KR20110044005A - 가전 제품 통합 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 공급자가 스마트 그리드 시스템을 이용하여 각 가구 내에 설치되어 있는 가전 제품 각각과 양방향 통신을 하고, 전력 공급자가 직접 가구 내의 가전 제품을 제어할 수 있는 가전제품 통합 제어 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 가전제품 통합 제어 시스템은, 한 가구 내에 설치되는 다수개의 가전제품; 상기 각 가전 제품에 설치되어 그 가전 제품의 현재 전력 사용량을 감지하며, 전력선 통신을 이용하여 외부와 교신하여 상기 가전 제품의 온/오프(ON/OFF)를 제어할 수 있는 전력선 통신 칩; 상기 각 가전 제품과 전력선을 통하여 연결되며, 상기 각 전력선 통신 칩에 의하여 전달되는 신호를 통합하여 외부로 전달하고, 외부로부터 전달되는 신호를 상기 전력선 통신 칩으로 전달하는 가구 내 통합 모듈; 각 가구에 전력을 공급하는 전력 공급망에 설치되며, 상기 가구 내 통합 모듈과 전력선에 의하여 연결되어 외부와 유무선 통신을 하는 통신망; 유무선 통신을 이용하여 상기 통신망으로 부터 상기 전력선 통신 칩의 신호를 전달받고, 각 가전 제품에 대한 제어 신호를 상기 통신망에에 전달하는 중앙 통제실;을 포함한다.

스마트 그리드, 통신망, 전력선 통신, 가전 제품

Description

가전 제품 통합 제어 시스템{SYNTHETIC CONTROLLING SYSTEM OF HOME APPLIANCES}

본 발명은 가전제품 통합 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력 공급자가 스마트 그리드 시스템을 이용하여 각 가구 내에 설치되어 있는 가전 제품 각각과 양방향 통신을 하고, 전력 공급자가 직접 가구 내의 가전 제품을 제어할 수 있는 가전제품 통합 제어 시스템에 관한 것이다.

스마트그리드는 기존 전력망에 IT 기술을 접목, 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하여 에너지 효율을 극대화하고, 전력 공급을 효율적으로 관리하기 위한 차세대 전력망으로 일명 '똑똑한 전기'로 불린다.

이 스마트그리드는 에너지 효율을 높여 에너지 낭비를 줄이고, 신재생에너지에 바탕을 둔 분산 전원의 활성화를 통해 화석 연료에 대한 에너지 의존도를 줄여 온실가스 감소효과를 거두는 것을 목적으로 진행되고 있다.

이러한 스마트그리드가 설치되면, 전력소비에 따라 전기요금은 실시간 변동되고, 소비자는 전기요금 변동에 따라 에너지 소비량을 제어한다. 예를 들어 전력소비가 적은 심야시간에는 전기요금이 낮아지고, 사람들의 활동이 활발해지는 주간 피크시에는 전기요금이 올라가므로, 소비자는 전기요금이 낮은 심야 시간대를 이용하여 전기차의 충전 등을 하게 된다. 그리고 이러한 전기 소비 방식은 그 시간대별로 다른 요금을 부과받게 되어 합리적으로 관리된다.

그런데 이러한 스마트그리드는 각 가구별로 전력 공급 및 제어가 이루어지는 개념이므로 각 가구 내에서 보유하고 있는 다수개의 가전 제품 각각에 대해서는 직접 제어가 이루어지지 못하는 한계가 있다. 각 가전 제품에 대해 제어가 이루어지게 되면, 한여름에 전력 사용치가 최대로 증가할 때, 에어컨 등을 전력 공급자가 직접 제어하여 전력 사용량을 미리 제어하고 과부하를 방지하는 등 전력 공급과 관리가 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한 전력 소비자는 시간대별 전력 단가 및 전력 사용량을 실시간으로 확인하면서 합리적인 전력 사용을 할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 스마트 그리드 시스템을 이용하여 전력 공급자가 각 가구 내에 설치되어 있는 가전 제품 각각과 양방향 통신을 하고, 전력 공급자가 직접 가구 내의 각 가전 제품을 제어할 수 있는 가전제품 통합 제어 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가전제품 통합 제어 시스템은, 한 가구 내에 설치되는 다수개의 가전제품; 상기 각 가전 제품에 설치되어 그 가전 제품의 현재 전력 사용량을 감지하며, 전력선 통신을 이용하여 외부와 교신하여 상기 가전 제품의 온/오프(ON/OFF)를 제어할 수 있는 전력선 통신 칩; 상기 각 가전 제품과 전력선을 통하여 연결되며, 상기 각 전력선 통신 칩에 의하여 전달되는 신호를 통합하여 외부로 전달하고, 외부로부터 전달되는 신호를 상기 전력선 통신 칩으로 전달하는 가구 내 통합 모듈; 각 가구에 전력을 공급하는 전력 공급망에 설치되며, 상기 가구 내 통합 모듈과 전력선에 의하여 연결되어 외부와 유무선 통신을 하는 통신망; 유무선 통신을 이용하여 상기 통신망으로 부터 상기 전력선 통신 칩의 신호를 전달받고, 각 가전 제품에 대한 제어 신호를 상기 통신망에에 전달하는 중앙 통제실;을 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 가구 내 통합 모듈에는, 현재 사용되는 전력의 단가 또는 단위 시간당 전력 사용량을 표시하는 제1 표시부가 더 구비되는 것이, 전 력 단가 및 현재의 단위 시간당 전력 사용량을 실시간으로 확인하여 합리적인 전력 소비를 할 수 있으므로 바람직하다.

또한 상기 가전 제품에는, 현재 사용되는 전력의 단가 또는 단위 시간당 전력 사용량을 표시하는 제2 표시부가 더 구비되는 것이, 각 가전 제품 별로 부과되는 전기 요금을 실시간으로 확인하고 전력 사용량이 많은 가전 제품에 대한 사용을 자제할 수 있어서 바람직하다.

그리고 본 발명에서 상기 통신망에는, GPS로부터 시간 정보를 수신하여 상기 가구 내 통합 모듈에 전달하는 시간 정보 생성부가 더 구비되는 것이, 각 가전 제품에 대하여 동일한 시간 정보를 적용하여 실시간 전기 요금 부과가 가능하게 할 수 있어서 바람직하다.

본 발명의 가전제품 통합 제어 시스템에 따르면 전력 공급자와 각 개별 가구 및 가구내 개별 가전제품과 쌍방향 통신이 가능하여, 전력 공급자는 특정 지역 내의 전체 전력 소모 상황을 고려하면서 개별 가구 또는 각 가구 내의 개별 가전제품에 대한 사용 통제를 직접할 수 있다.

또한 전력 소비자는 전력 공급자가 제공하는 시간대별 전력 소비 단가와 자신의 전력 소모량 등의 정보를 실시간으로 제공받아서 합리적인 전력 소비가 가능하고, 전체적으로는 전력 소모량을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 가전제품 통합 제어 시스템은 다수개의 가전제품(1, 2, 3), 전력선 통신 칩(12, 14, 16), 가구내 통합 모듈(20), 통신망(40), 중앙 통제실(50)을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서는 하나의 가구를 예로 들어 설명하지만, 다수의 가구 또는 특정한 구역 내의 전체 가구를 대상으로 각 가구에서 사용하는 모든 가전제품에 대한 통합제어를 목적으로 한다.

일반적으로 각 가정에서는 에어컨, 냉장고, TV 등 다양한 가전제품을 사용한다. 본 실시예에서는 각 가전제품(1, 2, 3) 내에 전력선 통신 칩(12, 14, 16)이 내장된다. 이 전력선 통신 칩(12, 14, 16)은 각 가전 제품(1, 2, 3)과 상기 가구내 통합 모듈(20) 또는 통신망(40) 등과 전력선 통신을 할 수 있는 구성요소이다. 구체적으로 이 전력선 통신 칩(12, 14, 16)은 각 가전제품(1, 2, 3) 내에 설치되어 그 가전제품의 현재 전력 사용량을 감지하고 그 정보를 전력선 통신을 이용하여 외부와 교신하며, 외부의 제어 신호를 그 가전제품(1, 2, 3)에 전달하여 가전제품을 제어한다. 본 실시예에서는 예를 들어 상기 전력선 통신 칩(12, 14, 16)으로, XELINE사의 전력선 통신칩을 사용할 수 있다. 본 실시예에서 전력선 통신칩을 예로 들어 설명하지만, 전력선 통신이 가능한 모든 수단이 대체 수단으로 사용될 수도 있을 것이다.

따라서 각 가전제품(1, 2, 3) 내에 설치되는 이 전력선 통신 칩(12, 14, 16)과 스마트 그리드 망에 의하여 각 가전제품과 전력 공급자 간에 쌍방향 통신이 가능해지고, 전력 공급자가 각 가구 내의 개별 가전제품의 상태를 감지할 수 있고, 각 가전제품을 제어할 수 있는 것이다.

다음으로 가구내 통합 모듈(20)은 상기 각 가전 제품(1, 2, 3)과 전력선을 통하여 연결되며, 상기 각 전력선 통신 칩(12, 14, 16)에 의하여 전달되는 정보를 통합하여 외부로 전달하고, 외부로부터 전달되는 신호를 상기 전력선 통신 칩으로 전달하는 구성요소이다. 이 가구내 통합 모듈(20)에도 전력선 통신 칩이 내장되어 상기 각 가전제품(1, 2, 3) 및 외부의 통신망(40)과 전력선 통신을 수행할 수 있다. 따라서 상기 각 가전 제품(1, 2, 3)에서 전달되는 정보를 상기 통신망(40)에 전달하고, 상기 통신망으(40)로부터 전달되는 제어신호를 상기 각 가전제품(1, 2, 3)에 전달할 수 있는 것이다.

상기 가구내 통합 모듈(40)에는 제1 표시부(22)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 제1 표시부(22)는 상기 가구내 통합 모듈(40)의 전면에 특정한 정보를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치로 구성된다. 예를 들어 LCD 등의 디스플레이 장치가 사용될 수 있다. 이 제1 표시부(22)는 상기 통신망(40)에 의하여 전달되는 정보 및 각 가전제품(1, 2, 3)에서 전달되는 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어 현재 시간의 전력 사용단가 또는 현재단위 시간당 가구내 전력 사용량이나, 특정 기간 동안 누적된 전력 사용량 등을 표시할 수 있다. 이 제1 표시부(22)에 의하여 소비자는 현재 시간의 전력 소비 단가를 확인하고 전력 소비를 합리적이고, 계획적으 로 할 수 있으며, 실시간으로 전력 소모량을 확인할 수 있어서 전력 소모량을 획기적으로 절약할 수 있다. 즉, 눈으로 실시간 전기요금을 확인하면서 전기 소모량을 줄이게 되는 것이다.

한편 각 가구내 통합(20) 모듈 뿐만아니라, 각 가전 제품(1, 2, 3)에도 제2 표시부(62, 64, 66)가 더 구비될 수 있다. 이 제2 표시부(62, 64, 66)는 각 가전 제품(1, 2, 3) 전면 잘 보이는 곳에 설치되어, 현재 사용되는 전력의 단가 또는 단위 시간당 전력 사용량을 표시하는 것이다. 구체적으로 상기 제2 표시부(62, 64, 66)는 상기 통신망(40) 및 가구내 통합모듈(20)을 통하여 상기 전력선 통신 칩(12, 14, 16)으로 전달되는 시간 정보 및 시간대별 전력 사용 단가 등을 정확하게 표시하며, 그 가전 제품에 의하여 소모되는 전력량 및 전기 요금을 실시간으로 표시하여 소비자로 하여금 전력 사용을 억제하도록 하는 효과를 가진다.

다음으로 상기 통신망(40)은 각 가구에 전력을 공급하는 전력 공급망에 설치되며, 상기 가구 내 통합 모듈(20)과 전력선에 의하여 연결되어 외부와 유선 또는 무선 통신을 하는 구성요소이다. 이 통신망(40)은 전력 공급자가 전력 공급망에 설치되는 통신망으로 예를 들어 스마트 그리드망이 될 수 있다. 이 통신망(40)에 의하여 전력 공급자는 각 가구 또는 사업자 등의 전력 소비자와 쌍방향 통신을 할 수 있으며, 각 전력 소비자와 개별적으로 통신할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 가전제품 통합 제어 시스템에서는 상기 통신망(40)은 각 가구에 전력을 공급하는 전주(30) 등의 배전망에 설치되어 가구내 통합 모듈(20)과 전력선 통신을 하고, 또한 전력 공급자와는 유선 또는 무선 통신을 할 수 있는 기 능을 가진다. 따라서 전력 공급자의 제어 신호 등의 정보를 상기 가구내 통합 모듈(20)에 전달하고, 상기 가구내 통합 모듈(20)에서 전달되는 정보를 전력 공급자에게 전달하게 된다.

본 실시예에서 상기 통신망(40)에는 GPS로부터 시간 정보를 수신하여 상기 가구 내 통합 모듈(20)에 전달하는 시간 정보 생성부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 따른 가전제품 통합 제어 시스템에서는, 각 가전제품에 대한 전기 요금을 실시간으로 전력 단가를 적용하여 합리적으로 부과할 수 있다. 이를 위해서는 각 가전제품(1, 2, 3)에 대하여 정확하고 동일한 시간 정보가 제공되고 적용되어야 한다. 이를 위하여 상기 시간 정보 생성부는 GPS 위성으로부터 표준시간을 수신하여 정확한 시간정보를 상기 가구내 통합 모듈(20) 및 각 가전 제품(1, 2, 3)에 제공하는 것이다. 이를 기준으로 각 가전 제품 및 각 가구내에 시간 정보가 통일되고, 동일한 시간대별 전력 사용 단가를 적용받을 수 있는 것이다.

다음으로 중앙 통제실(50)은 전력 공급자 측 제어부로써, 유선 또는 무선 통신을 이용하여 상기 통신망(40)으로 부터 상기 전력선 통신 칩(12, 14, 16)의 신호를 전달받고, 각 가전 제품(1, 2, 3)에 대한 제어 신호를 상기 통신망(40)에 전달하는 구성요소이다. 이 중앙 통제실(50)은 예를 들어 스마트그리드망의 중앙 사령실이 될 수 있다.

이 중앙 통제실(50)에서는 상기 통신망(40)을 통하여 각 가구내의 전력 사용량 및 전력 생산량 등을 실시간으로 확인하면서 전력 관리를 할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 각 가구내의 개별 가전 제품(1, 2, 3)과 직접 쌍방향 통신을 통하여 각 가전 제품을 제어할 수 있다. 예를 들어 여름철 전력 사용 피크 시기에는, 각 가정의 에어컨에 대하여 전체 전력 사용량을 고려하면서 개별 통제할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전제품 통합 제어 시스템의 구성을 도시하는 개념도이다.

Claims (4)

1. 한 가구 내에 설치되는 다수개의 가전제품;

   상기 각 가전 제품에 설치되어 그 가전 제품의 현재 전력 사용량을 감지하며, 전력선 통신을 이용하여 외부와 교신하여 상기 가전 제품의 온/오프(ON/OFF)를 제어할 수 있는 전력선 통신 칩;

   상기 각 가전 제품과 전력선을 통하여 연결되며, 상기 각 전력선 통신 칩에 의하여 전달되는 신호를 통합하여 외부로 전달하고, 외부로부터 전달되는 신호를 상기 전력선 통신 칩으로 전달하는 가구 내 통합 모듈;

   각 가구에 전력을 공급하는 전력 공급망에 설치되며, 상기 가구 내 통합 모듈과 전력선에 의하여 연결되어 외부와 유선 또는 무선 통신을 하는 통신망;

   유선 또는 무선 통신을 이용하여 상기 통신망으로 부터 상기 전력선 통신 칩의 신호를 전달받고, 각 가전 제품에 대한 제어 신호를 상기 통신망에에 전달하는 중앙 통제실;을 포함하는 가전제품 통합 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가구 내 통합 모듈에는, 현재 사용되는 전력의 단가 또는 단위 시간당 전력 사용량을 표시하는 제1 표시부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가전제품 통합 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가전 제품에는, 현재 사용되는 전력의 단가 또는 단위 시간당 전력 사용량을 표시하는 제2 표시부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가전제품 통합 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 통신망에는,

   GPS로부터 시간 정보를 수신하여 상기 가구 내 통합 모듈에 전달하는 시간 정보 생성부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가전제품 통합 제어 시스템.

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