Teknologjitë e furnizimit me energji të pandërprerë (UPS) janë përdorur në aplikacione të ndryshme për shumë vite për të mbështetur funksionimin e vazhdueshëm të ngarkesave kryesore gjatë ndërprerjeve të energjisë nga rrjeti. Këto sisteme janë përdorur në shumë vende të ndryshme për të siguruar imunitet shtesë nga ndërprerjet e rrjetit që ndërhyjnë në funksionimin e ngarkesave të përcaktuara. Sistemet UPS shpesh përdoren për të mbrojtur kompjuterët, pajisjet kompjuterike dhe pajisjet e telekomunikacionit. Me evolucionin e fundit të teknologjive të reja të energjisë, sistemet e ruajtjes së energjisë (ESS) janë përhapur me shpejtësi. ESS, veçanërisht ato që përdorin teknologjitë e baterive, zakonisht furnizohen nga burime të rinovueshme si energjia diellore ose e erës dhe mundësojnë ruajtjen e energjisë së prodhuar nga këto burime për përdorim në kohë të ndryshme.

Standardi aktual ANSI i SHBA për UPS-në është UL 1778, Standardi për Sistemet e Energjisë së Pandërprerë. dhe CSA-C22.2 Nr. 107.3 për Kanadanë. UL 9540, standardi për sistemet dhe pajisjet e ruajtjes së energjisë, është standardi kombëtar amerikan dhe kanadez për ESS. Ndërsa si produktet e pjekura të UPS-së ashtu edhe ato ESS që zhvillohen me shpejtësi kanë disa të përbashkëta në zgjidhjet teknike, funksionimin dhe instalimin, ka dallime të rëndësishme. Ky dokument do të shqyrtojë diferencimet kritike, do të përshkruajë kërkesat e aplikueshme të sigurisë së produktit të lidhura me secilin dhe do të përmbledhë se si po evoluojnë kodet në adresimin e të dy llojeve të instalimeve.

duke prezantuarUPS

Formimi

Një sistem UPS është një sistem elektrik i krijuar për të siguruar energji të menjëhershme të përkohshme të bazuar në rrymë alternative për ngarkesa kritike në rast të dështimit të rrjetit elektrik ose mënyrave të tjera të dështimit të burimit të energjisë elektrike. UPS-ja ka përmasa që të sigurojë një vazhdimësi të menjëhershme të një sasie të paracaktuar të energjisë për një kohëzgjatje specifike. Kjo lejon që një burim dytësor energjie, p.sh., një gjenerator, të vijë në linjë dhe të vazhdojë me rezervimin e energjisë. UPS-ja mund të mbyllë në mënyrë të sigurt ngarkesat jo thelbësore ndërsa vazhdon të sigurojë energji për ngarkesa më të rëndësishme të pajisjeve. Sistemet UPS kanë ofruar këtë mbështetje kritike për aplikacione të ndryshme për shumë vite. Një UPS do të përdorë energjinë e ruajtur nga një burim i integruar energjie. Kjo është zakonisht banka e baterisë, superkondensatori ose lëvizja mekanike e një volant si një burim energjie.

Një UPS tipik që përdor një bankë baterish për furnizimin e tij përbëhet nga komponentët kryesorë të mëposhtëm:

Ndreqësi/ngarkuesi – Ky seksion i UPS-së merr furnizimin me rrymë AC, e korrigjon atë dhe prodhon një tension DC që përdoret për të ngarkuar bateritë.

• Inverter – Në rast të dështimit të furnizimit me rrjet, inverteri do të konvertojë energjinë DC të ruajtur në bateri në dalje të pastër AC të përshtatshme për pajisjet e mbështetura.

• Ndërprerësi i transferimit – Një pajisje komutuese automatike dhe e menjëhershme që transferon energjinë nga burime të ndryshme, p.sh. rrjeti, inverteri dhe gjeneratori i UPS-së, në një ngarkesë kritike.

• Banka e baterive – Ruan energjinë e nevojshme që UPS-i të kryejë funksionin e synuar.

Standardet aktuale për sistemet UPS

• Standardi aktual ANSI i SHBA-së për UPS-në është UL 1778/C22.2 nr. 107.3, standardi për sistemet e energjisë së pandërprerë, i cili përkufizon një UPS si "një kombinim i konvertuesve, çelsave dhe pajisjeve të ruajtjes së energjisë (siç janë bateritë) që përbëjnë një energji elektrike sistemi për ruajtjen e vazhdimësisë së energjisë ndaj një ngarkese në rast të ndërprerjes së fuqisë hyrëse."

• Në zhvillim janë botimet e reja të IEC 62040-1 dhe IEC 62477-1. UL/CSA 62040-1 (duke përdorur UL/CSA 62477-1 si standard referencë) do të harmonizohet me këto standarde.

duke prezantuar ruajtjen e energjisë sistemet (ESS)

ESS-të po fitojnë tërheqje si përgjigje për një sërë sfidash me të cilat përballet disponueshmëria dhe

besueshmëria në tregun e sotëm të energjisë. ESS, veçanërisht ato që përdorin teknologjitë e baterive, ndihmojnë në zbutjen e disponueshmërisë së ndryshueshme të burimeve të rinovueshme si energjia diellore ose e erës. ESS është një burim energjie i besueshëm gjatë periudhave të pikut të përdorimit dhe mund të ndihmojë me menaxhimin e ngarkesës, luhatjet e energjisë dhe funksione të tjera të lidhura me rrjetin. ESS përdoren për aplikime komunale, komerciale, industriale dhe rezidenciale.

Standardet aktuale për ESS

UL 9540, standardi për sistemet dhe pajisjet e ruajtjes së energjisë, është standardi kombëtar amerikan dhe kanadez për ESS.

• Botuar për herë të parë në 2016, UL 9540 përfshin teknologji të shumta për ESS duke përfshirë sistemet e ruajtjes së energjisë së baterisë (BESS). UL 9540 mbulon gjithashtu teknologji të tjera të ruajtjes: ESS mekanike, p.sh., ruajtje me volant të çiftuar me një gjenerator, ESS kimike, p.sh., ruajtjen e hidrogjenit të çiftuar me një sistem qelizash karburanti dhe ESS termike, p.sh., ruajtjen e nxehtësisë latente të çiftuar me një gjenerator.
• UL 9540, botimi i dytë i tij përcakton një sistem të ruajtjes së energjisë si "Pajisje që merr energji dhe më pas ofron një mjet për të ruajtur atë energji në një formë për përdorim të mëvonshëm, në mënyrë që të furnizohet me energji elektrike kur është e nevojshme." Edicioni i dytë i UL 9540 kërkon më tej që një BESS t'i nënshtrohet UL 9540A, Metoda standarde e provës për vlerësimin e përhapjes së zjarrit termik të arratisur në sistemet e ruajtjes së energjisë së baterive, nëse kërkohet për të përmbushur përjashtimet në kode.
• UL 9540 është aktualisht në edicionin e tretë.

Krahasimi i ESS me UPS

Funksionet dhe dimensioni

Një ESS është i ngjashëm në ndërtim me një UPS, por ndryshon në përdorimin e tij. Ashtu si UPS-ja, ESS përfshin një mekanizëm të ruajtjes së energjisë si bateritë, pajisjet e konvertimit të energjisë, p.sh. invertorët dhe pajisje dhe kontrolle të tjera të ndryshme. Megjithatë, ndryshe nga UPS-ja, një ESS mund të funksionojë paralelisht me rrjetin, gjë që rezulton në çiklizëm më të madh të sistemit sesa do të përjetonte ndonjëherë një UPS. Një ESS mund të bashkëpunojë në mënyrë interaktive me rrjetin ose në një mënyrë të pavarur, ose të dyja, në varësi të llojit të sistemit të konvertimit të energjisë të përdorur. Një ESS mund të funksionojë edhe si funksionalitet UPS. Ashtu si UPS, ESS mund të vijë në një sërë madhësish nga një sistem i vogël banimi që është më pak se 20 kWh energji në aplikacionet e shërbimeve që përdorin sisteme kontejnerësh energjie me shumë megavat me rafte të shumta baterish brenda kontejnerit

Përbërja kimike dhe siguria

Kimitë tipike të baterive të përdorura në UPS kanë qenë gjithmonë bateri me acid plumbi ose nikel-kadmium. Ndryshe nga UPS, BESS përdor teknologji të tilla si bateritë litium-jon që në fillim, sepse bateritë litium-jon kanë performancë më të mirë të ciklit dhe densitet më të lartë energjie, gjë që mund të sigurojë më shumë energji në një gjurmë më të vogël fizike. Bateritë litium-jon gjithashtu kanë kërkesa shumë më të ulëta për mirëmbajtje sesa teknologjitë tradicionale të baterive. Por aktualisht, bateritë litium-jon përdoren gjithashtu gjithnjë e më shumë në aplikacionet UPS.

Megjithatë, një aksident i rëndë në Arizona në vitin 2019 që përfshin një ESS të përdorur në aplikacionet e shërbimeve komunale rezultoi në lëndime serioze te disa persona të parë dhe tërhoqi vëmendjen e palëve të ndryshme të interesuara, duke përfshirë rregullatorët dhe agjencitë e sigurimeve. Për të siguruar që kjo fushë në rritje të mos pengohet nga incidente të shmangshme të sigurisë, duhet të zhvillohen specifikime dhe standarde të përshtatshme për ESS. Për të inkurajuar zhvillimin e specifikimeve dhe standardeve të duhura të sigurisë për ESS, Departamenti Amerikan i Energjisë (DOE) nisi forumin e parë vjetor mbi Sigurinë dhe Besueshmërinë ESS në 2015.

Forumi i parë DOE ESS kontribuoi në një sasi të madhe pune mbi specifikimet dhe standardet e ESS. Më e rëndësishmja është zhvillimi i NEC Nr. 706 dhe zhvillimi i NFPA 855, një standard për instalimet e sistemeve stacionare të ruajtjes së energjisë, i cili ndikon drejtpërdrejt në standardin për sistemet e baterive stacionare në ICC IFC dhe NFPA 1. Sot, NEC dhe NFPA 855 kanë gjithashtu është përditësuar për versionet 2023.

Statusi aktual i standardeve ESS dhe UPS

Qëllimi i të gjitha aktiviteteve të zhvillimit të rregullave dhe standardeve është adresimi i duhur i sigurisë së këtyre sistemeve. Fatkeqësisht, standardet aktuale kanë krijuar një konfuzion në industri.

1.NFPA 855. Dokumenti kryesor që ndikon në instalimin e BESS dhe UPS është versioni 2020 i NFPA 855, Standardi për instalimin e sistemeve stacionare të ruajtjes së energjisë. NFPA 855 e përcakton ruajtjen e energjisë si "një montim i një ose më shumë pajisjeve të afta për të ruajtur energjinë për furnizimin e ardhshëm të ngarkesave elektrike lokale, rrjeteve të shërbimeve ose mbështetjes së rrjetit". Ky përkufizim përfshin aplikacionet për UPS dhe ESS. Për më tepër, NFPA 855 dhe kodet e zjarrit kërkojnë që ESS-të të vlerësohen dhe të certifikohen sipas UL 9540. Megjithatë, UL 1778 ka qenë gjithmonë standardi tradicional i sigurisë së produktit për UPS-në. Sistemi është vlerësuar në mënyrë të pavarur për pajtueshmërinë me kërkesat e aplikueshme të sigurisë dhe mbështet instalimin e sigurt. Prandaj, kërkesa e UL 9540 ka shkaktuar një konfuzion në industri.

2. UL 9540A. UL 9540A kërkon fillimin nga niveli i baterisë dhe testimin hap pas hapi deri në kalimin e nivelit të instalimit. Këto kërkesa rezultojnë që sistemet UPS t'u nënshtrohen standardeve të marketingut që nuk kërkoheshin në të kaluarën.

3.UL 1973. UL 1973 është standardi i sigurisë së sistemit të baterisë për ESS dhe UPS. Megjithatë, versioni UL 1973-2018 nuk përfshin dispozitat e testimit për bateritë me acid plumbi, gjë që është gjithashtu një sfidë për sistemet UPS që përdorin teknologjinë tradicionale të baterive si bateritë me acid plumbi.

Përmbledhje

Aktualisht, si NEC (Kodi Kombëtar Elektrik) ashtu edhe NFPA 855 po sqarojnë këto përkufizime.

• Për shembull, versioni 2023 i NFPA 855 sqaron se bateritë specifike të acidit plumb dhe nikel-kadmiumit (600 V ose më pak) janë renditur në UL 1973.
• Përveç kësaj, sistemet e baterive me acid plumbi të çertifikuara dhe të shënuara sipas UL 1778 nuk kanë nevojë të certifikohen sipas UL 9540 kur përdoren si furnizim rezervë me energji elektrike.

Për të zgjidhur problemin e mungesës së standardeve të provës për bateritë e acidit plumb dhe nikel-kadmiumit në UL 1973, Shtojca H (Vlerëso alternativat ndaj baterive të plumbit me acid ose nikel-kadmium të rregulluara me valvula ose të ventiluara) u shtua në mënyrë specifike edicioni i tretë i UL 1973 i lëshuar në shkurt 2022.

Këto ndryshime përfaqësojnë një zhvillim pozitiv për të diferencuar kërkesat e instalimit të sigurt të UPS dhe ESS. Puna e mëtejshme përfshin përditësimin e Nenit 480 të NEC për të adresuar më mirë kërkesat e instalimit për teknologji të ndryshme nga acidi i plumbit dhe nikel-kadmiumi. Për më tepër, standardi NFPA 855 duhet të përditësohet më tej për të ofruar qartësi më të madhe në rregulloret e mbrojtjes nga zjarri, veçanërisht në lidhje me teknologjitë e ndryshme të përdorura në aplikacione të palëvizshme, qofshin ato UPS ose ESS.

Autori shpreson se ndryshimet e vazhdueshme do të përmirësojnë sigurinë e industrisë, pavarësisht nëse përdoret një UPS tradicionale ose ESS. Ndërsa shohim që zgjidhjet e ruajtjes së energjisë shtohen në mënyra të konsiderueshme dhe të shpejta, adresimi i sigurisë së brendshme të produkteve është thelbësor për zhbllokimin e inovacionit të sigurisë dhe përmbushjen e nevojave të shoqërisë.