KR102485614B1 - 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법은, 관리 시스템이 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보를 상기 타운하우스의 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계 및 상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계 포함한다.

Description

지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법{MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD FOR SUSTAINABLE ENERGY INDEPENDENCE OF TOWNHOUSES}

본 발명은 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

주택 위주로 구성된 타운하우스의 에너지 자립을 위한 제로 에너지 단지화는 한국을 포함한 전세계의 탄소 중립 로드맵에 있어 공동주택의 탄소 저감 운동에 부합할 수 있다.

이를 위해, 한국은 2050년까지 탄소 중립을 시행하겠다는 목표를 밝히며, 탄소중립기본법을 제정하였으며, 국토교통부의 탄소중립 로드맵에 따르면 30가구 이상의 공동주택이라면 2023년부터는 공공주택, 2024년에는 민간주택에도 제로에너지 건물 건설이 의무화된다.

주택의 소비 에너지는 전기에너지와 열에너지로 크게 구분할 수 있다. 화석연료 사용을 제로 수준으로 낮추려면, 신재생에너지를 통한 전력 확보와 열 확보를 함께 고려하여야 하며, 타운하우스의 에너지 생산과 저장, 소비의 균형을 유지하며, 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 시스템 적인 모델이 보급된다면 주택 분야의 탄소 중립을 앞당길 수 있다.

KR 10-1385776 B1

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 타운하우스의 에너지 생산과 소비 모니터링 및 에너지 생산과 소비 예측을 통한 에너지 생산과 수요의 균형을 유지하여 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템은, 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템에 있어서, 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보와 지역 정보를 저장 및 관리하는 가구 정보 관리부, 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량 및 소비량을 모니터링하는 에너지 모니터링부, 상기 가구 정보 및 상기 에너지 모니터링부의 에너지 모니터링 데이터를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 라인을 설정하는 에너지 밸런스 라인 설정부, 상기 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량과 소비량을 예측하는 에너지 생산 예측부와 에너지 소비 예측부 및 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 예측 결과에 따라 에너지 제어 프로세스를 실행하는 제어 프로세스 실행부를 포함한다.

상기 타운하우스에 필요한 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보하는 설비 확보부를 더 포함할 수 있다.

상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함할 수 있다.

상기 제어 프로세스 실행부는 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하고, 상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고, 상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 잉여 발전량을 이용하여 상기 축열조를 가열하도록 제어하여 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하고, 상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하고, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과한 경우, 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하고, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 배터리 방전 스케줄링을 실행하고, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하고, 상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하되, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하고, 상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

상기 열 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되, 상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 열 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고, 상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되, 상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 냉난방 기기를 원격으로 제어할 수 있다.

상기 전기 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되, 상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 전기 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고, 상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되, 상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 가전기기를 원격으로 제어할 수 있다.

일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법은, 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법에 있어서, 관리 시스템이 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보를 상기 타운하우스의 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계 및 상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함할 수 있다.

상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈 및 상기 축열조 각각의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고, 상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 사용하여 상기 축열조를 가열하는 단계, 상기 관리 시스템이 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 배터리 방전 스케줄링을 실행하고, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계, 상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하는 단계, 및 상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제1 단계 열 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제1 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 열 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 잇다.

상기 제1 열 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 냉난방 기기를 제어하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여할 수 있다.

상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제1 단계 전기 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제1 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 전기 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 전기 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 가전기기를 제어하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법에 의하면, 타운하우스의 에너지 생산과 소비 모니터링 및 에너지 생산과 소비 예측을 통한 에너지 생산과 수요의 균형을 유지하여 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 유리할 수 있다.

또한, 타운하우스의 에너지 생산과 소비의 균형의 기준이 되는 에너지 밸런스 라인을 타운하우스의 지역 정보, 복수의 가구 각각의 구성원 정보, 신재생 에너지 발전 설비의 종류 및 노후화 정도 등을 반영하여 동적으로 설정함으로써, 에너지 밸런스 상태를 보다 정확하게 예측하여 타운하우스의 에너지 생산과 소비의 균형을 균일하게 유지하는 데에 유리할 수 있다.

나아가, 타운하우스에 추가적으로 필요한 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 도출하고, 후술할 전기 에너지 절약 프로그램 및 열 에너지 절약 프로그램 각각에 따른 패널티를 재원으로 하여 자체적으로 타운하우스의 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 추가 확보함으로써, 타운하우스의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 네트워크 구성도를 나타내는 개요도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 타운하우스에 포함된 어느 하나의 가구의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5 내지 도 13은 일 실시예에 따른 각 상황 별 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

도 1은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 네트워크 구성도를 나타내는 개요도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 네트워크 구성은 타운하우스(100), 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템(200)(이하, '관리 시스템'이라 약칭함), 적어도 하나의 사용자 단말(300) 및 네트워크(400)를 포함한다.

본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 관리 시스템(200)이 하나의 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 위해 에너지 생산 및 소비의 균형을 유지하는 것을 위주로 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 관리 시스템(200)은 복수의 타운하우스(100)에서 생산된 에너지와 에너지 소비의 균형을 유지할 수 있을 것이다.

타운하우스(100)는 주택 위주로 구성된 복수의 가구의 집합으로, 건축물에 필요한 에너지부하를 최소화하고, 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하기 위한 주택의 집합일 수 있다. 예를 들어, 타운하우스(100)는 태양열과 태양광을 이용하여 열에너지 및 전기에너지를 생산하는 PVT 모듈(도 2의 121, 131) 및 공기열과 지열을 이용하여 열에너지를 제공하는 히트 펌프 모듈(도 2의 132)를 포함할 수 있다. 타운하우스(100)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.

관리 시스템(200)은 타운하우스(100)에서 생산된 열에너지, 전기에너지를 모니터링하고, 타운하우스(100)의 에너지 생산량 및 소비량을 예측하여 복수의 상황에 맞는 에너지 제어 프로세스를 실시할 수 있다. 이에 따라, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)가 에너지 생산과 수요의 균형을 유지하여 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 기여할 수 있다.

또한, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구의 구성원의 변화, 에너지 생산 설비의 노후화 또는 특성 등을 반영하여 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비가 균형을 이루는 에너지 밸런스 라인을 모니터링하고 동적으로 설정함으로써, 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 유지하는 데에 유리할 수 있다. 관리 시스템(200)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.

사용자 단말(300)은 인터넷 및/또는 인트라넷과 같은 유무선 통신망을 통해 타운하우스(100) 및 관리 시스템(200)과 데이터 통신할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 노트북, 핸드헬드 장치, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 단말, 데스크탑 컴퓨터, 또는 이러한 장치를 이용하거나 직간접적으로 이와 연결된 임의의 장치일 수 있다.

사용자 단말(300)은 타운하우스(100)의 복수의 가구 중 어느 하나에 거주하는 사용자의 단말일 수 있다. 사용자 단말(300)은 타운하우스(100) 및/또는 관리 시스템(200)에서 제공하는 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 설치 및 구동할 수 있으며, 사용자는 상기 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 각 가구의 에너지 생산량, 소비량 등을 모니터링할 수 있다. 또한, 사용자 단말(300)은 타운하우스(100) 및/또는 관리 시스템(200)을 통해 해당 거주 가구의 가전기기 및 냉난방 설비를 제어할 수 있다.

또한, 사용자 단말(300)은 관리 시스템(200)으로부터 단문 메시지(Short Message Service, SMS), 푸시 알림 또는 사회관계망서비스(Social Networking Service)를 통한 메시지를 수신할 수 있다. 본 명세서에서, 메시지는 상기 단문 메시지, 푸시 알림 및 사회관계망서비스를 통한 메시지를 포함할 수 있다.

네트워크(400)는 타운하우스(100), 관리 시스템(200) 및 사용자 단말(300)이 서로 통신하는 통신망(Communication Network)으로 통신 양태를 특별하게 가리지 않고 구성될 수 있다. 예를 들어, 단거리 통신망(Personal Area Network, PAN), 근거리 통신망(Local Area Network, LAN), 도시권 통신망(Metropolitan Area Network, MAN), 광역 통신망(Wide Area Network, WAN) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2는 일 실시예에 따른 타운하우스에 포함된 어느 하나의 가구의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.

타운하우스(100)는 복수의 가구(100_1, 100_2)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구 중 어느 하나의 가구(100_1)의 구성에 대하여 설명하지만, 복수의 가구 각각은 어느 하나의 가구(100_1)와 실질적으로 동일한 구성을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 타운하우스(100)에 포함된 어느 하나의 가구(100_1)는 통신 모듈(110), 모니터링 모듈(120), 컨트롤 모듈(130), 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150)을 포함할 수 있다.

통신 모듈(110)은 네트워크(400)를 통해 유선 또는 무선으로 관리 시스템(200)과 데이터 통신을 할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(110)은 홈 게이트웨이, 세대단말기 등의 홈 네트워크 장비일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 통신 모듈(110)은 사용자 단말(300)과 데이터 통신을 할 수 있다.

통신 모듈(110)은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 등을 지원하는 유선 인터넷 통신 방법 또는 WCMDA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiFi(Wireless Fidelity) 등과 같은 다양한 무선 통신 방법 중 적어도 어느 하나를 통해 관리 시스템(200) 및 사용자 단말(300)과 타운하우스(100) 간 데이터를 송수신할 수 있다.

모니터링 모듈(120)은 전기 에너지 모듈(140)의 전기 에너지 생산량 및 소비량, 열 에너지 모듈(140)의 열에너지 생산량 및 소비량을 모니터링 할 수 있다.

예를 들어, 모니터링 모듈(120)은 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142) 각각에서 생산된 전기 에너지, 배터리 모듈(143)의 전기에너지 충방전량, 제2 PVT 모듈(151) 및 히트 펌프 모듈(152) 각각에서 생산된 열 에너지, 및 축열조(153)와 축냉조(154) 각각에 저장된 물의 온도, 저장량 등을 모니터링할 수 있다.

또한, 모니터링 모듈(120)은 가구에 포함된 복수의 가전기기(미도시) 각각의 전력 소비량 및 냉난방 장치(미도시)의 열 에너지 소비량을 각각 모니터링 할 수 있다.

모니터링 모듈(120)은 통신 모듈(110)을 통해 관리 시스템(200) 및 사용자 단말(300)에 모니터링 데이터를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 모니터링 모듈(120)은 전력 생산량 및 소비량을 모니터링 하는 제1 모니터링 모듈과 열 에너지 생산량 및 소비량을 모니터링하는 제2 모니터링 모듈로 구분되어 구성될 수도 있다.

컨트롤 모듈(130)은 전기 에너지 모듈(140)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 모듈(130)은 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지를 해당 가구의 가전기기를 구동하기 위한 생활 전기로 공급하거나, 또는 배터리 모듈(143)에 저장하도록 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤 모듈(130)은 상기 생산된 전기 에너지를 이용하여 축열조(153)를 가열하기 위해 사용되도록 제어할 수 있다.

컨트롤 모듈(130)은 열 에너지 모듈(150)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 모듈(130)은 제2 PVT 모듈(151)에 의해 생산된 열 에너지가 축열조(153)에 저장되고, 히트 펌프 모듈(152)에 의해 축열조(153) 및 축냉조(154) 각각이 가열 또는 냉각되도록 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤 모듈(130)은 축열조(153) 및 축냉조(154)를 이용하여 해당 가구에 냉방 및 난방을 공급하도록 조절할 수 있다.

또한, 컨트롤 모듈(130)은 관리 시스템(200) 및/또는 사용자 단말(300)로부터 수신된 제어 명령에 따라 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150)을 제어할 수 있다.

전기 에너지 모듈(140)은 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142) 및 배터리 모듈(143)을 포함할 수 있다.

제1 PVT 모듈(141)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양 전지 모듈일 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 제1 PVT 모듈(141)과 제2 PVT 모듈(142)과 구분되는 구성으로 예시하였으나, 제1 PVT 모듈(141)과 제2 PVT 모듈(142)은 하나의 태양광열 모듈(Photovoltaic-Thermal module)일 수 있다.

제1 PVT 모듈(141)의 구체적인 형태는 통상의 기술자에게 알려진 다양한 태양광 전지 또는 발전 모듈이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

소형 풍력 모듈(142)은 풍력 터빈을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 풍력 발전기일 수 있다. 본 명세서에서는 어느 하나의 가구에 하나의 소형 풍력 모듈(142)이 포함된 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 소형 풍력 모듈(142)은 복수의 가구마다 하나씩 배치되거나, 하나의 타운하우스(100)에 발전 용량이 상대적으로 큰 하나의 풍력 모듈로 구현될 수도 있다.

배터리 모듈(143)은 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있다. 배터리 모듈(143)은 컨트롤 모듈(130)에 의해 제어되어 전기 에너지를 충전하거나, 충전된 전기 에너지를 방전될 수 있다.

열 에너지 모듈(150)은 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152), 축열조(153) 및 축냉조(154)를 포함할 수 있다.

제2 PVT 모듈(151)은 태양열을 이용하여 순환되는 열매체를 가열하는 태양광 집열 모듈일 수 있다. 제2 PVT 모듈(151)은 상술한 바와 같이 제1 PVT 모듈(141)과 일체로 구현 가능하며, 통상의 기술자에게 알려진 다양한 태양광열 모듈이 적용될 수 있다.

히트 펌프 모듈(152)은 지열, 공기열, 수열 등과 같은 다양한 열원을 활용하여 뜨거운 순환 유체를 냉각하거나, 또는 차가운 순환 유체를 가열할 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았지만, 히트 펌프 모듈(152)은 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기를 포함할 수 있다. 또한, 히트 펌프 모듈(152)은 제2 PVT 모듈(151)과 연동되어, 제2 PVT 모듈(151)에 의해 가열된 열매체를 이용하여 순환 유체를 가열할 수 있다.

히트 펌프 모듈(152)은 제1 PVT 모듈(141) 및/또는 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지를 이용하여 구동될 수 있다.

축열조(153)는 제2 PVT 모듈(151)로부터 공급되는 고온의 열매체와 열교환을 통해 발샌된 온수를 저장할 수 있다. 또한 축열조(153)는 히트 펌프 모듈(152)에 의해 가열된 온수를 저장할 수 있다. 축열조(153)는 컨트롤 모듈(130)의 제어에 의하여 저장된 온수를 해당 가구의 난방수 및 생활 온수로 공급할 수 있다.

축냉조(154)는 히트 펌프 모듈(152)에 의해 냉각된 냉수를 저장하며, 컨트롤 모듈(130)의 제어에 의하여 저장된 냉수를 해당 가구의 팬 코일(Fan coil) 냉수 및 생활 냉수로 공급할 수 있다.

축열조(153) 및 축냉조(154)는 각각 온도 센서, 개폐 밸브 등을 포함할 수 있으며, 축열조(153) 및 축냉조(154) 각각의 저장 온도, 밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도 등은 컨트롤 모듈(130)에 의해 제어될 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.

관리 시스템(200)은 제1 통신부(210), 가구 정보 관리부(220), 에너지 모니터링부(230), 에너지 밸런스 라인 설정부(240), 에너지 생산 예측부(250), 에너지 소비 예측부(260), 제어 프로세스 실행부(270) 및 설비 확보부(280)를 포함할 수 있다.

제1 통신부(210)는 네트워크(400)를 통해 통신 모듈(110) 및 사용자 단말(300)과 데이터 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부(210)는 통신 모듈(110)을 통해 모니터링 모듈(120)로부터 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150) 각각에 대한 모니터링 데이터를 수신하고, 후술할 제어 프로세스 실행부(270)에 의해 생성된 명령을 컨트롤 모듈(130)에 전송할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제1 통신부(210)는 통신 모듈(110) 및/또는 사용자 단말(300)에 사용자 인터페이스를 포함하는 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 제공하며, 상기 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 데이터를 제공할 수도 있다.

가구 정보 관리부(220)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 가구 각각의 가구 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 여기서, 가구 정보는 해당 가구에 포함된 가구 구성원에 관한 정보(예컨대, 구성원의 수, 성별, 연령, 생활패턴, 에너지 소비 패턴 등), 가전기기의 수 및 종류를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가구 정보는 해당 가구 각각에 포함된 신재생 에너지 설비, 즉 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142), 배터리 모듈(143), 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152), 축열조(153) 및 축냉조(154) 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함할 수 있다.

가구 정보 관리부(220)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300) 및/또는 설비 확보부(280)로부터 상기 가구 정보를 수신하여 저장 및 관리할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 가구 정보 관리부(220)는 해당 타운하우스(100)를 관리하는 관리자의 단말(미도시)로부터 상기 가구 정보를 수신하여 저장 및 관리할 수도 있다.

나아가, 가구 정보 관리부(220)는 타운하우스(100)에 관한 정보 또한 저장 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 타운하우스 정보는 해당 타운하우스(100)가 위치한 지역 정보로서, 해당 지역의 계절별 특성(예컨대, 건조기후, 열대기후, 일교차 등), 해당 지역의 일기 예보 정보를 포함할 수 있다. 이경우, 가구 정보 관리부(220)는 제1 통신부(210)를 통해 지역 정보를 제공하는 외부 연계 시스템(미도시)과 연동되어 상기 지역 정보를 수집하고 저장 및 관리할 수 있다.

에너지 모니터링부(230)는 타운하우스(100)의 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산량 및 소비량을 모니터링 할 수 있다. 예를 들어, 에너지 모니터링부(230)는 모니터링 모듈(120)과 연동되어 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142) 각각의 전력 생산량 및 공급량, 배터리 모듈(143)의 충전 전력량, 제2 PVT 모듈(151) 및 히트 펌프 모듈(152) 각각의 열 에너지 생산량 및 공급량을 모니터링할 수 있다. 또한, 에너지 모니터링부(230)는 축열조(153) 및 축냉조(145) 각각에 저장된 물의 온도, 저장량, 공급량 등을 모니터링 할 수 있다.

에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100)의 에너지 생산 및 소비의 균형을 맞추기 위한 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 여기서, 에너지 밸런스 라인은 타운하우스(100)의 전기 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제1 에너지 밸런스 라인 및 열 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제2 에너지 밸런스 라인을 포함할 수 있다.

예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 가구 정보와 지역 정보 및 에너지 모니터링부(230)의 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산량 및 소비량 모니터링 데이터를 종합하여 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.

에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 실시간으로 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 기 설정된 기간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 하루에 한 번씩 지정 시간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 의해 가구 정보 또는 지역 정보가 업데이트 되는 경우 에너지 밸런스 라인을 새롭게 설정할 수 있다.

이와 같이, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 라인을 설정함에 있어서, 열 에너지와 전기 에너지를 구분하고, 에너지 밸런스 라인 설정 시점에서의 각 가구의 구성원, 가전기기에 관한 정보 및 상기 신재생 에너지 발전 설비 각각의 종류와 노후화 정도를 고려함으로써, 보다 정확하고 유효성 있는 에너지 밸런스 라인을 설정하는 데에 유리할 수 있다.

나아가, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100) 뿐만 아니라, 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구(100_1, 100_2) 별로 제1 서브 에너지 밸런스 라인(예를 들어, 가구별 전기 에너지 생산량과 소비량의 균형을 맞추기 위한), 제2 서브 에너지 밸런스 라인(예를 들어, 가구별 열 에너지 생산량과 소비량의 균형을 맞추기 위한)을 설정할 수 있다.

에너지 생산 예측부(250)는 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150) 각각에 의한 전기 에너지 생산량(또는, 발전량) 및 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다. 에너지 생산 예측부(250)는 기 설정된 기간마다 전기 에너지 생산량 및 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 에너지 생산 예측부(250)는 제어 프로세스 실행부(270)의

예를 들어, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 지역 정보, 누적된 에너지 생산 모니터링 데이터 및/또는 이전 에너지 생산 예측 데이터를 종합하여 전기 에너지 생산량 및 열 에너지 생산량을 각각 예측할 수 있다.

구체적인 예로, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 상기신재생 에너지 설비 각각의 종류와 노후화 정도, 타운하우스(100)가 위치한 지역의 일조량, 온도, 풍량과 같은 기상 예보 정보, 해당 지역의 계절에 따른 특성을 포함하는 지역 정보를 고려하여 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142) 각각에 의한 전기 에너지 생산량 및 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152) 각각에 의한 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다.

에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 소비량을 예측할 수 있다. 에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.

예를 들어, 에너지 소비 예측부(260)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 전력 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.

구체적인 예로, 에너지 소비 예측부(260)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원에 관한 정보(구성원의 수, 성별, 연령, 생활패턴, 에너지 소비 패턴을 포함), 가전기기의 수와 종류, 지역 정보, 누적된 에너지 소비량 예측 데이터를 종합하여 전력 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.

또한, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)는 기 설정된 기간마다 타운하우스(100)의 에너지 생산량 및 소비량을 예측할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기간은 후술할 제어 프로세스 실행부(270)가 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 에너지 제어 프로세스를 실행하는 기간과 동기화될 수 있다. 나아가, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)는 상기 기 설정된 기간을 복수의 구간으로 세분화하여 타운하우스(100)(또는 복수의 가구(100_1, 100_2)) 각각의 에너지 생산량 및 소비량을 예측할 수 있다.

이와 같이, 에너지 생산 예측부(250)와 에너지 소비 예측부(260)는 에너지 생산량또는 에너지 소비량을 예측함에 있어서, 해당 타운하우스(100)의 지리적 위치에 따라 변동되는 다양한 요소뿐만 아니라, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 신재생 에너지 설비 각각의 특성 및/또는 구성원에 관한 정보를 고려함으로써, 에너지 생산량 예측의 정확도를 높이는 데에 유리할 수 있다. 또한, 에너지 생산 예측부(250)는 전기 에너지와 열에너지를 구분하여 타운하우스(100)의 에너지 생산량 및 소비량을 각각 예측함으로써, 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 관리하는 데에 유리할 수 있다.

제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 에너지 생산량과 소비량이 균형이 이루는지 여부, 즉 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 현재 시점의 에너지 밸런스 라인, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260) 각각에 의해 예측된 에너지 생산량 및 소비량을 기초로 타운하우스(100)의 전기 에너지 및 열 에너지 각각의 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 전기 에너지에 관한 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 타운하우스(100)의 전기 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 열 에너지에 관한 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

나아가, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대한 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 각 가구에 대한 전기 에너지 밸런스 라인(또는, 제1 서브 에너지 밸런스 라인) 및 열 에너지 밸런스 라인(또는, 제2 서브 에너지 밸런스 라인)을 각각 기준으로 하여, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 비교하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 밸런스 상태와 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

여기서, 전기 에너지 밸런스 상태는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 전기 에너지 예측 생산량이 전기 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 발전 상태, 전기 에너지 예측 생산량과 전기 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 전기 에너지 예측 생산량보다 전기 에너지 예측 소비량이 많은 전기 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.

또한, 열 에너지 밸런스 상태는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량이 열 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 열 에너지 생산 상태, 열 에너지 예측 생산량과 열 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 열 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 예측 생산량보다 열 에너지 예측 소비량이 많은 열 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 제어 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 종합하여 타운하우스(100)의 전체 에너지 균형을 유지하기 위한 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스 실행 방법은 도 5 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.

제어 프로세스 실행부(270)는 기 설정된 기간마다 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 그에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기간은 타운하우스(100)의 관리자에 의해 설정된 기간이거나 또는 지역 정보에 따라 설정된 기간일 수 있다. 예를 들어, 상기 기 설정된 기간은 하루, 일주일, 한달 등과 같은 다양한 기간으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 기 설정된 기간은 계절 별로 다르게 설정하여 타운하우스(100)를 관리하는 데에 그 효율성을 높일 수도 있다.

설비 확보부(280)는 타운하우스(100)에 필요한 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보하기 위한 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 설비 확보부(280)는 후술할 전기 에너지 절약 프로그램 또는 열 에너지 절약 프로그램에 대한 패널티를 재원으로 하여 타운하우스(100)의 신재생 에너지 생산 또는 저장 설비 확보를 위한 데이터를 생성할 수 있다.

설비 확보부(280)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 절약 프로그램 및 열 에너지 절약 프로그램 각각의 실행에 따라 타운하우스(100)에 필요한 신재생 에너지 생산 또는 저장 설비를 도출할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 설비 확보부(280)는 상기 패널티에 의하여 상기 도출된 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보가능한 경우, 해당 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 구매할 수도 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템(200)에 의하는 경우, 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리함에 있어 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산과 소비를 예측하고, 후술할 바와 같이 복수의 에너지 밸런스 상태에 따라 상호 보완 가능하도록 에너지 밸런스를 제어함으로써 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 유리할 수 있다.

또한, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형의 기준이 되는 에너지 밸런스 라인을 타운하우스(100)의 지역 정보, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 신재생 에너지 발전 설비의 종류 및 노후화 정도 등을 반영하여 동적으로 설정함으로써, 에너지 밸런스 상태를 보다 정확하게 예측하여 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형을 균일하게 유지하는 데에 유리할 수 있다.

나아가, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)에 추가적으로 필요한 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 도출하고, 후술할 전기 에너지 절약 프로그램 및 열 에너지 절약 프로그램 각각에 따른 패널티를 재원으로 하여 자체적으로 타운하우스(100)의 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 추가 확보함으로써, 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 관리 시스템(200)은 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다(S10).

에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100)의 에너지 생산 및 소비의 균형을 맞추기 위한 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 여기서, 에너지 밸런스 라인은 타운하우스(100)의 전기 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제1 에너지 밸런스 라인 및 열 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제2 에너지 밸런스 라인을 포함할 수 있다.

예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 가구 정보와 지역 정보 및 에너지 모니터링부(230)의 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산량 및 소비량 모니터링 데이터를 종합하여 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.

에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 실시간으로 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 기 설정된 기간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 하루에 한 번씩 지정 시간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 의해 가구 정보 또는 지역 정보가 업데이트 되는 경우 에너지 밸런스 라인을 새롭게 설정할 수 있다.

이후, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하고(S20), 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측할 수 있다(S30).

도 4에서는 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S20)가 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S30)보다 먼저 이루어지는 것을 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S20)는 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S30)와 동시에 이루어지거나 또는 그보다 뒤에 이루어질 수도 있다.

구체적으로, 에너지 생산 예측부(250)는 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150) 각각에 의한 전기 에너지 생산량(또는, 발전량) 및 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 지역 정보, 누적된 에너지 생산 모니터링 데이터 및/또는 이전 에너지 생산 예측 데이터를 종합하여 전기 에너지 생산량 및 열 에너지 생산량을 각각 예측할 수 있다.

구체적인 예로, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 상기신재생 에너지 설비 각각의 종류와 노후화 정도, 타운하우스(100)가 위치한 지역의 일조량, 온도, 풍량과 같은 기상 예보 정보, 해당 지역의 계절에 따른 특성을 포함하는 지역 정보를 고려하여 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142) 각각에 의한 전기 에너지 생산량 및 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152) 각각에 의한 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다.

에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 소비량을 예측할 수 있다. 에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.

예를 들어, 에너지 소비 예측부(260)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수와 종류, 누적된 에너지 소비량 예측 데이터를 종합하여 전력 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.

다음으로, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다(S40).

제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 에너지 생산량과 소비량이 균형이 이루는지 여부, 즉 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 현재 시점의 에너지 밸런스 라인, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260) 각각에 의해 예측된 에너지 생산량 및 소비량을 기초로 타운하우스(100)의 전기 에너지 및 열 에너지 각각의 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 전기 에너지에 관한 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 타운하우스(100)의 전기 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 열 에너지에 관한 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

나아가, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대한 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 각 가구에 대한 전기 에너지 밸런스 라인(또는, 제1 서브 에너지 밸런스 라인) 및 열 에너지 밸런스 라인(또는, 제2 서브 에너지 밸런스 라인)을 각각 기준으로 하여, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 비교하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 밸런스 상태와 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.

여기서, 전기 에너지 밸런스 상태는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 전기 에너지 예측 생산량이 전기 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 발전 상태, 전기 에너지 예측 생산량과 전기 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 전기 에너지 예측 생산량보다 전기 에너지 예측 소비량이 많은 전기 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.

또한, 열 에너지 밸런스 상태는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량이 열 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 열 에너지 생산 상태, 열 에너지 예측 생산량과 열 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 열 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 예측 생산량보다 열 에너지 예측 소비량이 많은 열 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.

그리고 나서, 관리 시스템(200)은 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다(S50).

제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 에너지 밸런스 상태에 따른 복수의 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 제어 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 종합하여 타운하우스(100)의 전체 에너지 균형을 유지하기 위한 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법에 의하는 경우, 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리함에 있어 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산과 소비를 예측하고, 후술할 바와 같이 복수의 에너지 밸런스 상태에 따라 상호 보완 가능하도록 에너지 밸런스를 제어함으로써 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 유리할 수 있다.

또한, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형의 기준이 되는 에너지 밸런스 라인을 타운하우스(100)의 지역 정보, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 신재생 에너지 발전 설비의 종류 및 노후화 정도 등을 반영하여 동적으로 설정함으로써, 에너지 밸런스 상태를 보다 정확하게 예측하여 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형을 균일하게 유지하는 데에 유리할 수 있다.

도 5 내지 도 13은 일 실시예에 따른 각 상황 별 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다. 이하에서, 도 5 내지 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 관리 시스템(200)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 13을 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 저장하고(S105), 잉여 열 에너지를 축열조(153)에 저장할 수 있다(S110).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 전기 에너지 예측 생산량이 전기 에너지 예측 소비량을 초과하는 용량의 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 저장하도록 컨트롤 모듈(130)을 통해 제어할 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량이 열 에너지 예측 소비량을 초과하는 용량의 잉여 열 에너지를 축열조(153)에 저장하도록 컨트롤 모듈(130)을 통해 제어할 수 있다.

이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 및 축열조 각각의 저장 용량의 초과 여부를 판단할 수 있다(S115, S120).

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 배터리 모듈(143)의 전력 저장 용량 및 축열조(153)에 저장된 물의 온도, 저장량을 확인하고, 배터리 모듈(143) 및 축열조(153) 각각의 저장 용량 초과 여부를 판단할 수 있다.

만약, 배터리 모듈(143)의 저장 용량이 초과되지 않는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 계속하여 저장하도록 제어할 수 있다.

반대로, 배터리 모듈(143)의 저장 용량이 초과하는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S125).

마찬가지로, 축열조(153)의 저장 용량이 초과되지 않는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 열 에너지 생산량을 축열조(153)에 계속하여 저장하도록 제어할 수 있다.

또한, 축열조(153)의 저장 용량이 초과하는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S130).

몇몇 실시예에서, 관리 시스템(200)이 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대하여 에너지 밸런스 상태를 예측하는 경우, 관리 시스템(200)은 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 배터리 모듈(143)의 저장 용량이 초과하거나 또는 축열조(153)의 저장 용량이 초과할 것으로 예측된 가구의 사용자 단말(300)을 대상으로 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수도 있다(S125', S130').

도 6은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량으로 열 에너지를 생산하도록 제어할 수 있다(S205).

제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 발전량을 이용하여 열 에너지를 생산하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 타운하우스(100)의 잉여 발전량을 이용하여 축열조(153)를 가열하도록 제어할 수 있다.

이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단할 수 있다(S210).

제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량을 이용하여 축열조(153)를 가열함에 따라, 열 에너지 생산 목표 달성 여부 즉, 타운하우스(100)의 열 에너지에 대한 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량 및 열 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는지 여부를 판단할 수 있다.

만약, 열 에너지 생산 목표를 달성한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 생산 후 남은 잉여 발전량 잔여 여부를 판단할 수 있다(S215).

잉여 발전량이 남은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량의 잔여량을 배터리 모듈(143)에 저장하는 잉여 발전량 배터리 저장 프로세스를 실행할 수 있다(S220). 여기서, 제어 프로세스 실행부(270)의 잉여 발전량 배터리 저장 프로세스는 도 5에서 설명한 잉여 발전량을 배터리 모듈에 저장하는 단계(S105), 배터리 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계(S115) 및 판단 여부에 따라 사용자 단말(300)에 전력 소비 촉진 메시지를 발송하는 단계(S125)와 실질적으로 동일할 수 있다.

또한, 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조(153) 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S225).

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 축열조(153)에 저장된 물의 온도, 용량을 확인하여 축열조(153)의 저장량 가용 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조(153)에 저장된 열 에너지와 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 생산량의 합이 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 소비량과 균형을 이루는지 여부를 판단할 수 있다.

축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 제어 스케줄링을 실시할 수 있다(S230).

여기서, 축열조 제어 스케줄링은 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나에 공급하기 위한 스케줄링일 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 지역 정보 및 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 밸런스 상태를 기초로 축열조 제어 스케줄링을 실시할 수 있다.

또한, 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S235). 본 명세서에서, 열 에너지 절약 프로그램은 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나를 대상으로 열 에너지 소비를 절약하도록 하기 위한 프로그램일 수 있다. 열 에너지 절약 프로그램에 대한 상세한 설명은 도 15를 참조하여 후술한다.

도 7은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 저장하고(S305), 배터리 저장 용량 초과 여부를 판단할 수 있다(S310).

배터리 저장 용량을 초과한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량으로 열 에너지를 생산할 수 있다(S315). 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 배터리 모듈(143)을 충전하고 남은 잔여 잉여 발전량으로 축열조(153)를 가열하도록 제어할 수 있다.

이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 저장 용량 초과 여부를 판단하고(S320), 축열조 저장 용량을 초과한 경우, 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S330).

도 8은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 열 에너지를 축열조에 저장하고(S405), 축열조 저장 용량 초과 여부를 판단할 수 있다(S415).

만약, 축열조 저장 용량이 초과한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S425).

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S410).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 확인하고, 상기 전력량과 타운하우스(100)의 전기 에너지 예측 생산량의 합이 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 전기 에너지 예측 소비량과 균형을 이루는지 여부를 판단할 수 있다.

배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 방전 스케줄링을 실시할 수 있다(S420).

여기서, 배터리 방전 스케줄링은 배터리 모듈(143)에 저장된 전기 에너지를 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나에 공급하기 위한 스케줄링일 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 지역 정보 및 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 밸런스 상태를 기초로 배터리 방전 스케줄링을 실시할 수 있다.

또한, 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 제어 프로세스 실행부(170)는 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S430). 본 명세서에서, 전기 에너지 절약 프로그램은 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나를 대상으로 전기 에너지 소비를 절약하도록 하기 위한 프로그램일 수 있다. 전기 에너지 절약 프로그램에 대한 상세한 설명은 도 14를 참조하여 후술한다.

도 9는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 저장량 가용 여부 및 배터리 저장량 가용 여부를 각각 판단할 수 있다(S505, S510).

만약, 축열조(153)에 저장된 열 에너지 및/또는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 프로세스 실행부(270)는 축열조 제어 스케줄링 및/또는 배터리 방전 스케줄링을 각각 실행할 수 있다(S515, S520).

반대로, 축열조(153)에 저장된 열 에너지 및/또는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 절약 프로그램 및/또는 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S525, S530).

도 10은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S605). 만약, 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 프로세스 실행부(270)는 배터리 방전 스케줄링을 각각 실행할 수 있다(S610). 반대로, 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S615).

도 11은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 열 에너지를 축열조(153)에 저장하고(S705), 축열조의 저장 용량의 초과 여부를 판단할 수 있다(S710). 만약, 축열조(153)의 저장 용량이 초과되지 않는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 열 에너지 생산량을 축열조(153)에 계속하여 저장하도록 제어하고, 축열조(153)의 저장 용량이 초과하는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S715).

도 12는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 먼저 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 저장량 가용 여부를 판단하고(S805), 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 제어 스케줄링을 실시할 수 있다(S810).

만약, 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S815).

배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 가용량으로 열 에너지를 생산하도록 제어할 수 있다(S820). 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 이용하여 축열조(153)를 가열하도록 제어할 수 있다.

이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 충당 여부를 판단하고(S825), 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S830).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 이용하여 가열을 통해 생산된 열 에너지와 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 생산량의 합이 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 소비량보다 적은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S830).

도 13은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 에너지 밸런스 상태를 모니터링 할 수 있다(S900).

이와 같이, 일 실시예에 따른 관리 시스템(200)의 에너지 제어 프로세스에 의하는 경우, 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리함에 있어서 전기 에너지와 열 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 다양한 상황에 맞는 에너지 제어 프로세스를 실행함으로써 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리하는 데에 유리할 수 있다.

또한, 타운하우스(100)가 열 에너지 생산량 부족 상태, 또는 잉여 발전 상태의 경우, 제1 PVT 모듈(141)과 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지 또는 배터리 모듈(143)에 저장된 전기 에너지를 이용하여 필요한 열 에너지를 보완하도록 함으로써, 보다 효율적으로 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리하여 에너지 자립화를 유지하는 데에 유리할 수 있다.

도 14는 일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스(S1110 내지 S1160) 및 제2 단계 프로세스(S1210 내지 S1260)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 단계 프로세스에 의하면, 먼저 관리 시스템(200)이 1단계 제1 전기 절약 에너지 전체 목표량을 산출할 수 있다(S1110).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 전기 에너지 예측 소비량이 전기 에너지 예측 생산량을 초과하는 전력량을 1단계의 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량으로 산출할 수 있다.

이후, 관리 시스템(200)은 1단계 전기 절약 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S1120), 가구 별 목표량을 배분할 수 있다(S1130).

제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나의 전기 절약 대상 가구를 산출할 수 있다.

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 각 가구의 구성원 정보 대비 전기 에너지 소비 예측량이 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수 있다.

다른 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 소비 예측량이 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 제1 서브 에너지 밸런스 라인을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산 예측량보다 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수도 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대하여 구성원 정보 및/또는 신재생 에너지 발전 설비 정보를 포함하는 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 복수의 가구별 적정 전기 에너지 소비량을 산출할 수 있다. 여기서, 가구별 적정 전기 에너지 소비량은 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보로서, 전기 에너지 소비 패턴을 제외하여 산출된 에너지 소비량일 수 있다.

제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 리스트를 기초로 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 가구별 적정 전기 에너지 소비량을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2)에 대하여 상기 리스트 순으로 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다.

다음으로, 관리 시스템(200)은 1 단계 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다(S1140).

제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구에 배분된 전기 에너지 절약 목표량 및 절약 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 절약 기간은 제어 프로세스 실행부(270)가 상기 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간일 수 있다.

구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)가 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간과 제2 단계 프로세스를 실행하는 기간의 합은 제어 프로세스 실행부(270)가 에너지 제어 프로세스를 실행하는 주기(또는, 상기 기 설정된 기간)와 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)가 상기 기 설정된 기간을 복수의 구간으로 세분화하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 경우, 상기 절약 기간은 상기 복수의 구간 중 적어도 어느 하나의 구간으로 이루어질 수도 있다.

그리고 나서, 관리 시스템(200)은 1단계 전기 에너지 절약을 모니터링하고, 제1 전제 전기 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S1150).

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 전기 에너지 소비량을 모니터링하고, 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 전기 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 전기 에너지 소비량의 차이일 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량의 합을 제1 전체 전기 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.

마지막으로, 관리 시스템(200)은 1단계 전기 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인할 수 있다(S1160)

제어 프로세스 실행부(270)는 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량과 상기 제1 전체 전기 에너지 절약량을 비교하여 목표 달성 여부를 판단할 수 있다. 상기 제1 전체 전기 에너지 절약량이 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량보다 많거나 동일한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 절약 프로그램을 종료할 수 잇다.

만약, 상기 제1 전체 전기 에너지 절약량이 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량보다 적은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 단계 프로세스(S1210 내지 S1260)를 이어서 실행할 수 있다.

일 실시예에 따른 제2 단계 프로세스에 의하면, 관리 시스템(200)은 목표에 부족한 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출할 수 있다(S1210).

제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량이 상기 제1 단계 프로세스에 의해 절약한 타운하우스(100)의 제1 전체 전기 에너지 절약량보다 많은 전력량을 제2 전기 에너지 절약 목표량으로 산출할 수 있다.

그리고, 관리 시스템(200)은 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S1220), 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다(S1230).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출함에 있어서, 복수의 가구(200_1, 200_2) 중 제1 단계 프로세스에서 전기 에너지 절약에 참여하지 않은 미 참여 가구 및/또는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서의 거주 가구를 기준으로 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출할 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구에 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서로 상기 제2 전기 에너지 절약 목표량을 분배하고, 남은 목표량을 상기 미 참여 가구에 분배할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이후, 관리 시스템(200)은 제2 단계 전기 절약 대상 거주 가구 각각의 사용자 단말에 가전기기 원격 절약 실시를 통보하는 메시지를 전송할 수 있다(S1240).

제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구의 가전기기 원격 절약 실시 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 대상 가구 각각의 전기 에너지 자동 절약 실시 목표량 및 자동 절약 실시 기간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지는 원격으로 제어되는 가전기기를 수동으로 제어하는 경우, 패널티가 부과될 수 있다는 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 대상 가구별 절약 실시 목표량을 기초로 대상 가구 각각의 가전기기에 공급되는 전력량을 제어할 수 있다.

다음으로, 관리 시스템(200)은 2단계 전기 에너지 절약량을 모니터링하고, 전체 전기 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S1250).

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 전기 에너지 소비량을 모니터링하고, 전기 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량을 산출할 수 있다.

여기서, 전기 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 전기 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 전기 에너지 소비량의 차이일 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량의 합을 제2 전체 전기 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.

마지막으로, 관리 시스템(200)은 거구 가주의 가전기기 수동 조절로 인하여 2단계 전기 에너지 절약 목표에 미 달성한 경우, 해당 거주 가구에 패널티를 부여할 수 있다(S1260).

제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제2 전체 전기 에너지 절약량이 상기 제2 전기 에너지 절약 목표량보다 작은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 대상 가구 각각이 절약한 전기 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 전기 에너지 절약량보다 작은 경우, 해당 가구가 수동으로 가전기기를 조절한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 해당 가구의 가전기기가 수동으로 조절된 것인지 여부를 확인하여 판단할 수도 있다.

제어 프로세스 실행부(270)는 수동으로 가전기기를 조절한 적어도 어느 하나의 가구에 패널티를 부여할 수 있다. 여기서, 패널티는 대상 가구가 절약한 전기 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 전기 에너지 절약량보다 작은 만큼의 전기 요금일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 패널티는 이후에 진행될 전기 에너지 절약 프로그램에서 1단계 프로세스 진행 시 우선적으로 전기 에너지 절약 대상 가구로 산출되는 패널티를 포함할 수 있다.

또한, 설비 확보부(280)는 전기 에너지 절약 프로그램에 대한 패널티를 재원으로 하여 타운하우스(100)의 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비 확보를 위한 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 설비 확보부(280)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 절약 프로그램의 실행에 따라 타운하우스(100)에 필요한 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비를 도출하고, 상기 패널티에 따라 재원이 확보된 경우 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비를 구매할 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램 실행 방법에 의하는 경우, 제1 단계 프로세스를 통해 타운하우스(100)의 전기 에너지 절약을 유도하여 전기 에너지 소비량 증가를 억제하고, 전기 에너지 절약 실적이 높은 가구과 낮은 가구을 구분하여 실적이 낮은 가구의 가전기기를 원격으로 제어하는 제2 단계 프로세스를 진행함으로써, 타운하우스(100)의 전기 에너지 생산과 소비의 균형을 유지하고, 타운하우스(100)의 거주자들에게 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 동참하도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 제2 단계 프로세스 진행에도 불구하고 전기 에너지 소비량 절감량이 부족한 경우, 제2 단계 프로세스에 비 협조적인 가구에 대하여 패널티를 부과하고, 재원을 확보하여 타운하우스(100)에 필요한 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비를 확보함으로써, 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.

일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스(S2110 내지 S2160) 및 제2 단계 프로세스(S2210 내지 S2260)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 단계 프로세스에 의하면, 먼저 관리 시스템(200)이 1단계 제1 열 절약 에너지 전체 목표량을 산출할 수 있다(S2110).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 소비량이 열 에너지 예측 생산량을 초과하는 열 에너지 소비량을 1단계의 제1 열 에너지 절약 전체 목표량으로 산출할 수 있다.

이후, 관리 시스템(200)은 1단계 열 절약 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S2120), 가구 별 목표량을 배분할 수 있다(S2130).

제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나의 열 에너지 절약 대상 가구를 산출할 수 있다.

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 각 가구의 구성원 정보 대비 열 에너지 소비 예측량이 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수 있다.

다른 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 소비 예측량이 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 제2 서브 에너지 밸런스 라인을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 생산 예측량보다 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수도 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대하여 구성원 정보 및/또는 신재생 에너지 발전 설비 정보를 포함하는 가구 정보와 지역 정보를 기초로 복수의 가구별 적정 열 에너지 소비량을 산출할 수 있다. 여기서, 가구별 적정 열 에너지 소비량은 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보로서, 열 에너지 소비 패턴을 제외하여 산출된 에너지 소비량일 수 있다.

제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 리스트를 기초로 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 가구별 적정 에너지 소비량을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2)에 대하여 상기 리스트 순으로 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다.

다음으로, 관리 시스템(200)은 제1 단계 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다(S2140).

제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구에 배분된 열 에너지 절약 목표량 및 절약 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 절약 기간은 제어 프로세스 실행부(270)가 상기 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간일 수 있다.

구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)가 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간과 제2 단계 프로세스를 실행하는 기간의 합은 제어 프로세스 실행부(270)가 에너지 제어 프로세스를 실행하는 주기(또는, 상기 기 설정된 기간)와 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)가 상기 기 설정된 기간을 복수의 구간으로 세분화하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 경우, 상기 절약 기간은 상기 복수의 구간 중 적어도 어느 하나의 구간으로 이루어질 수도 있다.

그리고 나서, 관리 시스템(200)은 1단계 열 에너지 절약을 모니터링하고, 제1 전제 열 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S2150).

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 열 에너지 소비량을 모니터링하고, 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 열 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 열 에너지 소비량의 차이일 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량의 합을 제1 전체 열 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.

마지막으로, 관리 시스템(200)은 1단계 열 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인할 수 있다(S2160)

제어 프로세스 실행부(270)는 제1 열 에너지 절약 전체 목표량과 상기 제1 전체 열 에너지 절약량을 비교하여 목표 달성 여부를 판단할 수 있다. 상기 제1 전체 열 에너지 절약량이 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량보다 많거나 동일한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 절약 프로그램을 종료할 수 잇다.

만약, 상기 제1 전체 열 에너지 절약량이 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량보다 적은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 단계 프로세스(S2210 내지 S2260)를 이어서 실행할 수 있다.

일 실시예에 따른 제2 단계 프로세스에 의하면, 관리 시스템(200)은 목표에 부족한 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출할 수 있다(S2210).

제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량이 상기 제1 단계 프로세스에 의해 절약한 타운하우스(100)의 제1 전체 열 에너지 절약량보다 많은 열 에너지 절약량을 제2 열 에너지 절약 목표량으로 산출할 수 있다.

그리고, 관리 시스템(200)은 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S2220), 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다(S2230).

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출함에 있어서, 복수의 가구(200_1, 200_2) 중 제1 단계 프로세스에서 열 에너지 절약에 참여하지 않은 미 참여 가구 및/또는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서의 거주 가구를 기준으로 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출할 수 있다.

또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구에 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서로 상기 제2 열 에너지 절약 목표량을 분배하고, 남은 목표량을 상기 미 참여 가구에 분배할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이후, 관리 시스템(200)은 제2 단계 열 절약 대상 거주 가구 각각의 사용자 단말에 냉난방 원격 절약 실시를 통보하는 메시지를 전송할 수 있다(S2240).

제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구의 냉난방 기기 원격 절약 실시 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 대상 가구 각각의 열 에너지 자동 절약 실시 목표량 및 자동 절약 실시 기간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지는 원격으로 제어되는 냉난방 기기를 수동으로 제어하는 경우, 패널티가 부과될 수 있다는 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 대상 가구별 절약 실시 목표량을 기초로 대상 가구 각각의 냉난방 기기에 공급되는 열 에너지량을 제어할 수 있다.

다음으로, 관리 시스템(200)은 2단계 열 에너지 절약량을 모니터링하고, 전체 열 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S2250).

제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 열 에너지 소비량을 모니터링하고, 열 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량을 산출할 수 있다.

여기서, 열 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 열 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 열 에너지 소비량의 차이일 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량의 합을 제2 전체 열 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.

마지막으로, 관리 시스템(200)은 거구 가주의 냉난방 기기 수동 조절로 인하여 2단계 열 에너지 절약 목표에 미 달성한 경우, 해당 거주 가구에 패널티를 부여할 수 있다(S2260).

제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제2 전체 열 에너지 절약량이 상기 제2 열 에너지 절약 목표량보다 작은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 대상 가구 각각이 절약한 열 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 열 에너지 절약량보다 작은 경우, 해당 가구가 수동으로 가열이기를 조절한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 해당 가구의 가열이기가 수동으로 조절된 것인지 여부를 확인하여 판단할 수도 있다.

제어 프로세스 실행부(270)는 수동으로 냉난방 기기를 조절한 적어도 어느 하나의 가구에 패널티를 부여할 수 있다. 여기서, 패널티는 대상 가구가 절약한 열 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 열 에너지 절약량보다 작은 만큼의 열 요금일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 패널티는 이후에 진행될 열 에너지 절약 프로그램에서 1단계 프로세스 진행 시 우선적으로 열 에너지 절약 대상 가구로 산출되는 패널티를 포함할 수 있다.

또한, 설비 확보부(280)는 열 에너지 절약 프로그램에 대한 패널티를 재원으로 하여 타운하우스(100)의 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비 확보를 위한 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 설비 확보부(280)는 타운하우스(100)의 열 에너지 절약 프로그램의 실행에 따라 타운하우스(100)에 필요한 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비를 도출하고, 상기 패널티에 따라 재원이 확보된 경우 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비를 구매할 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램 실행 방법에 의하는 경우, 제1 단계 프로세스를 통해 타운하우스(100)의 열 에너지 절약을 유도하여 열 에너지 소비량 증가를 억제하고, 열 에너지 절약 실적이 높은 가구과 낮은 가구을 구분하여 실적이 낮은 가구의 가열이기를 원격으로 제어하는 제2 단계 프로세스를 진행함으로써, 타운하우스(100)의 열 에너지 생산과 소비의 균형을 유지하고, 타운하우스(100)의 거주자들에게 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 동참하도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 제2 단계 프로세스 진행에도 불구하고 열 에너지 소비량 절감량이 부족한 경우, 제2 단계 프로세스에 비 협조적인 가구에 대하여 패널티를 부과하고, 재원을 확보하여 타운하우스(100)에 필요한 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비를 확보함으로써, 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 해당하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목정에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허 청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 등 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100: 타운하우스 200: 관리 시스템
300: 사용자 단말 400: 네트워크
110: 통신 모듈 120: 모니터링 모듈
130: 컨트롤 모듈 140: 전기 에너지 모듈
150: 열 에너지 모듈 210: 제1 통신부
220: 가구 정보 관리부 230: 에너지 모니터링부
240: 에너지 밸런스 라인 설정부 250: 에너지 생산 예측부
260: 에너지 소비 예측부 270: 제어 프로세스 실행부
280: 설비 확보부

Claims (25)

1. 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템에 있어서,
   상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보와 지역 정보를 저장 및 관리하는 가구 정보 관리부;
   상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량 및 소비량을 모니터링하는 에너지 모니터링부;
   상기 가구 정보 및 상기 에너지 모니터링부의 에너지 모니터링 데이터를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 라인을 설정하는 에너지 밸런스 라인 설정부;
   상기 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량과 소비량을 예측하는 에너지 생산 예측부와 에너지 소비 예측부; 및
   상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 예측 결과에 따라 에너지 제어 프로세스를 실행하는 제어 프로세스 실행부;를 포함하되,
   상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 에너지 제어 프로세스의 결과에도 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 중 적어도 어느 하나가 부족한 상태인 경우 에너지 절약 프로그램을 통해 상기 복수의 가구 중 적어도 하나의 에너지 절약 대상 가구의 냉난방 기기를 제어하되, 상기 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절했는지 여부를 판단하고, 상기 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한 경우 상기 대상 가구에 패널티를 부여하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 타운하우스에 필요한 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보하는 설비 확보부;를 더 포함하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제어 프로세스 실행부는 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우,
   상기 제어 프로세스 실행부는,
   잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하고,
   상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고,
   상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
   상기 제어 프로세스 실행부는,
   잉여 발전량을 이용하여 상기 축열조를 가열하도록 제어하여 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하고,
   상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
8. 제5 항에 있어서,
   상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
   상기 제어 프로세스 실행부는,
   상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하고,
   상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고,
   상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과한 경우, 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
9. 제5 항에 있어서,
   상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
   상기 제어 프로세스 실행부는,
   상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하고,
   상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 배터리 방전 스케줄링을 실행하고,
   상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
10. 제5 항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 제어 프로세스 실행부는,
    상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하고, 상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하되,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하고, 상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
11. 제7 항 또는 제10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되,
    상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 열 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고,
    상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되,
    상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 냉난방 기기를 원격으로 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 전기 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되,
    상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 전기 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고,
    상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되,
    상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 가전기기를 원격으로 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
13. 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법에 있어서,
    관리 시스템이 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보를 상기 타운하우스의 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계; 및
    상기 에너지 제어 프로세스의 결과에도 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 중 적어도 어느 하나가 부족한 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계;를 포함하고,
    상기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 복수의 가구 중 적어도 하나의 에너지 절약 대상 가구의 냉난방 기기를 제어 하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절했는지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 대상 가구에 패널티를 부여하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
15. 제13 항에 있어서,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
16. 제13 항에 있어서,
    상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈 및 상기 축열조 각각의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고,
    상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
18. 제16 항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 사용하여 상기 축열조를 가열하는 단계,
    상기 관리 시스템이 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
19. 제16 항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
20. 제16 항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 배터리 방전 스케줄링을 실행하고,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
21. 제16 항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계,
    상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하는 단계, 및
    상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
22. 제18 항 또는 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제1 단계 열 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제1 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 열 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 열 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 냉난방 기기를 제어하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
24. 제20 항에 있어서,
    상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제1 단계 전기 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제1 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 전기 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
25. 제24 항에 있어서,
    상기 제1 전기 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 가전기기를 제어하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.

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