KR102500566B1 - 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
시스템(200)은 ICT기반 수요 관리 시스템(202), 공원 시설 관리 시스템(204), 마이크로그리드 시스템(206) 및 프로세서(220)를 포함할 수 있다. ICT기반 수요 관리 시스템(202)은 복수의 공원 시설들 각각에 설치된 복수의 분산 전원들을 활용하여 주간에 전력을 생산하고 마이크로그리드 시스템(206) 상에 저장할 수 있다. ICT기반 수요 관리 시스템(202)은 공원 시설 관리 시스템(204)을 이용하여 공원 시설에서 야간에 소모하는 전력을 확인하고, 공원 시설에 저장된 전력이 사전에 설정된 수준 미만임에 기반하여 마이크로그리드 시스템(206) 상에 저장된 전력이 공급될 수 있도록 제어할 수 있다. 마이크로그리드 시스템(206)은 태양빛을 흡수하는 하나의 태양광 열 복합모듈을 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하되, 산란광에 의한 저온열 회수와 집광에 의한 고온열 회수를 통한 2차 열회수 구조를 통해 열에너지를 확보할 수 있다. 공원 시설 관리 시스템(204)은 이더넷, RS485, Lora, 전력선 통신 중 어느 하나 이상의 네트워크를 통해 복수의 분산 전원들 및 ICT기반 수요 관리 시스템(202)과 통신 연결을 수립하고, 통신 연결이 수립된 분산 전원들을 이용하여 하나의 클라우드에 기반한 온라인 모바일 시스템을 구축하고, 공원 시설에 대한 모니터링 분석을 통해 고장을 진단하고, 공원 시설의 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준을 결정하고, 공원 시설에 저장된 전력이 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준 미만인 경우 ICT기반 수요 관리 시스템(202) 상으로 기능 수행이 불가능함을 지시하는 신호를 전송할 수 있다. 프로세서(220)는 공원 단위로 전기 에너지 및 열 에너지가 포함된 전력을 공급하되, 공원에서 잉여 전력이 발생하면 해당 지자체 내의 다른 공원으로 전력을 공급하거나 또는 거래에 따라 다른 지자체의 공원으로 전력을 판매할 수 있다.
Description
아래 실시예들은 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
마이크로그리드는 무제한적인 자원, 부하에 대한 지역적 접근성 등 기존의 중앙 집중된 계통 시스템이 가지지 못하는 많은 장점들을 제공함과 동시에 분산 발전의 지역적 제어를 가능하게 하여 중앙 집중화된 제어를 부분적으로 제거하거나 또는 줄일 수 있게 해준다. 따라서 마이크로그리드는 평소 계통과 연결되어 부하의 분담에 있어 보조적인 역할을 하는 전류원을 의미할 수 있다.
ESS(Energy Storage System)는 전력 사용량이 적은 시간에 전력을 충전해두었다가 전력 사용이 많은 시간에 저장해 놓은 전력을 공급하는 시스템을 의미한다. ESS(Energy Storage System)는 신재생에너지 또는 분산전원에서 발생되는 다양한 전압/전류를 제어하여 필요에 따라 전력계통에 연결하거나 유휴에너지를 저장하여 에너지 효율을 상승시킬 수 있다.
PCS(Power Conversion System)는 전력변환장치를 의미하며, 배터리로부터 저장된 직류(DC)전력을 교류(AC)로 변환하여 전력계통에 전력을 공급하거나, 직접 교류부하에 전력을 공급하는 기능과 전력계통으로부터 교류(AC)전력을 직류(DC)로 변환하여 배터리에 전력을 저장시킬 수 있다.
EMS (Energy Management System)는 ESS를 모니터링하고 제어해 주는 에너지 통합 관리 시스템을 의미한다. ESS를 보다 효율적으로 운영하기 위해서는 에너지 사용 상황을 정확하게 파악하고 관리할 필요가 있는데, EMS는 ESS 내 전력의 사용과 공급 상태를 실시간으로 모니터링하고 관리할 수 있다. EMS는 에너지가 사용되는 곳과 소비되는 양을 실시간으로 모니터링하고 데이터를 수집할 수 있다. EMS는 수집된 데이터를 통해 에너지를 가장 많이 사용하는 시간대 및 대기 전력의 소모 패턴을 분석하고, 비효율적인 에너지 사용을 감소시킬 수 있다.
EMS는 관리 대상에 따라서 'BEMS', 'FEMS', 'HEMS'로 나눌 수 있다. 'BEMS(Building EMS)'는 빌딩 내에서 사용하고 있는 전력과 가스 등에 대한 정보를 파악한 후 관리 및 제어하여 건물 전체의 에너지 사용 효율을 높일 수 있다. 'FEMS(Factory EMS)'는 공장 내 설비 가동 상황을 모니터링하면서 전력, 가스, 기름, 열 등 다양한 산업 에너지 자원을 관리할 수 있다. 'HEMS(Home EMS)'는 일반 가정에서 쓰이는 조명, 가전 기기 등의 에너지원을 네트워크화하고 자동으로 제어할 수 있다.
ICT(Information Communication Technology)는 정보 통신 기술을 의미하며 정보간 통신으로 새로운 가치를 창출하려는 목적을 가진 기술을 의미할 수 있다.
산업통상자원부는 생산된 전력을 저장했다가 피크시간에 사용하여 전력피크를 줄이는 에너지저장시스템, 즉 ‘ESS(Energy Storage System) 시장’을 열고, 심야시간대에 전기를 저장했다가 주간 피크시간대에 사용하는 ESS 설치 실적을 점검하고, 단계적 의무화 방안을 검토하겠다는 입장을 발표하여, 각 기업별로 ESS 설치 및 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다.
또한, 산업통상자원부는 에너지 사용을 실시간으로 모니터링 하고, 흐름제어를 통해 에너지를 절감할 수 있는 에너지관리시스템(EMS, Energy Management System)에 대한 공급을 확대하겠다는 입장을 발표하여 에너지 관리를 위한 시스템이 필요한 실정이다. 특히 소유가 분명한 빌딩, 공장, 일반 가정과는 달리 공원과 같은 공공시설은 소유가 불분명하여 지속적인 관리가 어려운 한계가 있다.
본 문서에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템 및 방법은 에너지 관리를 위해 클라우드 기반 온라인 모바일 시스템을 구축하여 시설관리의 편의성 및 효율성을 제고하려는 목적을 갖는다.
또한, 본 문서에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템 및 방법은 ICT 기반 수요관리시스템을 구축하여 분산전원을 활용해 관리 전력을 자립화하고, 기존 공원 대비 10% 이상 개선된 전력 효율을 갖는 에너지 혁신 공원에 대한 서비스를 제공하려는 목적을 갖는다.
시스템은 ICT기반 수요 관리 시스템, 공원 시설 관리 시스템, 마이크로그리드 시스템 및 프로세서를 포함할 수 있다. ICT기반 수요 관리 시스템은 복수의 공원 시설들 각각에 설치된 복수의 분산 전원들을 활용하여 주간에 전력을 생산하고 마이크로그리드 시스템 상에 저장할 수 있다. ICT기반 수요 관리 시스템은 공원 시설 관리 시스템을 이용하여 공원 시설에서 야간에 소모하는 전력을 확인하고, 공원 시설에 저장된 전력이 사전에 설정된 수준 미만임에 기반하여 마이크로그리드 시스템 상에 저장된 전력이 공급될 수 있도록 제어할 수 있다.
마이크로그리드 시스템은 태양빛을 흡수하는 하나의 태양광 열 복합모듈을 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하되, 산란광에 의한 저온열 회수와 집광에 의한 고온열 회수를 통한 2차 열회수 구조를 통해 열에너지를 확보할 수 있다.
공원 시설 관리 시스템은 이더넷, RS485, Lora, 전력선 통신 중 어느 하나 이상의 네트워크를 통해 복수의 분산 전원들 및 ICT기반 수요 관리 시스템(202)과 통신 연결을 수립하고, 통신 연결이 수립된 분산 전원들을 이용하여 하나의 클라우드에 기반한 온라인 모바일 시스템을 구축하고, 공원 시설에 대한 모니터링 분석을 통해 고장을 진단하고, 공원 시설의 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준을 결정하고, 공원 시설에 저장된 전력이 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준 미만인 경우 ICT기반 수요 관리 시스템 상으로 기능 수행이 불가능함을 지시하는 신호를 전송할 수 있다.
프로세서는 공원 단위로 전기 에너지 및 열 에너지가 포함된 전력을 공급하되, 공원에서 잉여 전력이 발생하면 해당 지자체 내의 다른 공원으로 전력을 공급하거나 또는 거래에 따라 다른 지자체의 공원으로 전력을 판매할 수 있다.
본 문서에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템 및 방법은 에너지 관리를 위해 클라우드 기반 온라인 모바일 시스템을 구축하여 시설관리의 편의성 및 효율성을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 문서에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템 및 방법은 ICT 기반 수요관리시스템을 구축하여 분산전원을 활용해 관리 전력을 자립화하고, 기존 공원 대비 10% 이상 개선된 전력 효율을 갖는 에너지 혁신 공원에 대한 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템의 구성의 예시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3a 는 에너지 효율 극대화를 위한 공원을 도시한 것이다.
도 3b는 에너지 효율 극대화를 위한 공원 내 스마트 벤치를 도시한 것이다.
도 4는 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 방법을 순서도로 나타낸 것이다.
도 5는 일실시예에 따른 태양광 발전 설치 및 관리 방법의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3a 는 에너지 효율 극대화를 위한 공원을 도시한 것이다.
도 3b는 에너지 효율 극대화를 위한 공원 내 스마트 벤치를 도시한 것이다.
도 4는 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 방법을 순서도로 나타낸 것이다.
도 5는 일실시예에 따른 태양광 발전 설치 및 관리 방법의 구성을 나타낸 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템의 구성의 예시도이다.
일 실시예에 따른 시스템(100)은 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있으며, 도시된 구성 중 일부가 생략 또는 치환 될 수도 있다. 일 실시예에 따른 시스템(100)은 서버 또는 단말일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 시스템(100)의 각 구성 요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 수행할 수 있는 구성으로써, 하나 이상의 프로세서들로 구성될 수 있다. 메모리(130)는 상술한 방법과 관련된 정보를 저장하거나 상술한 방법이 구현된 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(130)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 메모리(130)는 다양한 파일 데이터들을 저장할 수 있으며, 프로세서(120)의 동작에 따라 저장된 파일 데이터들은 업데이트 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 프로그램을 실행하고, 시스템(100)을 제어할 수 있다. 프로세서(120)에 의하여 실행되는 프로그램의 코드는 메모리(130)에 저장될 수 있다. 프로세서(120)의 동작들은 메모리(130)에 저장된 인스트럭션들을 로딩(loading)함으로써 수행될 수 있다. 시스템(100)은 입출력 장치(도면 미 표시)를 통하여 외부 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 또는 네트워크)에 연결되고, 데이터를 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)가 시스템(100)상에서 구현할 수 있는 연산 및 데이터 처리 기능에는 한정됨이 없을 것이나, 이하에서는 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 기능에 대해 설명될 것이다.
도 2는 일실시예에 따른 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 2에 따르면, 시스템(200)은 ICT기반 수요 관리 시스템(202), 공원 시설 관리 시스템(204), 마이크로그리드 시스템(206) 및 프로세서(220)를 포함할 수 있다.
ICT기반 수요 관리 시스템(202)은 복수의 공원 시설들 각각에 설치된 복수의 분산 전원들을 활용하여 주간에 전력을 생산하고 마이크로그리드 시스템(206) 상에 저장할 수 있다. ICT기반 수요 관리 시스템(202)은 공원 시설 관리 시스템(204)을 이용하여 공원 시설에서 야간에 소모하는 전력을 확인하고, 공원 시설에 저장된 전력이 사전에 설정된 수준 미만임에 기반하여 마이크로그리드 시스템(206) 상에 저장된 전력이 공급될 수 있도록 제어할 수 있다.
마이크로그리드 시스템(206)은 태양빛을 흡수하는 하나의 태양광 열 복합모듈을 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하되, 산란광에 의한 저온열 회수와 집광에 의한 고온열 회수를 통한 2차 열회수 구조를 통해 열에너지를 확보할 수 있다.
공원 시설 관리 시스템(204)은 이더넷, RS485, Lora, 전력선 통신 중 어느 하나 이상의 네트워크를 통해 복수의 분산 전원들 및 ICT기반 수요 관리 시스템(202)과 통신 연결을 수립하고, 통신 연결이 수립된 분산 전원들을 이용하여 하나의 클라우드에 기반한 온라인 모바일 시스템을 구축하고, 공원 시설에 대한 모니터링 분석을 통해 고장을 진단하고, 공원 시설의 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준을 결정하고, 공원 시설에 저장된 전력이 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준 미만인 경우 ICT기반 수요 관리 시스템(202) 상으로 기능 수행이 불가능함을 지시하는 신호를 전송할 수 있다.
프로세서(220)는 공원 단위로 전기 에너지 및 열 에너지가 포함된 전력을 공급하되, 공원에서 잉여 전력이 발생하면 해당 지자체 내의 다른 공원으로 전력을 공급하거나 또는 거래에 따라 다른 지자체의 공원으로 전력을 판매할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공원 시설은 운동 시설을 포함할 수 있다. 프로세서(220)는 공원 관리시스템(204)을 이용하여 운동 시설의 규격, 사용법, 상태, 설치 시기, 내구도, 운동 시설이 사용되는 시간대, 운동 시설을 사용하는 사용자의 개인정보, 건강정보, 운동 이력에 대한 정보를 수신하고, 운동 시설에 NFC 태그를 수행하여 통신 연결을 수립하거나, 또는 상기 운동 시설로부터 지정된 거리 이내에 위치한 사용자 단말로 운동 시설의 사용법을 제공하고, 운동 시설을 사용하여 운동을 수행하면 생산될 수 있는 전기 및 열 에너지의 양을 설명하고, 사용자가 운동을 수행함에 따라 생산되는 전기 및 열 에너지의 양에 대한 정보를 실시간으로 사용자 단말로 전송하고 사용자가 운동을 마치고 생산된 전력을 상기 마이크로그리드 시스템으로 저장하고, 누적된 전력 생산량이 일정 수준을 초과하는 사용자의 단말로 다른 지자체의 공원으로 전력을 판매하여 얻은 수익의 일부를 제공하거나, 누적된 전력 생산량에 기반한 온실가스 배출권의 판매에 따른 수익의 일부를 제공할 수 있다.
도 3a 는 에너지 효율 극대화를 위한 공원을 도시한 것이다.
도 3a에 따르면, 공원 시설은 전기차 충전 설비(310)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))는 전기차 충전 설비(310)의 충전 상태(SOC : State of Charge)를 확인하여 전기차 충전 설비(310)의 충전량을 측정하고, 전기차 충전 설비(310)와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 충전기의 사용 여부, 충전기 상에 남은 충전량 및 피크 타임인지 여부에 기반하여 전기차 충전 설비(310)를 통해 상기 적어도 하나 이상의 충전기로 전력을 공급할지 여부를 결정하고, 설정된 기간 동안 상기 적어도 하나 이상의 충전기에 대한 사용 빈도를 측정하고, 적어도 하나 이상의 충전기가 위치한 전기차 충전소의 평면도 및 상기 적어도 하나 이상의 충전기를 사용하는 차량의 동선 데이터를 획득하고, 전기차 충전소의 평면도, 차량의 동선 데이터 및 충전기에 대한 사용 빈도에 기반하여 피크 타임에 지정된 수준 이상의 전력을 필요로 하는 충전기를 제 1 그룹으로 분류하고, 제 1 그룹에 해당하는 충전기에 대해서는 제 1 그룹이 아닌 충전기와 비교하여 상대적으로 평소 충전량을 높게 유지하고, 급속 충전을 지원할 수 있다.
프로세서(220)는 전기차 충전 설비(310)의 충전량이 제 1 설정값 미만 임에 기반하여 상기 전기차 충전 설비(310)와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 충전기를 이용하여 상기 전기차 충전 설비를 상기 제 1 설정값 이상으로 충전하고, 전기차 충전 설비(310)의 충전량이 상기 제 1 설정값을 초과하면서 상기 제 1 설정값 보다는 상대적으로 높은 제 2 설정값 미만 임에 기반하여 태양광 발전을 통해 생산된 전력을 전기차 충전 설비(310)로 충전시키고, 전기차 충전 설비(310)의 충전량이 제 2 설정값을 초과 함에 기반하여 태양광 발전을 통해 생산된 전력을 전력 거래소로 전송하며, 전력 거래소로 전송된 전력량을 엣지 노드를 통해 블록체인 네트워크로 업로드할 수 있다.
피크 타임은 전기차 충전 설비(310) 와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 충전기가 충전을 위해 사용되는 비율이 일정 수준을 초과하거나, 전기차 충전소에 진입한 차량의 수가 일정 수를 초과하거나, 현재 충전중인 차량에서 완충을 위해 필요로 하는 충전량이 일정량을 초과하는 시간대를 의미할 수 있다.
도 3b는 에너지 효율 극대화를 위한 공원 내 스마트 벤치를 도시한 것이다.
일 실시예에 따르면, 공원 시설은 스마트 벤치(320)를 포함할 수 있다. 스마트 벤치(320)는 전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하되, 산란광에 의한 저온열 회수와 집광에 의한 고온열 회수를 통한 2차 열회수 구조를 통해 열에너지를 확보할 수 있는 태양광 패널(322)을 포함하고, 태양광 패널(322)에서 생산된 전기 에너지를 이용하여 스마트 기기의 충전 및 Wi-Fi 통신을 지원할 수 있다.
프로세서(220)는 스마트 벤치(320) 상에 지정된 수준 이상의 압력이 지정된 시간을 초과하여 가해짐에 기반하여 사람이 스마트 벤치에 앉은 것으로 결정하고, 실외 온도가 지정된 수준 미만임에 기반하여 스마트 벤치(320)에 앉은 사용자의 단말로 상기 태양광 패널에서 생산된 열에너지를 이용한 난방을 실행시킬지 여부를 묻는 가이드 화면을 제공하고, 사용자 단말이 스마트 벤치(320) 상에 설치된 스마트 기기의 충전 패드에 접촉됨에 기반하여 사용자 단말을 충전시킬지 여부, 충전 비용 및 충전하는데 걸리는 시간에 대한 정보를 제공하고, 사용자 단말이 운동 시설을 통해 전력을 생산한 이력이 있으면 생산된 전력량만큼 충전 비용을 감면시킬 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 ESS(energy storage system)를 이용한 전력 제공 방법을 순서도로 나타낸 것이다.
동작 410에서, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 엣지 노드를 통해 발전량에 대한 정보를 블록체인 네트워크로 업로드할 수 있다.
동작 420에서, 프로세서(120)는 엣지 노드 소유자에게 발전량에 비례하는 온실가스배출권 또는 상쇄배출권을 지급받을 수 있다.
동작 430에서, 프로세서(120)는 지급된 온실가스배출권에 대한 가격, 엣지 노드 ID 및 엣지 노드 소유자의 ID를 포함하는 판매 정보를 블록체인 네트워크 상에 업로드할 수 있다.
동작 440에서, 프로세서(120)는 트랜잭션에 기반하여 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권의 구매 정보를 블록체인 네트워크 상에 업로드할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 노드 상에서 상기 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 구매를 요청하는 트랜잭션(transaction)이 전송되고, 상기 엣지 노드 상에서 상기 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 소유권 이전에 대한 트랜잭션이 전송됨에 기반하여 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권의 구매 정보를 블록체인 네트워크 상에 업로드할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 태양광 발전 설치 및 관리 방법의 구성을 나타낸 것이다.
도 5에 따르면, 태양광 장비에 설치되어 발전량에 대한 정보를 수집하는 센서(510)는 전기적으로 연결된 엣지 노드를 통해 발전량에 대한 정보를 블록체인 네트워크(540)로 업로드할 수 있다. 엣지 노드 소유자는 발전량에 비례하는 온실가스배출권 또는 상쇄배출권을 지급받을 수 있다. 엣지 노드는 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 가격, 엣지 노드 ID및 엣지 노드 소유자의 ID를 포함하는 판매 정보를 블록체인 네트워크(540) 상에 업로드할 수 있다. 정부 기관의 서버(530)는 발전량에 비례하는 온실가스배출권 또는 상쇄배출권을 엣지 노드 소유자에게 지급하고, 지급 사실에 대한 정보를 블록체인 네트워크(540) 상에 업로드할 수 있다. 블록체인 네트워크(540)는 다른 참여자들의 노드(520) 상에서 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 구매를 요청하는 트랜잭션을 전송받을 수 있다. 엣지 노드는 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 구매를 요청하는 트랜잭션을 전송 받아 검증 후 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 소유권 이전에 대한 트랜잭션을 블록체인 네트워크(540)로 전송할 수 있다. 엣지 노드는 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권의 구매 정보를 상기 블록체인 네트워크 상에 업로드할 수 있다. 정부 기관의 서버(530)는 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권의 구매 정보를 상기 블록체인 네트워크 상에서 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 태양광 발전 설치 및 관리 방법은 태양광 장비에 설치되어 발전량에 대한 정보를 수집하는 센서(510)가 전기적으로 연결된 엣지 노드를 통해 발전량에 대한 정보를 블록체인 네트워크(540)로 업로드하는 동작, 엣지 노드 소유자에게 발전량에 비례하는 온실가스배출권 또는 상쇄배출권을 지급받는 동작, 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 가격, 엣지 노드 ID및 엣지 노드 소유자의 ID를 포함하는 판매 정보를 블록체인 네트워크(540) 상에 업로드하는 동작 및 다른 노드(520) 상에서 상기 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 구매를 요청하는 트랜잭션(transaction)이 전송되고, 상기 엣지 노드 상에서 상기 온실가스배출권 또는 상쇄배출권에 대한 소유권 이전에 대한 트랜잭션이 전송됨에 기반하여 지급된 온실가스배출권 또는 상쇄배출권의 구매 정보를 상기 블록체인 네트워크(540) 상에 업로드하는 동작을 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
Claims (3)
- 에너지 효율 극대화를 위한 공원 서비스 제공 시스템에 있어서,
ICT기반 수요 관리 시스템;
공원 시설 관리 시스템;
마이크로그리드 시스템;및
프로세서를 포함하고,
상기 마이크로그리드 시스템은
태양빛을 흡수하는 하나의 태양광 열 복합모듈을 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하되, 산란광에 의한 저온열 회수와 집광에 의한 고온열 회수를 통한 2차 열회수 구조를 통해 열에너지를 확보하고,
상기 ICT기반 수요 관리 시스템은
복수의 공원 시설들 각각에 설치된 복수의 분산 전원들을 활용하여 주간에 전력을 생산하고 상기 마이크로그리드 시스템 상에 저장하며,
상기 공원 시설 관리 시스템을 이용하여 공원 시설에서 야간에 소모하는 전력을 확인하고, 공원 시설에 저장된 전력이 사전에 설정된 수준 미만임에 기반하여 상기 마이크로그리드 시스템 상에 저장된 전력이 공급될 수 있도록 제어하며,
상기 공원 시설 관리 시스템은
이더넷, RS485, Lora, 전력선 통신 중 어느 하나 이상의 네트워크를 통해 복수의 분산 전원들 및 상기 ICT기반 수요 관리 시스템과 통신 연결을 수립하고,
통신 연결이 수립된 분산 전원들을 이용하여 하나의 클라우드에 기반한 온라인 모바일 시스템을 구축하고,
공원 시설에 대한 모니터링 분석을 통해 고장을 진단하고, 공원 시설의 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준을 결정하고, 공원 시설에 저장된 전력이 기능 수행에 있어 필요한 전력 수준 미만인 경우 상기 ICT기반 수요 관리 시스템 상으로 기능 수행이 불가능함을 지시하는 신호를 전송하며,
상기 공원 시설은
전기차 충전 설비를 더 포함하며,
상기 프로세서는
공원 단위로 전기 에너지 및 열 에너지가 포함된 전력을 공급하되, 공원에서 잉여 전력이 발생하면 해당 지자체 내의 다른 공원으로 전력을 공급하거나 또는 거래에 따라 다른 지자체의 공원으로 전력을 판매하며,
상기 전기차 충전 설비의 충전 상태(SOC : State of Charge)를 확인하여 상기 전기차 충전 설비의 충전량을 측정하고,
상기 전기차 충전 설비와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 충전기의 사용 여부, 충전기 상에 남은 충전량 및 피크 타임인지 여부에 기반하여 상기 전기차 충전 설비를 통해 상기 적어도 하나 이상의 충전기로 전력을 공급할지 여부를 결정하고,
설정된 기간 동안 상기 적어도 하나 이상의 충전기에 대한 사용 빈도를 측정하고, 적어도 하나 이상의 충전기가 위치한 전기차 충전소의 평면도 및 상기 적어도 하나 이상의 충전기를 사용하는 차량의 동선 데이터를 획득하고,
상기 전기차 충전소의 평면도, 차량의 동선 데이터 및 충전기에 대한 사용 빈도에 기반하여 피크 타임에 지정된 수준 이상의 전력을 필요로 하는 충전기를 제 1 그룹으로 분류하고,
상기 제 1 그룹에 해당하는 충전기에 대해서는 상기 제 1 그룹이 아닌 충전기와 비교하여 상대적으로 평소 충전량을 높게 유지하고, 급속 충전을 지원하며,
상기 전기차 충전 설비의 충전량이 제 1 설정값 미만 임에 기반하여 상기 전기차 충전 설비와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 충전기를 이용하여 상기 전기차 충전 설비를 제 1 설정값 이상으로 충전하고,
상기 전기차 충전 설비의 충전량이 상기 제 1 설정값을 초과하면서 상기 제 1 설정값 보다는 상대적으로 높은 제 2 설정값 미만 임에 기반하여 태양광 발전을 통해 생산된 전력을 상기 전기차 충전 설비로 충전시키고,
상기 전기차 충전 설비의 충전량이 상기 제 2 설정값을 초과 함에 기반하여 태양광 발전을 통해 생산된 전력을 전력 거래소로 전송하며,
전력 거래소로 전송된 전력량을 엣지 노드를 통해 블록체인 네트워크로 업로드하며,
상기 피크 타임은
상기 전기차 충전 설비 와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 충전기가 충전을 위해 사용되는 비율이 일정 수준을 초과하거나, 상기 전기차 충전소에 진입한 차량의 수가 일정 수를 초과하거나, 현재 충전중인 차량에서 완충을 위해 필요로 하는 충전량이 일정량을 초과하는 시간대를 의미하는 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 공원 시설은
운동 시설을 포함하고,
상기 프로세서는
상기 공원 시설 관리 시스템을 이용하여
운동 시설의 규격, 사용법, 상태, 설치 시기, 내구도, 운동 시설이 사용되는 시간대, 운동 시설을 사용하는 사용자의 개인정보, 건강정보, 운동 이력에 대한 정보를 수신하고,
상기 운동 시설에 NFC 태그를 수행하여 통신 연결을 수립하거나, 또는 상기 운동 시설로부터 지정된 거리 이내에 위치한 사용자 단말로 운동 시설의 사용법을 제공하고, 운동 시설을 사용하여 운동을 수행하면 생산될 수 있는 전기 및 열 에너지의 양을 설명하고, 사용자가 운동을 수행함에 따라 생산되는 전기 및 열 에너지의 양에 대한 정보를 실시간으로 사용자 단말로 전송하고
사용자가 운동을 마치고 생산된 전력을 상기 마이크로그리드 시스템으로 저장하고, 누적된 전력 생산량이 일정 수준을 초과하는 사용자의 단말로 다른 지자체의 공원으로 전력을 판매하여 얻은 수익의 일부를 제공하거나, 누적된 전력 생산량에 기반한 온실가스 배출권의 판매에 따른 수익의 일부를 제공하는 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 공원 시설은
스마트 벤치를 포함하고,
상기 스마트 벤치는
전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하되, 산란광에 의한 저온열 회수와 집광에 의한 고온열 회수를 통한 2차 열회수 구조를 통해 열에너지를 확보할 수 있는 태양광 패널을 포함하고, 상기 태양광 패널에서 생산된 전기 에너지를 이용하여 스마트 기기의 충전 및 Wi-Fi 통신을 지원하고,
상기 프로세서는
상기 스마트 벤치 상에 지정된 수준 이상의 압력이 지정된 시간을 초과하여 가해짐에 기반하여 사람이 상기 스마트 벤치에 앉은 것으로 결정하고,
실외 온도가 지정된 수준 미만임에 기반하여 상기 스마트 벤치에 앉은 사용자의 단말로 상기 태양광 패널에서 생산된 열에너지를 이용한 난방을 실행시킬지 여부를 묻는 가이드 화면을 제공하고,
사용자 단말이 상기 스마트 벤치 상에 설치된 스마트 기기의 충전 패드에 접촉됨에 기반하여 상기 사용자 단말을 충전시킬지 여부, 충전 비용 및 충전하는데 걸리는 시간에 대한 정보를 제공하고,
상기 사용자 단말이 상기 운동 시설을 통해 전력을 생산한 이력이 있으면 생산된 전력량만큼 충전 비용을 감면시켜주는 시스템.
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