KR101146847B1 - 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아파트 단지의 댁내와 공용시설의 에너지 사용량을 실시간으로 측정한 뒤 이를 데이터 가공하여 산출한 값을 세대원들에게 제공함으로써 에너지 절약을 유도하도록 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템에 관한 것이다.

지능형 분전반, 전류검출센서, 콘센트, 누전 차단기, 에너지 관리서버

Description

주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템{SYSTEM FOR MANAGEMENT ENERGY-DATA USED IN RESIDENCE}

본 발명은 건물 공용부나 댁내에서 사용하는 에너지 사용량을 측정하고 이들 에너지 사용량 데이터를 통해 산출된 각종 통계지표를 세대원들에게 알려주어 현재의 에너지 사용실태 파악과 에너지 절약을 도모하도록 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 현재의 전력사용 관리는 원격검침시스템 등을 통해 세대별 또는 공용부 전력 사용량을 검침하고 과금하도록 되어 있어, 에너지 소비 관리의 표준화 플랫폼이 없는 상태이다.

따라서 경제수준의 향상으로 단지의 공용부 및 세대 에너지 사용량이 해가 갈수록 증가하고 있는 현 시점에서 에너지 부족사태가 발생할 수 있음은 자명한 일이나, 이에 대해 사용자들은 에너지 낭비에 대한 불감증마저 존재하고 있어 전력 소비량을 부하별로 구분하여 측정하거나 모니터링 함으로써 전력 사용량이 높은 부 하를 스스로 측정할 수 있는 기능을 지닌 지능형 에너지 절감 서비스가 필요한 때이다.

또한 세대 에너지 관련 피드백 서비스 및 공용부하의 지능형 최적 제어를 통한 차별화된 통합 에너지 관리 시스템 개발이 요구되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은 에너지 관리서버가 공용부 및 세대별로 측정된 에너지 사용량을 전송받아 이들에 대한 통계데이터를 산출하고, 통계데이터를 세대원 월패드를 통해 제공함과 함께 통계데이터를 통한 각종 설정값에 따라 각 에너지부하를 콘트롤함으로써 에너지 사용을 관리하도록 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템을 제공하기 위함이다.

또한 본 발명의 목적은 세대별로 설치되어 있는 지능형분전반의 전력계측장치가 세대내의 각 부하별 전력량을 실시간으로 측정하여 이를 에너지 관리서버에 전송하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템을 제공하기 위함이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 에너지 관리서버가 지하주차장 조명과 경관조명등의 전력값을 측정하고 이를 세대원들의 월패드 상에서 모니터링하도록 함과 함께, 설정된 값에 따라 직접 조명을 컨트롤하여 이들 전력에너지를 관리하도록 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템을 제공하기 위함이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 에너지 관리서버가 전송된 공용 및 세 대 에너지 사용량을 통해 사용자가 원하는 기간별, 부하별 전력 사용량 혹은 예상금액 등을 산출하고, 에너지 사용량 패턴 분석 및 에너지 절감 가이드를 제공하며, 에너지 사용률 설정을 통한 사전 SMS 알림 서비스 및 과사용시 부하차단기능을 수행하도록 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템을 제공하기 위함이다.

상기의 해결하고자 하는 과제에 의한 본 발명은 댁내 콘센트 혹은 부하에 공급되는 전력량을 측정하도록, 댁내 콘센트 및 부하에 연결되어 있는 전류검출센서로부터 전류값을 전달받는 전력계측장치와; 댁내의 수도 사용량을 검침하고 검침된 사용값을 무선으로 전송하는 수도 검침기와; 댁내의 가스 사용량을 검침하고 검침된 사용값을 무선으로 전송하는 가스 검침기와; 지하주차장 조명 및 경관조명의 전원을 공급하며, 전력량을 측정하여 이를 허브를 통해 전송하는 분전패널과; 상기 전력계측장치, 수도검침기, 가스검침기, 분전패널로부터 전달되는 에너지 측정값을 산출하여 새로운 데이터로 가공하는 중앙관리소 측에 설치되어 있는 에너지 관리서버와; 상기 에너지 관리서버로부터 제공되는 서비스 데이터를 디스플레이하도록 댁내에 설치되어 있는 디스플레이부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템에 의해 달성된다.

또한 본 발명은 상기 에너지 관리서버(200)는 실시간으로 전송되는 에너지 측정값을 사용자가 원하는 데이터로 산출하여 그 결과값을 사용자 웹페이지 상에서 디스플레이 하는 웹서버를 포함하여 구성하고 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 에너지 관리서버(200)는 상기 웹서버를 통해 사용자가 통보받고자 하는 메시지 내용을 설정하며, 이에 따라 해당 에너지정보를 사용자 이동통신단말기에 전송하는 단문 메시지 서비스를 수행하는 사용자 통보 시스템을 더 포함하여 구성하고 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 에너지 관리서버(200)는 상기 가스검침기와 수도검침기로부터 측정된 수도사용량과 가스사용량을 무선으로 전송받도록 원격검침서버와 연결되어 있어, 상기 원격검침서버로부터 측정값을 전달받는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 에너지 관리서버(200)가 산출하여 제공하는 데이터서비스는 부하별, 실별, 콘센트별 에너지 사용량과 에너지사용요금, 이들의 예상 에너지 사용량 및 에너지사용요금, 에너지 사용량 패턴 중 어느 하나 이상이며, 상기 디스플레이부의 메뉴버튼을 조작하여 이들을 확인하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 에너지 관리서버(200)가 제공하는 통보 서비스는 에너지 사용률 설정을 통한 알림 서비스, 과사용 시 부하 차단 알림 서비스, 세대 부하의 누전 및 과부하 통보 서비스 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

따라서 상기의 과제해결 수단에 의한 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템은 각 부하별 전력 사용량을 실시간으로 측정 할 수 있어 해당 부하의 전력 사용량을 실시간으로 모니터링 함으로써 에너지 절감을 유도할 수 있다.

또한 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템은 에너지 관리서버에서 산출된 전력 사용량을 통해 사용자가 원하는 기간별, 부하별 전력 사용량 혹은 예상금액 등을 통보해 줌으로써 전력에 대한 산별 세부 사용내역 DB구축으로 소비자 니즈에 부응하는 맞춤 서비스가 가능하다.

이하 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템의 실시예를 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템의 전체 구성도이다.

도면에서 보는 바와 같이, 본 발명은 댁내에 설치되어 있는 각 실의 콘센트와 지능형분전반(100), 수도검침기(80), 가스검침기(90), 디스플레이부(70) 그리고 중앙관리소 측에 설치되어 있는 에너지 관리서버(200) 그리고 공용시설소 측에 설치되어 있는 지하주차장패널(310), 경관조명패널(320)로 구성된다.

상기 콘센트(10, 20, 30, 40)는 주방, 침실, 거실, 화장실 등과 같은 각 실에 복수개 설치되어 있으며, 부하들의 플러그와 연결됨으로써 부하에 전력을 공급하게 된다.

상기 수도검침기(80)는 댁내의 수도 사용량을 측정하여 이를 중앙관리소의 원격검침서버(220)에 전송하여 에너지 관리서버(200)에서 처리되도록 한다.

또한 상기 가스검침기(90)는 댁내의 가스 사용량을 측정하여 이를 중앙관리 소의 원격검침서버(220)에 전송하여 에너지 관리서버(200)에서 처리되도록 한다.

상기 지능형분전반(100)은 전류검출센서(110), 누전차단기(120), 전력계측장치(130), 메인전원(140)으로 구성된다.

상기 지능형분전반(100)에서는 메인전원(140)의 전력을 가정 내 콘센트에 공급함으로써 콘센트와 연결되어 있는 가전기기를 작동시키도록 한다.

이를 위해 상기 메인전원(140)과 각 콘센트들을 잇는 배선 사이에는 전류검출센서(110)와 누전차단기(120)가 각각 직렬로 연결되어 있다.

상기 전류검출센서(110)는 배전선을 흐르는 전류에 의해서 발생하는 자계를 검출하는 커런트센서이고, 링 형으로 형성되어 있어 자신의 주위에 발생하는 자계를 검출하면 전력 계측 장치(100)에 송출하는 것이다.

상기 전류검출센서(110)는 그 일측에 누전차단기(20)와 전력 계측 장치(100)가 연결되어 있으며 타측에 콘센트와 연결되어 있어, 콘센트별로 공급되는 전력을 측정하도록 한다.

또한 상기 전류검출센서(110)는 부하가 큰 가전기기(에어컨, 냉장고 등)와 직접 연결됨으로써 가전기기의 전력량을 직접 측정할 수도 있다.

상기 누전차단기(120)는 상기 메인전원과 가전기기의 배전선 사이에 설치되어 있어, 전원의 과부하 시에 전력 공급을 차단하도록 한다.

상기 전력계측장치(130)는 분전반 혹은 콘센트단의 전류검출센서(110)와 병렬 연결되어 있으며 타 측은 중앙관리소 측의 에너지 관리서버(200)와 연결되어 있어, 전류검출센서(210)로부터 측정된 전류값을 전달받아 에너지 관리서버(200)에 전달하게 된다.

이때, 상기 전력계측장치(130)는 측정된 전류값이 전달될 때 마다 이를 실시간으로 에너지 관리서버(200)에 전송할 수도 있으며, 측정된 전류값 데이터를 누적해 두었다가 지능형 전력관리엔진(200)에서 요구할 때 마다 일괄적으로 전송할 수도 있다.

상기 전력계측장치(130)는 상기 에너지 관리서버(200)와 TCP/IP 혹은 485통신, RS-232 통신 등의 다양한 프로토콜 방식 중 어느 하나를 갖는 통신수단으로 데이터를 송수신하게 된다.

또한 상기 전력계측장치(130)는 LCD 화면을 포함하여 구성할 수 있어, 상기 전류검출센서(110)로부터 전달된 전류값을 LCD 화면을 통해 실시간으로 확인할 수도 있다.

상기 에너지 관리서버(200)는 전력계측장치(130)에서 측정된 전력값을 전달받아 이를 새로운 데이터로 가공하도록 중앙관리소 측에 설치되어 있는 장치이다.

상기 에너지 관리서버(200)는 댁내의 분전반의 전력계측장치(130)를 통해 전력값을 전달받으며, 기타 수도와 가스 등의 사용량도 실시간으로 전달받게 된다.

따라서 에너지 관리서버(200)는 그 일 측이 전력계측장치(130) 및 수도, 가스 검침기와 연결되어 있으며 타 측은 공용시설소 측의 허브와 연결되어 있다.

상기 에너지 관리서버(200)는 원격검침서버(220)를 구축하고 있어, 댁내의 수도검침기(80)와 가스검침기(90)로부터 측정된 수도와 가스 사용량 데이터를 무선으로 전송받게 된다.

또한 상기 에너지 관리서버(200)는 허브를 통해 지하주차장 분전패널과 경관조명 분전패널로부터 전달된 전력값을 데이터처리하여 댁내 디스플레이부(70)에 제공함과 함께, 각 분전패널의 조명 on/off 작동제어를 담당하게 된다.

이때 상기 에너지 관리서버(200)는 전달된 전력값을 기초로 설정된 기준치 전력값을 초과할 경우 off 될 수 있도록 한다.

상기 에너지 관리서버(200)는 사용자 통보시스템(220)을 구축하고 있어, 상기 전력계측장치(130)로부터 전송받은 전력값을 사용자(거주자)의 이동통신단말기에 단문 메시지 형태로 전송한다.

또한 상기 에너지 관리서버(200)는 웹서버를 구축하고 있어, 사용자(거주자)가 웹서버에 접속하여 웹페이지를 통해 각종 산출 데이터 및 그래프를 볼 수 있도록 한다.

즉, 웹페이지에서 보이는 사용자 설정 화면에서, 사용자가 단문 메시지 서비스를 받을 수 있는 전화번호와 전달받을 메시지 정보를 설정하게 되면 해당 설정에 따라 메시지를 전송하도록 한다.

따라서 단문 메시지 서비스 설정에 있어서 기 설정해 놓은 전력의 목표 사용량에 도달할 경우, 혹은 사용자가 설정한 목표 요금 이상으로 전력 사용량이 나올 경우 그 전력량을 문자 메시지로 알려주거나, 기간별 전기요금을 전송하도록 한다.

또한 상기 에너지 관리서버(200)는 댁내의 디스플레이부(70)와 연결되어 있어, 상기 에너지 관리서버(200)에서 산출된 기간별 전력 사용량과 전기 요금 및 예 상 전력 사용량과 전기요금 등의 산출값이 디스플레이부(70)를 통해 제공되도록 하며, 디스플레이부를 통해 에너지 관리서버(200)의 데이터처리를 설정해 놓을 수도 있다.

따라서 사용자가 월패드와 같은 디스플레이부(70)의 화면상으로 설정된 전력량을 확인할 수도 있을 뿐만 아니라, 월패드의 메뉴버튼을 조작하여 사용자가 확인하고자 하는 댁내의 부하별 혹은 해당 콘센트별 소모 전력량 등을 실시간으로 확인할 수 있게 된다.

공용시설소에는 주차장의 분전패널(310)과 단지 조경시설 조명의 경관 조명 분전패널(320)이 설치되어 있으며, 이들 분전패널(310, 320)들은 허브(301)를 통해 중앙관리소의 에너지 관리서버(200)와 연결되어 있다.

따라서 상기 분전패널은 측정된 전력사용량 데이터를 허브를 통해 에너지 관리서버(200)로 전송하며, 상기 에너지 관리서버(200)는 설정에 따라 조명의 on/off 신호를 분전패널로 전달하여 조명이 점소등되도록 한다.

이하, 댁내의 부하별, 콘센트별 소모 전력량과 수도, 가스 사용량을 측정하여 그 에너지 산출값을 디스플레이하는 과정은 다음과 같다.

각각의 콘센트 1개와 플러그로 연결되어 있는 복수개의 부하(가존기기)들 혹은 누전차단기와 직접 연결되도록 회로 구성되어 있는 개별 부하(거실 에어컨, 냉장고, 식기세척기, 월풀 등)에 메인전원(140)의 전류가 공급되어 상기 가전기기들이 작동하게 되면, 그 전류가 전류검출센서(110)를 지나게 됨에 따라 전류값이 측정된다.

각 콘센트별 전류검출센서(110)에서 측정된 전류값은 전력계측장치(130)로 전송되어 에너지 관리서버(200)로 전달된다.

상기 에너지 관리서버(200)로 전달된 전류값은 상기 에너지 관리서버(200) 상의 프로그램에 의해 결과값이 산출되며, 상기 에너지 관리서버(200)의 사용자 통보 시스템 혹은 웹서버를 통해 사용자의 PC화면이나 이동통신단말기를 통해 확인되도록 한다.

이때 결과값이란 일간/주간/월간/년간 사용량과 사용금액예상사용량과 예상금액, 동일평형의 평균 사용량, 실별, 부하별 사용내역 및 금액, 에너지 사용량 패턴 분석 등이 해당된다.

또한 상기 에너지 관리서버(200)는 상기 산출값을 디스플레이부(101)로 전달하여 사용자가 원할 때 마다 이들 산출값이 부하별 혹은 콘센트 별로 화면에 디스플레이 되어진다.

상기 디스플레이부(70)에서는 일간/주간/월간/연간의 에너지 사용량과 사용금액, 예상사용량과 예상금액을 제공하게 된다.

또한 단지 내 세대별 DB구축으로 동일 평형의 평균 사용량 제공을 통해 세대 간의 비교 서비스를 제공하며, 댁내의 실별, 부하별 사용 내역 및 금액 및 예상 사용 내역 및 예상 금액 조회 서비스를 제공하게 된다.

또한 에너지 사용량 패턴 분석 및 에너지 절감 가이드를 제공하며, 에너지 사용률 설정을 통한 사전 SMS알림 서비스 및 과사용시 부하 차단 기능을 제공하며, 세대 부하의 누전 및 과부하 통보 기능을 한다.

본 발명은 상세한 설명에서는 댁내의 가전기기 및 콘센트의 전력소모량을 측정하는 것을 기재하고 있으나, 이에 한정하지 않고 건물 계단의 전등, 옥상의 전기, 외부의 정화조 수중 모터와 일반 배수구의 모터, 주차장 전등 및 콘센트 스위치와 센서 및 조명, 증폭기, 인터폰, 대문 등 건물의 공용 전기에도 응용될 수 있음은 자명한 것이다.

도 1은 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템의 실시예에 따른 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템의 공용시설 측의 시스템 구성도,

도 3~도 9는 본 발명의 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템의 에너지 관리서버에서 제공하는 데이터서비스가 디스플레이부에서 출력되는 화면 예시도.

100 : 지능형 분전반 110 : 전류검출센서

120 : 누전차단기 130 : 전력계측장치

140 : 메인전원 200 : 에너지 관리서버

210 : 사용자 통보 시스템 220 : 웹서버

310 : 지하주차장 분전 패널 320 : 경관조명 분전 패널

Claims (6)

1. 메인전원의 전력을 가전기기에 공급하는 콘센트의 전력을 검출하도록 메인전원과 콘센트를 연결하는 배전선 사이에 직렬로 연결되는 전류검출센서와, 전원의 과부하 시에 전력 공급을 차단하도록 상기 메인전원과 콘센트의 배전선 사이에 직렬로 연결되는 누전차단기와, 일 측이 상기 전류검출센서에 병렬 연결되어 전류검출센서로부터 측정된 전류값을 전달받으며 타 측이 에너지 관리서버와 연결되어 상기 전류값을 상기 에너지 관리서버로 전달하는 전력계측장치를 포함하여 구성되는 지능형분전반과;

   댁내의 수도 사용량을 검침하고 검침된 사용값을 무선으로 전송하는 수도 검침기와;

   댁내의 가스 사용량을 검침하고 검침된 사용값을 무선으로 전송하는 가스 검침기와;

   지하주차장 조명 및 경관조명의 전원을 공급하며, 전력량을 측정하여 이를 허브를 통해 에너지 관리서버로 전송하는 분전패널과;

   상기 전력계측장치, 수도검침기, 가스검침기, 분전패널로부터 전달되는 에너지 측정값을 산출하여 새로운 데이터로 가공하도록 중앙관리소 측에 설치되어 있는 에너지 관리서버와;

   상기 에너지 관리서버로부터 제공되는 서비스 데이터를 디스플레이하도록 댁내에 설치되어 있는 디스플레이부로 구성되어 있어,

   상기 에너지 관리서버가 허브를 통해 지하주차장 분전패널과 경관조명 분전패널로부터 전달된 전력값을 데이터 처리하여 댁내 디스플레이부에 제공함과 함께, 상기 분전패널로부터 전달된 전력값을 기초로 설정된 기준치 전력값을 초과할 경우 각 분전패널의 조명 on/off 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에너지 관리서버(200)는 실시간으로 전송되는 에너지 측정값을 사용자 가 원하는 데이터로 산출하여 그 결과값을 사용자 웹페이지 상에서 디스플레이 하는 웹서버를 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 에너지 관리서버(200)는 상기 웹서버를 통해 사용자가 통보받고자 하는 메시지 내용을 설정하며, 이에 따라 해당 에너지정보를 사용자 이동통신단말기에 전송하는 단문 메시지 서비스를 수행하는 사용자 통보 시스템을 더 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 에너지 관리서버(200)는 상기 가스검침기와 수도검침기로부터 측정된 수도사용량과 가스사용량을 무선으로 전송받도록 원격검침서버와 연결되어 있어, 상기 원격검침서버로부터 측정값을 전달받는 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 에너지 관리서버(200)가 산출하여 제공하는 데이터서비스는 부하별, 실별, 콘센트별 에너지 사용량과 에너지사용요금, 이들의 예상 에너지 사용량 및 에너지사용요금, 에너지 사용량 패턴 중 어느 하나 이상이며, 상기 디스플레이부의 메뉴버튼을 조작하여 이들을 확인하는 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 에너지 관리서버(200)가 제공하는 통보 서비스는 에너지 사용률 설정을 통한 알림 서비스, 과사용 시 부하 차단 알림 서비스, 세대 부하의 누전 및 과부하 통보 서비스 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 주거단지의 에너지 데이터 관리 시스템.

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