KR20110052052A - 전력사용 절감량 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력사용 절감량 감시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가정이나 사무실에서 사용하는 전기제품의 전압 또는 전류를 조절하여 전력사용량을 절감시키고, 절감된 전력사용량에 비례하는 보상을 사용자에게 지급하도록 전기제품의 전력사용량을 제어하는 전력사용 절감량 감시장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 전력공급회사에서 실시하는 전력사용 절감량 페이백 이벤트를 사용자에게 알리고, 사용자가 이벤트에 참여하면 전기제품의 전력 사용량을 감소시킴으로써 전력을 절감하여 사용자에게 금전적인 보상이 이루어지는 효과가 있다.

전력, 전기료, 절감, 보상, 전기제품, 월패드, 제어 클라이언트

Description

전력사용 절감량 감시장치{MONITORING DEVICE FOR REDUCTION OF ELECTIC POWER CONSUMPTION}

본 발명은 전력사용 절감량 감시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가정이나 사무실에서 사용하는 전기제품의 전압 또는 전류를 조절하여 전력사용량을 절감시키고, 절감된 전력사용량에 비례하는 보상을 사용자에게 지급하도록 전기제품의 전력사용량을 제어하는 전력사용 절감량 감시장치에 관한 것이다.

7-8월의 한낮이나 혹한기에는 에어컨이나 히터 등 전기제품의 사용량이 급증하면서 전력예비율이 5% 아래로 떨어지는 일이 빈번하게 일어난다. 전력예비율이 낮아질 경우, 고장이나 정기점검으로 인해 1-2개 정도의 발전소가 중단되기만 해도 전력공급에 차질이 벌어질 수 있는 만큼, 전력예비율을 일정 수준 이상으로 높이기 위한 방법을 마련하여야 한다.

공급적인 측면에서 전력예비율을 높이기 위해서는 발전소를 더 짓거나 송배전 시설의 개량을 통한 전력 손실을 줄이는 등의 방안이 실시되며, 수요적인 측면에서는 여름철 과도한 에어컨 사용을 자제하고, 가정이나 사무실, 공공시설 등의 실내 온도를 적정 수준 이상으로 유지하기 위한 캠페인을 진행하기도 한다.

공급을 늘려서 해결하는 방식은 많은 비용이 들고, 석유나 석탄의 사용증가로 인한 이산화탄소 배출량의 증가 등, 많은 환경적인 문제가 유발되므로 바람직하지 않은 방식으로 취급된다.

그러나 시민들의 자발적인 참여를 통한 전력 수요 억제 방식은 환경 개선효과를 불러올 수 있기 때문에 효율적이지만, 특별한 보상이나 인센티브가 없이 단순하게 이루어지는 홍보와 캠페인만으로는 소기의 목적을 달성할 수 없는 한계가 있다.

전력 수요를 억제하기 위해 페이백 이벤트를 실시하고, 이벤트 실시에 따라 발생한 전력 절감량에 비례하는 보상을 하기 위해서는 특정 건물 내부에서 사용되는 전력량과 절감된 전력량을 파악하여야 하는데, 종래에 건물에 설치된 전력량계로는 이와 같은 목적을 달성할 수 없는 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주택이나 사무실, 공장 내부의 콘센트와 연결되어 전력 사용량을 감시하고, 페이백 이벤트가 실시되면 콘센트를 통해 출력되는 전력량을 감소시켜 전력사용량을 절감시키도록 하는 전력사용 절감량 감시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 건물 내부의 콘센트와 연결되어 전력공급회사의 제어신호에 따라 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력량을 조절하는 감시장치로서, 통신망을 통해 전력공급회사와 연결되며, 터치스크린을 통해 전력사용 절감량 페이백 이벤트의 실시와 종료를 사용자에게 공지하는 월패드와; 사용자가 상기 월패드의 터치스크린을 조작하여 상기 이벤트 참여를 선택하면 상기 전기제품이 연결된 콘센트를 통해 출력되는 전력을 조절하여 상기 전기제품의 전력사용량을 감소시키며, 상기 이벤트가 종료되면 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력을 원상회복시키는 제어 클라이언트;를 포함하며, 상기 전력공급회사는 상기 이벤트가 실시되는 시간 동안 상기 건물에서 발생한 전력 절감량을 바탕으로 상기 사용자에게 지급할 보상액을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 월패드와 상기 제어 클라이언트는 근거리 무선통신 방식으로 연결되어 정보를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

상기 월패드는 상기 건물 내부의 온도를 측정하는 온도센서와 상기 건물 내 부의 조도를 측정하는 조도센서 중 어느 하나 이상을 구비하며, 상기 월패드는 상기 건물 내부의 온도 또는 조도가 상기 이벤트에서 미리 설정된 범위를 벗어나면 경고음을 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 클라이언트는 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력의 전압을 감소시키거나, 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력을 차단하는 방식 중 하나를 선택적으로 또는 동시에 사용하여 상기 전기제품의 전력 사용량을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 전력공급회사에서 실시하는 전력사용 절감량 페이백 이벤트를 사용자에게 알리고, 사용자가 이벤트에 참여하면 전기제품의 전력 사용량을 감소시킴으로써 전력을 절감하여 사용자에게 금전적인 보상이 이루어지는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력사용 절감량 감시장치(이하 '감시장치'라 함)를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감시장치의 연결구조를 나타낸 모식도이며, 도 2는 본 발명의 감시장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 1과 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 감시장치(100)는 건물(10) 내부에 설치되며, 인터넷(20)이나 무선통신망(32, 34)을 통해 전력공급회사(40)와 연결된다.

본 발명의 감시장치(100)가 적용되는 시설은 주택을 포함해 사무실이나 공장, 백화점, 기타 공공시설이 해당되며, 감사장치(100)가 설치되고 전력공급회사(40)와 통신망이 연결된다면 누구나 페이백 이벤트에 참여할 수 있다.

전력공급회사(40)는 가정이나 사무실, 공장 등에 전력을 공급하고 이에 따른 비용을 받는 회사로서, 한국전력이나 민간 전력회사가 여기에 해당한다.

일반적으로 전력은 전력공급회사(40)로부터 구매하여 일반 사용자가 소비하지만, 최근에는 일반 사용자가 생산한 전력을 전력공급회사(40)가 비싼 값에 사들이기도 한다. 전력의 생산에 사용자가 참여하게 됨으로써 대형 발전소 건설비용을 줄일 수 있고, 원거리에 전력을 보내기 위한 송변전 시설을 설치하지 않아도 되므로, 비용절감과 환경보호에 이바지할 수 있는 장점이 있다.

건물(10) 내부에는 인터넷(20)이나 무선통신망(32, 34)을 통해 전력공급회사(40)와 연결되는 월패드(102)가 설치된다. 월패드(102)는 벽면 등에 착탈식으로 설치되어 사용자가 건물(10) 내부의 각종 장치(전기, 수도, 가스 등)를 제어할 수 있도록 하는 단말기이다. 월패드(102)에는 터치스크린(102a)이 구비되며, 전력공급회사(40)는 월패드(102)의 터치스크린(102a) 화면을 통해 전력사용 절감량 페이백 이벤트 실시를 사용자에게 공지한다.

사용자는 월패드(102)를 통해 구현되는 유저인터페이스로부터 전력 절감의 대상이 되는 장치를 나열하고, 단계별 절감 계획을 수립한다. 사용자가 수립한 절감 계획에 따라 단계적으로 전력 절감이 이루어진다.

전력사용 절감량 페이백(pay-back) 이벤트는 전력 사용량이 증가하여 전력예 비율이 일정 수준 이하로 떨어질 때 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들어 전력사용량이 급증하여 전력예비율이 5% 아래로 떨어짐으로써 제한송전의 우려가 발생하는 경우, 전기를 사용하는 수요자에게 전력사용을 줄일 수 있도록 페이백 이벤트를 실시한다. 많은 수의 사용자가 이벤트에 참여할 경우, 전력사용량이 감소하면서 비상상황을 사전에 예방할 수 있게 된다.

전력공급회사(40)는 전력사용량을 감소시킬 필요가 있는 경우, 감시장치(100)가 설치된 건물(10)의 월패드(102)를 통해 이벤트 실시를 공지한다.

사용자는 월패드(102)의 터치스크린(102a) 또는 다른 입력장치를 조작하여 페이백 이벤트에 참여하겠다는 의사를 전력공급회사(40)에 알려준다.

제어 클라이언트(104)는 월패드(102)와 콘센트(106) 사이에 연결되는데, 일반적으로는 월패드(102)와는 유선 또는 근거리 무선통신 방식으로, 콘센트(106)와는 일체로 연결되는 것이 바람직하다.

월패드(102)와 제어 클라이언트(104) 사이의 통신은 이더넷, Fixed Wireless, Zigbee, PLC(Power Line Communication) 등의 방식이 적용될 수 있다. 월패드(102)와 제어 클라이언트(104)에는 이러한 통신방식을 구현하기 위한 프로토콜과 인터페이스가 구비된다.

제어 클라이언트(104)는 월패드(102)로부터 이벤트 참여 신호가 수신되면, 미리 설정된 방식에 따라서 콘센트(106)를 통해 출력되는 전력의 전압을 조절하여 전력사용량을 감소시키는 제어장치 역할을 한다.

제어 클라이언트(104)는 이벤트에 참여하는 전기제품이 연결된 콘센트(106) 에 대한 정보와 전력절감을 위해서 감소시키는 전류량 또는 전압폭에 대한 정보를 저장한다. 이를 위해 제어 클라이언트(104)에는 데이터 매니저가 설치될 수 있는데, 데이터 매니저는 감시장치(100)가 현재 관리하고 있는 전기제품의 목록과 현재 상태, 전력 사용 현황 등을 파악한다.

제어 클라이언트(104)에는 이벤트 실시를 위한 제어엔진이 구비된다. 제어엔진은 전력공급회사(40) 또는 월패드(102)로부터 전달되는 이벤트 조건에 대응하여 사용자가 설정한 전력 절감 프로그램에 의해 이벤트 지속시간 동안 실제 전력절감 시그널을 전기제품들에 전송하고, 그 상태를 감시한다.

페이백 이벤트는 전기제품에 공급되는 전력을 줄이거나 차단함으로써 전력 사용량을 감소시키는 방식이므로, 일정한 전력이 공급되어야 정상적인 동작을 하는 전기제품은 이벤트에 참여할 수 없다. 예를 들어 냉장고나 전화기 등에 공급되는 전압이나 전류가 감소되면 정상적으로 동작할 수 없다. 이런 종류의 전기제품은 사용자가 페이백 이벤트에 참여한다는 의사를 표시하여도 직접적으로 전력량을 감소시키지 않고 정상적인 전력이 공급되도록 한다.

도 2에서는 전력공급에 변화가 없는 전기제품이 도면부호 302로 표시되어 있다.

그리고 에어콘이나 전기히터, 조명등과 같은 전기제품은 일정한 범위에서 전력을 줄여도 정상적으로 동작할 수 있으며, 단지 성능이 약간 저하되기만 할 뿐이다. 전기히터의 경우, 전압이 낮아져도 히터로서의 동작은 가능하며 단지 발열량이 낮아지면서 겨울철 실내 온도가 약간 상승하는 효과만 낼 것이다. 제어 클라이 언트(104)는 이런 종류의 전기제품(304)에 대해서는 미리 설정된 범위에서 전력량을 감소시켜 전력사용량을 절감시키게 된다.

마지막으로 전력공급을 아예 차단함으로써 페이백 이벤트에 참여할 수 있는 전기제품(306)도 있을 수 있다. TV나 조명등, 오디오 등은 전력이 차단되어 사용을 못하더라도 큰 문제가 생기지 않는 장치들이다. 이런 전기제품(306)에 대해서 제어 클라이언트(104)는 이벤트에 참여함과 동시에 전력공급을 차단하도록 제어한다.

이와 같이 본 발명의 감시장치(100)가 제어하는 전기제품은 세 가지 종류로 나누어질 수 있으며, 각각의 종류에 따라 적절한 방식으로 전력사용량 절감 제어가 이루어진다.

도 3은 월패드에서 이벤트 실시를 알리는 메시지가 표시되는 도면이다.

전력공급회사(40)는 실시간으로 전력사용량과 전력생산량을 모니터링하고, 전력사용량이 급증하거나 전력생산량이 급갑함으로써 전력예비율이 낮아지는 경우, 전력사용 절감량 페이백 이벤트를 시작한다.

이벤트의 시작은 전력공급회사(40)의 관리자에 의해서 결정될 수도 있지만, 전력예비율이 3% 또는 5%와 같이 일정 수준 이하로 떨어지면 자동적으로 실시되도록 하는 것도 바람직하다. 또한 전력사용량이 많은 지역에 위치한 건물(10)만을 상대로 이벤트를 실시할 수도 있을 것이다.

전력공급회사(40)는 인터넷(20)이나 무선통신망(32, 34)을 통해 월패드(102)에 페이백 이벤트 참여를 묻는 메시지를 전송하여 도 3에서와 같이 터치스크 린(102a)에 표시되도록 한다.

사용자가 터치스크린(102a)을 조작하여 이벤트에 참여하겠다는 메시지를 입력하면 전력공급회사(40)는 월패드(102) 또는 제어 클라이언트(104)에 이벤트 실시를 요청한다.

제어 클라이언트(104)는 미리 저장된 전력사용량 절감 내용을 호출하여 적절한 방식으로 전력 사용량을 감소시킨다.

도 4는 월패드에서 전력 절감방법을 설정한 상태를 표시하는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 사용자가 미리 설정한 방식에 따라 전기제품(302, 304, 306)에 공급되는 전력을 차단하거나 전력량을 감소시킴으로써 페이백 이벤트에 참가하게 된다.

전술한 바와 같이, 제어 클라이언트(104)는 콘센트(106)에 연결된 전기제품의 특성에 따라 종전 전력출력 유지, 일정 비율의 전력량 감소, 전력 출력 차단 중 어느 하나의 방식으로 전력사용량을 감소시킨다.

이벤트에 참여한 사용자는 단순히 전기제품(302, 304, 306)에 공급되는 전력량을 감소시킴으로써 전력을 절감하게 되지만, 건물(10) 내부의 상태를 일정 수준으로 제한함으로써 이벤트에 참여할 수도 있다.

예를 들어, 에어콘의 출력을 조절하여 건물(10)의 평균 실내 온도를 26℃에서 28℃로 상향시키거나, 거실 조명등을 어둡게 하여 실내 조도를 100㏓에서 80㏓로 하향시키는 방식을 사용할 수도 있다.

이를 위해서는 건물(10) 내부의 온도나 조도를 측정할 수 있는 장치가 감시 장치(100)에 구비되어야 한다.

일반적으로 월패드(102)는 거실이나 방의 벽면에 눈에 잘 띄는 곳에 설치하게 되는데, 이러한 위치에 설치된 월패드(102)에 온도센서(102b)와 조도센서(102c)를 설치함으로써 현재 실내의 온도와 조도를 즉시 파악할 수 있다.

사용자가 이벤트에 참가하고 있는 도중에 실내 온도 또는 조도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 월패드(102)가 경고 방송을 하게 된다. 경고 방송은 음향을 발생시키거나 경광등을 점멸시키는 방식이 적용될 수 있다.

사용자는 경고 방송이 나오면 설정된 범위를 벗어난 상태로 전력이 사용되고 있다는 것을 인지하고, 즉시 전력 사용을 줄이게 된다. 만약 경고 방송에도 불구하고 일정 시간 동안 초과된 전력사용량을 유지할 경우, 이벤트를 강제로 종료하거나 보상금을 감액시키는 등의 조치를 취할 수도 있다.

그러나 경고 방송이 단순히 사용자에게 전력 사용량이 많다는 것을 알리는 취지라면 굳이 이벤트 종료나 보상금 감액 등의 조치없이 사용자에 대한 고지만 할 수도 있다.

제어 클라이언트(104) 또는 전력공급회사(40)는 이벤트에 참여한 주택(10)에서 종전에 사용하던 전력사용량의 평균치와 비교하여 얼마만큼의 전력을 절감했는지를 계산한다.

감소된 전력사용량을 계산하기 위해서는 특정 건물(10)에서 통상적으로 사용하는 전력량이 얼마인지를 계산해야 하는데, 비교 대상이 되는 통상 사용량은 1년전 같은 달의 사용량으로 설정할 수도 있고, 최근 3년 내지 5년 동안 같은 달의 사 용량을 평균한 값으로 설정할 수도 있다.

아니면 같은 지역의 유사한 규모의 주택에서 사용하는 평균 전력 사용량을 바탕으로 이보다 감소한 양을 절감량으로 설정할 수도 있다. 어떤 방식을 적용하든 미리 설정된 전력 사용량보다 적게 전력을 사용했을 경우, 이에 비례하는 보상을 사용자에게 지급하게 된다.

도 5는 월패드에서 전력 절감량을 고지하는 상태를 표시하는 도면이다.

전력공급회사(40)는 종래에 축적된 평균 전력사용량 데이터를 기초로 당해 건물(10)에서 이벤트 실시 도중에 절감된 전력량을 계산하여 사용자에게 고지한다.

사용자는 절감된 전력량을 즉시 파악할 수 있고, 보다 적극적으로 이벤트에 참여하게 될 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감시장치의 연결구조를 나타낸 모식도.

도 2는 본 발명의 감시장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도 3은 월패드에서 이벤트 실시를 알리는 메시지가 표시되는 도면.

도 4는 월패드에서 전력 절감방법을 설정한 상태를 표시하는 도면.

도 5는 월패드에서 전력 절감량을 고지하는 상태를 표시하는 도면.

Claims (4)

1. 건물 내부의 콘센트와 연결되어 전력공급회사의 제어신호에 따라 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력량을 조절하는 감시장치로서,

   통신망을 통해 전력공급회사와 연결되며, 터치스크린을 통해 전력사용 절감량 페이백 이벤트의 실시와 종료를 사용자에게 공지하는 월패드와;

   사용자가 상기 월패드의 터치스크린을 조작하여 상기 이벤트 참여를 선택하면 상기 전기제품이 연결된 콘센트를 통해 출력되는 전력을 조절하여 상기 전기제품의 전력사용량을 감소시키며, 상기 이벤트가 종료되면 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력을 원상회복시키는 제어 클라이언트;를 포함하며,

   상기 전력공급회사는 상기 이벤트가 실시되는 시간 동안 상기 건물에서 발생한 전력 절감량을 바탕으로 상기 사용자에게 지급할 보상액을 결정하는 것을 특징으로 하는, 전력사용 절감량 감시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 월패드와 상기 제어 클라이언트는 근거리 무선통신 방식으로 연결되어 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는, 전력사용 절감량 감시장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 월패드는

   상기 건물 내부의 온도를 측정하는 온도센서와 상기 건물 내부의 조도를 측정하는 조도센서 중 어느 하나 이상을 구비하며,

   상기 월패드는 상기 건물 내부의 온도 또는 조도가 상기 이벤트에서 미리 설정된 범위를 벗어나면 경고음을 발생하는 것을 특징으로 하는, 전력사용 절감량 감시장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어 클라이언트는

   상기 콘센트를 통해 출력되는 전력의 전압을 감소시키거나, 상기 콘센트를 통해 출력되는 전력을 차단하는 방식 중 하나를 선택적으로 또는 동시에 사용하여 상기 전기제품의 전력 사용량을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 전력사용 절감량 감시장치.

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