UL 9540 و UL 9540A لأنظمة تخزين طاقة بطاريات الليثيوم: دليل المشتري

يتوسع سوق تخزين طاقة البطاريات في الولايات المتحدة بوتيرة سريعة عبر التطبيقات السكنية والتجارية والصناعية وخارج الشبكة. ومع دمج المزيد من مشاريع الطاقة الشمسية بين توليد الطاقة الكهروضوئية وبطاريات الليثيوم، يجب على المشترين أن ينظروا إلى ما هو أبعد من سعة البطارية والسعر عند تقييم نظام تخزين الطاقة.

بالنسبة للمشاريع التي تستخدم بطارية ليثيوم لنظام شمسي، يظهر معياران بشكل متكرر في مناقشة الامتثال في الولايات المتحدة: UL 9540 وUL 9540A. وعلى الرغم من تشابه اسميهما، فإنهما يخدمان غرضين مختلفين.

يتناول UL 9540 سلامة نظام تخزين الطاقة والمعدات بالكامل، بينما يوفر UL 9540A طريقة اختبار لتقييم انتشار الحريق الناتج عن الهروب الحراري. ويمكن أن يساعد فهم هذا التمييز مطوري المشاريع والموزعين ومقاولي EPC والمستوردين على اتخاذ قرارات شراء أفضل.

ما هو UL 9540؟

UL 9540 هو معيار السلامة لأنظمة ومعدات تخزين الطاقة. ويغطي نطاقه أنظمة تخزين الطاقة المصممة لاستقبال الطاقة وتخزينها ومن ثم توفير الطاقة الكهربائية للأحمال أو لنظام طاقة كهربائية. ويشمل المعيار التقنيات الكهروكيميائية والكيميائية والميكانيكية والحرارية وغيرها من تقنيات تخزين الطاقة.

بالنسبة لمشاريع بطاريات الليثيوم، يُعد UL 9540 مهمًا لأنه يقيّم نظام تخزين الطاقة كمنظومة متكاملة، بدلاً من التعامل مع البطارية كمكوّن منفصل.

يمكن أن يشمل نظام تخزين الطاقة البطاريات وأنظمة إدارة البطاريات ومعدات تحويل الطاقة وأدوات التحكم وأجهزة الحماية والحاويات ومكونات أخرى. ويقيّم UL 9540 كيفية عمل هذه العناصر معًا ويتناول السلامة على مستوى النظام.

يكتسب هذا التمييز أهمية خاصة عندما يستخدم المشروع عاكسًا شمسيًا هجينًا مع بطارية. فوجود بطارية معتمدة بشكل فردي وعاكس معتمد بشكل فردي لا يعني تلقائيًا أن النظام المدمج هو نظام تخزين طاقة معتمد وفق UL 9540.

ما هو UL 9540A؟

UL 9540A هو طريقة الاختبار القياسية لتقييم انتشار الحريق الناتج عن الهروب الحراري في أنظمة تخزين طاقة البطاريات.

بدلاً من أن يكون معياراً عاماً لاعتماد المنتجات، يوفر UL 9540A طريقة موحّدة لدراسة ما يحدث عند حدوث الهروب الحراري داخل نظام تخزين طاقة البطاريات.

يمكن للاختبار أن يفحص سلوك الهروب الحراري، وانطلاق الحرارة والغازات، والانتشار بين الخلايا أو الوحدات، وانتشار الحريق، ومخاطر الاحتراق السريع، وفعالية تدابير الحماية. وتحدد UL Solutions اختبارات على مستوى الخلية، ومستوى الوحدة، ومستوى الوحدة المجمّعة، ومستوى التركيب ضمن منهجية UL 9540A.

بالنسبة للمشترين، النقطة الأساسية بسيطة:

يقيّم UL 9540 سلامة نظام تخزين الطاقة؛ بينما يقيّم UL 9540A سلوك انتشار الحريق في سيناريوهات الهروب الحراري.

فهما متكاملان وليسا قابلين للاستبدال.

لماذا يُعدّ UL 9540 مهماً في الولايات المتحدة

تخضع مشاريع تخزين الطاقة في الولايات المتحدة لمزيج من معايير المنتجات، والأكواد الكهربائية، وأكواد الحريق، ومتطلبات البناء، ومتطلبات السلطات المحلية.

يمكن أن يوفر UL 9540 دليلاً على أن نظام تخزين الطاقة قد تم تقييمه كنظام متكامل بدلاً من مجرد تجميعه من مكونات غير مترابطة.

وهذا مهم بشكل خاص عندما تأتي البطاريات والعاكسات من موردين مختلفين. وتوضح UL Solutions أن استخدام مكونات معتمدة كلٍّ على حدة لا يثبت بالضرورة التوافق كنظام تخزين طاقة متكامل. فالتفاعل بين البطارية والعاكس ونظام إدارة البطارية ونظام الحماية يحتاج إلى تقييم مناسب.

وبالنسبة لمشروع يستخدم عاكساً هجيناً مع بطارية احتياطية، ينبغي للمشترين بالتالي أن يسألوا عما إذا كان التكوين المقترح معترفاً به كنظام تخزين طاقة متكامل، وما إذا كانت مجموعة البطارية والعاكس مشمولة بالتقييم ذي الصلة.

أهمية معيار UL 9540A للسلامة من الحرائق

قد تتعرض أنظمة بطاريات الليثيوم أيون للانفلات الحراري في ظل ظروف أعطال معينة. وبمجرد بدء الانفلات الحراري، قد تنطلق الحرارة والغازات، مما قد يؤثر على الخلايا أو الوحدات أو وحدات البطاريات أو المعدات المجاورة.

صُمم معيار UL 9540A لتوصيف هذه المخاطر وتحديد ما إذا كان الانفلات الحراري قابلاً للانتشار.

تكتسب طريقة الاختبار أهمية خاصة عند تقييم أنظمة البطاريات الأكبر حجمًا، والحاويات الخارجية، والتخزين في الحاويات، والمنشآت التي تعتمد فيها الفواصل المقاومة للحريق أو تدابير الحماية الأخرى على نتائج اختبار موثقة.

تُصرّح شركة UL Solutions بأن معيار UL 9540A مُشار إليه صراحةً في معيار NFPA 855 لاختبار الحرائق واسع النطاق. كما تُدخل نسخة عام 2026 من معيار NFPA 855 تغييرات كبيرة تتعلق باختبار الحرائق واسع النطاق والسيناريوهات التي تنطوي على احتمال انتشار الحريق بين وحدات أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS).

وهذا يجعل معيار UL 9540A اعتبارًا متزايد الأهمية عند تخطيط المشاريع في الولايات المتحدة.

UL 9540 مقابل UL 9540A: الفروق الرئيسية

ينبغي على المشتري تجنب التعامل مع تقرير UL 9540A كبديل لاعتماد UL 9540.

وبالمثل، فإن إدراج UL 9540 لا يعني أن كل تكوين تركيب ممكن له سلوك متطابق تجاه الحرائق. فلا تزال الكيمياء الفعلية للبطارية، والغلاف، وتصميم النظام، والمسافات، وعناصر التحكم، وظروف التركيب أمورًا مهمة.

ما ينبغي على المشترين التحقق منه قبل الشراء

عند شراء أنظمة الطاقة الشمسية المزودة بتخزين البطاريات، ينبغي على المشترين في الولايات المتحدة طلب الوثائق على مستويي المكوّن والنظام.

ابدأ بتكوين المنتج الدقيق. سجّل طراز البطارية، والكيمياء، والجهد الاسمي، والسعة، وطراز العاكس، ونوع الغلاف، ونظام إدارة البطارية (BMS)، وبيئة التركيب المقصودة.

هذا مهم لأن المورّد قد يوفّر تكوينات متعددة للبطاريات. على سبيل المثال، تدرج Anern حلول بطاريات ليثيوم بجهد 25.6 فولت وسعة 200 أمبير-ساعة، و48 فولت 200 أمبير-ساعة، و48 فولت 300 أمبير-ساعة، وبطاريات مثبتة على الرفوف، ومثبتة على الجدران، وحلول بطاريات ليثيوم تجارية عالية الجهد.

وعلى المشتري بعد ذلك أن يتأكد مما إذا كانت الوثائق تنطبق على التكوين الدقيق الذي يتم شراؤه، وليس على منتج مشابه في السلسلة نفسها.

بالنسبة للمشاريع الأكبر، تحقق أيضًا مما إذا كان النظام المقترح قد خضع لتقييم UL 9540 ذي الصلة، وما إذا كانت بيانات اختبار UL 9540A متاحة للبطارية وتكوين التركيب المقصودين.

سعة البطارية ليست هي نفسها الامتثال

من الأخطاء الشائعة في الشراء التركيز الشديد على السعة.

على سبيل المثال، بطارية ليثيوم 25.6 فولت 200 أمبير-ساعة وبطارية ليثيوم 48 فولت 200 أمبير-ساعة كلتاهما بسعة اسمية تبلغ 200 أمبير-ساعة، لكنهما تمثلان تكوينين مختلفين من حيث الجهد والطاقة.

تشمل محفظة Anern الحالية كلا النوعين، بالإضافة إلى منتجات 300 أمبير-ساعة وأنظمة تجارية مثل بطارية ليثيوم عالية الجهد بقدرة 60 كيلووات-ساعة/30 كيلووات.

غير أن السعة وحدها لا تحدد ما إذا كان نظام تخزين البطاريات مناسبًا للتركيب في الولايات المتحدة.

ينبغي للمشترين تقييم التوافق الكهربائي، ووظائف نظام إدارة البطارية (BMS)، وتكامل العاكس، وتصميم الحاوية، وبيئة التركيب، والحماية من الحرائق، ومتطلبات الاعتماد المعمول بها معًا.

وهذا مهم بشكل خاص عند مقارنة خيارات تخزين البطاريات للطاقة الشمسية أو حساب السعر المتوقع لأنظمة الطاقة الشمسية مع تخزين البطاريات. فقد لا يمثل عرض الأسعار الأقل للمعدات تكلفة إجمالية أقل للمشروع إذا كانت هناك حاجة إلى أعمال هندسية أو اختبارات أو أعمال امتثال إضافية.

مستويات اختبار UL 9540A

يُعد أحد أكثر الجوانب فائدة في UL 9540A هو نهجه متعدد المستويات.

على مستوى الخلية، يقيّم الاختبار خصائص الهروب الحراري والغازات المتولدة عن الخلية.

على مستوى الوحدة، يفحص الاختبار الانتشار بين الخلايا ويقيّم انبعاث الحرارة والغاز.

على مستوى الجهاز، يتوسع التركيز ليشمل الانتشار بين الوحدات، وانبعاث الحرارة والغاز، واحتمالية الاشتعال السريع أو إعادة الاشتعال.

على مستوى التركيب، يمكن للاختبار أن يقيّم أداء أنظمة الحماية من الحرائق والتأثير المحتمل لحدث أوسع نطاقاً.

تعتمد استراتيجية الاختبار المطبقة على تصميم نظام تخزين الطاقة (ESS)، وظروف التركيب، والأكواد المعمول بها، ومتطلبات المشروع. لذلك ينبغي للمشترين مناقشة التركيب المقصود مع الشركة المصنعة والمتخصصين المعنيين بالأكواد بدلاً من افتراض أن مستوى اختبار واحد ينطبق على كل مشروع.

ماذا عن الجمع بين البطارية والعاكس؟

غالباً ما تجمع أنظمة التخزين الشمسية الحديثة بين بطارية LiFePO4 وعاكس قادر على إدارة توليد الطاقة الكهروضوئية، وشحن البطارية، وتفريغ البطارية، والتفاعل مع الشبكة، وأحمال النسخ الاحتياطي.

وهذا يخلق مشكلة امتثال مهمة: لا يمكن دائماً تقييم البطارية والعاكس بشكل مستقل.

تؤكد UL Solutions تحديدًا على أهمية التوافق بين بنك البطاريات والعاكس ونظام إدارة البطارية وأنظمة الحماية عند تشكيل نظام تخزين الطاقة ESS.

لذلك، يجب على المشتري الذي يفكر في عاكس بطارية هجين أن يسأل:

• هل البطارية معتمدة للعاكس المقصود؟

• هل التكوين الكامل مشمول بتقييم ESS المعمول به؟

• هل وظائف الاتصال والحماية لنظام إدارة البطارية BMS متوافقة؟

• هل يتطابق التركيب مع التكوين المُقيَّم؟

• هل بيانات UL 9540A ذات الصلة متاحة عند الحاجة؟

• هل متطلبات سلطة الاختصاص المحلية AHJ مستوفاة؟

يمكن أن تكون هذه الأسئلة أكثر قيمة من مجرد مقارنة سعة البطارية أو خرج العاكس.

كيف تتلاءم Anern مع مشتريات تخزين الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة

تقدم Anern مجموعة واسعة من بطاريات الليثيوم للتطبيقات السكنية والصناعية والتجارية وتخزين الطاقة الشمسية. وتشمل تشكيلتها الحالية بطاريات LiFePO4 المثبتة على الحائط والمثبتة على الرفوف، وطرازات 100Ah و200Ah و300Ah، بالإضافة إلى أنظمة التخزين التجارية عالية الجهد.

وتذكر الشركة أيضًا أن أنظمة بطاريات الليثيوم الخاصة بها تتضمن تقنية BMS وهي مصممة لتطبيقات تشمل الأنظمة الشمسية المنزلية والصناعية والتجارية. ويحدد موقعها الإلكتروني شهادات CE وRoHS وUN38.3 وMSDS وغيرها من الوثائق المتعلقة بسلامة منتجات البطاريات.

بالنسبة للمشترين الأمريكيين، ومع ذلك، ينبغي النظر إلى هذه الوثائق بشكل منفصل عن متطلبات UL 9540 وUL 9540A. فشهادات البطارية العامة لدى المورد لا تثبت تلقائيًا الامتثال لتركيب نظام تخزين الطاقة الأمريكي الكامل.

النهج الصحيح هو طلب وثائق خاصة بالمنتج والنظام للمشروع المقترح.

قائمة مراجعة عملية للامتثال الأمريكي

قبل شراء نظام تخزين طاقة ببطاريات الليثيوم للولايات المتحدة، يجب على المشترين التأكد من:

1. هوية المنتج: التحقق من الطرازات الدقيقة للبطارية والعاكس ونظام إدارة البطارية والحاوية.

2. تقييم النظام: تحديد ما إذا كان نظام تخزين الطاقة الكامل حاصلًا على شهادة UL 9540 المعمول بها أو تقييمًا مطابقًا.

3. اختبار الحريق: التحقق من توفر بيانات اختبار UL 9540A ومدى انطباقها على التكوين المقترح.

4. ظروف التركيب: التأكد من تطابق سعة البطارية والحاوية والتباعد والموقع وتدابير الحماية مع التصميم المُقيَّم.

5. متطلبات الكود: راجع متطلبات NFPA وNEC وIFC وIRC ومتطلبات سلطة الاختصاص المحلية (AHJ) المعمول بها.

6. التوثيق: اطلب الشهادات والتقارير والأدلة وتعليمات التركيب ومعلومات التوافق مع النظام السارية حالياً.

7. مراجعة خاصة بالمشروع: بالنسبة للأنظمة التجارية الأكبر حجماً، نسّق مع مقاول EPC ومهندس السلامة من الحرائق وسلطة الاختصاص قبل اعتماد المعدات نهائياً.

الخلاصة النهائية

بالنسبة لمشروعات تخزين الطاقة ببطاريات الليثيوم في الولايات المتحدة، يجيب UL 9540 وUL 9540A عن أسئلة سلامة مختلفة لكنها مترابطة.

يركز UL 9540 على نظام تخزين الطاقة الكامل وسلامته المتكاملة، بينما يوفر UL 9540A طريقة منظمة لتقييم انتشار حريق الهروب الحراري. ولا ينبغي التعامل مع أي منهما كبديل عن الآخر عندما يكون كلاهما ذا صلة بالمشروع.

وبالنسبة للمشترين الذين يقارنون بطارية LiFePO4 لنظام شمسي أو نظام تخزين طاقة بالبطاريات (BESS) تجاري، ينبغي لذلك تقييم الامتثال على مستوى النظام — لا بمجرد النظر إلى جهد البطارية أو تصنيف أمبير-ساعة أو السعر.

ومع استمرار تطور لوائح تخزين الطاقة في الولايات المتحدة، فإن التحقق المبكر من UL 9540 وUL 9540A وأكواد الحرائق المعمول بها ومتطلبات سلطة الاختصاص المحلية يمكن أن يقلل مخاطر إعادة التصميم ويساعد في إنشاء مسار أوضح من الشراء إلى التشغيل التجريبي. وبالنسبة للمصنّعين مثل Anern، فإن الحفاظ على محفظة واسعة من البطاريات وتخزين الطاقة الشمسية يوفر المرونة، لكن على المشترين الأمريكيين دائماً التأكد من أن التكوين المحدد المقترح لمشروعهم يلبي المتطلبات الأمريكية المعمول بها.