբերյալ ավելի մեծ հստակություն ապահովելու համար, մասնավորապես՝ կապված ստացիոնար կիրառություններում օգտագործվող տարբեր տեխնոլոգիաների հետ՝ լինեն դրանք UPS կամ ESS:

Հեղինակը հույս ունի, որ շարունակական փոփոխությունները կբարելավեն արդյունաբերության անվտանգությունը՝ անկախ նրանից, թե ավանդական UPS կամ ESS կօգտագործվի: Քանի որ մենք տեսնում ենք, որ էներգիայի պահպանման լուծումները շատանում են զգալի և արագ ձևերով, արտադրանքի ներքին անվտանգությանն անդրադառնալը կարևոր է անվտանգության նորարարությունը բացելու և հասարակության կարիքները բավարարելու համար: