Ano ang mga sertipikasyon sa kaligtasan na kailangan ng mataas na performans na bateryang lithium para sa imbakan ng enerhiya?

UL 1973: Pangunahing Sertipikasyon sa Kaligtasan para sa mga Modyul at Pakete ng Bateriyang Lithium

Saklaw, Kaugnayan, at mga Pangunahing Kinakailangan para sa Estasyonaryong Sistema ng Pag-iimbak ng Enerhiya

Ang UL 1973 ay ang pangunahing gabay sa kaligtasan sa Hilagang Amerika para sa mga modyul at pack ng baterya na may lithium na idinisenyo para sa mga aplikasyong nakapirmi tulad ng mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya (ESS) at mga suplay ng kuryente na walang kintab (uninterruptible power supplies). Sa pangkalahatan, sinusuri nito kung ang mga disenyo ay kayang tumagal sa karaniwang mga problema tulad ng mga kahinaan sa kuryente, mga sitwasyon ng sobrang init, at potensyal na sunog. May ilang mahahalagang kinakailangan ang pamantayan na dapat bigyang-pansin. Una, kailangan ang matibay na elektrikal na paghihiwalay upang hindi mangyari ang mapanganib na arcing kapag may mali. Dapat ding tumutol sa pagsusunog ang mga materyales at may tamang mga tampok para sa paglalagay ng kontrol. Ang mga bahagi na mekanikal ay dapat din tumagal sa karaniwang pagvivibrate at mga pag-uga mula sa pang-araw-araw na operasyon. Kailangan din na gumana nang maayos ang pamamahala ng init kahit sa mga ekstremong pagbabago ng temperatura sa labas ng normal na saklaw. Ang pagkakaroon ng sertipikasyon sa ilalim ng UL 1973 ay nangangahulugan na ang mga bateryang ito ay lalagomang gagamitin nang ligtas sa mga komersyal na gusali at pabrika sa buong bansa. Bukod dito, ang pagpasa sa pagsusulit na ito ay naging kinakailangan bago pa man makapagpatuloy ang mga tagagawa sa mas mataas na antas ng sertipikasyon tulad ng UL 9540 para sa mga buong sistema.

Mga Mahahalagang Pagsusuri sa Pang-aabuso: Pag-o-overcharge, Short Circuit, Thermal Cycling, at Mechanical Shock

Upang makamit ang sertipikasyon na UL 1973, pinasok ang mga sistema ng lithium battery sa mahigpit na simulasyon ng pang-aabuso na idinisenyo upang kopyahin ang mga kondisyon ng pinsala sa pinakamasamang kaso. Kasali dito ang:

• Sobrahang pag-charge : Pag-charge nang lampas sa ligtas na mga limitasyon upang suriin ang epekto ng circuit ng proteksyon.
• Maikling circuit : Direktang koneksyon sa mga terminal upang pahalagahan ang pagpigil sa thermal runaway.
• Pagsisiklo ng Termal : Ulang-ulang pagkakalantad mula sa –20°C hanggang +60°C upang suriin ang pagbaba ng pagganap.
• Mekanikal na Pagkaugnay : Mga impact na kumakatawan sa stress sa transportasyon o pisikal na pinsala.

Ayon sa edisyon ng 2022 ng pamantayan, ang pagpasa ay nangangailangan ng walang apoy, pagsabog, o pagtagas ng electrolyte—na nagpapakita na ang sistema ay kayang tiisin ang ekstremong kondisyon nang hindi nabibigo nang katasastropiko.

UL 9540A: Pagpapatunay sa Pagkalat ng Thermal Runaway sa mga Sistema ng Lithium Battery

Protokol sa Pagsusuri sa Pagkalat ng Apoy Mula sa Cell Hanggang sa System at Interpretasyon ng Datos

Ang UL 9540A ay gumagana sa pamamagitan ng pagsusuri kung paano kumakalat ang init habang nangyayari ang mga kabiguan—mula sa isang solong selula ng baterya hanggang sa buong sistema na binubuo ng maraming module at yunit. Sa pangkalahatan, ang proseso ng pagsubok ay lumilikha ng mga kondisyon ng thermal runaway sa isang kontroladong paraan sa pamamagitan ng mga paraan tulad ng labis na pag-charge sa mga baterya, pagpapakilos ng short circuit, o paglalapat ng pisikal na stress sa kanila. Sa bawat yugto ng prosesong ito, sinusuri nila kung ang sistema ay kayang pigilan ang problema bago pa lalo itong lumala. Kung may anumang bagay na humihinto sa pagkalat sa anumang punto sa hierarkiya, hindi na kailangang ipagpatuloy ang pagsubok. Kapag nangyayari naman ang pagkalat ng init, sinusukat ng mga teknisyan ang mga bagay tulad ng pagtaas ng temperatura, uri ng mga gas na lumalabas, mga partikulo na maaaring umalis, at eksaktong tagal ng oras para makalipat ang kabiguan mula sa isang komponente patungo sa isa pa. Ang pinakabagong bersyon na inilabas noong 2024 ay nagdala ng ilang mahahalagang pagbabago, kabilang ang mas mahusay na mga pamantayan sa pagsubok sa iba’t ibang uri ng lithium battery sa mataas na temperatura, kasama na ang mas malinaw na mga alituntunin kung ano ang itinuturing na pumasa o nabigo. Halimbawa, isa na ngayon ang kinakailangan na dapat panatilihin ng mga baterya ang pagpigil sa mga problema sa loob ng hindi bababa sa 60 minuto sa pagitan ng mga selula upang tumugon sa mga pamantayan sa kaligtasan. Lahat ng mga pagsubok na ito ay nagbubunga ng detalyadong mga ulat na nagbibigay ng mga numerong datos tungkol sa bilis ng pagkalat ng apoy, dami ng mapaminsalang usok na maaaring mailabas, at kung may posibilidad bang mangyari ang pagsabog. Ang mga datong ito ay naging napakahalaga kapag sumusulat ang mga lokal na awtoridad ng mga code sa pagsugpo ng sunog o kapag sinusubukan ng mga kumpanya na i-modelo ang potensyal na mga panganib sa kanilang mga pasilidad.

Paano Binibigyang-Kaalamang ang UL 9540A ang Disenyo ng ESS na Ligtas sa Sunog at mga Estratehiya sa Pagbawas ng Panganib

Ang data mula sa pagsusuri ayon sa UL 9540A ay may malaking bahagi sa pagpapasya ng mga inhinyero tungkol sa mga hakbang na talagang nababawasan ang panganib ng sunog sa tunay na mundo. Kapag nagdidisenyo ng mga sistema, tinitingnan ng mga propesyonal ang mga numero ng paglipat ng init at ang bilis ng pagkalat ng apoy upang matukoy ang mas epektibong paraan ng pagbuo ng mga harang laban sa init, paghubog ng mga bentilador, at paghihiwalay ng iba’t ibang bahagi ng instalasyon—upang ang anumang insidente ng init ay manatiling nakakulong sa isang modyul lamang o sa pinakamarami ay dalawang modyul. Ang mga detector ng gas ay itinatakda upang i-activate ang mga sistema ng pagsupress nang maaga—mga ilang segundo bago umabot sa mapanganib na antas tulad ng higit sa 150°C. Ang pinakabagong pag-update noong 2024 ay lubos na pinaigting ang mga pamantayan sa kaligtasan para sa kagamitan na inilalagay sa bubong at sa garahe—kung saan limitado ang espasyo at mahirap tumakbo ng mga tao kung may mangyari na problema malapit sa mga gusali. Ayon sa mga istatistika ng industriya mula noong nakaraang taon, ang mga lugar na sumusunod sa mga gabay ng UL 9540A ay may humigit-kumulang 74 porsyento na mas kaunti ang insidente ng sunog kumpara sa mga hindi sumusunod. Sinusuri rin ng mga bombero ang mga ulat tungkol sa pagkalat ng apoy kapag nagpaplano sila ng kanilang tugon sa mga tiyak na sitwasyon. At ginagamit ng mga inspektor ang lahat ng impormasyong ito upang siguraduhin na ang mga instalasyon ay sumusunod sa mga kinakailangan ng NFPA 855 tungkol sa tamang distansya at daloy ng hangin—na nagtatapos sa pagbabago ng teoretikal na pagsusuri ng panganib sa mga aktwal na hakbang sa kaligtasan na epektibo sa lokasyon.

IEC 62619 at EN 62619: Mga Pandaigdigang Pamantayan sa Industriya para sa Kaligtasan ng Lithium Battery

Mga Kinakailangan sa Pagganap, Toleransya sa Pagmamali, at Pagkakasunod-sunod para sa mga Komersyal na Aplikasyon ng ESS

Ang pamantayan ng IEC 62619 kasama ang kaniyang European na katumbas na EN 62619 ay nagtatakda ng mga pangunahing patakaran sa kaligtasan para sa mga lithium na baterya na ginagamit sa mga sistema ng panandaliang pag-iimbak ng enerhiya (ESS). Ang mga internasyonal na tinatanggap na gabay na ito ay nangangailangan na ang mga baterya ay gumagana nang maaasahan kahit kapag napapailalim sila sa matinding stress habang gumagana. Kasali rito ang pagpapanatili ng kanilang kapasidad matapos ang paulit-ulit na pag-charge at discharge (cycling) at ang pagpapanatili ng thermal stability hanggang sa mga temperatura na humigit-kumulang sa 60 degree Celsius. Tiniyak din ng mga pamantayan kung paano dapat harapin ng mga baterya ang iba’t ibang anyo ng pang-aabuso sa pamamagitan ng mga standardisadong pagsusulit. Halimbawa, kailangan nilang tumagal sa mga kondisyon ng sobrang voltage na 1.5 beses ang kanilang pinakamataas na antas ng pag-charge, mabuhay sa mga panlabas na short circuit kung saan ang resistance ay bumababa sa ilalim ng 100 milliohms, tiisin ang mga mekanikal na pwersa sa pagpindot (crushing) na higit sa 100 kilonewtons, at epektibong kontrolin ang thermal runaway. Upang makamit ang pagkakasunod-sunod (compliance), kailangan ng mga tagagawa na isama ang ilang built-in na mga tampok sa kaligtasan tulad ng mga sistema ng backup voltage monitoring, mga pasibong barrier na hinaharang ang pagkalat ng apoy, at mga mekanismo ng mabilis na pag-shutdown na aktibo sa loob ng ilang milisegundo. Ang pagsunod sa mga kinakailangang ito ay talagang kinakailangan upang makakuha ng CE mark ayon sa EU's Batteries Regulation, na humihingi ng patunay sa pagkakasunod-sunod sa higit sa 25 iba’t ibang aspeto ng kaligtasan. Ayon sa isang kamakailang Industrial Energy Storage Audit noong 2023, ang mga kumpanya na sumusunod sa mga pamantayan ng IEC/EN 62619 ay nag-uulat ng humigit-kumulang 40% na mas kaunti ang mga kabiguan sa tunay na aplikasyon, kaya’t mas angkop sila para sa malawakang pag-deploy sa grid.

UL 9540: Sertipikasyon sa Antas ng Sistema na Nagpapakumbini ng Kaligtasan ng Lithium Battery at BMS

Paano Sinusubok ng UL 9540 ang Buong Kaligtasan ng Sistema ng Pag-iimbak ng Enerhiya—kabilang ang Lithium Battery, Pamamahala ng Init, at mga Kontrol

Ang pamantayan ng UL 9540 ay nag-aalok ng masusing pagsusuri sa kaligtasan sa antas ng sistema para sa mga buong setup ng imbakan ng enerhiya. Hindi lamang tumitingin ito sa mismong mga modyul ng baterya kundi kasama rin ang mga bagay tulad ng mga sistema ng pamamahala ng init, mga sistema ng pamamahala ng baterya o maikling tawag na BMS, mga kabanayan (enclosures), at kung paano gumagana ang lahat ng mga bahaging ito nang sama-sama sa pamamagitan ng lohika ng kontrol. Ang karaniwang mga pagsusuri ay nakatuon sa mga hiwalay na sangkap, ngunit ang UL 9540 ay sinusubukan talaga kung paano gumaganap ang lahat kapag harapin ang mga tunay na problema sa mundo na mangyayari nang sabay-sabay. Isipin ang mga suliraning elektrikal na mangyayari kasama ang mga ekstremong kondisyon ng panahon o ang mga mapanganib na reaksyon ng init na minsan nating nakikita. Ang pinakamahalaga ay patunayan na ang lahat ng mga tampok ng kaligtasan ay gumagana nang wasto bilang isang koponan. Kailangan nilang panatilihin ang katatagan sa panahon ng normal na pagcha-charge at pagde-discharge, i-contain ang anumang problema sa init sa loob ng tamang mga kabanayan, awtomatikong i-shut down kapag may seryosong mali, at tiyaking epektibo ang komunikasyon ng sistema ng pamamahala ng baterya sa kagamitan para sa pagpapalamig. Ang ganitong komprehensibong paraan ng pagsusuri ay tumutulong na matukoy ang mga kahinaan sa mga lugar kung saan nagkakasalimuot ang iba’t ibang bahagi. Ayon sa datos mula sa mga ulat sa kaligtasan sa sunog noong 2023, ang mga sistema na pumasa sa sertipikasyong ito ay nagpakita ng humigit-kumulang 47 porsyento na mas kaunti ng mga insidente ng init. Ang pagkuha ng sertipikasyon ay nagpapabilis din sa proseso ng pag-apruba at lumilikha ng mahahalagang mga layer ng proteksyon para sa parehong komersyal na saklaw at malalaking utility-scale na mga instalasyon ng lithium battery.

FAQ

Ano ang sertipikasyon ng UL 1973?

Ang sertipikasyon ng UL 1973 ay isang pamantayan sa kaligtasan para sa mga modyul at pack ng baterya na may lithium na ginagamit sa mga estasyonaryong sistema ng pag-iimbak ng enerhiya at mga supply ng kuryente na walang kintab (uninterruptible power supplies), na nagpapatitiyak na kayang tiisin ang mga kahalintulad na kawalan ng kuryente, init na stress, at potensyal na sunog.

Bakit mahalaga ang mga kritikal na pagsusuri sa pang-aabuso para sa mga sistema ng baterya na may lithium?

Ang mga kritikal na pagsusuri sa pang-aabuso tulad ng sobrang pag-charge, short circuit, thermal cycling, at mekanikal na shock ay nagpapatitiyak na ang mga sistema ng baterya na may lithium ay kayang tiisin ang mga ekstremong kondisyon nang hindi nabibigo nang katasan, kaya’t natutugunan ang mga kinakailangan sa kaligtasan.

Paano nakaaapekto ang UL 9540A sa disenyo ng sistema ng pag-iimbak ng enerhiya?

Ang UL 9540A ay nagbibigay ng datos tungkol sa paglipat ng init at pagkalat ng apoy—na napakahalaga sa pagdidisenyo ng mga sistema na binabawasan ang panganib ng sunog—at ito ang nag-uudyok sa paglalagay ng mga barrier laban sa init at sa pagbuo ng mga estratehiya para sa mitigasyon ng panganib.

Ano ang mga pamantayan ng IEC 62619 at EN 62619?

Ang IEC 62619 at EN 62619 ay mga internasyonal na pamantayan na nagtatakda ng mahahalagang pangangailangan sa kaligtasan para sa mga lithium na baterya na ginagamit sa komersyal na mga sistema ng pag-imbak ng enerhiya, kabilang ang katiyakan ng pagganap at katatagan laban sa pang-aabuso.

Ano ang saklaw ng sertipikasyon ng UL 9540?

Ang sertipikasyon ng UL 9540 ay sumasaklaw sa kaligtasan ng buong sistema ng pag-imbak ng enerhiya, kabilang ang mga lithium na baterya, pamamahala ng init, at mga kontrol, na nagsisigurado na lahat ng mga sangkap ay gumagana nang maayos nang magkasama upang mabawasan ang mga panganib.