Norme e standard per i sistemi statici di continuità (UPS)

Norme e standard per i sistemi statici di continuità (UPS)
nell'Unione Europea
Di Matteo Tricarico
Patents and Regulatory Engineer
Abstract
Gli apparecchi UPS (Uninterruptible Power Supply, sistema statico di continuità) rientrano nella categoria contemplata
dalle Direttive Bassa Tensione (LVD) e Compatibilità Elettromagnetica (EMC) e da altre norme. La conformità e la
classificazione degli UPS rispetto a queste regolamentazioni sono in genere verificate sulla base della norma per gli
UPS IEC 62040. Per definizione, una norma crea una serie di regole da rispettare. Tuttavia, poiché la tecnologia e tutto
il mondo procedono nella loro evoluzione, queste regole vengono aggiornate e messe a punto di conseguenza. In
questo white paper, vogliamo fornire una panoramica della situazione attuale e dei prossimi cambiamenti in termini
di norme e standard relativi agli UPS.
Norme e standard per i sistemi statici di
continuità (UPS) nell'Unione Europea
Negli ultimi anni sono stati introdotti nuovi requisiti,
supportati dal processo di standardizzazione, che coprono non solo gli aspetti della sicurezza di base e della
compatibilità elettromagnetica, ma anche quelli relativi
all'impatto ambientale e alle prestazioni.
Questo documento non vuole essere una guida esaustiva alla normativa europea e alla standardizzazione del
prodotto, ma si prefigge di fornire una panoramica dello
stato attuale e degli ulteriori sviluppi e miglioramenti
che i produttori di UPS dovranno prendere in considerazione per costruire apparecchi conformi ai requisiti del
marchio "CE".
Il marchio CE dell'UPS viene garantito da una Dichiarazione di Conformità emessa dal produttore sotto la sua
responsabilità, in cui si certifica che il prodotto risponde
a tutti i requisiti legali necessari per fregiarsi del marchio.
Grazie a ciò, il prodotto potrà essere venduto in tutto lo
Spazio Economico Europeo (SEE) e nei Paesi membri
dell'Associazione europea di libero scambio (EFTA, European Free Trade Association).
Uno degli approcci più consolidati nel processo di garanzia del marchio CE è quello di adeguare l'apparecchio ai
requisiti della legislazione europea attraverso l'uso delle
norme armonizzate. L'elenco delle norme armonizzate
e il periodo di coesistenza tra quelle nuove e quelle esistenti sono pubblicati nella Gazzetta ufficiale dell'Unione
Europea. L'utilizzo delle norme armonizzate UE è un metodo sicuro per la valutazione della conformità CE, poiché tali norme includono metodi di prova e requisiti di
progettazione specifici per verificare e rispettare le varie
caratteristiche inerenti alla sicurezza e alle emissioni.
Prendiamo come esempio due norme armonizzate
molto conosciute:
EN 62040-1:2008 per la Direttiva Bassa Tensione
2006/95/CE
EN 62040-2:2006 per la Direttiva Compatibilità
Elettromagnetica 2004/108/CE.
2
Di seguito vengono fornite ulteriori informazioni su
queste norme.
Sicurezza
La norma internazionale IEC 62040-1:2008 (EN 620401:2008-11) è stata pubblicata nel 2008 con il nome
Sistemi statici di continuità (UPS) - Parte 1: Prescrizioni
generali e di sicurezza. A settembre 2011, ha sostituito
la prima edizione della IEC 62040-1-1 e IEC 62040-1-2,
pubblicate nel 2004.
Questa norma si applica agli UPS "mobili, stazionari,
fissi o da incorporare, destinati a sistemi di distribuzione
a bassa tensione e installabili in qualsiasi area accessibile
all'operatore o in ubicazioni ad accesso limitato, a seconda
delle necessità".
Miglioramenti futuri
1.Oltre alla norma originale, a partire dal 14/02/2016
(DoW1, date of withdrawal, data di ritiro) è obbligatorio
uniformarsi all'emendamento IEC 62040-1:2008/A1:2013
(DoP, data di pubblicazione) per poter dichiarare
la conformità della sicurezza dell'UPS secondo le
norme armonizzate. Questo emendamento introduce
requisiti relativamente ai cortocircuiti applicati all'uscita
dell'UPS. Il test verrà eseguito tenendo presente la
modalità operativa in ingresso che permette di erogare
l'energia attraverso un percorso a bassa impedenza
(tipicamente in modalità bypass quando disponibile
o attraverso il bypass statico quando disponibile o
attraverso il bypass di manutenzione per le unità
dotate di tale funzionalità).
2.Un gruppo IEC sta lavorando alla seconda edizione
della IEC 62040-1 (già disponibile come "committee
draft", bozza del comitato tecnico). Lo scopo di questa
seconda edizione è quello di cambiare la norma di
riferimento dalla IEC 60950-1 alla IEC 62477-1 Requisiti
di sicurezza per convertitori elettronici di potenza.
1) DoW (date of withdrawal, data di ritiro): data di cessazione della
presunzione di conformità, senza considerare le nuove norme o gli
emendamenti. Ovvero data limite entro cui le norme nazionali in contrasto
con le norme europee devono essere ritirate.
Compatibilità elettromagnetica
Ambiente
La norma internazionale IEC 62040-2:2005 è stata pubblicata nel 2005 con il nome Sistemi statici di continuità
(UPS) - Parte 2: Requisiti di compatibilità elettromagnetica
(EMC) Questa norma si occupa delle emissioni elettromagnetiche, dei limiti di immunità e dei metodi di prova
che garantiscono che un UPS abbia un adeguato livello
di compatibilità elettromagnetica con il suo ambiente di
installazione (ovvero, di primo o secondo tipo2) e delle
categorie pertinenti (C1, C2, C3).
La norma internazionale IEC 62040-4:2013-04 (EN
62040-4:2013-09) è stata pubblicata ad aprile 2013
con il nome Sistemi statici di continuità (UPS) - Parte 4:
Aspetti ambientali - Prescrizioni e rapporto di prova. Questo articolo specifica i processi e i requisiti necessari per
dichiarare gli aspetti ambientali che ruotano attorno
agli UPS.
Miglioramenti futuri
La futura IEC 62040-4-1 (Environmental Aspects - Product
Category Rules (PCR) for Life Cycle Assessment and Environmental Declarations) è attualmente in fase di sviluppo
ed è incentrata sullo studio Life Cycle Assessment (LCA)
(in italiano Valutazione del Ciclo di Vita).
È stata rilasciata una CD (committee draft, bozza del comitato tecnico) di una nuova edizione della 62040-2 che
ha lo scopo di:
Provvedere all'allineamento con le attuali revisioni
delle norme sulle emissioni CISPR 11 e CISPR 22
Provvedere all'allineamento con le norme della serie
IEC 61000
Prendere in considerazione larghezze di banda prima
ignorate come le frequenze inferiori a 150 kHz
Ora che abbiamo trattato le norme per gli UPS IEC
62040-1 e IEC 62040-2, è importante approfondire le
tematiche riguardanti le loro prestazioni, il loro impatto
ambientale e le regolamentazioni e norme pertinenti.
Prestazioni
La norma IEC 62040-3 ed. 2.0 (EN 62040-3:2011-06) è
stata pubblicata a giugno 2011 con il nome Sistemi statici
di continuità (UPS) - Parte 3: Metodi di specifica delle prestazioni e prescrizioni di prova. Tra le modifiche alla precedente versione di questa norma, sono stati aggiunti i
metodi di prova e i requisiti di efficienza. I sistemi UPS
sono ora suddivisi in nove classi di potenza per ciascuna
delle quali vengono prese in considerazione tre diverse
modalità di funzionamento (VFD, VI, VFI), allo scopo di
definire quattro livelli di efficienza che corrispondono a
quattro diversi gradi di carico.
I requisiti minimi di efficienza della EN 62040-3 tengono
conto del fatto che l'efficienza energetica è influenzata
dalla qualità dell’alimentazione verso il carico e dalle
modalità di funzionamento dell'UPS. È questo il motivo
per cui i livelli di efficienza sono diversi per prodotti che
appartengono a classi di VA diverse e per prodotti appartenenti alla stessa classe di VA, ma che si avvalgono
di tecnologie diverse (VFD, VI, VFI). Allineato a questa
filosofia è anche il Codice di Condotta Europeo "Code of
Conduct on Energy Efficiency and Quality of AC Power
UPS", che propone la stessa classificazione.
Il Codice di Condotta Europeo è una regolamentazione
volontaria che governa la condotta dei produttori relativamente ad alta efficienza, riduzione del consumo energetico e miglioramento dell'efficienza.
Miglioramenti futuri
Altre norme - 62040-5
La Parte V della norma sul dispositivo è attualmente in
fase di sviluppo. Il gruppo di lavoro di IEC sta analizzando
i requisiti per le unità elettroniche UPS mobili, stazionarie e fisse che incorporano sistemi di accumulo di energia e che erogano una tensione di uscita in DC fissa non
superiore a 1500 V. Questa norma mira a stabilire i metodi di specifica delle prestazioni e prescrizioni di prova
di unità UPS complete (non contempla invece i sottosistemi dell'UPS).
Altre norme/direttive – EcoDesign e PEF
La Commissione Europea ha dato avvio a due progetti
relativi alla progettazione di UPS: uno relativo alla definizione dei requisiti dell'UPS per una progettazione
ecocompatibile (Ecodesign) del prodotto il metodo di
determinazione dell’impatto ambientale dei prodotti
(PEF) di pertinenza della Commissione Ambiente.
EcoDesign per gli UPS (Direttiva: 2009/125/CE): i
prodotti UPS rientrano nell'ambito della Direttiva EcoDesign; LOT27 è lo studio preparatorio utilizzato per definire gli strumenti di questa politica3.
Se un prodotto rientra nell'ambito della Direttiva EcoDesign e non è conforme con i requisiti specificati, non
potrà essere dotato della marcatura CE e non potrà essere venduto sul mercato europeo.
La Direttiva EcoDesign è prevista per l'utilizzo congiunto
con altri strumenti come l'etichettatura per la classe di
efficienza energetica.
2) Per ulteriori informazioni sulla destinazione ambientale fare riferimento
alla clausola 4 della EN 62040-2
3) "Strumenti di questa politica" fa riferimento a tutte le norme e regolamentazioni pertinenti che definiscono l'EcoDesign di un prodotto (ad esempio, i
limiti di efficienza in 62040-3, Codice di Condotta, norme Energy Star, ecc.)
3
Il grafico seguente4 illustra le prestazioni ambientali di
un prodotto tipico che rientra nell'ambito dell'etichettatura per la classe di efficienza e della Direttiva EcoDesign:
Figura 1. Il grafico mostra l'integrazione di diversi strumenti normativi per generare un effetto "push-pull" sul mercato. Fonte: Ecodesign Your Future – European Union, 2012
Emerson Network Power è membro permanente del
Segretariato tecnico che, assieme ad altri produttori
UE, ha promosso l'idea che gli UPS facessero parte dei
primi 15 progetti pilota relativi all’impatto ambientale
dei prodotti (PEF). Il progetto è stato varato all'inizio di
novembre 2013 (inizio: 4 novembre 2013; fine: 4 novembre 2016).
La metodologia è stata elaborata dalla Commissione
Ambiente Europea (DG ENV) per valutare l'impatto dei
prodotti immessi sul mercato europeo.
Il processo di sviluppo delle norme dirette a precise categorie di prodotti e settori per il calcolo dell’impatto
ambientale dei prodotti (PEFCR, Product Environmental Footprint Category Rules) è totalmente trasparente
per le aziende costruttrici di UPS e per tutti i soggetti
interessati. Cinque aziende stanno attualmente apportando il loro contributo. Dopo un periodo di valutazione, le regole PEFCR derivanti dalla fase pilota,
diventeranno un insieme di norme effettive che tutti
gli interessati del settore potranno utilizzare sia a livello
europeo che internazionale per misurare l’impatto ambientale di UPS progettati in modo ecocompatibile.
Le PEFCR diventeranno le norme utilizzate per misurare
le prestazioni ambientali dei prodotti UPS di Emerson
Network Power.
Il primo meeting dei soggetti interessati si è tenuto a
Bruxelles il 26 febbraio 2014 e ha visto un'eccezionale
partecipazione dei laboratori di test e di società che
operano in vari rami del settore.
La bozza di una nuova regolamentazione dovrebbe vedere la luce nel 2018 e le misure di implementazione
entreranno in vigore probabilmente dal 2020.
4
Conclusioni
Le regolamentazioni PEF e la Direttiva EcoDesign (Progettazione ecosostenibile) possono aiutare l'ambiente
perché costituiscono una guida per i produttori alla progettazione più intelligente dei prodotti con l'utilizzo più
efficiente e più ecocompatibile delle risorse (ad esempio, riduzione del consumo energetico, riutilizzo e riciclaggio di sostanze e materiali quando fattibile).
La Direttiva EcoDesign unitamente alla futura PEF e
ad altre politiche UE, come quella per l'etichetta di efficienza energetica, mostrano come la progettazione
assuma un ruolo decisivo per l'impatto ambientale di
un prodotto. Oggi sono queste le nuove tendenze nella
progettazione e nella conformità dei prodotti. La conformità europea è normalmente associata al marchio
CE, che comprende tipicamente le conformità per la
sicurezza e le emissioni elettromagnetiche. In realtà, il
ruolo delle norme ambientali è già attivo nella conformità CE poiché per la conferma del rispetto dei requisiti
CE per gli UPS è necessario anche il rispetto della norma
RoHS (Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances, restrizione all'uso di sostanze pericolose nelle
apparecchiature elettriche ed elettroniche). Questo è il
motivo per cui il futuro delle regolamentazioni e delle
norme per gli UPS include aggiornamenti relativi a sicurezza, EMC, progettazione ecosostenibile e impatto
ambientale. Sebbene le norme di progettazione ecosostenibile per gli UPS e quelle sull’impatto ambientale
siano allo stadio iniziale, la direzione è chiara: in futuro
l'impatto ambientale avrà un ruolo di primo piano per la
progettazione e la conformità dei prodotti.
4) Fonte: http://ec.europa.eu/enterprise/policies/sustainable-business/
ecodesign/index_en.htm
Appendice
A) Per ulteriori informazioni sull'applicazione della Direttiva Bassa Tensione 2006/95/CE (LVD):
eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:374:0010:0019:it:PDF
B) Per ulteriori informazioni sull'applicazione della Direttiva Compatibilità Elettromagnetica 2004/108/CE (EMC):
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:390:0024:0037:IT:PDF
C) Per ulteriori informazioni su DoP e DoW:
http://www.cenelec.eu/membersandexperts/referencematerial/abbreviationsacronyms.html
D) Per ulteriori informazioni sul Codice di Condotta Europeo:
http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/Code%20of%20conduct/UPS/Code_of_conduct_UPS_16032011.pdf
E) Per ulteriori informazioni sulla Direttiva EcoDesign per gli UPS:
http://www.ecoups.org/
F) Per ulteriori informazioni sui progetti pilota PEF:
http://ec.europa.eu/environment/eussd/smgp/product_footprint.htm
Glossario
CISPR: Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques
CdC: Codice di Condotta
DG ENV:Direzione Generale Ambiente
DoP: Data di pubblicazione
DoW: Data di ritiro
SEE: Spazio Economico Europeo
EFTA:Associazione europea di libero scambio (AELS, in Italia viene utilizzato l'acronimo EFTA dall'inglese European
Free Trade Association)
EMC: Compatibilità elettromagnetica
EN:
Normative europee
IEC: Commissione Elettrotecnica Internazionale
LCA: Life Cycle Assessment (valutazione del ciclo di vita)
LVD: Low Voltage Directive (Direttiva Bassa Tensione)
GUUE: Gazzetta ufficiale dell'Unione Europea
PCR: Product Category Rules (regole specifiche di prodotto)
PEF: Product Environmental Footprint (impronta ambientale dei prodotti)
PEFCR: Product Environmental Footprint Category Rules (regole di categoria relative all'impronta ambientale dei
prodotti)
VFD: Voltage and Frequency Dependent mode (modalità di funzionamento in cui l'uscita dell'UPS dipende dalle
variazioni della tensione di alimentazione e della frequenza (di rete))
VFI: Voltage and Frequency Independent mode (modalità di funzionamento in cui l'uscita dell'UPS è indipendente
dalle variazioni della tensione di alimentazione e della frequenza (di rete))
VI: Voltage Independent mode (modalità di funzionamento in cui l'uscita dell'UPS è indipendente dalle
variazioni della tensione di alimentazione)
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in caso di applicazioni e dati mission critical.
Emerson Network Power, divisione di Emerson (NYSE:EMR), fornisce
software, hardware e servizi destinati a massimizzare la disponibilità,
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infrastrutturali intelligenti, Emerson Network Power offre innovative
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20098 San Giuliano Milanese (MI)
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40023 Castel Guelfo (BO)
Tel: +39 0542 632 111
Fax: +39 0542 632 120
Via di Grotta Perfetta, 643
00142 Roma (RM)
Tel: +39 06 722851
Fax: +39 06 72285266
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35028 Piove di Sacco (PD)
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P.IVA 04494560289
Tel: +39 049 9719 111
Fax: +39 049 5841 257
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questa documentazione, Emerson non si assume obblighi e declina qualsiasi responsabilità per
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