ग्रिडबाट बिजुलीको अवरोधको बेला कुञ्जी भारहरूको निरन्तर सञ्चालनलाई समर्थन गर्न धेरै वर्षदेखि अनटरप्टिबल पावर सप्लाई (यूपीएस) प्रविधिहरू विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिएको छ। यी प्रणालीहरू परिभाषित लोडहरूको सञ्चालनमा हस्तक्षेप गर्ने ग्रिड अवरोधहरूबाट थप प्रतिरक्षा प्रदान गर्न धेरै फरक स्थानहरूमा प्रयोग गरिएको छ। UPS प्रणालीहरू प्राय: कम्प्युटर, कम्प्युटर सुविधाहरू र दूरसञ्चार उपकरणहरू सुरक्षित गर्न प्रयोग गरिन्छ। नयाँ ऊर्जा प्रविधिहरूको हालको विकाससँगै, ऊर्जा भण्डारण प्रणाली (ESS) द्रुत रूपमा फैलिएको छ। ESS, विशेष गरी ब्याट्री प्रविधिहरू प्रयोग गर्नेहरू, सामान्यतया नवीकरणीय स्रोतहरू जस्तै सौर्य वा पवन उर्जाबाट आपूर्ति गरिन्छ र विभिन्न समयमा प्रयोगको लागि यी स्रोतहरूद्वारा उत्पादित ऊर्जाको भण्डारण सक्षम पार्छ।

UPS को लागि हालको US ANSI मानक UL 1778 हो, Uninterruptible Power Systems को लागि मानक। र क्यानाडाको लागि CSA-C22.2 नम्बर 107.3। UL 9540, ऊर्जा भण्डारण प्रणाली र उपकरणको लागि मानक, ESS को लागि अमेरिकी र क्यानाडाली राष्ट्रिय मानक हो। दुबै परिपक्व UPS उत्पादनहरू र द्रुत रूपमा विकसित ESS उत्पादनहरूमा प्राविधिक समाधान, सञ्चालन र स्थापनामा केही समानता छ, त्यहाँ महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू छन्। यस पेपरले महत्वपूर्ण भिन्नताहरूको समीक्षा गर्नेछ, प्रत्येकसँग सम्बन्धित लागू हुने उत्पादन सुरक्षा आवश्यकताहरूको रूपरेखा प्रस्तुत गर्नेछ र संक्षेपमा कसरी कोडहरू दुवै प्रकारका स्थापनाहरूलाई सम्बोधन गर्न विकसित भइरहेका छन्।

परिचय दिँदैUPS

गठन

UPS प्रणाली एक विद्युतीय प्रणाली हो जुन विद्युतीय ग्रिड विफलता वा अन्य मुख्य पावर स्रोत विफलता मोडहरूको घटनामा महत्वपूर्ण भारहरूको लागि तत्काल अस्थायी वैकल्पिक वर्तमान-आधारित शक्ति प्रदान गर्न डिजाइन गरिएको हो। UPS लाई निश्चित अवधिको लागि पूर्वनिर्धारित शक्तिको तात्कालिक निरन्तरता प्रदान गर्न आकार दिइएको छ। यसले माध्यमिक शक्ति स्रोत, जस्तै, एक जेनेरेटर, अनलाइन आउन र पावर ब्याकअप जारी राख्न अनुमति दिन्छ। UPS ले सुरक्षित रूपमा गैर-आवश्यक भारहरू बन्द गर्न सक्छ जबकि थप महत्त्वपूर्ण उपकरण लोडहरूलाई शक्ति प्रदान गर्न जारी राख्छ। UPS प्रणालीहरूले धेरै वर्षदेखि विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि यो महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान गर्दै आएको छ। UPS ले एकीकृत ऊर्जा स्रोतबाट भण्डारण गरिएको ऊर्जा प्रयोग गर्नेछ। यो सामान्यतया ब्याट्री बैंक, सुपर क्यापेसिटर वा ऊर्जा स्रोतको रूपमा फ्लाईव्हीलको मेकानिकल आन्दोलन हो।

यसको आपूर्तिको लागि ब्याट्री बैंक प्रयोग गर्ने सामान्य UPS मा निम्न मुख्य घटकहरू हुन्छन्:

रेक्टिफायर/चार्जर - यो UPS खण्डले AC मुख्य आपूर्ति लिन्छ, यसलाई सुधार्छ र ब्याट्री चार्ज गर्न प्रयोग गरिने DC भोल्टेज उत्पादन गर्दछ।

• इन्भर्टर - मेन आपूर्ति असफल भएको अवस्थामा, इन्भर्टरले ब्याट्रीहरूमा भण्डारण गरिएको DC पावरलाई समर्थित उपकरणहरूको लागि उपयुक्त सफा AC पावर आउटपुटमा रूपान्तरण गर्नेछ।

• स्थानान्तरण स्विच - एक स्वचालित र तात्कालिक स्विचिङ उपकरण जसले विभिन्न स्रोतहरू, जस्तै मेन, UPS इन्भर्टर र जेनेरेटरबाट पावरलाई महत्त्वपूर्ण लोडमा स्थानान्तरण गर्छ।

• ब्याट्री बैंक - UPS लाई यसको उद्देश्य कार्य गर्नको लागि आवश्यक ऊर्जा भण्डारण गर्दछ।

वर्तमान मापदण्डहरू UPS प्रणालीहरूको लागि

• UPS को लागि हालको US ANSI मानक UL 1778/C22.2 No. 107.3 हो, Uninterruptible Power Systems को लागि मानक, जसले UPS लाई "कन्भर्टर, स्विच, र ऊर्जा भण्डारण यन्त्रहरू (जस्तै ब्याट्रीहरू) को संयोजनको रूपमा परिभाषित गर्दछ। इनपुट पावर विफलता को मामला मा एक लोड मा शक्ति को निरन्तरता को लागी प्रणाली।

• विकास अन्तर्गत IEC 62040-1 र IEC 62477-1 को नयाँ संस्करणहरू छन्। UL/CSA 62040-1 (UL/CSA 62477-1 को सन्दर्भ मानकको रूपमा प्रयोग गरी) यी मापदण्डहरूसँग मेल खाइनेछ।

परिचय दिँदै ऊर्जा भण्डारण प्रणाली (ESS)

ESS हरू उपलब्धता र सामना गर्ने थुप्रै चुनौतीहरूको जवाफको रूपमा कर्षण प्राप्त गर्दैछन्

आजको ऊर्जा बजारमा विश्वसनीयता। ESS, विशेष गरी ब्याट्री टेक्नोलोजीहरू प्रयोग गर्नेहरूले, नवीकरणीय स्रोतहरू जस्तै सौर्य वा वायु उर्जाको चर उपलब्धतालाई कम गर्न मद्दत गर्दछ। ESS अधिकतम उपयोगको समयमा भरपर्दो शक्तिको स्रोत हो र यसले लोड व्यवस्थापन, पावरको उतार-चढाव र अन्य ग्रिड-सम्बन्धित कार्यहरूमा सहयोग गर्न सक्छ। ESS उपयोगिता, व्यावसायिक, औद्योगिक र आवासीय अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।

ESS का लागि हालको मापदण्डहरू

UL 9540, ऊर्जा भण्डारण प्रणाली र उपकरणको लागि मानक, ESS को लागि अमेरिकी र क्यानाडाली राष्ट्रिय मानक हो।

• 2016 मा पहिलो पटक प्रकाशित, UL 9540 ले ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणाली (BESS) सहित ESS का लागि बहु प्रविधिहरू समावेश गर्दछ। UL 9540 ले अन्य भण्डारण प्रविधिहरू पनि समेट्छ: मेकानिकल ESS, जस्तै, जेनेरेटरसँग जोडिएको फ्लाईव्हील भण्डारण, रासायनिक ESS, जस्तै, हाइड्रोजन भण्डारण इन्धन सेल प्रणालीसँग जोडिएको, र थर्मल ESS, जस्तै, जेनेरेटरसँग जोडिएको अव्यक्त ताप भण्डारण।
• UL 9540, यसको दोस्रो संस्करणले ऊर्जा भण्डारण प्रणालीलाई "ऊर्जा प्राप्त गर्ने उपकरण र त्यसपछि आवश्यक पर्दा विद्युतीय ऊर्जा आपूर्ति गर्नको लागि पछि प्रयोगको लागि कुनै न कुनै रूपमा ऊर्जा भण्डारण गर्ने माध्यम प्रदान गर्दछ" भनेर परिभाषित गर्दछ। UL 9540 को दोस्रो संस्करणले थप आवश्यक छ कि कोडहरूमा अपवादहरू पूरा गर्न आवश्यक भएमा, ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूमा थर्मल रनवे फायर प्रोपेगेशनको मूल्याङ्कन गर्न मानक परीक्षण विधि UL 9540A को अधीनमा हुनुपर्छ।
• UL 9540 हाल यसको तेस्रो संस्करणमा छ।

ESS को UPS सँग तुलना गर्दै

कार्य र आयाम

ESS निर्माणमा UPS जस्तै हुन्छ तर यसको प्रयोगमा फरक हुन्छ। UPS जस्तै, ESS ले ब्याट्रीहरू, पावर रूपान्तरण उपकरणहरू, जस्तै, इन्भर्टरहरू, र अन्य विभिन्न इलेक्ट्रोनिक्स र नियन्त्रणहरू जस्ता ऊर्जा भण्डारण संयन्त्र समावेश गर्दछ। UPS को विपरीत, तथापि, ESS ले ग्रिडसँग समानान्तर रूपमा काम गर्न सक्छ, जसले गर्दा UPS ले अनुभव गरेको भन्दा प्रणालीको ठूलो साइकल चलाउन सक्छ। ESS ले ग्रिड वा स्ट्यान्डअलोन मोडमा वा दुवैमा अन्तरक्रियात्मक रूपमा काम गर्न सक्ने शक्ति रूपान्तरण प्रणालीको प्रकारको आधारमा सहकार्य गर्न सक्छ। ESS ले UPS कार्यक्षमताको रूपमा पनि काम गर्न सक्छ। UPS जस्तै, ESS 20 kWh भन्दा कम ऊर्जाको सानो आवासीय प्रणालीबाट विभिन्न आकारहरूमा आउन सक्छ जुन कन्टेनर भित्र बहु-मेगावाट ऊर्जा कन्टेनर प्रणालीहरू प्रयोग गरी बहु-मेगावाट ऊर्जा कन्टेनर प्रणालीहरू प्रयोग गर्दछ।

रासायनिक संरचना र सुरक्षा

UPS मा प्रयोग हुने सामान्य ब्याट्री रसायनहरू सधैं लीड-एसिड वा निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरू हुन्। UPS को विपरीत, BESS ले सुरुदेखि नै लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू जस्ता प्रविधिहरू प्रयोग गर्दछ किनभने लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा राम्रो चक्र प्रदर्शन र उच्च ऊर्जा घनत्व हुन्छ, जसले सानो भौतिक पदचिन्हमा थप ऊर्जा प्रदान गर्न सक्छ। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा पनि परम्परागत ब्याट्री प्रविधिहरू भन्दा धेरै कम मर्मत आवश्यकताहरू छन्। तर हाल, लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू पनि UPS अनुप्रयोगहरूमा बढ्दो रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

यद्यपि, एरिजोनामा 2019 मा उपयोगिता अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिएको ESS समावेश भएको गम्भीर दुर्घटनाले धेरै पहिलो प्रतिक्रियाकर्ताहरूलाई गम्भीर चोट पुर्यायो र नियामकहरू र बीमा एजेन्सीहरू सहित विभिन्न सरोकारवालाहरूको ध्यान आकर्षित गर्‍यो। यो बढ्दो क्षेत्रलाई रोक्न सकिने सुरक्षा घटनाहरूले बाधा नपरोस् भनेर सुनिश्चित गर्न, ESS का लागि उपयुक्त विनिर्देशहरू र मापदण्डहरू विकास गर्न आवश्यक छ। ESS का लागि उपयुक्त सुरक्षा विनिर्देशहरू र मापदण्डहरूको विकासलाई प्रोत्साहित गर्न, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (DOE) ले 2015 मा ESS सुरक्षा र विश्वसनीयतामा पहिलो वार्षिक फोरम सुरु गर्‍यो।

पहिलो DOE ESS फोरमले ESS विशिष्टता र मापदण्डहरूमा ठूलो मात्रामा काम गर्न योगदान पुर्‍यायो। सबैभन्दा उल्लेखनीय NEC नम्बर 706 को विकास र NFPA 855 को विकास हो, स्थिर ऊर्जा भण्डारण प्रणाली स्थापनाहरूको लागि एक मानक, जसले ICC IFC र NFPA 1 मा स्थिर ब्याट्री प्रणालीहरूको लागि मानकलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ। आज, NEC र NFPA 855 छन्। 2023 संस्करणहरूको लागि पनि अद्यावधिक गरिएको छ।

ESS र UPS मापदण्डहरूको वर्तमान स्थिति

सबै नियम र मापदण्ड विकास गतिविधिहरूको लक्ष्य यी प्रणालीहरूको सुरक्षालाई पर्याप्त रूपमा सम्बोधन गर्नु हो। दुर्भाग्यवश, वर्तमान मापदण्डहरूले उद्योगमा केही भ्रम सिर्जना गरेको छ।

1.NFPA 855. BESS र UPS को स्थापनालाई असर गर्ने प्रमुख कागजात NFPA 855 को 2020 संस्करण हो, स्टेशनरी ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको स्थापनाको लागि मानक। NFPA 855 ले ऊर्जा भण्डारणलाई "स्थानीय विद्युतीय भार, उपयोगिता ग्रिड, वा ग्रिड समर्थनमा भविष्यको आपूर्तिको लागि ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्षम एक वा बढी यन्त्रहरूको संयोजन" भनेर परिभाषित गर्दछ। यो परिभाषामा UPS र ESS का लागि अनुप्रयोगहरू समावेश छन्। थप रूपमा, NFPA 855 र फायर कोडहरूलाई ESS हरू मूल्याङ्कन गर्न र UL 9540 लाई प्रमाणित गर्न आवश्यक छ। यद्यपि, UL 1778 सधैं UPS को लागि परम्परागत उत्पादन सुरक्षा मानक भएको छ। प्रणाली लागू सुरक्षा आवश्यकताहरूको अनुपालनको लागि स्वतन्त्र रूपमा मूल्याङ्कन गरिएको छ र सुरक्षित स्थापनालाई समर्थन गर्दछ। त्यसकारण, UL 9540 को आवश्यकताले उद्योगमा केही भ्रम पैदा गरेको छ।

2. UL 9540A। UL 9540A लाई ब्याट्री स्तरबाट सुरु गर्न र स्थापना स्तर पास नभएसम्म चरण-दर-चरण परीक्षण गर्न आवश्यक छ। यी आवश्यकताहरूले UPS प्रणालीहरूलाई विगतमा आवश्यक नभएको मार्केटिङ मापदण्डहरूको अधीनमा हुने परिणाम दिन्छ।

3.UL 1973. UL 1973 ESS र UPS को लागि ब्याट्री प्रणाली सुरक्षा मानक हो। यद्यपि, UL 1973-2018 संस्करणले लीड-एसिड ब्याट्रीहरूको लागि परीक्षण प्रावधानहरू समावेश गर्दैन, जुन लीड-एसिड ब्याट्रीहरू जस्ता परम्परागत ब्याट्री प्रविधि प्रयोग गर्ने UPS प्रणालीहरूको लागि पनि चुनौती हो।

सारांश

हाल, NEC (राष्ट्रिय विद्युतीय संहिता) र NFPA 855 दुबै यी परिभाषाहरू स्पष्ट गर्दै छन्।

• उदाहरणका लागि, NFPA 855 को 2023 संस्करणले स्पष्ट गर्दछ कि विशिष्ट लीड-एसिड र निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरू (600 V वा कम) UL 1973 मा सूचीबद्ध छन्।
• थप रूपमा, UL 1778 अनुसार प्रमाणित र चिन्ह लगाइएका लीड-एसिड ब्याट्री प्रणालीहरूलाई ब्याकअप पावर सप्लाईको रूपमा प्रयोग गर्दा UL 9540 अनुसार प्रमाणित गर्न आवश्यक पर्दैन।

UL 1973 मा लिड-एसिड र निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरूको लागि परीक्षण मापदण्डहरूको अभावको समस्या समाधान गर्न, परिशिष्ट एच (भल्भ-रेगुलेट वा भेन्टेड लीड-एसिड वा निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरूको मूल्याङ्कन विकल्पहरू) विशेष रूपमा थपिएको थियो। UL 1973 को तेस्रो संस्करण फेब्रुअरी 2022 मा जारी भयो।

यी परिवर्तनहरूले UPS र ESS को सुरक्षित स्थापना आवश्यकताहरू फरक गर्नको लागि सकारात्मक विकासलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। थप कार्यमा NEC धारा 480 लाई लेड-एसिड र निकेल-क्याडमियम बाहेक अन्य प्रविधिहरूको लागि स्थापना आवश्यकताहरू राम्रोसँग सम्बोधन गर्न अद्यावधिक गर्ने समावेश छ। थप रूपमा, NFPA 855 मानकलाई आगो सुरक्षा नियमहरूमा थप स्पष्टता प्रदान गर्न थप अद्यावधिक गर्न आवश्यक छ, विशेष गरी स्थिर अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिएका विभिन्न प्रविधिहरू, चाहे तिनीहरू UPS वा ESS हुन्।

परम्परागत UPS वा ESS प्रयोग गरिए पनि निरन्तर परिवर्तनहरूले उद्योगको सुरक्षामा सुधार ल्याउने लेखकको आशा छ। हामीले ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू महत्त्वपूर्ण र द्रुत तरिकामा फैलिएको देख्दा, उत्पादनहरूको आन्तरिक सुरक्षालाई सम्बोधन गर्नु सुरक्षा नवाचारलाई अनलक गर्न र समाजको आवश्यकताहरू पूरा गर्न महत्त्वपूर्ण छ।