Будемо чесними-це не найцікавіша тема в накопиченні енергії. Ніхто не прокидається з думкою: «Я не можу дочекатися, щоб сьогодні покопатися в сертифікаціях безпеки акумуляторів». Але після того, як ми допомогли клієнтам орієнтуватися в десятках інсталяцій BESS у Північній Америці, ми спостерігали, як мільйонні проекти стоять місяцями через паперову роботу, яку слід було розібрати з першого дня.
Отже, ось що ми дізналися про UL 1973, UL 9540 і UL 9540A-що вони насправді перевіряють і як уберегти їх від того, щоб стати вузьким місцем у графіку вашого проекту.
Швидка версія: три стандарти, один ланцюг безпеки
Перш ніж ми займемося бур’янами, ось шпаргалка. Ці три стандарти не є альтернативою-вони накладаються один на одного, як шари в піраміді безпеки.
UL 1973 - "Чи безпечна сама батарея?"
Випробовує ізольовані акумуляторні модулі й блоки{0}}на електричні пошкодження, механічний вплив, вплив вогню та функціональну безпеку BMS. Ви отримуєте список UL для підсистеми акумулятора. Це основа, на якій будується все інше.
UL 9540 - "Чи безпечна вся система?"
Оцінює повністю інтегровані батареї BESS-, інвертор, BMS, корпус, терморегулятор, роботи. Ви отримуєте список UL і сертифікат відповідності. Це те, на що насправді посилаються будівельні норми та AHJ.
UL 9540A - "Якщо клітина загоряється, чи поширюється вона?"
Метод випробування (не сертифікація), який вимірює поширення тепла від комірки → модуля → блока → установки. Створює звіт про ефективність-даних, необхідних вашій AHJ і пожежній частині перед підписанням дозволу.
UL 1973 додається до UL 9540. Тестування UL 9540A додається до UL 9540. Ви не можете скоротити ланцюжок, та й не хочете.
Короткий огляд стандартів
| UL 1973 | UL 9540 | UL 9540A | |
| Область застосування | Акумуляторні елементи, модулі, блоки | Повний BESS (батареї + PCS + BMS + корпус) | Поведінка розповсюдження теплового вогню |
| Що ви отримуєте | Список UL для підсистеми акумулятора | Список UL + сертифікат відповідності | Звіт про випробування з даними про ефективність (без окремого сертифіката) |
| Ключові тести | Електричне зловживання, механічне, пожежне, BMS FMEA | Електричний, конструкційний, тепловий, протипожежний захист | 4-рівнева послідовність: Осередок → Модуль → Блок → Інсталяція |
| Посилається на | UL 9540 (передумова) | NFPA 855, IFC, AHJs | NFPA 855 (тільки цитований широкомасштабний-метод випробування вогнем) |
| Обов’язковий Коли | Завжди (основа для переліку-системного рівня) | Будь-який Li{0}}ion BESS > 20 кВт/год у Північній Америці | BESS > 50 кВт/год або відстань між блоками < 3 футів |
UL 1973: Чи добре працює ваш акумулятор під навантаженням?
UL 1973 (Батареї для використання в стаціонарних системах, допоміжних джерелах живлення транспортних засобів і легких електрорейках) існує з 2013 року та пройшов через серйозні оновлення2018 і знову в 2022. Кожна редакція посилювала вимоги до літій-іонної хімії та розширювала охоплення, включаючи нікель-металгідридні та системи VRLA.
Цей стандарт стосується окремого акумулятора-чи може він витримувати зловживання, не загоряючись і не вибухаючи?
Як насправді виглядає тестування
Ми розбиваємо це на п’ять груп, і, чесно кажучи, випробування вогнем – це ті, які привертають увагу:
Зловживання електрикою.Лабораторія перезаряджає батарею, надмірно розряджає її, замикає, подає незбалансований струм і змушує її заряджати з високою-швидкістю. Критерії проходження? Жоден із них не повинен спричиняти пожежу, вибух, небезпечний газ, ураження електричним струмом або спричиняти вихід із ладу захисних схем. Звучить очевидно, але ми бачили акумуляторні блоки від незнайомих постачальників, які не витримали випробування на перезаряд без вентиляції.
Отримати стукають навколо.Випробування на вібрацію, удари, удари, падіння,-загалом імітують те, що відбувається під час доставки з Шеньчженя на робочий майданчик у Техасі. Це речовина, яка розгладжує погані паяні з’єднання та виявляє крайові з’єднання осередку-до-шини. Якщо ви коли-небудь отримували піддон з батарейками з пом’ятими кутами, ви розумієте, чому це важливо.
Жорстке середовище.Термічний цикл між екстремальними температурами, камерами вологості, впливом соляного туману, проникненням пилу. Якщо ваш BESS їздить на даху у Фініксі чи на узбережжі Флориди, ці тести покажуть вам, чи витримає він. Для нашогозовнішні системи шаф, ці випробування на навколишнє середовище є особливо суворими, оскільки пристрої знаходяться під впливом погодних-років.
Пожежа-про яку всі запитують.Тут є два тести. Під час тестування на зовнішній вогонь повністю заряджена батарея тримається над вогнем гептанового басейну протягом 20 хвилин, а потім б’ється по ньому пожежним шлангом-, імітуючи фактичну реакцію пожежної служби. Внутрішнє випробування на вогонь навмисно запускає температурний відбій в одній центральній комірці, щоб побачити, чи несправність каскадує. Система повинна демонструвати відсутність небезпеки вибуху в обох сценаріях. Ви можете прочитати повну методику тестування вцей огляд протипожежних випробувань UL 1973.
Функціональна безпека BMS.Система керування батареєю отримує власне глибоке занурення. UL 1973 вимагає систематичного аналізу несправностей-зазвичай FMEA-для обох апаратних засобів BMS (оцінюється заUL 991) та програмне забезпечення (оцінюється заUL 1998). Ключова концепція тут такаодноразова-відмовостійкість: навіть якщо один механізм захисту виходить з ладу, система повинна залишатися в безпеці. Жодна окрема точка відмови не повинна призвести до пожежі чи вибуху.
Підсумок для покупців
UL 1973 є необхідною умовою для всього іншого. Немає UL 1973 на акумуляторі → немає UL 9540 на системі → немає відповідності NFPA 855 → немає схвалення AHJ → немає встановлення. Це також тісно пов’язане зIEC 62619, міжнародний еквівалент, тому зусилля з тестування переносяться, якщо ви розгортаєте ринок як на північноамериканському, так і на глобальному ринках.
UL 9540: Чи тримається вся система разом?
Ось де це стає справжнім. UL 1973 перевіряє батарею в лабораторії. UL 9540 перевіряєвся інтегрована система-батареї, інвертор, BMS, термоконтроль, корпус, проводка, елементи керування, усе. Це стандарт, на який посилаються будівельні та протипожежні норми, і той, який найбільше турбує ваш AHJ.
Theповна назваєСтандарт для систем зберігання енергії та обладнання, і він є обов’язковим відповідно до Міжнародного пожежного кодексу з видання 2018 року.
Що оцінюється
Оцінка охоплює чотири сфери, і ми хочемо поговорити про те, що насправді спотикає людей на практиці:
Електробезпеказазвичай просто, якщо ваші сертифікати-рівня компонентів уже наявні. Обмеження струму пошкодження, діелектрична стійкість,-виявлення замикання на землю, логіка відключення BMS за ненормальних умов. Інвертор потрібен свійUL 1741переліку, а батареї потребують UL 1973. Минулого року у нас був клієнт, який придбав батареї від одного постачальника та інвертори від іншого-обидва окремо сертифіковані-лише для виявлення того, що конкретна комбінація не була перевірена як інтегрована система. Це коштувало їм чотирьох місяців.
Механічна та конструктивна безпекаде друге видання UL 9540 (набуло чинності в липні 2022 р.) представило вимогу, яка застала деяких виробників зненацька:Корпус ESS повинен бути металевим. Якщо ви будуєте контейнерний BESS, 20-футовий або 40-футовий контейнер сам по собі відповідає вимогам. Але деякі менші системи в стилі шаф, які використовували композитні корпуси, довелося перепроектувати. Завжди перевіряйте, яке видання UL 9540 охоплює список вашого постачальника.
Теплове управлінняпроходить перевірку в повному робочому діапазоні-циклів заряджання/розряджання за максимальних швидкостей, екстремальних температур навколишнього середовища та сценаріїв несправностей. Незалежно від того, чи використовується у вашій системі примусове-повітряне чи рідинне охолодження, оцінювання підтверджує, що нічого не перегрівається під постійним або піковим навантаженням. Це особливо важливо для високої-щільностіконтейнерний BESSде ви збираєте МВт-год-масштабну потужність у вузьку площу.
Протипожежний захист та зменшення небезпекице область, де перетинаються UL 9540 і UL 9540A. Системи, які перевищують порогові значення NFPA 855 щодо пропускної здатності або відстаней, повинні містити результати випробувань на вогнестійкість UL 9540A, щоб отримати право на включення до списку UL 9540. Більше про цей поріг за мить.
⚠ CE ≠UL
Принаймні раз на місяць ми чуємо таке: «Наша система має маркування CE, тож це добре і для США, чи не так?» - Ні. І це навіть близько. Маркування CE — це власна-декларація виробника щодо доступу до ринку ЄС. UL 9540 – це незалежне тестування-третіх сторін, необхідне для встановлення в Північній Америці. Знак CE не задовольнить жодну AHJ, пожежну службу чи страхову компанію в Сполучених Штатах чи Канаді.
Дженсен Хьюз опублікував детальне порівнянняце чітко сказано: маркування CE вимагаєтьсяпродаватиBESS в Європі, тоді як UL 9540 вимагаєтьсявстановити та експлуатуватиBESS у Північній Америці. Якщо ви розгортаєте обидва ринки, плануйте й укладайте бюджет для обох із першого дня.
UL 9540A: Що відбувається, коли щось йде не так?
Це стандарт, який люди найчастіше неправильно розуміють, тому давайте спочатку роз’яснимо найбільшу помилку:UL 9540A – це метод випробування, а не сертифікація.Немає такого поняття, як «сертифікація UL 9540A». Коли ви бачите цю фразу в таблиці даних, виробник має мати на увазі «нашу систему перевірено за методом випробувань UL 9540A, і результати відповідають застосовним критеріям ефективності».
Ця різниця має значення, оскільки UL 9540A не має двійкового відповідника «пройшов/не пройшов». Це породжуєдані про продуктивність-зокрема, дані про те, що відбувається, коли одна комірка переходить у тепловий режим, і чи ця несправність поширюється на сусідні комірки, модулі чи всю систему. Ці дані перевіряють пожежні відділи та AHJ, щоб вирішити, чи є ваша установка достатньо безпечною для схвалення.
TheСторінка UL Solutions UL 9540Aописує його як єдиний консенсусний стандарт, прямо цитований уNFPA 855для широкомасштабних-випробувань вогнем.
Чотири{0}}тестова послідовність
UL 9540A використовує прогресивний підхід. Тестування починається з малого та розширюється-і на кожному рівні результати визначають, чи потрібне подальше тестування.
Рівень 1 - клітинка
Окрема клітина нагрівається, доки не ввійде в тепловий канал. Лабораторія вимірює загальне виділення енергії, склад газу та об’єм газу. Це характеризує найгірший-випадок відмови однієї клітини-базовий рівень «наскільки поганою може бути одна клітина?»
Модуль рівня 2 -
Запуск теплового розбігу всередині повністю зібраного модуля. Чи поширюється він на сусідні клітини? Наскільки ефективними є відстань, перегородки та теплові бар’єри? Цей рівень відокремлює-добре розроблені модулі від модулів, які каскадують на практиці.
Одиниця рівня 3 -
Повний блок BESS-корпус, стелажі, термоконтроль, усе це. Чи поширюється вогонь, вибух або горючий газ, що перевищує 25% нижньої межі займистості, за межі установки?
Рівень 4 - встановлення
Повна система у фактичній конфігурації встановлення-відстань між блоками, стінами, вентиляцією. Це генерує дані, які ваш AHJ та інженер із записів перевіряють перед затвердженням дозволу.
Ключовий принцип: якщо результати рівня відповідають критеріям продуктивності, вам може не знадобитися переходити на наступний рівень. Але якщо горючий газ виявлено вище порогових концентрацій, необхідно провести подальше тестування ланцюга.Mayfield Renewables опублікувала якісне технічне керівництвояк ці рівні взаємодіють із вимогами коду NFPA 855.
Цифри, які мають значення
перNFPA 855і поточні вимоги UL 9540: будь-яка літій-іонна система BESS потужністю понад 20 кВт/год має мати список UL 9540. Системи понад 50 кВт/год або з відстанню одиниць менше 3 футів також повинні містити дані випробувань UL 9540A з результатами, які відповідають застосовним критеріям ефективності.
Для комунальних-масштабних розгортань-багато-МВт-годконтейнерний BESSна підстанціях чи промислових майданчиках-це необов’язково. Це рівень даних, який перетворює інженерну безпеку в підписаний дозвіл.
Як вони поєднуються (і чому ви не можете пропустити шар)
UL 1973 (акумулятор) ──► UL 9540 (система) ──► NFPA 855 (код встановлення) ──► схвалення AHJ ──► встановлення
UL 9540A (Дані тестування на вогнестійкість) ──► подається в UL 9540
Кожен стандарт ставить різні питання. UL 1973:Чи безпечний акумулятор сам по собі?UL 9540:Чи все безпечно працювати разом?UL 9540A:Якщо станеться найгірше, які будуть наслідки пожежі?
Коли ви просите постачальника «покажіть мені свій сертифікат відповідності UL 9540 і звіт про випробування UL 9540A», і він може надати обидва для вашої конкретної конфігурації системи-, у вас є чіткий шлях до схвалення AHJ. Ось і вся гра.
Де в світі це має значення?
Глобальна відповідність UL
| Обов'язковий | Настійно Рекомендовано | Конкурентна перевага | |
| Регіони | США, Канада | Мексика, Латинська Америка, Близький Схід (Саудівська Аравія, ОАЕ, Катар) | Європа, Австралія, Південно-Східна Азія, Африка |
| Рушійна сила | NFPA 855, IFC - вимагається законом для Li-ion BESS > 20 кВт/год | Тендери на комунальні послуги та специфікації EPC, особливо за фінансування США | Багатонаціональні EPC та фінансисти віддають перевагу UL як критерію якості |
| Місцеві стандарти | UL/CSA (взаємно визнані) | Прийняття стандартів США в специфікаціях закупівель | CE/IEC (ЄС), AS/NZS (Австралія) - UL визнано поруч |
| Ключова деталь | Деякі штати додають додаткові: CA вимагає UL 9540B для житлових ESS | Специфікації державних закупівель все частіше посилаються на UL 9540 | UL=скорочення для «цей продукт був належним чином протестований» |
Скільки насправді коштує пропустити UL
Ми бачили все це. Не в гіпотетичних-реальних проектах із реальними грошима.
Дозволити підвішеному стані.Інтегратор із Техасу придбав контейнерний BESS, який не є -UL-, щоб заощадити приблизно 40 000 доларів США на закупівлі. Місцева AHJ відхилила дозвіл. Польова оцінка--оцінка безпеки на місці NRTL-була технічно можлива, але вона коштувала більше, ніж початкова економія, зайняла 14 тижнів і охопила лише одну конкретну установку. У наступному проекті довелося починати процес з нуля.
Страхові тупики.Страховики комерційного майна регулярно вимагають список UL 9540 і дані випробувань UL 9540A як передумови для покриття об’єктів з BESS. Без них ви або не підлягаєте страхуванню, або вам загрожують премії, які руйнують фінансову модель проекту. Ми спостерігали, як проект C&I потужністю 500 кВт/год у Каліфорнії був відкладений на шість місяців, тому що страховий андеррайтер не брав зобов’язань щодо покриття, доки постачальник не надав звіт 9540A.
Заохочувальна дискваліфікація.Федеральна податкова пільга на інвестиції (ITC), Каліфорнійська програма стимулювання само-генерації (SGIP) і КоннектикутськаПрограма Energy Storage Solutionsдля всіх потрібне обладнання зі списку UL-. У формі заявки на нову технологію в Коннектикуті прямо запитується номер списку UL 9540. Ні лістингу, ні стимулу, ні економічного обґрунтування.
Виявлення відповідальності.Це просто: якщо з не-сертифікованою системою щось піде не так, юридична відповідальність лягає на того, хто вирішив її встановити. Більшість власників і забудовників не хочуть йти на такий ризик-і не повинні.
Шість запитань, які слід поставити перед підписанням замовлення на замовлення
Ми зібрали їх із фактичних розмов про закупівлі. Не теоретичні-це питання, які врятували наших клієнтів від дорогих помилок:
1. "Сертифікат відповідності UL 9540 для точної конфігурації?"
Не-підлягає обговоренню. Список UL 9540 стосується-спеціальної конфігурації-сертифікат на 1 МВт-год не поширюється на варіант 2 МВт-год. Вкажіть точну ємність, модель інвертора та конфігурацію акумулятора. Перевірте на UL Product iQ.
2. «Де звіт про випробування UL 9540A?»
Надійний постачальник поділиться ним-або принаймні резюме. Цей документ знадобиться вашому інженеру з обліку та місцевій AHJ. Якщо постачальник хитрує щодо того, щоб поділитися ним, це червоний прапорець.
3. "Чи підтримує акумулятор UL 1973 окремо?"
Повинен бути окремий список, а не просто згорнутий у заяву-на рівні системи. Попросіть номер списку UL Product iQ і перевірте його самостійно.
4. "Який NRTL виконував тестування?"
UL Solutions є найбільш визнаним, але Intertek (ETL), TÜV SÜD і CSA також є -визнаними NRTL OSHA. Підтвердити акредитацію.
5. «Чи є інвертор UL 1741 у списку?»
UL 9540 вимагає цього. Це сертифікація-рівня компонентів, яку люди іноді не помічають-особливо, коли батареї та інвертори надходять від різних постачальників.
6. "Як ви підтримуєте список протягом тривалого часу?"
UL вимагає постійних інспекцій заводу та-тестування виробничої лінії. Зрілий постачальник матиме чітку, нудну відповідь щодо свого графіка аудиту. Якщо ні, це викликає занепокоєння.
Як ми справляємося з цим у Polinovel
Ми збережемо цей розділ простим, оскільки ви прийшли до цієї статті не для рекламної презентації.
Ми виробляємо BESS у чотирьох форм-факторах:контейнерні системидля комунальних і великих C&I проектів,вуличні шафидля розподілених комерційних розгортань,мобільний BESSдля тимчасового живлення та аварійних застосувань, а такожвисоковольтні акумуляторні-системидля промислової інтеграції. Усі використовують хімію LiFePO4.
Для проектів у Північній Америці ми надаємо повний пакет документів-звіти про випробування UL, сертифікати та записи про відповідність-, які знадобляться вашій AHJ, EPC і страховій компанії. Ми пройшли через цей процес достатньо разів, щоб знати, що отримання документів у відповідні руки на ранній стадії (в ідеалі на етапі перевірки проекту, а не після будівництва) заощадить кожному тижні туди-і-назад.
Ми також підтримуємо налаштування OEM/ODM. Тут є важлива деталь: користувацькі конфігурації мають бути охоплені списком. Ми працюємо з нашим NRTL, щоб гарантувати, що налаштовані системи підтримують дійсне покриття, щоб ви не виявили прогалину в найгірший момент.
Плануєте проект для ринку США чи Канади?
Зверніться до нас- ми надішлемо відповідну документацію UL ще до того, як ви попросите ціну. Тому що це порядок, у якому все має відбуватися.
FAQ
Q: Чи є UL 9540A окремою сертифікацією від UL 9540?
В: Ні. UL 9540A – це метод тестування-він створює звіт із даними про продуктивність, а не сертифікат. Немає окремої «сертифікації UL 9540A», незважаючи на те, що ви побачите в деяких таблицях даних.Mayfield Renewables добре пояснює цю різницю: сертифікація відповідно до UL 9540 вимагає тестування UL 9540A, якщо це вказано кодами, яким дотримується ваш AHJ, але окремої сертифікації 9540A немає.
Q: Скільки часу триває сертифікація UL 9540?
A: Зазвичай від 3 до 12 місяців. Найбільші змінні: чи вже є ваші сертифікати-рівня компонентів (UL 1973, UL 1741), наскільки повний ваш пакет документації та наскільки резервна копія лабораторії тестування. Ми бачили, як виробники з попереднім досвідом проходять це менш ніж за чотири місяці. Перші-учасники з неповними заявками? Ближче до року.
Q: Моя система має маркування CE. Чи можу я встановити його в США?
В: Ні. CE — це само-декларація доступу до ринку ЄС. UL 9540 перевірено-третіми сторонами та вимагається для встановлення в Північній Америці. Це різні сертифікати для різних ринків-Тут Дженсен Г’юз розбиває порівняння. Якщо ви розгортаєте глобально, виділіть бюджет для обох.
З: Це стосується лише літій{0}}іонних акумуляторів?
Відповідь: UL 9540 є -незалежним від хімії-він охоплює електрохімічні, механічні, термічні та навіть водневі-сховища. Тим не менш, процедури випробувань UL 9540A здебільшого побудовані на поведінці літій-іонів від тепла (зокрема LFP і NMC). Якщо ви працюєте з не-літієвою хімією, рамки все ще застосовуються, але деякі конкретні тести можуть відрізнятися.
З: Що робити, якщо мій BESS перевищує 50 кВт/год?
A: Тоді вам потрібні дані випробувань UL 9540A на додаток до списку UL 9540. Те саме стосується установок із відстанню менше 3 футів між блоками. Без цих даних AHJ може або вимагати більшого інтервалу (коштуючи вам землі), зобов’язати додаткове гасіння пожежі (коштувати вам грошей), або просто відмовити.
Питання: чи можу я пропустити UL 9540 і замість цього виконати польову оцінку?
В: Технічно, так-NRTL може проводити-оцінку на місці для конкретної установки. Але польові оцінки є-спеціальними для проекту (вони не передаються на наступний сайт), зазвичай дорожчі за одиницю та непрактичні для комерційних продуктів BESS, які розгортаються в масштабі. У нас були клієнти, які пробували цей шлях і поверталися запитуючи про правильно перелічені системи після того, як друга оцінка коштувала більше, ніж перша.
З: Чи гарантує UL схвалення мого проекту?
A: Це приведе вас до більшої частини шляху. Останнє рішення все ще залишається за місцевою AHJ, а деякі юрисдикції додають додаткові вимоги. КаліфорніяUL 9540Bдля житлових систем є найбільш помітним прикладом. Завжди перевіряйте вимоги до місцевого коду-перед тим, як використовувати певну систему.
Цей посібник підтримує технічна команда Polinovel. З-питань, пов’язаних із проектом, ми рекомендуємо співпрацювати з інженером із записів, відповідним AHJ та кваліфікованим NRTL. Якщо ви хочете перевірити нашу документацію для конкретної системи,зв'яжіться з нами тут.