KR101542409B1 - 전력 관리 가능한 전기 제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 외부 기기와 데이터를 송수신하는 통신연결수단; 전기 제품의 고유의 식별 번호를 가지고, 상기 통신연결수단을 통해 송수신되는 데이터를 관리하는 통신관리수단; 상기 전기 제품의 예측 전력 소비량을 산출하고, 상기 산출된 예측 전력 소비량과 상기 통신관리수단으로부터 수신된 실시간 전기 요금 정보를 고려하여 상기 전기 제품의 전력 소비 비용을 최소화시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단에 전달하는 전력정보 관리수단; 상기 예측 전력 소비량에 따라 상기 전기 제품의 예측 이산화탄소 배출량을 계산하여 디스플레이 수단으로 출력되도록 하는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 환경정보 관리수단; 상기 제품 운전 명령들에 따라 상기 전기 제품의 각 구성 요소들의 동작을 제어하여 상기 전기 제품의 기능이 수행되도록 하는 제품운전 제어수단; 및 상기 전기 제품의 운전 정보, 상기 예측 전력 소비량 및 상기 예측 이산화탄소 배출량을 표시하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품을 제공한다.
전력, 에너지, 관리, 스마트

Description

전력 관리 가능한 전기 제품{Electric Appliance for power management}
본 발명은 지능형 전력 공급 네트워크에서의 전력 관리 가능한 전기 제품에 관한 것이다.
우리 나라의 전력망은 중앙에 집중되고 생산자가 통제하는 수직적이고 중앙 집중적인 네트워크 체제로 되어 있다. 그리고, 전기 요금 체계로 용도별 요금 체계를 기본으로 하고, 여기에 전압별, 시간대별 요금 체계를 추가하고 있으며 주택용에 대해서는 누진제를 적용하고 있는 실정이다. 또한, 특정 시간대에 집중되는 전력 수요를 분산시키기 위하여 심야 전력 제도도 운영하고 있다. 그러나, 이러한 전력 시스템 하에서는 지구 온난화 방지라는 글로벌 과제, 에너지 원자재 가격 상승의 대처 방안 부재, 에너지 과소비 억제 문제 및 전력의 안정적 공급 문제를 해결할 수 없다.
따라서, 현재의 전력 시스템으로부터 탈피하여 소비자와 공급자 간의 양방향 정보 전달 체제의 구축을 통한 전력 산업의 효율성을 제고하기 위해서는 지능형 전력 시스템의 개발의 필요하며, 이러한 지능형 전력 시스템은 소비자의 모든 전기 기기, 전력 저장 장치 및 분산된 전원이 네트워크로 연결되어 소비자와 공급자 간 의 상호 작용을 가능하게 할 수 있다. 나아가, 소비자들로 하여금 자신의 전력 수요를 조절할 수 있도록 지능형 전력 시스템의 구축이 필요하며, 이러한 시스템과의 양방향 통신이 가능한 지능형 기기들의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 지능형 전력 공급 네트워크에서 보다 효율적인 전력 관리 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 환경정보 관리수단을 이용하여 전력 관리 프로그램을 수행하는 전기 제품을 제공하고자 한다.
본 발명은, 외부 기기와 데이터를 송수신하는 통신연결수단; 전기 제품의 고유의 식별 번호를 가지고, 상기 통신연결수단을 통해 송수신되는 데이터를 관리하는 통신관리수단; 상기 전기 제품의 예측 전력 소비량을 산출하고, 상기 산출된 예측 전력 소비량과 상기 통신관리수단으로부터 수신된 실시간 전기 요금 정보를 고려하여 상기 전기 제품의 전력 소비 비용을 최소화시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단에 전달하는 전력정보 관리수단; 상기 예측 전력 소비량에 따라 상기 전기 제품의 예측 이산화탄소 배출량을 계산하여 디스플레이 수단으로 출력되도록 하는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 환경정보 관리수단; 상기 제품 운전 명령들에 따라 상기 전기 제품의 각 구성 요소들의 동작을 제어하여 상기 전기 제품의 기능이 수행되도록 하는 제품운전 제어수단; 및 상기 전기 제품의 운전 정보, 상기 예측 전력 소비량 및 상기 예측 이산화탄소 배출량을 표시하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품을 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 이산화탄소 배출량이 기설정된 한계 이산화탄소 배출량을 초과하는 경우, 상기 환경정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 이산화탄소 배출량은 상기 전기 제품의 동작 시간에, 동작 레벨에 따른 가중치를 곱하고, 상기 전기 제품의 제조/폐기에 대한 환경 영향 지수를 곱함으로써 산출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 환경정보 관리수단은 상기 통신관리수단을 통하여 외부로부터 수신한 환경 정보를 상기 디스플레이 수단에 출력하도록 하는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하되, 상기 환경 정보는 온도, 습도, 바람의 세기, 빛의 세기 및 매연 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 실시간 전기 요금 정보에 따라 상기 전기 제품의 운전 시간이 전기 요금 최대 구간 내에 속하는 경우, 상기 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 실시간 전기 요금 정보에 따라 현재 시간이 상기 전기 요금 최대 구간을 벗어난 경우, 상기 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 재가동시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 디스플레이 수단은, 상기 전기 제품의 운전이 일시 중단 상태 또는 재가동 상태임을 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 통신관리수단은 외부 기기로부터 전력 공급 정보를 더 수신하고, 상기 전력정보 관리수단은 상기 실시간 전기 요금 정보에 기초하여 상기 전력 공급 정보와 상기 예측 전력 소비량을 비교함으로써 상기 전기 제품의 전력 소비 비용을 최소화시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 전력 소비량이 상기 전력 공급 정보보다 큰 경우, 상기 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하되, 상기 전력 공급 정보는 상기 실시간 전기 요금 정보가 최저 요금을 가리키는 전력 공급 정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 환경정보 관리수단을 이용하여 전력 관리 프로그램을 수행함으로써 지능형 전력 공급 네트워크 내에서 보다 효율적으로 에너지를 관리할 수 있게 된다. 또한, 사용자들은 실시간 제공되는 전력 정보에 따라 전력 공급원을 선택함으로써 비용을 최소화할 수 있고, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 된다. 그리고, 전기 기기의 작동 모드를 선택함으로써 보다 효율적으로 전력 소비를 제어할 수 있다. 또한, 일정 기간 동안의 전력 소비 패턴을 예측하고 그 예측된 정보에 기초하여 전력을 사용함으로써 보다 효율적으로 에너지를 관리할 수 있다. 또한, 전력 소비 정보가 데이터 저장부에 계속적으로 누적됨으로써 예측 전력 소비량의 정 확도도 향상될 것이며, 결국 효율적인 전력 소비가 가능해질 수 있다.
상술한 목적 및 구성의 특징은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들를 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우는 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지능형 전력 공급 네크워크의 개략도를 나타낸다.
상기 지능형 전력 공급 네트워크(100)는 적어도 하나 이상의 로컬 영역 네트워크(local area network) 또는 글로벌 영역 네트워크(global area network)로 구성될 수 있다. 상기 로컬 영역 네트워크의 예로는, 발전소들 간의 전력 정보를 공유할 수 있는 발전소용 전력 네트워크(110), 가정 내의 전기 기구들 간의 전력 정보를 공유할 수 있는 가정용 전력 네트워크(130), 사무실 내의 전기 기구들 간의 전력 정보를 공유할 수 있는 사무실용 전력 네트워크(130) 또는 로컬 영역 간의 전력 정보를 제어할 수 있는 중앙 제어 네트워크(120) 등을 들 수 있다. 상기 글로벌 영역 네트워크라 함은 적어도 2이상의 로컬 영역 네트워크를 포함하는 네트워크를 의미할 수 있으며, 로컬 영역 네트워크에 대응하는 상대적인 개념으로 이해할 수 있다.
상기 도 1을 살펴보면, 본 발명이 적용되는 지능형 전력 공급 네트워크(100)의 예로, 상기 지능형 전력 공급 네트워크(100)는 발전소용 전력 네트워크(110), 중앙 제어 네트워크(120) 및 적어도 하나 이상의 가정용/사무실용 전력 네트워크(130)를 포함할 수 있다.
상기 발전소용 전력 네트워크(110)는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생 에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력 발전소를 포함할 수 있다. 화력발전소, 원자력발전소 또는 수력발전소에서 생산된 전력은 송전 선로를 통해 변전소로 보내지고, 변전소는 전압이나 전류의 성질을 바꾸어 가정용/사무실용 전력 네트워크 내의 수요처로 전력을 분배하게 된다. 또한, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전력도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배된다.
가정용 전력 네트워크(130)의 경우, 가정에서도 태양광이나 하이브리드 전기자동차(PHEV, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 스스로 생산하여 소비할 수 있고, 남는 전기는 다른 로컬 영역 네트워크에 공급 또는 매매할 수도 있다. 그리고, 각 로컬 영역 네트워크에서는 에너지 계측 장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 로컬 영역 네트워크 내의 전력 공급 유닛은 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다. 또한, 로컬 영역 네트워크 사이 또는 로컬 영역 네트워크 내의 유닛들 사이에서 양방향 통신이 가능하며, 어느 하나의 로컬 영역 네트워크 내 유닛과 다른 하나의 로컬 영역 네트워크 내 유닛 사이의 양방향 통신도 가능하다. 여기서, 상기 유닛은 발전소, 전기 회사, 분산 전원, 에너지 관리 시스템, 에너지 계측 시스템, 지능형 기기 또는 전기 기기 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발전소용 전력 네트워크(110)와 가정용 전력 네트워크(130) 사이의 양방향 통신이 가능하며, 가정용 전력 네트워크(130) 내 전기 기구들 사이의 양방향 통신도 가능하다. 또는 발전소용 전력 네트워크(110) 내의 발전소와 가정용 전력 네트워크(130) 내의 에너지 관리 시스템 사이의 양방향 통신도 가능하다. 따라서, 각 수요처의 전력 소비 현황을 서로 모니터링하여 관리함으로써 적응적인 전기 생산 및 전기 분배가 가능하게 된다.
상기 지능형 전력 공급 네트워크는 에너지 관리 시스템(EMS, Energy Management System)을 포함할 수 있다. 에너지 관리 시스템이라 함은, 에너지 관리 프로그램을 이용하여 에너지 제어 장치를 관리하는 시스템을 의미한다. 상기 에너지 제어 장치의 예로, 자동 온도 제어 장치, 케이블 셋톱 박스, 지능형 디스플레이 장치 또는 자동 등화 제어 장치 등을 들 수 있다. 상기 에너지 관리 시스템은 상기 에너지 제어 장치와의 통신을 통해서 각 수요처의 전력을 실시간으로 관리할 수 있으며, 축적된 데이터를 기반으로 소요 전력의 실시간 예측도 가능할 수 있다. 상기 에너지 관리 시스템은 각 수요처 또는 공급처마다 설정될 수 있고, 더 나아가 각 로컬 영역 네트워크 또는 각 글로벌 영역 네트워크마다 설정될 수도 있다.
그리고, 상기 지능형 전력 공급 네트워크는 에너지 계측 시스템(energy metering system)을 포함할 수 있다. 에너지 계측 시스템이라 함은 계측 기기들로부터 에너지 사용량을 측정하고 에너지 사용에 관한 정보를 수집하고 분석하는 시스템을 의미한다. 상기 계측 기기의 예로, 전기 미터기(electricity meters), 가스 미터기(gas meters) 또는 수도 미터기(water meters) 등을 들 수 있다.
상기 에너지 관리 시스템과 상기 에너지 계측 시스템은 소비자로 하여금 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템 상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다.
예를 들어, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 에너지 관리 시스템을 통하여 중계되며, 상기 에너지 관리 시스템은 각 전기 기기와 통신을 하고 이를 제어하므로 사용자는 에너지 관리 시스템을 통해 각 전기 기기의 전력정보를 인식하고 이를 기초로 소모전력량이나 전기요금 한계설정 등과 같은 전력 정보 처리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 가정용 전력 네트워크(130)의 구조를 나타낸다.
가정용 전력 네트워크(130)는 지능형 전력 공급 네트워크 내의 하나의 로컬 영역 네트워크에 해당될 수 있다. 상기 가정용 전력 네트워크(130)는 상기 지능형 전력 공급 네트워크 내의 다른 로컬 영역 네트워크와 양방향 통신이 가능하며, 독자적으로 에너지 공급, 소비, 저장, 측량, 관리 및 통신 등이 가능하다. 상기 가정용 전력 네트워크(130)는 크게 에너지 공급 파트, 에너지 소비 파트, 에너지 계측 파트 및 로컬 에너지 관리 시스템으로 구성될 수 있으며, 공중파 채널을 통해 상기 가정용 전력 네트워크(130) 내 구성 유닛의 일반적인 관리를 위한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 공중파 채널을 통해 수신 가능한 정보로는 유닛 식별 정보(Unit Identifier), 현재 요금 정보, 현재 요금의 상대적 레벨 정보(예를 들어, 높음, 중간, 낮음), 용도 정보(예를 들어, 거주용, 상업용), 오류 확인 정보(예를 들어, CRC 정보) 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 공중파 채널을 수신하기 위한 방송 수신 모듈로는, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등을 들 수 있다. 한편, 상기 에너지 계측 파트로부터 획득된 정보는 외부의 에너지 계측 시스템으로 전송할 수 있고, 상기 로컬 에너지 관리 시스템으로부터 획득된 정보는 외부의 글로벌 에너지 관리 시스템 또는 다른 로컬 에너지 관리 시스템으로 전송할 수 있다.
상기 에너지 공급 파트는 가정용 전력 네트워크(130) 내의 모든 유닛에 전력을 공급하는 역할을 하며, 분산 전원, 하이브리드 전기 자동차, 태양광 연료 전지, 부하 제어 장치 및 에너지 저장소 등을 포함할 수 있다. 분산 전원은 기존의 발전소로부터 제공되는 전력을 제외한 다른 전력 공급원, 예를 들어, 다른 로컬 영역 네트워크 또는 자가 전력 공급원(하이브리드 전기 자동차, 태양광 연료 전지)으로부터 제공되는 전력을 의미할 수 있다. 상기 분산 전원, 하이브리드 전기 자동차, 태양광 연료 전지 등은 자체적으로 전기를 생산 및 저장할 수 있으며, 나아가 다른 로컬 영역 네트워크에 전기를 제공할 수도 있다. 부하 제어 장치는 가정용 전력 네 트워크(130) 내의 전력을 소비하는 장치들을 제어하는 역할을 한다. 그리고, 에너지 저장소는 외부의 전력 공급원으로부터 제공되는 에너지를 저장하고, 필요시 가정용 전력 네트워크(130) 내 유닛들에 에너지를 분배하는 역할을 한다.
에너지 소비 파트는 에너지 공급 파트로부터 제공되는 에너지를 로컬 에너지 관리 시스템으로부터 전달된 명령에 기초하여 에너지를 소비하게 되며, 가전 기기, 자동 온도 제어 장치, 케이블 셋톱 박스, 자동 등화 제어 장치 등을 포함할 수 있다.
에너지 계측 파트는 에너지 공급 파트 또는 에너지 소비 파트와 연결되어 에너지 사용량을 측정하고 에너지 사용에 관한 정보를 수집하고 분석하는 역할을 하며, 전기 미터기, 가스 미터기, 수도 미터기 등을 포함할 수 있다. 에너지 계측 파트로부터 획득된 정보는 에너지 계측 시스템으로 전송될 수 있다.
상기 가정용 네크워크 내의 모든 유닛들은 서로 양방향 통신이 가능하며, 에너지 관리를 위한 제어부 또는 에너지 관리 프로그램을 포함할 수 있다. 이하 도 3에서는 전력 관리 가능한 전기 제품에 대해서 살펴보고, 도 4에서는 상기 전기 제품에 의해 구현될 수 있는 전력 관리 방법에 대해서 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 전력 관리 가능한 전기 제품의 개략적인 내부 블록도를 나타낸다.
전기 제품(300)은 제품운전 제어수단(310), 전력정보 관리수단(320), 환경정보 관리수단(325), 통신관리수단(330), 통신연결수단(340) 및 디스플레이 수 단(350)을 포함한다. 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전력정보 관리수단(320), 상기 환경정보 관리수단(325), 상기 통신관리수단(330) 및 상기 통신연결수단(340)은 별개의 장치로 구성되어 상기 전기 제품(300)에 포함될 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
제품운전 제어수단(310)은 통상적으로 상기 전기 제품(300)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 전력정보 관리수단(320) 또는 상기 환경정보 관리수단(325)으로부터 전달된 제품 운전 명령에 따라 전기 제품의 각 구성 요소들의 동작을 제어하여 상기 전기 제품의 기능이 수행되도록 한다. 또한, 사용자로부터 입력받은 정보는 상기 제품운전 제어수단(310)을 통해 전력정보 관리수단(320), 통신관리수단(330) 및 디스플레이 수단(350)의 동작을 제어할 수 있다.
전력정보 관리수단(320)은 통신관리수단(330)으로부터 수신받은 전력 정보를 처리 또는 관리하는 역할을 한다. 예를 들어, 통신관리수단(330)으로부터 수신된 데이터 중 전기 요금 정보를 식별하고, 상기 전기 요금 정보에 기초하여 상기 전기 제품의 전력소모를 최소화시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단(310)에 전달하는 역할을 한다. 상기 전력정보 관리수단(320)은 상기 제품운전 제어수단(310) 내의 전력 정보 관리 모듈로서 구비될 수도 있다. 예를 들어, 전력 정보 관리 모듈은 상기 제품운전 제어수단(310) 내에서 하드웨어로 구성될 수 있고, 또는 상기 제품운전 제어수단(310)과는 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 전력 정보라 함은, 현재의 전력 상태(예를 들어, 시간당 전력 소비량 또는 현재 전력 요금 상태), 전력의 품질 상태(예를 들어, 주파수, 중립 전압, 고조파 상태), 환경 상태(예를 들어, 온도, 습도, 움직임, 바람, 빛의 세기), 누적된 전력 소비 비용, 순간 전력 소비 비용, 시간당 전력 소비 비용, 사용 시간과 에너지 관계에 따른 전력 비용, 주기별 피크 요금에 따른 비용, 소비율에 따른 요구 비용, 청구 요인에 따른 비용(예를 들어, 세금, 대여료, 할인), 사용자 정의된 파라미터에 따른 전력 소비 비용, 주기별 히스토리에 따른 전력 소비 비용, 주기별 히스토리에 따른 전력 생산량/소비량, 또는 환경적 영향 정보(예를 들어, 이산화탄소 배출량, 이산화탄소 배출 예측량) 등을 포함할 수 있다.
이와 같은 전력 정보는 상기 전력정보 관리수단(320) 내에서 처리되어 상기 통신관리수단(330) 및 상기 통신연결수단(340)을 통해 글로벌 영역 전력 네트워크 또는 로컬 영역 전력 네트워크 내의 다른 유닛들에게 송신되거나, 또는 상기 디스플레이 수단(350)을 통해 출력될 수 있다.
환경정보 관리수단(325)은 전기 제품이 유발한 탄소 배출량을 계산하여 디스플레이 수단(350)에 출력하도록 하는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단(310)에 전달하는 역할을 한다. 이때, 상기 전기 제품의 탄소 배출량은 상기 전력정보 관리수단(320)으로부터 수신된 전력 소비 정보, 예를 들어 전력 소모에 따른 전력 사용량 정보로부터 계산될 수 있다. 상기 탄소 배출량은 전기 제품의 동작 시간에, 동작 레벨에 따른 가중치를 곱하고, 다시 해당 전기 제품의 제조/폐기에 대한 환경 영향 지수를 곱함으로써 산출될 수 있다.
또한, 상기 환경정보 관리수단(325)은 통신관리수단(330)을 통하여 외부로부터 수신한 환경 정보, 예를 들어, 매연 정보, 날씨 정보 등을 디스플레이 수단(350)에 출력하도록 하는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단(310)에 전달할 수도 있다.
통신관리수단(330)은 상기 전기 제품(300)의 고유의 식별 번호를 가지고, 상기 통신연결수단(340)을 통해 송수신되는 데이터를 관리한다. 예를 들어, 상기 통신관리수단(330)은 통신연결수단(340)을 통하여 가정용 전력 네트워크 내의 전기 제품들의 전력 소비 정보 또는 환경 정보를 로컬 에너지 관리 시스템 또는 글로벌 에너지 관리 시스템으로 송신할 수 있고, 상기 가정용 전력 네트워크 내의 다른 전기 제품들 또는 발전소용 전력 네트워크로부터 전력 소비 정보 또는 환경 정보를 수신할 수 있다.
통신연결수단(340)은 글로벌 영역 전력 네트워크 또는 로컬 영역 전력 네트워크 내의 모든 유닛들과 양방향 통신을 수행할 수 있는 인터페이스 역할을 한다. 상기 통신연결수단(340)은 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 GPS 모듈 등을 포함할 수 있다. 방송 수신 모듈은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 예를 들어, 상기 전기 제품(300)은 글로벌 영역 전력 네트워크 또는 로컬 영역 전력 네트워크 내의 다른 유닛들의 전력 소비 정보, 전력 공급 정보, 또는 전력 관리 정보 등을 방송 신호로써 수신할 수 있다.
디스플레이 수단(350)은 음향 출력 모듈과 알람 출력 모듈을 포함할 수 있 고, 상기 전력정보 관리수단(320)에서 처리된 전력 정보 및 상기 환경정보 관리수단(325)에서 처리된 환경 정보를 디스플레이한다. 상기 전력 정보와 상기 환경 정보의 예는 상기 전력정보 관리수단(320)과 상기 환경정보 관리수단(325)에서 설명한 바와 같다.
예를 들어, 상기 디스플레이 수단(350)은 현재의 에너지 상태(예를 들어, 시간당 에너지 소비량 또는 현재 요금 상태), 해당 전기 제품의 현재 상태(예를 들어, 작동중, 대기중, 정비중), 작동 모드 상태(예를 들어, 충전중, 사용중), 전력의 품질 상태(예를 들어, 주파수, 중립 전압, 고조파 상태), 환경 상태(예를 들어, 온도, 습도, 움직임, 바람, 빛의 세기) 및 환경적 영향(예를 들어, 탄소 배출량) 등을 모니터링할 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이 수단(350)과 터치 패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 상기 디스플레이 수단(350)은 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 상기 디스플레이 수단(350)은 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 상기 전기 제품(300)의 구현 형태에 따라 디스플레이를 2개 이상 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 전기 제품(300)에 외부 디스플레이 모듈(미도시)과 내부 디스플레이 모듈(미도시)이 동시에 구비될 수 있다.
상기 음향 출력 모듈은 신호 수신, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 상기 통신연결수단(340)으로부터 수신된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 상기 음향 출력 모듈은 상기 전기 제품(300)에서 수행되는 기능(예를 들어, 전력 정보 수신음, 이벤트 메시지 수신음, 제품 운전 상태음 등)과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향 출력 모듈에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
상기 알람 출력 모듈은 상기 전기 제품(300)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 상기 전기 제품(300)에서 발생되는 이벤트의 예로는 피크 타임을 알리는 신호 수신, 요금 한도 초과 메시지 수신, 탄소 배출량 초과를 알리는 신호 등이 있다. 알람 출력 모듈은 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. 신호가 수신되거나 메시지가 수신된 경우, 이를 알리기 위해 알람 출력 모듈은 진동을 출력할 수 있다. 상기와 같은 진동 출력을 통해 사용자는 이벤트 발생을 인지할 수 있다. 물론 이벤트 발생 알림을 위한 신호는 상기 디스플레이 수단(350)이나 상기 음향 출력 모듈을 통해서도 출력될 수 있다.
상기 전기 제품(300)은 휴대 단말기로도 제공될 수 있고, 플러그 장치 형태로 제공될 수도 있다. 휴대 단말기로 제공되는 경우, 상기 전기 제품(300)은 폴더 타입, 스윙타입, 슬라이더 타입 등과 같은 여러 타입으로 제공될 수 있다.
이하에서는, 상기 전기 제품에 의해 실행될 수 있는 에너지 관리 방법에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 환경적 영향을 고려하여 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에서는 환경적 영향을 고려하여 전력을 제어하는 구체적인 방법을 설명하고자 한다. 먼저, 통신관리수단은 전기 제품 고유의 식별 정보를 식별할 수 있다(S410). 상기 전기 제품의 예측 전력 소비량을 산출하고(S420), 상기 산출된 예측 전력 소비량과 상기 통신관리수단으로부터 수신된 실시간 전기 요금 정보를 고려하여 상기 전기 제품의 전력 소비 비용을 최소화시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단에 전달할 수 있다.
그리고, 환경정보 관리수단은 상기 예측 전력 소비량에 따라 상기 전기 제품의 예측 이산화탄소 배출량을 계산하여 디스플레이 수단으로 출력되도록 하는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달할 수 있다(S430).
이때, 상기 환경정보 관리수단은 상기 예측 이산화탄소 배출량이 상기 전기 제품 내에서 기설정된 한계 이산화탄소 배출량을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다(S440). 상기 확인 결과, 상기 예측 이산화탄소 배출량이 상기 전기 제품 내에서 기설정된 한계 이산화탄소 배출량을 초과하는 경우, 상기 환경정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하게 되고, 제품운전 제어수단은 상기 제품 운전 명령에 따라 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키게 된다(S450). 그리고, 디스플레이 수단을 통하여 전기 제품의 운전이 일시 중단 상태임을 디스플레이하게 된다(S460). 반면, 상기 예측 이산화탄소 배출량이 상기 전기 제품 내에서 기설정된 한계 이산화탄소 배출량을 초과하지 않는 경우에는 전기 제품의 운전을 계속 유지하도록 한다(S470).
한편, 전력제어 관리수단은 상기 실시간 전기 요금 정보에 따라 전기 제품의 운전 시간이 전기 요금 최대 구간 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 확인 결과, 전기 제품의 운전 시간이 전기 요금 최대 구간 내에 있는 경우, 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하게 되고, 제품운전 제어수단은 상기 제품 운전 명령에 따라 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키게 된다. 그리고, 디스플레이 수단을 통하여 전기 제품의 운전이 일시 중단 상태임을 디스플레이하게 된다. 전기 제품의 운전이 일시 중단 상태라면, 제품 운전을 위해 계속해서 전기 제품의 운전 시간이 전기 요금 최대 구간을 벗어나는지 여부를 확인하게 된다. 반면, 상기 확인 결과, 전기 제품의 운전 시간이 전기 요금 최대 구간 내에 있지 않는 경우 또는 전기 요금 최대 구간 내에 있다가 벗어나는 경우에는, 전기 제품의 운전을 계속 유지하거나, 운전을 재가동하도록 한다.
이때, 전기 제품의 운전이 일시 중단되거나 재가동될 때, 디스플레이 수단은 일시 중단 상태 또는 재가동 상태임을 소리로 출력하는 음향 출력 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 통신관리수단은 외부 기기로부터 전력 공급 정보를 더 수신하고, 전력정보 관리수단은 실시간 전기 요금 정보에 기초하여 전력 공급 정보와 예측 전력 소비량을 비교함으로써 상기 전기 제품의 전력소모를 최소화시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단에 전달할 수 있다. 이때, 예측 전력 소비량이 전력 공급 정 보보다 큰 경우, 전력정보 관리수단은 전기 제품의 운전을 지연시키거나 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 제품운전 제어수단에 전달할 수 있고, 상기 전력 공급 정보는 상기 전기 요금 정보가 최저 요금을 가리키는 전력 공급 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 전력 제어 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 데이터도 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 본 발명이 적용되는 에너지 관리 방법에 의해 생성된 비트스트림은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되거나, 유/무선 통신망을 이용해 전송될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지능형 전력 공급 네크워크의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 가정용 전력 네트워크의 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 전력 관리 가능한 전기 제품의 개략적인 내부 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 환경적 영향을 고려하여 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (9)

  1. 외부 기기와 데이터를 송수신하는 통신연결수단;
    전기 제품의 고유의 식별 번호를 가지고, 상기 통신연결수단을 통해 송수신되는 데이터를 관리하는 통신관리수단;
    상기 전기 제품의 예측 전력 소비량을 산출하고, 상기 산출된 예측 전력 소비량과 상기 통신관리수단으로부터 수신된 실시간 전기 요금 정보를 고려하여 상기 전기 제품의 전력 소비 비용을 최소화시키는 제품 운전 명령들을 제품운전 제어수단에 전달하는 전력정보 관리수단;
    상기 예측 전력 소비량에 따라 상기 전기 제품의 예측 이산화탄소 배출량을 계산하여 디스플레이 수단으로 출력되도록 하는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 환경정보 관리수단;
    상기 제품 운전 명령들에 따라 상기 전기 제품의 각 구성 요소들의 동작을 제어하여 상기 전기 제품의 기능이 수행되도록 하는 제품운전 제어수단; 및
    상기 전기 제품의 운전 정보, 상기 예측 전력 소비량 및 상기 예측 이산화탄소 배출량을 표시하는 디스플레이 수단을 포함하고,
    상기 통신관리수단은 외부 기기로부터 전력 공급 정보를 더 수신하고, 상기 전력정보 관리수단은 상기 실시간 전기 요금 정보에 기초하여 상기 전력 공급 정보와 상기 예측 전력 소비량을 비교함으로써 상기 전기 제품의 전력 소비 비용을 최소화시키는 제품 운전 명령들을 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측 이산화탄소 배출량이 기설정된 한계 이산화탄소 배출량을 초과하 는 경우, 상기 환경정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측 이산화탄소 배출량은 상기 전기 제품의 동작 시간에, 동작 레벨에 따른 가중치를 곱하고, 상기 전기 제품의 제조/폐기에 대한 환경 영향 지수를 곱함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 환경정보 관리수단은 상기 통신관리수단을 통하여 외부로부터 수신한 환경 정보를 상기 디스플레이 수단에 출력하도록 하는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하되,
    상기 환경 정보는 온도, 습도, 바람의 세기, 빛의 세기 및 매연 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실시간 전기 요금 정보에 따라 상기 전기 제품의 운전 시간이 전기 요금 최대 구간 내에 속하는 경우, 상기 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실시간 전기 요금 정보에 따라 현재 시간이 상기 전기 요금 최대 구간을 벗어난 경우, 상기 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 재가동시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디스플레이 수단은, 상기 전기 제품의 운전이 일시 중단 상태 또는 재가동 상태임을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측 전력 소비량이 상기 전력 공급 정보보다 큰 경우, 상기 전력정보 관리수단은 상기 전기 제품의 운전을 지연시키거나 상기 전기 제품의 운전을 일시 중단시키는 제품 운전 명령을 상기 제품운전 제어수단에 전달하되,
    상기 전력 공급 정보는 상기 실시간 전기 요금 정보가 최저 요금을 가리키는 전력 공급 정보인 것을 특징으로 하는 전력 관리 가능한 전기 제품.
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