ग्रीडमधून वीज खंडित होत असताना मुख्य भारांच्या सतत ऑपरेशनला समर्थन देण्यासाठी अनेक वर्षांपासून अनइंटरप्टिबल पॉवर सप्लाय (यूपीएस) तंत्रज्ञानाचा वापर केला जात आहे. परिभाषित भारांच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणणाऱ्या ग्रिड व्यत्ययांपासून अतिरिक्त प्रतिकारशक्ती प्रदान करण्यासाठी या प्रणालींचा वापर वेगवेगळ्या ठिकाणी करण्यात आला आहे. संगणक, संगणक सुविधा आणि दूरसंचार उपकरणांचे संरक्षण करण्यासाठी UPS प्रणालीचा वापर केला जातो. नवीन ऊर्जा तंत्रज्ञानाच्या अलीकडील उत्क्रांतीसह, ऊर्जा साठवण प्रणाली (ESS) वेगाने वाढली आहे. ESS, विशेषत: जे बॅटरी तंत्रज्ञान वापरतात, ते विशेषत: सौर किंवा पवन उर्जा सारख्या अक्षय स्त्रोतांद्वारे पुरवले जातात आणि वेगवेगळ्या वेळी वापरण्यासाठी या स्त्रोतांद्वारे उत्पादित ऊर्जेचा संचय सक्षम करतात.

UPS साठी सध्याचे US ANSI मानक UL 1778 आहे, अनइंटरप्टिबल पॉवर सिस्टम्सचे मानक. आणि कॅनडासाठी CSA-C22.2 क्रमांक 107.3. UL 9540, एनर्जी स्टोरेज सिस्टम्स आणि इक्विपमेंटसाठी मानक, ESS साठी अमेरिकन आणि कॅनेडियन राष्ट्रीय मानक आहे. दोन्ही परिपक्व UPS उत्पादने आणि वेगाने विकसित होणारी ESS उत्पादित करताना तांत्रिक उपाय, ऑपरेशन्स आणि इन्स्टॉलेशनमध्ये काही समानता असली तरी महत्त्वाचे फरक आहेत. हा पेपर गंभीर भिन्नतेचे पुनरावलोकन करेल, प्रत्येकाशी संबंधित लागू उत्पादन सुरक्षा आवश्यकतांची रूपरेषा देईल आणि दोन्ही प्रकारच्या स्थापनेला संबोधित करण्यासाठी कोड कसे विकसित होत आहेत याचा सारांश देईल.

परिचय देत आहेUPS

निर्मिती

UPS सिस्टीम ही एक विद्युत प्रणाली आहे जी इलेक्ट्रिक ग्रिड फेल्युअर किंवा इतर मेन पॉवर सोर्स फेल्युअर मोडमध्ये गंभीर भारांसाठी तात्काळ तात्पुरती पर्यायी वर्तमान-आधारित उर्जा प्रदान करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. विशिष्ट कालावधीसाठी पूर्वनिर्धारित शक्तीची तात्काळ निरंतरता प्रदान करण्यासाठी UPS चा आकार आहे. हे दुय्यम उर्जा स्त्रोत, उदा., जनरेटर, ऑनलाइन येण्यास आणि पॉवर बॅकअपसह सुरू ठेवण्यास अनुमती देते. अधिक महत्त्वाच्या उपकरणांच्या भारांना वीज पुरवत असताना UPS गैर-आवश्यक भार सुरक्षितपणे बंद करू शकते. UPS सिस्टीम अनेक वर्षांपासून विविध ऍप्लिकेशन्ससाठी हे महत्त्वपूर्ण समर्थन पुरवत आहेत. UPS एकात्मिक उर्जा स्त्रोतामधून साठवलेल्या ऊर्जेचा वापर करेल. हे सामान्यत: बॅटरी बँक, सुपरकॅपेसिटर किंवा उर्जा स्त्रोत म्हणून फ्लायव्हीलची यांत्रिक हालचाल असते.

त्याच्या पुरवठ्यासाठी बॅटरी बँक वापरणाऱ्या ठराविक यूपीएसमध्ये खालील मुख्य घटक असतात:

रेक्टिफायर/चार्जर - हा UPS विभाग AC मेन पुरवठा घेतो, तो दुरुस्त करतो आणि बॅटरी चार्ज करण्यासाठी वापरला जाणारा DC व्होल्टेज तयार करतो.

• इन्व्हर्टर - मेन सप्लायमध्ये बिघाड झाल्यास, इन्व्हर्टर बॅटरीमध्ये साठवलेल्या डीसी पॉवरला समर्थित उपकरणांसाठी योग्य असलेल्या स्वच्छ एसी पॉवर आउटपुटमध्ये रूपांतरित करेल.

• ट्रान्सफर स्विच - एक स्वयंचलित आणि तात्काळ स्विचिंग डिव्हाइस जे विविध स्त्रोतांकडून वीज हस्तांतरित करते, उदा. मेन, यूपीएस इन्व्हर्टर आणि जनरेटर, गंभीर लोडवर.

• बॅटरी बँक - UPS ला त्याचे अपेक्षित कार्य करण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा साठवते.

वर्तमान मानके यूपीएस सिस्टमसाठी

• UPS साठी सध्याचे US ANSI मानक UL 1778/C22.2 क्रमांक 107.3 आहे, अनइंटरप्टिबल पॉवर सिस्टम्सचे मानक, जे UPS ची व्याख्या “कन्व्हर्टर्स, स्विचेस आणि ऊर्जा साठवण उपकरणे (जसे की बॅटरी) यांचे संयोजन म्हणून करतात. इनपुट पॉवर अयशस्वी झाल्यास लोडवर पॉवरची सातत्य राखण्यासाठी सिस्टम.

• IEC 62040-1 आणि IEC 62477-1 च्या नवीन आवृत्त्या विकसित होत आहेत. UL/CSA 62040-1 (संदर्भ मानक म्हणून UL/CSA 62477-1 वापरणे) या मानकांशी सुसंवाद साधला जाईल.

परिचय देत आहे ऊर्जा साठवण प्रणाली (ESS)

ESSs उपलब्धतेसमोरील अनेक आव्हानांचे उत्तर म्हणून कर्षण मिळवत आहेत आणि

आजच्या ऊर्जा बाजारातील विश्वासार्हता. ESS, विशेषत: जे बॅटरी तंत्रज्ञान वापरतात, ते सौर किंवा पवन उर्जा यासारख्या अक्षय स्रोतांची परिवर्तनीय उपलब्धता कमी करण्यास मदत करतात. ESS हे सर्वाधिक वापराच्या काळात विश्वसनीय उर्जेचे स्त्रोत आहेत आणि लोड व्यवस्थापन, उर्जा चढउतार आणि इतर ग्रिड-संबंधित कार्यांमध्ये मदत करू शकतात. ESS चा उपयोग उपयुक्तता, व्यावसायिक, औद्योगिक आणि निवासी अनुप्रयोगांसाठी केला जातो.

ESS साठी वर्तमान मानके

UL 9540, एनर्जी स्टोरेज सिस्टम्स आणि इक्विपमेंटसाठी मानक, ESS साठी अमेरिकन आणि कॅनेडियन राष्ट्रीय मानक आहे.

• 2016 मध्ये प्रथम प्रकाशित, UL 9540 मध्ये ESS साठी बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (BESS) सह अनेक तंत्रज्ञान समाविष्ट आहेत. UL 9540 मध्ये इतर स्टोरेज तंत्रज्ञान देखील समाविष्ट आहे: यांत्रिक ESS, उदा., जनरेटरसह जोडलेले फ्लायव्हील स्टोरेज, रासायनिक ESS, उदा., हायड्रोजन स्टोरेज इंधन सेल प्रणालीसह जोडलेले, आणि थर्मल ESS, उदा., जनरेटरसह जोडलेले सुप्त उष्णता संचयन.
• UL 9540, त्याची दुसरी आवृत्ती ऊर्जा साठवण प्रणालीची व्याख्या "ऊर्जा प्राप्त करणारी उपकरणे आणि नंतर गरज असेल तेव्हा विद्युत उर्जेचा पुरवठा करण्यासाठी नंतरच्या वापरासाठी ती ऊर्जा संचयित करण्याचे साधन प्रदान करते" अशी करते. UL 9540 च्या दुसऱ्या आवृत्तीसाठी पुढील आवश्यक आहे की BESS ला UL 9540A, बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम्समधील थर्मल रनअवे फायर प्रॉपगेशनचे मूल्यांकन करण्यासाठी मानक चाचणी पद्धत, कोडमधील अपवाद पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक असल्यास.
• UL 9540 सध्या तिसऱ्या आवृत्तीत आहे.

ESS ची तुलना UPS शी

कार्ये आणि परिमाण

ESS बांधणीत UPS सारखेच असते परंतु त्याच्या वापरात वेगळे असते. UPS प्रमाणे, ESS मध्ये बॅटरी, पॉवर रूपांतरण उपकरणे, उदा., इन्व्हर्टर आणि इतर विविध इलेक्ट्रॉनिक्स आणि नियंत्रणे यांसारखी ऊर्जा साठवण यंत्रणा समाविष्ट असते. UPS च्या विपरीत, तथापि, ESS ग्रिडच्या समांतरपणे कार्य करू शकते, ज्याचा परिणाम UPS च्या अनुभवापेक्षा जास्त प्रमाणात सायकलिंगमध्ये होतो. ESS ग्रिडसह किंवा स्टँडअलोन मोडमध्ये किंवा दोन्हीमध्ये, पॉवर रूपांतरण प्रणालीच्या प्रकारावर अवलंबून परस्पर सहकार्य करू शकते. ESS UPS कार्यक्षमता म्हणून देखील कार्य करू शकते. UPS प्रमाणे, ESS 20 kWh पेक्षा कमी ऊर्जा असलेल्या छोट्या निवासी प्रणालीपासून कंटेनरमध्ये एकाधिक बॅटरी रॅकसह मल्टी-मेगावॅट ऊर्जा कंटेनर प्रणाली वापरून उपयुक्तता अनुप्रयोगांपर्यंत विविध आकारात येऊ शकते.

रासायनिक रचना आणि सुरक्षितता

UPS मध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सामान्य बॅटरी रसायनांमध्ये नेहमी लीड-ऍसिड किंवा निकेल-कॅडमियम बॅटरी असतात. UPS च्या विपरीत, BESS सुरुवातीपासूनच लिथियम-आयन बॅटरियांसारख्या तंत्रज्ञानाचा वापर करते कारण लिथियम-आयन बॅटऱ्यांमध्ये चांगली सायकल कार्यप्रदर्शन आणि उच्च ऊर्जा घनता असते, जी लहान भौतिक पाऊलखुणामध्ये अधिक ऊर्जा प्रदान करू शकते. पारंपारिक बॅटरी तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत लिथियम-आयन बॅटऱ्यांमध्ये देखभालीची आवश्यकता खूपच कमी असते. परंतु सध्या, यूपीएस ऍप्लिकेशन्समध्ये लिथियम-आयन बॅटऱ्यांचा वापर मोठ्या प्रमाणात होत आहे.

तथापि, 2019 मध्ये ऍरिझोनामध्ये युटिलिटी ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ESS चा समावेश असलेल्या गंभीर अपघातामुळे अनेक प्रथम प्रतिसादकर्त्यांना गंभीर दुखापत झाली आणि नियामक आणि विमा एजन्सीसह विविध भागधारकांचे लक्ष वेधले गेले. हे वाढणारे क्षेत्र टाळता येण्याजोग्या सुरक्षिततेच्या घटनांमुळे बाधित होणार नाही याची खात्री करण्यासाठी, ESS साठी योग्य वैशिष्ट्ये आणि मानके विकसित करणे आवश्यक आहे. ESS साठी योग्य सुरक्षा वैशिष्ट्ये आणि मानकांच्या विकासाला प्रोत्साहन देण्यासाठी, यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी (DOE) ने 2015 मध्ये ESS सुरक्षा आणि विश्वासार्हतेवर पहिला वार्षिक मंच सुरू केला.

पहिल्या DOE ESS फोरमने ESS वैशिष्ट्ये आणि मानकांवर मोठ्या प्रमाणात काम केले. सर्वात उल्लेखनीय म्हणजे NEC क्रमांक 706 चा विकास आणि NFPA 855 चा विकास, स्थिर ऊर्जा संचयन प्रणाली स्थापनेसाठी एक मानक, जो ICC IFC आणि NFPA 1 मधील स्थिर बॅटरी सिस्टमच्या मानकांवर थेट परिणाम करतो. आज, NEC आणि NFPA 855 मध्ये 2023 आवृत्त्यांसाठी देखील अद्यतनित केले आहे.

ESS आणि UPS मानकांची सद्यस्थिती

सर्व नियम आणि मानक विकास क्रियाकलापांचे लक्ष्य या प्रणालींच्या सुरक्षिततेकडे पुरेसे लक्ष देणे आहे. दुर्दैवाने, सध्याच्या मानकांमुळे उद्योगात काही गोंधळ निर्माण झाला आहे.

1.NFPA 855. BESS आणि UPS च्या स्थापनेवर परिणाम करणारे प्रमुख दस्तऐवज NFPA 855 ची 2020 आवृत्ती आहे, स्थिर ऊर्जा संचयन प्रणालीच्या स्थापनेसाठी मानक. NFPA 855 ऊर्जा संचयनाची व्याख्या "स्थानिक विद्युत भार, युटिलिटी ग्रिड्स किंवा ग्रिड सपोर्टसाठी भविष्यातील पुरवठ्यासाठी ऊर्जा संचयित करण्यास सक्षम असलेल्या एक किंवा अधिक उपकरणांची असेंब्ली" म्हणून करते. या व्याख्येमध्ये UPS आणि ESS साठी अनुप्रयोग समाविष्ट आहेत. याव्यतिरिक्त, NFPA 855 आणि फायर कोडसाठी ESS चे मूल्यमापन करणे आणि UL 9540 ला प्रमाणित करणे आवश्यक आहे. तथापि, UL 1778 हे नेहमीच UPS साठी पारंपारिक उत्पादन सुरक्षा मानक राहिले आहे. लागू सुरक्षा आवश्यकतांचे पालन करण्यासाठी सिस्टमचे स्वतंत्रपणे मूल्यांकन केले गेले आहे आणि सुरक्षित स्थापनेला समर्थन देते. त्यामुळे, UL 9540 च्या आवश्यकतेमुळे उद्योगात काही गोंधळ निर्माण झाला आहे.

2. UL 9540A. UL 9540A ला बॅटरी स्तरापासून सुरुवात करणे आणि इंस्टॉलेशन पातळी पास होईपर्यंत टप्प्याटप्प्याने चाचणी करणे आवश्यक आहे. या आवश्यकतांचा परिणाम म्हणजे UPS सिस्टीम मार्केटिंग मानकांच्या अधीन असतात ज्यांची पूर्वी आवश्यकता नव्हती.

3.UL 1973. UL 1973 हे ESS आणि UPS साठी बॅटरी सिस्टम सुरक्षा मानक आहे. तथापि, UL 1973-2018 आवृत्तीमध्ये लीड-ऍसिड बॅटरियांसाठी चाचणी तरतुदींचा समावेश नाही, जे लीड-ऍसिड बॅटऱ्यांसारख्या पारंपारिक बॅटरी तंत्रज्ञानाचा वापर करणाऱ्या UPS प्रणालींसाठी देखील एक आव्हान आहे.

सारांश

सध्या, NEC (नॅशनल इलेक्ट्रिकल कोड) आणि NFPA 855 दोन्ही या व्याख्या स्पष्ट करत आहेत.

• उदाहरणार्थ, NFPA 855 ची 2023 आवृत्ती स्पष्ट करते की विशिष्ट लीड-ऍसिड आणि निकेल-कॅडमियम बॅटरी (600 V किंवा कमी) UL 1973 मध्ये सूचीबद्ध आहेत.
• याव्यतिरिक्त, UL 1778 नुसार प्रमाणित आणि चिन्हांकित लीड-ऍसिड बॅटरी सिस्टीम बॅकअप पॉवर सप्लाय म्हणून वापरताना UL 9540 नुसार प्रमाणित करणे आवश्यक नाही.

UL 1973 मध्ये लीड-ऍसिड आणि निकेल-कॅडमियम बॅटरीसाठी चाचणी मानकांच्या कमतरतेची समस्या सोडवण्यासाठी, परिशिष्ट H (व्हॉल्व्ह-रेग्युलेटेड किंवा व्हेंटेड लीड-ऍसिड किंवा निकेल-कॅडमियम बॅटरीचे मूल्यमापन पर्याय) विशेषतः जोडण्यात आले. UL 1973 ची तिसरी आवृत्ती फेब्रुवारी 2022 मध्ये प्रसिद्ध झाली.

हे बदल UPS आणि ESS च्या सुरक्षित स्थापना आवश्यकतांमध्ये फरक करण्यासाठी सकारात्मक विकासाचे प्रतिनिधित्व करतात. पुढील कामामध्ये लीड-ऍसिड आणि निकेल-कॅडमियम व्यतिरिक्त इतर तंत्रज्ञानासाठी स्थापना आवश्यकता चांगल्या प्रकारे संबोधित करण्यासाठी NEC कलम 480 अद्यतनित करणे समाविष्ट आहे. याव्यतिरिक्त, अग्निसुरक्षा नियमांवर अधिक स्पष्टता प्रदान करण्यासाठी NFPA 855 मानक अधिक अद्ययावत करणे आवश्यक आहे, विशेषत: स्थिर अनुप्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या विविध तंत्रज्ञानाशी संबंधित, मग ते UPS किंवा ESS असोत.

लेखकाला आशा आहे की पारंपारिक UPS किंवा ESS चा वापर केला जात असला तरीही सतत बदलांमुळे उद्योगाच्या सुरक्षिततेत सुधारणा होईल. ऊर्जा साठवणुकीचे उपाय लक्षणीय आणि जलद मार्गांनी वाढतात हे आपण पाहतो, सुरक्षा नवकल्पना अनलॉक करण्यासाठी आणि समाजाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी उत्पादनांच्या आंतरिक सुरक्षिततेकडे लक्ष देणे महत्त्वाचे आहे.