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焦點專欄

儲能系統運維監管之國際安規標準盤點

  • 發佈日期:2022/5/13
  • 資料來源:本站
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儲能系統建置後之運行維護工作重要性

   在電網級儲能系統整合與儲能發展方面,隨著裝機容量越來越大、系統布建數量越來越多,儲能系統相關運行維護管理方面的議題也受到重視,必須兼顧整個系統的性能與安全性問題。系統建置後的運行維護可以說是決定了整個系統的使用效益,運維得當不僅可以延長儲能系統的使用年限,亦可提升整個儲能系統運行的安全性、增加其所能發揮的效益。

   儲能系統的運行維護不單是外觀與內部的安全巡檢,還必須收集與累積各項系統數據,進而調整校對控制參數,甚至是硬體設備的汰舊更新。在儲能系統運行維護方面,儲能系統建置的安全重點三個目標包括:

   上述皆是從系統開發設計初期、安裝、調校、操作和維護,直至系統退役或是翻修、重複利用過程中需一一聚焦解決的問題,方可期待系統安全無虞運行,目的皆是企求維護人身財產安全。 儲能系統容量以及設置環境地點等會對運維方面有不同的需求等級,因此目前全球各主要國家對於電流、電壓、電池充電狀態(SOC)等參數並未有一致性的規定,亦沒有相對應的設備檢修標準。目前儲能系統經常出現容量損失、循環壽命損失以及內阻增大等進而引發安全性問題,一直是儲能產業的挑戰,電池也在相關儲能事故案件中成為眾矢之的,急需較完善的系統運維相關依循準則。

儲能系統運維可依循參考之國際安規標準建置現況

   考量儲能系統的消防安全,降低風險的測試和安全規範標準建置至關重要,國際間儲能系統安全相關規範單位,如:國際法規理事會(International Code Council)之國際消防協會(International Fire Code, IFC)、美國消防協會(National Fire Protection Association)、美國相互保險公司(Factory mutual Global)、國際電工委員會(International Electrotechnical Commission)、韓國電氣安全公社(KEPCO)、美國保險商實驗室(Underwriters Laboratories Inc,UL)等皆在近幾年頻繁更新與調整內容,並且試圖提出系統運維相關之安全規範建議。

   在上述安全規範標準強度方面,目前以UL 最嚴格,其次依序為 NFPA、IEC及各國地方標準,然而各項標準多為互相調和,規範內容日趨嚴格,有些廠商甚至表示現況難以適用,配合上有窒礙難行之處。然而,儲能系統的安全問題牽一髮而動全身,僅能先以嚴苛的標準檢視之。

   從前述儲能系統安全相關標準中,本文挑選出與儲能系統運維及監控相關之章節內容,進行比較後發現儲能系統的消防安全性是首要待解的隱患,然而定期運維檢測/巡視僅能滿足ESS設備基本性能要求,恐怕仍難以預防運行時突發的安全事故,考量各個場域所使用的產品規格不同,國際間儲能系統相關的安規標準主要建議「應依製造商使用手冊進行儲能系統/產品的運行與維護作業」,並針對電壓、電流、溫度等進行基本的監控,如檢測後發現異常應暫停系統運作並提出告警。2021年,IFC有提出更進一步關於ESS運維方式的詳細建議,包含製造商必須提供清楚且明確的系統、控制元件等運維方案,包含提供接線圖/控制圖/電路圖等,以及控制程序與檢查的時間表,且該手冊應留存在指定的案場位置;NFPA855亦有針對防爆系統與爆燃通風裝置等於2021年提出臨時修正案,表示應依照NFPA69或68之內容進行安裝維護。綜合整理如下表。

   在系統業者移交儲能系統之前,應根據適用的操作安全標準對操作人員和負責人進行基本的人員操作和運維能力培訓,並開放系統業者以及系統操作員的權限。以廠商所提供的運維手冊作為操作和維護的主要依循資料,其中應涵蓋儲能系統規範、軟體手冊、故障排除說明和維修相關資訊,並定期檢查是否有任何錯誤訊息警示,以確保系統安全操作。

各國因地制宜進行儲能系統之運維監管

   各國具有儲能系統管轄權的主管機關也會因地制宜依照各個場域需求參考建置、設計符合所需的規範,以便進行個別適用的管理與監控。如:美國加州政府提出《儲能系統指南安全規範與標準(Energy Storage System Guide for Compliance with Safety Codes and Standards)》,提供有關儲能技術的規範,標準和最佳實行作法,內容包括安裝、認證、防火以及與急救人員的聯繫方式等。該規範內容中表示儲能系統商必須提供運維手冊或類似手冊,包括說明已有依照消防規範要求進行維護、可視要求提供檢查、簡要說明進出口位置,並標示出消防部門人員方便進入的位置與建物說明書,若是作為「公用事業」的儲能系統應登記有案並特別標註。此外,紐約州政府提出《紐約州儲能系統指南(New York Battery Energy Guidebook)》,內文包含「電池儲能系統電氣確認表(Battery Energy Storage System Electrical Checklist)」等。韓國方面則有《SPS-KESG-VI-M-14-7286,蓄電設備檢查指南》提出檢查清單以及蓄電裝置檢查記錄表,可針對系統安裝環境、外觀檢查逐一進行問題缺陷檢查與現場狀況紀錄。

   目前儲能系統的市場參與者仍積極不斷為更高的儲能容量需求而努力,監管機關僅能隨時滾動式修正與調整運維監管機制,諸多因素的不確定性仍高,使得國際間針對儲能相關的運維監管規則尚不明確也並未有統一做法。隨著對儲能系統的需求與運行經驗累積,相關標準制定單位亦持續更新與調整規範內容,現階段僅能隨時追蹤國際間規範之更新狀況,並視當地案場所需進行調整,期望未來會有更全面的保障與依循標的。

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