1.2 มาตรฐานความปลอดภัยสำหรับระบบกักเก็บพลังงาน UL

UL(Underwriter Laboratories Inc.) ห้องปฏิบัติการด้านความปลอดภัยเป็นองค์กรวิชาชีพอิสระที่สร้างผลกำไรที่เชื่อถือได้มากที่สุด ซึ่งมีส่วนร่วมในการทดสอบและระบุความปลอดภัยในสหรัฐอเมริกา และมาตรฐานความปลอดภัยหลักสำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีมีดังนี้:

มาตรฐาน UL 1973 เพื่อความปลอดภัย ANSI CAN/UL-1973:2018,แบตเตอรี่ของเครื่องเขียน,กำลังเสริมของยานพาหนะและการใช้งานรางไฟฟ้าเบา (LER)

มาตรฐานการทดสอบระบบกักเก็บพลังงานและอุปกรณ์ UL 9540

UL9540A การประเมินการแพร่กระจายของไฟที่เกิดจากความร้อนในระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

UL1973 ครอบคลุมถึงระบบแบตเตอรี่สำหรับการจัดเก็บพลังงานในการใช้งานแบบอยู่กับที่ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ การจัดเก็บพลังงานลม หรือ UPS ตลอดจนระบบแบตเตอรี่สำหรับรางไฟฟ้าขนาดเบาและการใช้งานทางรถไฟแบบอยู่กับที่ เช่น สถานีย่อยทางรถไฟ และในลักษณะเดียวกันกับ IEC62619 ครอบคลุมถึงความปลอดภัยทั่วไป ความต้องการ. อย่างไรก็ตาม UL ไม่มีแผนที่จะรวบรวมมาตรฐานความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับระบบกักเก็บพลังงานสำหรับการใช้งานโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งต่างจาก IEC ตรงที่ และช่วงของแบตเตอรี่ในมาตรฐานยังรวมถึงแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ นอกเหนือจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เช่น แบตเตอรี่ Sodium-B และแบตเตอรี่ไหล UL1973 ซึ่งได้รับการปรับปรุงใหม่ในปี 2019 ระบุข้อกำหนดด้านความปลอดภัยหรือวิธีทดสอบโดยละเอียดจากแง่มุมต่างๆ ของข้อกำหนดด้านโครงสร้าง การทดสอบทางไฟฟ้า การทดสอบทางกล การทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม การทดสอบความล้มเหลวของเซลล์ และการทดสอบสายการผลิต

UL9540 เป็นมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานสามประเภท (การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี การจัดเก็บพลังงานกล และการจัดเก็บพลังงานความร้อน) ซึ่งครอบคลุมถึงระบบการชาร์จและการคายประจุ ระบบควบคุมและป้องกัน ระบบการแปลงพลังงาน การสื่อสาร การทำความเย็น และ ระบบการจัดการความร้อน ระบบป้องกันอัคคีภัย ท่อส่งน้ำมันเชื้อเพลิงหรือของเหลว ภาชนะบรรจุ การติดตั้งระบบ ฯลฯ รวมถึงการทำงานนอกโครงข่ายและการทำงานที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายของระบบกักเก็บพลังงาน UL9540A ใช้เพื่อประเมินคุณลักษณะการหนีความร้อนของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่เป็นหลัก และเลือกกลไกป้องกันอัคคีภัยและการระเบิดที่เหมาะสมผ่านข้อมูลการทดสอบ ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับวิธีทดสอบเฉพาะ จุดประสงค์คือเพื่อช่วยให้ซัพพลายเออร์ชี้แจงข้อกำหนดการแยกระบบออกจากผนัง การสร้างความร้อนของระบบ ชิ้นส่วนที่ติดไฟได้ ประเภทของก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ และการเลือกเครื่องดับเพลิง

โดยสรุป มาตรฐานความปลอดภัยในการจัดเก็บพลังงานของ UL มีคุณลักษณะที่ครอบคลุม ความเฉพาะเจาะจง และการใช้งานที่แข็งแกร่ง และเป็นมาตรฐานความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างสมบูรณ์

1.3 มาตรฐานความปลอดภัยภายในประเทศสำหรับผลิตภัณฑ์ระบบกักเก็บพลังงาน

มาตรฐานแห่งชาติแตกต่างจาก IEC และ UL ตรงที่ไม่ได้แยกมาตรฐานความปลอดภัยของระบบกักเก็บพลังงานออกเป็นมาตรฐาน แต่กำหนดไว้ในบทข้อกำหนดทางเทคนิคหรือข้อกำหนดการจัดการการปฏิบัติงาน ต่อไปนี้เป็นมาตรฐานระดับชาติที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียม:

GB/T34131 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับระบบการจัดการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน GB/T36276 สำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า

GB/T36547 ระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีเข้าถึงกฎระเบียบทางเทคนิคของโครงข่ายไฟฟ้า

GB/T36548 ระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีเข้าถึงข้อกำหนดการทดสอบโครงข่ายไฟฟ้า

GB/T36558 เงื่อนไขทางเทคนิคทั่วไปสำหรับระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีสำหรับระบบไฟฟ้า

GB/T36549 ตัวชี้วัดและการประเมินผลการทำงานของสถานีพลังงานไฟฟ้าเคมีเก็บพลังงาน

ข้อกำหนดการออกแบบสถานีไฟฟ้าเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี GB/T51048

ในบรรดามาตรฐานเหล่านั้น มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ ได้แก่ GB/T34131, GB/T36276 และ GB/T36558 มาตรฐานเหล่านี้ได้กำหนดคำจำกัดความที่ชัดเจนของคำศัพท์ สัญลักษณ์ รายการทดสอบ และวิธีการทดสอบทั่วไปในอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน และมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานในประเทศ ในการทดสอบพลังงานการชาร์จและการคายประจุเริ่มต้นของแบตเตอรี่หรือระบบแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุตามอัตรา ความสามารถในการกักเก็บและฟื้นฟูพลังงาน ประสิทธิภาพการทำงานของวงจร และการทดสอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความจุของแบตเตอรี่ การใช้โหมดการชาร์จและการคายประจุแบบกำลังคงที่สำหรับการประเมิน มีความสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับการใช้งานการจัดเก็บพลังงานในโครงข่ายไฟฟ้า และส่งเสริมการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน การทดสอบที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัย ได้แก่ การทดสอบการชาร์จ การทดสอบการคายประจุเกิน การทดสอบการลัดวงจรภายนอก การทดสอบการบีบอัดการ ทดสอบการตกกระแทก การทดสอบความดันอากาศต่ำ การทดสอบความร้อนการทดสอบการเกิดความร้อนสูงเกิน การทดสอบการพ่นเกลือและการทดสอบอุณหภูมิสูงและความชื้นสูงการทดสอบประสิทธิภาพฉนวน และการทดสอบประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) มีข้อกำหนดทางเทคนิคแยกต่างหาก โดยมาตรฐานนี้จะระบุการทดสอบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง เมื่อทำการทดสอบ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อ BMS กับแบตเตอรี่จริงเข้ากับระบบเพื่อทำการทดสอบ การจัดเรียงเช่นนี้เอื้อต่อการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ BMS แยกต่างหาก แต่การตรวจสอบระบบแบตเตอรี่อาจมีความลำเอียงได้

นอกเหนือจากมาตรฐานแห่งชาติแล้ว พันธมิตรกลุ่มอุตสาหกรรมในประเทศที่เกี่ยวข้อง เช่น อุตสาหกรรมพลังงานของ National Energy Administration, CEC ของสภาการไฟฟ้าแห่งประเทศจีน, Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance CNESA และสมาคมอุตสาหกรรมพลังงานเคมีและทางกายภาพของจีน นอกจากนี้ CIPAS ยังได้ออกมาตรฐานกลุ่มผลิตภัณฑ์:  NB/T42091 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า

TCIAPS0003 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโมโนเมอร์สำรองและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า

T/CEC172 ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและวิธีการทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า

ข้อมูลจำเพาะ T/CNESA1000 สำหรับการประเมินระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี

T/CNESA1001 ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปสำหรับขั้วต่อไฟ DC สำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า

ข้อกำหนดทางเทคนิค T/CNESA1002 สำหรับระบบการจัดการแบตเตอรี่สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า

ในจำนวนนั้น NB/T42091 เปิดตัวเร็วกว่ามาตรฐานแห่งชาติ TCIAPS0003 ส่วนใหญ่ได้รับการแก้ไขโดยอ้างอิงถึง IEC62619 และ T/CEC172 ยึดตามมาตรฐานแห่งชาติ ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่และวิธีการทดสอบจะรวมอยู่ในเอกสารมาตรฐาน ยกเว้น สำหรับแต่ละบทความและวิธีการทดสอบ โดยทั่วไปไม่มีความแตกต่างกันมากนัก T/CNESA1000 ที่เผยแพร่โดย Zhongguancun Energy Storage Alliance ผสมผสานมาตรฐานระดับชาติและมาตรฐาน IEC และเสนอวิธีการให้คะแนนแบบครบวงจร T/CNESA1001 สร้างมาตรฐานข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปสำหรับเครื่องเชื่อมต่อไฟ DC สำหรับระบบกักเก็บพลังงาน และดำเนินการตามข้อกำหนดการปรับโครงสร้าง ไฟฟ้า และสิ่งแวดล้อมโดยละเอียดสำหรับตัวเชื่อมต่อ เทอร์มินัล ซีล และสายเคเบิลที่ใช้ในระบบ T/CNESA1002 อิงตาม GB/T34131 ข้อกำหนดทางเทคนิคของระบบการจัดการแบตเตอรี่ได้รับการปรับปรุงและเสริม

2 การวิเคราะห์เปรียบเทียบมาตรฐานความปลอดภัยเหล่านี้

นอกเหนือจากความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่แล้ว ความปลอดภัยของระบบภายนอกแบบบูรณาการ รวมถึงอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงาน (PCS) ก็เป็นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อกำหนดการเข้าถึงโครงข่ายไฟฟ้าที่แตกต่างกันในแต่ละประเทศและภูมิภาค ส่วนนี้จึงไม่เหมาะสมสำหรับการเปรียบเทียบโดยตรง ขอบเขตของการศึกษาครั้งนี้จึงไม่รวมส่วนการเข้าถึงของระบบเก็บพลังงานและโครงข่ายไฟฟ้า กล่าวคือ ส่วนของ PCS ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า แต่เน้นศึกษามาตรฐานความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปเป็นหลัก ดังนั้น มาตรฐานที่เกี่ยวข้องในส่วนนี้จึงได้แก่ UL1973, IEC62619 , GB/T36276 และ GB/T34131 เป็นหลัก เพื่ออำนวยความสะดวกในการเปรียบเทียบข้อกำหนดต่างๆ ในมาตรฐาน โดยใช้มาตรฐาน UL เป็นหลัก ข้อกำหนดในมาตรฐานจึงแบ่งออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ ความปลอดภัยเชิงโครงสร้าง ความปลอดภัยของตัวแบตเตอรี่ ความปลอดภัยของระบบ และความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อม