KR20120097551A - 인터넷과 연동하는 스마트그리드 제어장치 및 방법 - Google Patents

인터넷과 연동하는 스마트그리드 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터넷과 연동하여 동작하는 스마트그리드 제어 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 인터넷을 통해 외부 서버(예: 구글)로부터 날씨에 관련된 정보(예: 외부 온도, 일광정보)를 실시간으로 제공받고 여기에 윈도우의 설치 위치와 방향에 관한 정보, 그리고 시간 정보를 결합하여 태양과 윈도우의 기하학적 관계를 기반으로 윈도우의 차양개폐 장치(예: 블라인드)를 선택적으로 제어하려는 기술이다. 이러한 구성을 통하여 자연 에너지(예: 태양 에너지)를 이용하여 실내 온도를 최대한 양호하게 유지함으로써 가정이나 사무실에서 실내 온도조절에 사용되는 전력소비를 최적화하고, 이를 통해 스마트그리드의 핵심인 전력 소비자의 전력절감을 달성할 수 있는 장점이 있다.

Description

인터넷과 연동하는 스마트그리드 제어장치 및 방법{Smart-grid control device being connected with the Internet, and control method for the same}
본 발명은 인터넷과 연동하여 동작하는 스마트그리드 제어 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 인터넷을 통해 외부 서버(예: 구글)로부터 날씨에 관련된 정보(예: 외부 온도, 일광정보)를 실시간으로 제공받고 여기에 윈도우의 설치 위치와 방향에 관한 정보, 그리고 시간 정보를 결합하여 태양과 윈도우의 기하학적 관계를 기반으로 윈도우의 차양개폐 장치(예: 블라인드)를 선택적으로 제어하려는 기술이다. 이러한 구성을 통하여 실내 온도를 자연적으로 양호하게 유지함으로써 실내 온도조절에 사용되는 전력소비를 최적화하고, 이를 통해 스마트그리드의 핵심인 전력 소비자의 전력절감을 달성하려고 한다.
최근들어 스마트그리드(smart grid)가 화두가 되고 있다. 스마트그리드의 본래 개념은 발전-송전, 배전-판매의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 기술을 가리킨다. 발전소와 송전, 배전 시설과 전력 소비자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체를 효율적으로 작동시키려는 것이다.
스마트그리드를 통해 구현하려는 최종 목적은 결국 전력소비를 합리화 내지는 최적화하는 것이다. 전통적인 화석 에너지가 고갈되어 감에 따라 전력사용을 모니터링 및 통제하려는 것인데, 스마트그리드를 어떻게 구현할 것인지에 관하여 여러가지 아이디어가 나오고 있다. 스마트그리드를 통해 구현하려는 최종 목적이 전력소비를 최적화하는 것인 이상, 전력소비자, 예컨대 가정이나 사무실, 공장에서 전력사용을 줄이거나 나아가 자연에너지를 적극적으로 활용하지 않는다면 그 효과는 반감될 수밖에 없다. 따라서, 본 발명에서는 스마트그리드의 핵심요체는 전력절감으로 본다.
전력사용이 가장 많은 계절은 여름과 겨울이므로, 이 때의 전력사용을 절감해야 한다. 여름과 겨울의 전력사용이 증가하는 요인은 전기를 이용하는 냉난방기기인 에어컨과 난방기이다. 지금까지는 냉난방 기기의 소비효율을 높이는 것에 주력하였으나, 이들 냉난방 기기가 작동하는 주변 환경을 개선함으로써 냉난방의 필요성을 감소시키는 것이 더욱 효과적이다.
겨울을 예로 들어 설명한다(여름은 정 반대이다). 가정이나 사무실에서 외부와 열을 가장 많이 교환하는 부분은 윈도우(window)이며, 그에 따라 블라인드(커튼)을 설치하여 열이 빠져나가는 것을 방지하려고 한다. 블라인드로 윈도우를 가려줌으로써 윈도우를 통해 열을 뺏기는 것을 방지하고, 이를 통해 실내 온도를 최대한 유지하여 난방부담을 줄이려는 것이다.
하지만 겨울이라도 날씨가 좋은 때에는 오히려 블라인드를 오픈하는 것이 바람직하다. 햇빛이 윈도우를 통해 실내로 들어와서 실내 온도를 올려주기 때문에 블라인드를 오픈하는 것이 실질적으로는 이익이 된다. 반대로, 날씨가 흐리거나 눈이 오는 경우, 또는 햇빛이 좋더라도 외부 온도가 너무 낮은 경우에는 블라인드를 클로즈하는 것이 이익이 되며, 일몰 이후의 저녁시간에는 반드시 블라인드를 클로즈하는 것이 바람직하다.
하지만 날씨는 그때그때 변한다. 날씨가 수시로 좋아졌다가 나빠졌다가를 반복하고 햇빛도 잘 비추었다가 구름에 가려졌다가를 반복하며, 특히 하루 중에도 시간에 따라 태양이 움직이기에 특정 시간(예: 오전 11시 ~ 오후 5시)에만 햇빛이 잘 비친다. 물론 동일 시간임에도 날씨가 안좋을 때(예: 눈이 오거나 혹은 구름이 많이 있는 날씨인 경우)에는 햇빛이 비치지 않는다.
이처럼 날씨가 시시각각으로 변동하기에 블라인드를 오픈하는 것이 이익이 되는지 아니면 블라인드를 클로즈하는 것이 이익이 되는지 그때그때 판단해야 하였으며, 그에 따라 지금까지는 사람이 판단하여 수동으로 블라인드를 오픈하거나 클로즈하였다. 하지만, 사람이 하기에는 매우 번거로운 일이고 사무실이나 공장에서는 작업 집중도를 떨어뜨리며, 특히 사무실이나 공장에 사람이 없을 때에는 이를 관리할 방법이 전혀 없다.
본 발명의 목적은 자연 에너지, 특히 태양을 이용하여 실내 온도를 최대한 양호하게 유지함으로써 실내 온도조절에 사용되는 전력소비를 최적화하여 스마트그리드의 핵심인 전력절감에 기여할 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 특히, 인터넷을 통해 외부 서버(예: 구글)로부터 날씨에 관련된 정보(예: 외부 온도, 일광정보)를 실시간으로 제공받고 여기에 윈도우의 설치 위치와 방향에 관한 정보, 그리고 시간 정보를 결합하여 태양과 윈도우의 기하학적 관계를 기반으로 윈도우의 차양개폐 장치(예: 블라인드)를 선택적으로 제어하여 실내 온도를 양호하게 유지하는 기술을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스마트그리드 제어장치는 인터넷을 통해 날씨정보를 실시간으로 제공받아 이를 이용하여 실내 온도의 외부 영향을 선택적으로 차단하는 차양개폐 장치(200)를 제어함으로써 실내 전력소비를 최적화하기 위한 것으로, 그 구성요소로서, 차양개폐 장치에 대한 설치정보를 저장하는 설치정보 저장부(120); 인터넷을 통하여 차양개폐 장치 근방에 대한 날씨정보를 실시간으로 제공받는 날씨정보 수신부(140); 날씨정보와 설치정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치에 대한 제어모드를 결정하는 정보처리부(150); 제어모드에 대응하여 차양개폐 장치에 대한 제어신호를 제공하는 제어신호 발신부(160);를 포함하여 구성된다.
본 발명의 스마트그리드 제어장치는 현재 시간을 저장하는 시간정보 저장부(130)를 더 구비하고, 설치정보 저장부(120)는 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보와 설치방향 정보를 저장하고, 날씨정보 수신부(140)는 일광정보를 포함하는 날씨정보를 제공받고, 정보처리부(150)는 설치위치 정보와 설치방향 정보와 시간정보로부터 차양개폐 장치와 태양 간의 기하학적 관계를 계산하고, 그 계산된 기하학적 관계와 일광정보에 기초하여 차양개폐 장치의 오픈/클로즈를 결정하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 스마트그리드 제어장치는, 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보를 제공하는 GPS부(112); 차양개폐 장치에 대한 설치방향 정보를 제공하는 나침반부(113);를 더 포함할 수 있다. 이때, 나침반부(113)는 지자계 극성정보를 화면에 표시한 후 사용자의 선택 입력을 제공받음에 따라 해당 지자계 극성정보를 설치방향 정보로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 스마트그리드 제어 방법은, 인터넷을 통해 날씨정보를 실시간으로 제공받아 이를 이용하여 실내 온도의 외부 영향을 선택적으로 차단하는 차양개폐 장치를 제어함으로써 실내 전력소비를 최적화하기 위한 것으로, 그 구성요소로서, (a) 차양개폐 장치에 대한 설치정보를 저장하는 단계; (b) 인터넷을 통하여 차양개폐 장치 근방에 대한 날씨정보를 실시간으로 제공받는 단계; (c) 날씨정보와 설치정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치에 대한 제어모드를 결정하는 단계; (d) 그 제어모드에 대응하여 차양개폐 장치에 대한 제어신호를 제공하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 스마트그리드 제어 방법은, (c) 단계 전에, (ab) 현재 시간을 설정하는 단계;를 더 포함하고, (a) 단계는 설치정보로서 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보와 설치방향 정보를 저장하고, (b) 단계는 일광정보를 포함하는 날씨정보를 제공받고, (d) 단계는, (d1) 설치위치 정보와 설치방향 정보와 시간정보로부터 차양개폐 장치와 태양 간의 기하학적 관계를 계산하는 단계; (d2) 기하학적 관계와 일광정보에 기초하여 차양개폐 장치의 오픈/클로즈를 결정하는 단계;로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 스마트그리드 제어 방법에서, (a) 단계는, (a1) GPS부를 통하여 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보를 제공받아 저장하는 단계; (a2) 나침반부를 통하여 차양개폐 장치에 대한 설치방향 정보를 제공받아 저장하는 단계;로 구성될 수 있다. 이때, (a2) 단계는, (a21) 나침반부를 통해 지자계 극성정보를 화면에 표시하는 단계; (a22) 사용자로부터 선택 입력을 제공받는 단계; (a23) 위 선택 입력이 제공된 해당 지자계 극성정보를 설치방향 정보로 설정하여 제공하는 단계;로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 자연 에너지(예: 태양 에너지)를 이용하여 실내 온도를 최대한 양호하게 유지함으로써 가정이나 사무실에서 실내 온도조절에 사용되는 전력소비를 최적화하고, 이를 통해 스마트그리드의 핵심인 전력 소비자의 전력절감을 달성할 수 있는 장점이 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 기술이 적용된 시스템의 개념을 나타낸 도면.
[도 2]는 본 발명의 일 실시예로서 스마트그리드 리모컨을 적용한 시스템을 나타낸 도면.
[도 3]은 [도 2]의 실시예에서 스마트그리드 리모컨을 사용하여 블라인드를 오픈하는 모습을 나타낸 도면.
[도 4]는 [도 2]의 실시예에서 스마트그리드 리모컨을 사용하여 블라인드를 클로즈하는 모습을 나타낸 도면.
[도 5]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 기술이 적용된 시스템의 내부 구성을 나타낸 블록도.
[도 6]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도.
[도 7]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 방법의 다른 실시예를 나타낸 흐름도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[도 1]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 기술이 적용된 시스템의 개념을 나타낸 도면이다.
먼저, 차양개폐 장치(200)는 가정이나 사무실 등의 실내 온도에 대한 외부 영향을 선택적으로 차단하는 구성으로서, 예컨대 블라인드나 커텐이 여기에 해당한다. 차양개폐 장치(200)를 어떻게 제어하느냐에 따라서 실내 온도가 많은 영향을 받으므로, 스마트그리드 제어장치(100)를 통해 최적으로 제어를 실시하여 실내 온도를 최대한 양호하게 유지하고, 이를 통해 실내 온도제어에 관련된 전력소비를 최적화하려는 것이다.
정보제공 장치(300)는 인터넷을 통하여 스마트그리드 제어장치(100)로 차양개폐 장치(200) 근방의 날씨정보를 실시간으로 제공한다. 정보제공 서버(300)는 인터넷에서 정보를 제공하는 인터넷 웹사이트, 예컨대 구글(www.google.com)이나 네이버(www.naver.com) 또는 다음(www.daum.net)으로 구성될 수도 있고, 본 발명을 위해 전용으로 구축된 서버일 수도 있다.
스마트그리드 제어장치(100)는 차양개폐 장치(200)를 제어하여 실내 온도를 최적으로 관리하는 구성이다. 바람직하게는 자체 저장하는 차양개폐 장치(200)의 설치정보와 정보제공 장치(300)로부터 실시간 제공되는 날씨정보를 통합 처리하여 실내 온도의 최적 관리를 위한 차양개폐 장치(200)에 대한 제어모드를 판단하고, 그에 따라 제어신호를 제공한다. 예를 들어, 차양개폐 장치(200)에 현재 충분한 햇빛이 비치고 있는지 여부를 설치정보와 날씨정보를 통해 판단하고, 그에 따라 차양개폐 장치(200)의 오픈/클로즈를 판단한다.
[도 2] 내지 [도 4]를 참조하여 본 발명에 따른 스마트그리드 제어기술의 개념에 대해서 설명한다. 스마트그리드 제어가 이루어지는 구체적인 기술적 수단에 대해서는 [도 5] 내지 [도 7]을 참조하여 자세하게 기술하고, [도 2] 내지 [도 4]에서는 본 발명의 개념에 대해서만 간단히 설명한다.
[도 2]는 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 기술이 적용된 일 실시예로서 스마트그리드 리모컨(500)을 사용하여 거실 창의 블라인드(400)를 제어하는 모습을 나타낸 도면이다.
스마트그리드 리모컨(500)은 블라인드(400)에 대한 설치정보를 사용자 UI를 통해 입력받기 위한 메뉴(501)를 구비하고 있는데, 설치위치 정보(502)와 설치방향 정보(503)를 입력하도록 하고 있다. 이중에서 설치방향 정보(503)는 리모컨(500)에 내장된 나침반 모듈(504)을 통해 설정되도록 할 수 있다. 즉, [도 2]에 나타난 것과 같이 리모컨(500)의 방향을 블라인드(400)를 향하게 한 상태에서 지자계 극성정보를 표시(504)하고 사용자가 클릭하거나 버튼을 누르면 그때의 지자계 극성정보를 설치방향 정보로 사용할 수 있다.
스마트그리드 리모컨(500)에서 블라인드(400)에 대한 제어신호를 발송하면, 블라인드(400)에 설치된 제어신호 수신부(410)에서 제어신호를 인식하고 그에 따라 블라인드 구동부(420)를 제어하여, 블라인드 천(430)을 올리거나 혹은 내림으로써 오픈/클로즈를 달성하게 된다. 스마트그리드 리모컨(500)이 블라인드(400)를 오픈 또는 클로즈 판단하는 것에 대해서는 [도 5] 내지 [도 7]을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
[도 3]과 [도 4]는 [도 2]의 스마트그리드 시스템이 겨울에 적용된 예로서 스마트그리드 리모컨(500)를 사용하여 거실 창의 블라인드(400)를 오픈하는 모습과 클로즈하는 모습을 각각 나타낸 도면이다.
[도 3]은 거실 창으로 햇빛이 비치는 상황이어서 스마트그리드 리모컨(500)이 블라인드(400)를 오픈한 모습이다. 스마트그리드 리모컨(500)은 후술하는 바와 같이 블라인드(400)의 설치정보와 정보제공 서버(300)가 제공한 날씨정보를 통합 처리함으로써 이와 같은 상황을 판단할 수 있으며, 그에 따라 블라인드(400)를 오픈하도록 제어신호를 발송하였다. 그에 따라, 블라인드 천(430)이 완전히 올라와 있으며, 햇빛이 실내로 들어와 온도를 올리고 있다.
반대로, [도 4]는 눈이 내리고 있는 상황이어서 스마트그리드 리모컨(500)이 블라인드(400)를 클로즈한 모습이다. 스마트그리드 리모컨(500)은 블라인드(400)의 설치정보와 정보제공 서버(300)가 제공한 날씨정보를 통합 처리함으로써 현재 눈이 내리고 있다는 상황, 또는 현재 일광을 기대할 수 없다는 상황을 판단할 수 있으며, 그에 따라 블라인드(400)를 클로즈하도록 제어신호를 발송하였다. 그에 따라, 블라인드 천(430)이 완전히 내려와 있으며, 거실 창을 통해 실내 열기가 뺏기는 것을 방지하고 있다.
[도 5]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 기술이 적용된 시스템의 내부 구성을 나타낸 블록도이다. 본 시스템은 스마트그리드 제어장치(100)와 차양개폐 장치(200)로 구성되며, 정보제공 서버(300)는 인터넷을 통하여 스마트그리드 제어장치(100)로 날씨정보를 실시간으로 제공한다. 정보제공 서버(300)는 인터넷에서 각종 정보를 제공하는 인터넷 웹사이트, 예컨대 구글, 네이버, 다음으로 구성될 수도 있고, 전용 서버일 수도 있다.
차양개폐 장치(200)에 대해 설명한다. 차양개폐 장치(200)는 실내 온도에 대한 외부 영향을 선택적으로 차단하는 구성으로서, 예컨대 블라인드나 커텐이 여기에 해당한다. 겨울을 예로 들면, 블라인드(또는 커텐)를 클로즈하면 건물 윈도우를 외부와 차단함으로써 실내 열기를 외부로 뺏기지 않도록 해주는 반면, 햇빛도 함께 차단함으로써 외부로부터 에너지를 공급받을 수 있는 기회가 차단된다. 여름의 경우에도, 블라인드를 클로즈하면 외부 열기가 실내로 들어오지 않도록 해주는 반면, 흐린 날씨나 그늘이나 일몰 이후에는 실내 열기를 외부로 내보낼 수 있는 기회가 차단된다.
[도 5]에 도시된 바와 같이, 차양개폐 장치(200)는 제어신호 수신부(210)와 구동부(220)를 포함하여 구성된다.
제어신호 수신부(210)는 스마트그리드 제어장치(200)로부터 제어 신호를 제공받는 구성요소이다. 스마트그리드 제어장치(200)는 각종의 정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치(200)의 제어모드를 결정하는데, 그 결정된 제어모드에 따라 발송되는 제어신호를 제어신호 수신부(210)에서 수신한다. 스마트그리드 제어장치(200)의 구성 방식에 따라 제어신호 수신부(210)의 구체적인 구현 형태도 달라진다. 스마트그리드 제어장치(200)가 리모컨으로 구성되면 제어신호 수신부(210)는 리모컨 수신회로(예: 적외선 수신회로, RF 수신회로)가 될 것이고, 스마트그리드 제어장치(200)가 네트워크 통합 조절기로 구성되면 제어신호 수신부(210)는 예컨대 이더넷 모뎀이 될 것이다. 제어신호 수신부(210)는 스마트그리드 제어장치(200)로부터 제어 신호를 제공받는다.
구동부(220)는 제어신호에 따라 실내 온도의 외부 영향을 선택적으로 차단하기 위한 동작을 수행한다. 차양개폐 장치(200)가 실내 윈도우를 커버하는 블라인드로 구성된 실시예라면 구동부(220)는 블라인드를 오픈하거나 클로즈하는 모터 내지 관련 기계부품에 대응된다. 블라인드를 오픈하라는 제어신호가 수신부(210)를 통해 들어오면 구동부(220)는 모터 내지 관련 기계부품을 구동하여 블라인드가 오픈되도록 하며, 블라인드를 클로즈하라면 제어신호에 대해서도 구동부(220)는 모터 등을 구동하여 블라인드가 클로즈되도록 한다.
이어서, 스마트그리드 제어장치(100)에 대해 설명한다. 스마트그리드 제어장치(100)는 차양개폐 장치(200)를 제어하여 실내 온도를 최적으로 관리하는 구성이다. 차양개폐 장치(200)의 제어모드 판단에 필요한 정보는 외부의 정보제공 서버(300)로부터 인터넷을 통해 실시간으로 제공받는데, 주로 날씨정보를 제공받는다. 이렇게 제공받은 날씨정보에 차양개폐 장치(200)에 대한 설치정보, 그리고 바람직하게는 시간정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치(200)에 대한 제어모드를 판단하고, 그에 따라 제어신호를 제공한다.
[도 5]에 도시된 바와 같이, 스마트그리드 제어장치(100)는 설치정보 설정부(110), 설치정보 저장부(120), 시간정보 저장부(130), 날씨정보 수신부(140), 정보처리부(150), 제어신호 발신부(160)를 포함하여 구성되는데, 이중에서 설치정보 설정부(110)는 사용자 UI부(111), GPS부(112), 나침반부(113)의 전부 또는 일부를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 설치정보 설정부(110)는 차양개폐 장치(200)에 대한 각종의 설치정보를 스마트그리드 제어장치(100)로 제공하기 위한 구성으로, 사용자 UI부(111)와 GPS부(112)와 나침반부(113)의 전부 또는 일부를 구비한다. 본 명세서에서는 바람직한 실시예로서 설치위치 정보와 설치방향 정보를 다루고 있는데, 본 발명의 실시하는 시스템의 목적에 따라서 이들 중에서 일부만 필요할 수도 있고 추가로 더 필요할 수도 있다.
사용자 UI부(111)는 디스플레이와 입력장치(예: 키보드)를 통해서 관련 값을 설정하기 위한 것이다. [도 2]를 참조하면, 리모컨(500)의 디스플레이에 표시된 설치정보 설정메뉴(501)에서 위치정보 메뉴(502)와 위치방향 메뉴(503)를 통해 사용자가 설치정보를 입력한다.
GPS부(112)는 바람직하게는 스마트그리드 제어장치(100)에 내장된 위성항법장치(GPS)를 통해서 차양개폐 장치(200)의 위치 정보를 입력한다. GPS부(112)의 위치정보는 엄밀하게는 스마트그리드 제어장치(100)에 관한 정보이나 실제 동작 환경에서 두 장치(100, 200)는 근접하여 위치할 것이므로 GPS 정보를 근사적으로 차양개폐 장치(200)의 위치정보로 사용할 수 있다.
나침반부(113)는 바람직하게는 스마트그리드 제어장치(100)에 내장된 나침반모듈을 통해서 차양개폐 장치(200)에 대한 설치방향 정보를 제공한다. [도 2]에 도시된 실시예를 참조하면, 스마트그리드 제어장치(100)의 방향을 차양개폐 장치(200)를 향하게 한 상태에서, 디스플레이에 지자계 극성정보를 표시(504)하고 사용자의 선택 입력을 제공받음에 따라 해당 지자계 극성정보를 차양개폐 장치(200)의 설치방향 정보로 사용할 수 있다.
설치정보 저장부(120)는 차양개폐 장치(200)에 대한 설치정보를 저장하는데, 설치정보는 바람직하게는 앞서 살펴본 설치정보 설정부(110)를 통해 제공된다. 하지만 다른 실시예도 가능한데, 예컨대 설치정보가 차양개폐 장치(200)로부터 직접 제공되는 것도 생각할 수 있다.
시간정보 저장부(130)는 현재 시간을 저장한다. 시간 정보는 스마트그리드 제어장치(100)에 내장된 시스템 클럭모듈을 통해 계산될 수도 있고, 인터넷을 통해 정보제공 서버(300)로부터 제공받을 수도 있으며, 예컨대 차양개폐 장치(200)와 같은 외부 장치로부터 제공받을 수도 있다.
날씨정보 수신부(140)는 차양개폐 장치(200) 근방에 대한 날씨정보를 인터넷을 통하여 정보제공 서버(300)로부터 실시간으로 제공받는다. 본 발명에서 날씨정보 수신부(140)가 제공하는 날씨정보는 바람직하게는 당해 지역에 대하여 외부 기온에 대한 정보와 일광에 관한 정보를 포함한다. 일광에 관한 정보는 그 지역에 대해 현재 햇빛이 비추고 있는지, 아니면 구름이 끼거나 눈이 내려서 햇빛이 안들고 있는지에 관한 정보이다. 날씨정보는 시시각각으로 변경되므로 지속적으로 실시간 제공받는 것이 바람직하다.
정보처리부(150)는 이상에서 확보한 날씨정보와 설치정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치(200)에 대한 제어모드를 결정한다. 바람직하게는, 정보처리부(150)는 설치위치 정보, 설치방향 정보, 시간정보로부터 차양개폐 장치(200)와 태양 간의 기하학적 관계를 계산하고, 그 기하학적 관계와 일광정보에 기초하여 차양개폐 장치(200)의 오픈/클로즈를 결정한다.
시간정보(날짜포함)가 있으면 지구와 태양 간의 기하학적 관계를 항상 알 수 있는데, 여기에 차양개폐 장치(200)의 설치정보를 더 대입하면 태양과 차양개폐 장치(200) 간의 기하학적 관계를 계산할 수 있다. 이때, 설치위치 정보를 대입하면 차양개폐 장치(200)와 태양 간의 기하학적 관계를 대략적으로 알 수 있으며, 설치방향 정보까지 대입하면 더욱 정교하게 파악할 수 있다. 같은 건물 내라도 설치방향에 따라서 태양이 비추고 안비추고는 차이가 있으므로 설치방향 정보까지 대입하는 것이 바람직하다.
이렇게 계산한 태양과 차양개폐 장치(200) 간의 기하학적 관계에 일광정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치(200)에 대한 제어모드를 결정한다. [도 2] 내지 [도 4]에 도시된 실시예를 참조하면, 겨울의 경우, 기하학적 관계로부터 태양이 윈도우를 비출 수 있다는 것을 알고 일광정보로부터 현재 햇빛이 잘 비추고 있다는 것을 알게 되었다면, 차양개폐 장치(200)인 블라인드(400)를 오픈하도록 제어모드를 결정한다. 한편, 기하학적 관계로부터 태양이 윈도우를 비출 수 없어 그늘진 상태라는 판단을 하거나 혹은 일광정보로부터 현재 햇빛이 부족하다는 것을 알게 되었다면, 차양개폐 장치(200)인 블라인드(400)를 클로즈하도록 제어모드를 결정하는 것이 바람직하다.
제어신호 발신부(160)는 정보처리부(150)에 결정한 제어모드에 대응하여 차양개폐 장치(200)에 대한 제어신호를 제공한다. [도 2] 내지 [도 4]에 도시된 실시예에서, 제어신호 발신부(160)는 블라인드(400)를 오픈하거나 클로즈하는 동작을 지시하기 위한 신호를 적외선 또는 RF 신호로 발신한다.
[도 6]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 기술적 구성의 대부분은 [도 1] 내지 [도 5]를 참조하여 이미 설명하였으므로, 이하에서는 프로세스 흐름에 대해서만 간략히 설명한다. 각 단계의 순서는 도면에 나타낸 것에 한정되지 않으며, 발명의 목적을 달성하는 범위 내에서 서로 순서를 바꾸어 구현될 수 있다.
(S100) 단계 : 차양개폐 장치(200)에 대한 설치정보를 저장한다. 이러한 설치정보로서는 설치위치 정보와 설치방향 정보가 바람직하며, 본 명세서에서는 사용자 UI부(111)와 GPS부(112)와 나침반부(113)를 통해 설치정보를 제공받아 저장하는 것을 실시예로서 제시하였다.
(S110) 단계 : 차양개폐 장치(200) 근방에 대한 날씨정보를 인터넷을 통하여 외부 정보제공 서버(300)로부터 실시간으로 제공받는다. 정보제공 서버(300)는 인터넷에서 각종 정보를 제공하는 통상의 인터넷 웹사이트, 예컨대 구글이나 네이버 또는 다음로 구성될 수도 있고, 본 발명의 목적을 위해 전용으로 구축된 서버일 수도 있다.
(S120) 단계 : 이상 입수된 날씨정보와 설치정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치(200)에 대한 제어모드를 결정한다. 차양개폐 장치(200)의 설치정보와 그 근방의 날씨정보를 통합 처리하면 실내 전력소비를 최적화하기 위하여 실내 온도에 대한 외부 영향을 선택적으로 차단하는 차양개폐 장치(200)를 어떻게 제어하는 것이 바람직한 것인지 판단할 수 있다.
(S130) 단계 : 위 결정된 제어모드에 대응하여 차양개폐 장치(200)에 대한 제어신호를 제공한다. [도 2] 내지 [도 4]에 도시된 실시예를 참조하면, 블라인드(400)를 오픈하거나 클로즈하는 동작을 지시하는 제어모드에 따른 제어신호를 적외선 또는 RF 신호로 발신한다.
[도 7]은 본 발명에 따른 스마트그리드 제어 방법의 다른 실시예를 나타낸 흐름도이며, [도 6]의 실시예와 상이한 부분을 중심으로 기술한다. [도 7]의 실시예는 차양개폐 장치(200)와 태양 간의 기하학적 관계를 계산하고 여기에 일광정보를 반영하여 제어모드를 결정한다는 점이 특징이다.
(S200) 단계 : 차양개폐 장치(200)에 대한 설치위치 정보와 설치방향 정보를 저장한다. 설치위치 정보의 일 예는 GPS 정보이며 설치방향 정보의 일 예는 나침반에서 제공하는 지자계 극성정보이다. 본 명세서에서 사용자 UI부(111)와 GPS부(112)와 나침반부(113)를 통해 설치위치 정보와 설치방향 정보를 제공받아 저장하는 것을 실시예로서 제시하였다.
(S210) 단계 : 차양개폐 장치(200) 근방에 대한 날씨정보(일광정보 포함)를 인터넷을 통하여 외부 정보제공 서버(300)로부터 실시간으로 제공받는다. 일광정보는 그 지역에 대해 현재 햇빛이 비추고 있는지, 아니면 구름이 끼거나 눈이 내려서 햇빛이 안들고 있는지에 관한 정보이다. 날씨정보는 시시각각으로 변경되므로 지속적으로 실시간 제공받는 것이 바람직하다.
(S220) 단계 : 현재 시간을 설정한다. 현재 시간에 대한 정보는 스마트그리드 제어장치(100)에 내장된 시스템 클럭모듈을 통해 계산될 수도 있고, 인터넷을 통해 정보제공 서버(300)로부터 제공받을 수도 있으며, 예컨대 차양개폐 장치(200)와 같은 외부 장치로부터 제공받을 수도 있다.
(S230) 단계 : 차양개폐 장치(200)와 태양 간의 기하학적 관계를 계산한다. 시간정보(날짜포함)가 있으면 간단한 지구과학 지식으로도 지구와 태양 간의 기하학적 관계를 항상 알 수 있다. 여기에 차양개폐 장치(200)의 설치위치 정보와 설치방향 정보를 적용하면 태양과 차양개폐 장치(200) 간의 기하학적 관계를 계산할 수 있다. 설치위치 정보를 대입하면 차양개폐 장치(200)와 태양 간의 대략적인 관계를 알 수 있고, 설치방향 정보까지 대입하면 정교하게 파악된다. 같은 건물 내라도 설치방향에 따라서 태양이 비추고 안비추고는 차이가 있으므로 설치방향 정보까지 대입하는 것이 바람직하다.
(S240) 단계 : 위 계산된 기하학적 관계와 일광정보를 통합 처리하여 차양개폐 장치(200)의 오픈/클로즈를 결정한다. [도 2] 내지 [도 4]에 도시된 실시예를 참조하면, 겨울의 경우, 차양개폐 장치(200)와 태양 간의 기하학적 관계로부터 태양이 윈도우를 비출 수 있다는 것을 알고 일광정보로부터 현재 햇빛이 잘 비추고 있다는 것을 알게 되었다면, 차양개폐 장치(200)인 블라인드(400)를 오픈하도록 제어모드를 결정한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 인터넷을 통해 날씨정보를 실시간으로 제공받아 이를 이용하여 실내 온도의 외부 영향을 선택적으로 차단하는 차양개폐 장치(200)를 제어함으로써 실내 전력소비를 최적화하는 스마트그리드 제어장치로서,
    상기 차양개폐 장치에 대한 설치정보를 저장하는 설치정보 저장부(120);
    인터넷을 통하여 상기 차양개폐 장치 근방에 대한 날씨정보를 실시간으로 제공받는 날씨정보 수신부(140);
    상기 날씨정보와 상기 설치정보를 통합 처리하여 상기 차양개폐 장치에 대한 제어모드를 결정하는 정보처리부(150);
    상기 제어모드에 대응하여 상기 차양개폐 장치에 대한 제어신호를 제공하는 제어신호 발신부(160);
    를 포함하여 구성되는 스마트그리드 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 설치정보 저장부(120)는 상기 설치정보로서 상기 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보와 설치방향 정보를 저장하고,
    상기 스마트그리드 제어장치(100)는 현재 시간을 저장하는 시간정보 저장부(130)를 더 구비하고,
    상기 날씨정보 수신부(140)는 일광정보를 포함하는 상기 날씨정보를 제공받고,
    상기 정보처리부(150)는 상기 설치위치 정보와 상기 설치방향 정보와 상기 시간정보로부터 상기 차양개폐 장치와 태양 간의 기하학적 관계를 계산하고, 상기 기하학적 관계와 상기 일광정보에 기초하여 상기 차양개폐 장치의 오픈/클로즈를 결정하는 것을 특징으로 하는 스마트그리드 제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스마트그리드 제어장치는,
    상기 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보를 제공하는 GPS부(112);
    상기 차양개폐 장치에 대한 설치방향 정보를 제공하는 나침반부(113);
    를 더 포함하여 구성되는 스마트그리드 제어장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 나침반부(113)는 지자계 극성정보를 화면에 표시한 후 사용자의 선택 입력을 제공받음에 따라 해당 지자계 극성정보를 상기 설치방향 정보로 설정하여 제공하는 것을 특징으로 하는 스마트그리드 제어장치.
  5. 인터넷을 통해 날씨정보를 실시간으로 제공받아 이를 이용하여 실내 온도의 외부 영향을 선택적으로 차단하는 차양개폐 장치를 제어함으로써 실내 전력소비를 최적화하는 스마트그리드 제어 방법으로서,
    (a) 상기 차양개폐 장치에 대한 설치정보를 저장하는 단계;
    (b) 인터넷을 통하여 상기 차양개폐 장치 근방에 대한 날씨정보를 실시간으로 제공받는 단계;
    (c) 상기 날씨정보와 상기 설치정보를 통합 처리하여 상기 차양개폐 장치에 대한 제어모드를 결정하는 단계;
    (d) 상기 제어모드에 대응하여 상기 차양개폐 장치에 대한 제어신호를 제공하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 스마트그리드 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스마트그리드 제어 방법은, 상기 (c) 단계 전에, (ab) 현재 시간을 설정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 (a) 단계는 상기 설치정보로서 상기 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보와 설치방향 정보를 저장하고,
    상기 (b) 단계는 일광정보를 포함하는 상기 날씨정보를 제공받고,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 설치위치 정보와 상기 설치방향 정보와 상기 시간정보로부터 상기 차양개폐 장치와 태양 간의 기하학적 관계를 계산하는 단계;
    (d2) 상기 기하학적 관계와 상기 일광정보에 기초하여 상기 차양개폐 장치의 오픈/클로즈를 결정하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트그리드 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) GPS부를 통하여 상기 차양개폐 장치에 대한 설치위치 정보를 제공받아 저장하는 단계;
    (a2) 나침반부를 통하여 상기 차양개폐 장치에 대한 설치방향 정보를 제공받아 저장하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트그리드 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 (a2) 단계는,
    (a21) 상기 나침반부를 통해 지자계 극성정보를 화면에 표시하는 단계;
    (a22) 사용자로부터 선택 입력을 제공받는 단계;
    (a23) 상기 선택 입력이 제공된 해당 지자계 극성정보를 상기 설치방향 정보로 설정하여 제공하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트그리드 제어 방법.
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