Північноамериканські рекомендації щодо сертифікації систем акумуляторного накопичення енергії (BESS)

Зі прискоренням глобального енергетичного переходу, системи акумуляторного накопичення енергії (BESS) відіграють дедалі важливішу роль у зменшенні пікових навантажень мережі, інтеграції відновлюваних джерел енергії та аварійному резервному живленні. Як ключовий напрямок експорту продуктів для накопичення енергії, північноамериканський ринок висуває особливо суворі вимоги до безпеки продукції, надійності системи та відповідності нормативним вимогам.

Щоб забезпечити чітке та систематичне розуміння цих вимог, у цій статті розглядається типовий шафа для зберігання енергії в акумуляторах як приклад та узагальнює основні стандарти сертифікації, очікування щодо тестування та точки міжфункціональної координації для експорту продукції BESS до Північної Америки.

I. Огляд системи сертифікації: повний ланцюг безпеки від комірки до системи

Сертифікація зберігання енергії в Північній Америці відбувається відповідно до філософія покрокової перевірки «знизу вгору», формуючи повний та відстежуваний ланцюг доказів безпеки від акумуляторних елементів та модулів до повністю інтегрованої системи:

• Сертифікація базової безпеки акумуляторів – UL 1973: Оцінює електричну, механічну та екологічну безпеку акумуляторів на рівні елементів, модулів та систем.
• Оцінка теплового витоку та поширення вогню – UL 9540A: Оцінює поведінку теплового вибуху та ризики поширення за допомогою репрезентативних випробувань на вогні та зловживання.
• Сертифікація системної інтеграції – UL 9540: Підтверджує, що вся система накопичення енергії відповідає північноамериканським вимогам безпеки щодо встановлення та експлуатації.
• Документація щодо відповідності нормативним вимогам – NFPA 68 / 69 / 855: Норми пожежної безпеки та монтажу, що зазвичай використовуються як технічна основа для затвердження органом, що має юрисдикцію (AHJ).

Разом ці елементи утворюють незамінний «трикутник безпеки» для доступу до ринку Північної Америки.

II. Огляд основних стандартів сертифікації

У таблиці нижче наведено основні стандарти сертифікації, їхню застосовну сферу застосування, типові вимоги до зразків та практичне тлумачення.

Стандартний	Застосовувана сфера застосування	Типові вимоги до зразка	Практична інтерпретація
UL 1973:2022	Акумуляторні елементи	16 клітинок (Додаток E E3–E9) або 22 клітинки (Додаток E E11)	Сертифікація безпеки на рівні елементів служить «посвідченням особи» акумулятора, підтверджуючи, що він не займатиметься та не вибухне за умов зловживання.
	Модулі акумуляторів	4 модулі + 2 комплекти джгутів зарядки/розрядки	Не обов'язково; потрібно лише тоді, коли модулі продаються як окремі продукти.
	Акумуляторні системи	1 повна шафа + 3 коробки високої напруги + 4 модулі + 2 комплекти джгутів	Перевіряє багатовимірні показники безпеки шафи, включаючи електричні, механічні та екологічні аспекти.
UL 9540A:2025	Комірка → Модуль → Блок / Стійка	10 комірок + 1 модуль + 3 заглушки + 1 стійка під напругою	Моделює сценарії поширення теплових вибухів та оцінює ризик пожежі, демонструючи, що відмова однієї комірки не призведе до каскадних небезпек на системному рівні.
Частина 15B Федеральної комісії зв'язку	Усі вироби з електронними схемами	1 повний продукт	Забезпечує електромагнітну сумісність (ЕМС) та запобігає перешкодам для бездротового або електронного обладнання, що знаходиться поблизу.
UL 9540:2025	Системи накопичення енергії	1 шафа або стійка + джгут проводів для заряджання/розряджання	Сертифікація на системному рівні, що підтверджує відповідність північноамериканським стандартам безпеки та право на отримання сертифіката UL.
NFPA 68	Проектування для запобігання вибухам	Фізичний зразок не потрібен	Розглядає раціональність проектування вибуховідвідних систем для запобігання накопиченню тиску.
NFPA 69	Системи запобігання вибухам	Фізичний зразок не потрібен	Оглядає проекти систем виявлення газів та вентиляції, часто за допомогою аналізу моделювання.
NFPA 855	Пожежна безпека та монтаж	Фізичний зразок не потрібен	Охоплює відстані пожежної безпеки, системи пожежної безпеки та аналіз зменшення небезпек (HMA); служить основною основою для затвердження пожежної безпеки.

Примітка: Стандарти NFPA самі по собі не є сертифікаціями, а документи з оцінки відповідності. У більшості випадків їх має переглянути та схвалити ліцензований у США інженер з пожежної безпеки, перш ніж їх буде подано на отримання дозволу на встановлення в місцевих органах.

III. Процес сертифікації та практичні міркування

1. Визначення сфери сертифікації

• 1973: Зосереджено увагу на безпеці окремої шафи або стійки.
• UL 9540A: Зосереджується на групі шаф, підкреслюючи, чи може поширення теплового випромінювання впливати на сусіднє обладнання або шляхи евакуації.

2. Передсертифікаційний огляд продукту

Перш ніж розпочинати офіційну сертифікацію, інженерні команди повинні провести внутрішню самоперевірку:

• 1973: Конструкція терморегулятора, кількість модулів у шафі, придатність для прибережних середовищ або середовищ з високим вмістом солі, рівень захисту IP, обмеження висоти над рівнем моря, схема заземлення та кількість захисних шарів BMS.
• Частина 15B Федеральної комісії зв'язку: Максимальна робоча частота; довжина комунікаційних та силових кабелів (особливо тих, що перевищують 3 метри).
• UL 9540A: Сценарій встановлення (всередині/зовні приміщення), відстань між стійками та між стійками та стіною, а також конфігурація системи пожежогасіння.

3. Підготовка зразка для тестування

• 1973: Одна повна шафа, типові модулі та коробки високої напруги, а також критично важливі запасні компоненти (наприклад, BMS, запобіжники).
• UL 9540A: Одна стійка під напругою та три стійки, заповнені модулями-заглушками, включаючи всі джгути проводів. Стійки необхідно попередньо просвердлити для встановлення датчика теплового потоку.

Ключове нагадування: Випробувальні зразки повинні повністю відображати кінцеву конфігурацію серійного виробництва. Зміни в конструкції після випробувань можуть зробити результати сертифікації недійсними.

4. Підготовка документації

Для оптимізації перевірки та тестування слід заздалегідь підготувати такі матеріали:

• Технічні характеристики акумуляторних елементів
• Існуючі звіти та сертифікати випробувань елементів UL 1973
• Електричні блок-схеми
• Логічні схеми захисту та функціональні описи
• Механічні креслення, розміри та розгорнуті зображення

5. Огляд проєкту безпеки

Під час пілотного виробництва інженери з безпеки зазвичай проводять огляди проектів, зосереджуючись на:

• Адекватна захисна система
• Відповідність вимогам до шляхів витоку та захисних смуг
• Раціональність механічного та структурного проектування
• Статус сертифікації ключових компонентів
• Відповідність етикеток та маркувань продукції

6. Рекомендації щодо базового тестування

Команди з досліджень і розробок та з безпеки повинні спільно визначити базові валідаційні тести, які зазвичай включають:

• Випробування на тепловий розгін (однокомірковий згідно з UL 1973 та поширення на рівні системи згідно з UL 9540A)
• Випробування на коротке замикання
• Випробування на вібрацію

IV. Висновок

Північноамериканська сертифікація — це не просто отримання сертифікатів, вона являє собою комплексну та систематичну перевірку безпеки продукції та контролю ризиків. Від акумуляторних елементів до повної системної інтеграції, процес сертифікації слугує ретельним удосконаленням безпеки.

Враховуючи міркування безпеки на ранніх етапах проектування продукту та узгоджуючи планування сертифікації між командами, виробники можуть досягти більш плавних процесів сертифікації, швидшого затвердження проектів та сталого успіху на північноамериканському ринку накопичення енергії.