KR20130091573A - 공동주택단지에서의 최적 에너지 관리 및 에너지 설비 제어 연동 시스템 - Google Patents
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Abstract
공동주택단지에서의 최적 에너지 관리 및 에너지 설비 제어 연동 시스템이 개시된다. 공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 시스템은 상기 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고, 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며, 상기 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버 및 상기 각각의 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보를 수신하여 통합 관리하고, 상기 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하고, 상기 공동주택단지에 구비되는 공통설비가 소비하는 에너지를 제어하는 단지 서버를 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 대단위 가구수가 공동 생활을 하는 빌라 및 아파트, 주상복합건물 등의 공동주택단지에서 소비되는 에너지를 최적으로 관리하고 제어하는 공동주택단지에서의 최적 에너지 관리 및 에너지 설비 제어 연동 시스템에 관한 것이다.
현재 대부분의 주거용 에너지 관리 시스템은 홈 네트워크 시스템 기반의 자동 제어 수준의 홈 서버에서 구현되고 있으며, 대부분 에너지 소비량 정보를 IHD(In-Home Display) 등을 통해서 일별/주별/월별로 사용자에게 제공하여 사용자가 이러한 정보를 바탕으로 에너지 소비량 인식을 통한 자발적인 에너지 절감을 수행하도록 장려하는 수준이다. 이에 따라 정부에서는 에너지 절감 및 그린 에너지 사용 등을 권장하기 위하여 다양한 인센티브 및 규제를 통해서 그린 홈 보급에 정책적인 노력을 기울이고 있다.
최근에는 기존 홈 서버에 에너지 소비량 모니터링 및 분석 기능을 탑재한 홈 에너지 관리 시스템(HEMS: Home Energy Management System)이 개발되어 이를 신규 아파트를 위주로 공급하고 있으며, 모바일 기술을 통해서 원격에서 접속할 수 있도록 함으로써 홈 네트워크 기술과 연동한 제어 기능 등을 서비스하고 있다.
이러한 홈 에너지 관리 시스템은 에너지 소비 정보를 사용자에게 구체적으로 형태로 제공함으로써 사용자가 가정에서의 실제적인 에너지 소비량을 파악하여 자발적으로 에너지를 절약하기 위한 행동을 하도록 유도할 수 있는 장점이 있다.
한편, 에너지 가격의 국제적이고 지속적인 인상과 환경파괴 등의 위험에 대응하여, 태양광/태양열/지열/풍력 등의 다양한 신재생에너지에 대한 도입이 적극적으로 검토되고 있으며, 특히 태양광발전의 경우 BIPV(Building Integrated Photovoltaic system) 형태로 건물에 적용하는 경우가 증가하고 있다.
그러나, 이러한 기존의 홈 에너지 관리 시스템은 단순 에너지 소비량만을 제공하는데 그치고 있어 에너지 소비를 비효율적으로 사용하는 패턴 및 기기에 대한 정보 제공이 없으며, 또한 자발적인 에너지 절감에는 사용자의 참여 지속성 유지에 대한 어려움이 발생한다. 또한 효율적인 BIPV 제어를 위해서는 에너지 소비 현황 정보와 기상 정보를 함께 고려하여 최적의 에너지 충/방전 제어 및 집광판 제어, 전동블라인더, 수평차양막 등의 공통 에너지 관련 설비 제어 등의 적극적인 에너지 설비에 대한 최적화된 중앙 제어가 필요하다.
기존의 홈 에너지 관리 시스템과 수동적인 운영에 그치는 에너지 설비 및 신재생에너지 제어 서비스를 최적화함과 동시에, 기상 정보를 고려한 신재생에너지 및 설비 제어 서비스 등을 제공할 수 있는 공동주택단지에서의 최적 에너지 관리 및 에너지 설비 제어 연동 시스템이 제공된다.
국내에서 대부분의 거주 환경인 아파트 등의 공동주택 환경에서 보다 구현이 효과가 용이하고, 가구별 에너지 절감 서비스, 단지 차원의 에너지 절감 서비스, 공통 설비 형태로 설치된 신재생에너지 및 전동블라인더 설비 등에 대한 최적 운영 서비스 등을 제공할 수 있으며, 스마트 그리드 기술 분야와의 연계를 위한 수요반응 연계 기술 등을 제공할 수 있는 공동주택단지에서의 최적 에너지 관리 및 에너지 설비 제어 연동 시스템이 제공된다.
공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 시스템은 상기 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고, 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며, 상기 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버 및 상기 각각의 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보를 수신하여 통합 관리하고, 상기 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하고, 상기 공동주택단지에 구비되는 공통설비가 소비하는 에너지를 제어하는 단지 서버를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 홈 서버는 상기 복수개의 홈 기기와 상기 가정에 구비되는 복수개의 환경 센서로부터 상기 에너지 소비 정보와 환경 센서 정보를 수집하는 에너지/환경 정보 수집 모듈, 상기 수집된 에너지 소비 정보 및 환경 센서 정보를 기초로 상기 가정에서의 에너지 소비 상황에 대한 정보를 GUI(Graphic User Interface) 형태로 제공하는 조회/통계/보고 모듈, 홈 사용자로부터 가구 구성원의 스케줄 정보에 기반한 에너지 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 에너지 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 사용자 스케줄 프로파일러 모듈, 상기 홈 사용자로부터 상기 수요반응 정보에 기반한 홈 기기 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 수요반응 프로파일러 모듈, 상기 에너지 제어 모드 프로파일 정보, 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보 및 상기 단지 서버의 홈 기기 제어 명령을 기초로 해당하는 홈 기기를 제어하는 기기제어 모듈 및 상기 단지 서버로 상기 에너지 소비 정보를 전송하고 상기 단지 서버로부터 상기 홈 기기 제어 명령을 수신하는 단지 서버 연동 모듈을 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 단지 서버는 상기 공통설비로부터 상태 정보를 수집하는 설비상태정보 수집 모듈, 상기 수집한 상태 정보 및 기상 정보를 기초로 각각의 공통설비에 대한 설비 제어 명령을 생성하여 상기 공통설비를 제어하는 설비 제어 모듈, 상기 각각의 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보를 수신하고 해당하는 홈 서버로 상기 홈 기기 제어 명령과 상기 홈 기기의 에너지 소비 상황에 대한 분석 보고서를 전송하는 홈 서버 연동 모듈, 상기 수신한 상태 정보와 에너지 소비 정보를 분석하여 상기 분석 보고서를 생성하는 에너지 정보 분석/보고 모듈, 에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 에너지 가격 정보를 수신하여 이를 분석하는 에너지 가격 분석 모듈 및 상기 분석된 에너지 소비 정보 및 에너지 가격 정보를 기초로 상기 홈 기기에 대한 제어 명령을 생성함으로써 상기 각각의 홈 기기를 제어하는 홈 기기 제어 모듈을 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 단지 서버는 상기 복수개의 홈 서버와 공통설비를 상기 공동주택단지의 동별로 제어할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 공통설비는 상기 공동주택단지에 신재생에너지원을 공급하는 태양광 설비 및 상기 공동주택단지에 구비되는 전동블라인더 중 적어도 하나일 수 있다.
공동주택단지의 각 가정에 구비되는 홈 서버는 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하되, 상기 공동주택단지에 구비되는 단지 서버로 상기 수집한 에너지 소비 정보를 전송하고 상기 단지 서버로부터 상기 에너지 소비 정보, 수요반응 정보 및 에너지 절감 프로파일 정보에 기초한 홈 기기 제어 명령을 수신하여 상기 수신한 홈 기기 제어 명령을 기초로 상기 복수개의 홈 기기를 제어할 수 있다.
공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 단지 서버는 상기 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며 상기 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 수신하여 통합 관리하고, 상기 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하며, 상기 공동주택단지에 구비되는 공통설비로부터 수집한 상태 정보를 기초로 상기 공통설비에서 소비되는 에너지를 제어할 수 있다.
공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 방법은 단지 서버가 상기 공동주택단지의 각 가정에 구비되는 홈 서버로부터 에너지 소비 정보, 환경 센서 정보, 사용자에 의해 설정된 스케줄에 따른 프로파일 정보 및 수요반응 설정 정보를 수신하는 단계, 에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 수신한 에너지 가격 정보와 상기 공동주택단지에 구비되는 태양광 설비로부터 수신한 신재생에너지 발전 상태 정보에 기초한 홈 기기 제어 명령을 해당하는 홈 서버로 전송하는 단계, 상기 수신한 사용자설정 스케줄 정보를 분석하여 스케줄 기반으로 상기 홈 기기 제어 명령을 해당하는 홈 서버로 전송하는 단계 및 기상 정보를 수신하여 상기 태양광 설비 및 상기 공동주택단지에 구비되는 전동블라인더 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
다수 세대가 함께 주거하는 빌라, 아파트 등의 공동주택단지에서 홈 서버와 단지 서버를 이용하여 적용 범위별로 다양한 에너지 절감 서비스를 제공할 수 있으며, 신재생에너지 설비 및 전동블라인더 등의 다양한 세대 공통설비에 대한 최적 제어 서비스를 통하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
스마트 그리드, 에너지공급자와의 수요반응 및 가변 에너지 요금제와 연동되어 에너지 비용을 최소화 시킬 수 있는 서비스를 제공할 수 있으므로 경제적인 효과를 최대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 홈 서버 및 단지 서버 기반 에너지 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 홈 서버의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 단지 서버의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 에너지 관리 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 홈 서버의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 단지 서버의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 에너지 관리 방법을 나타내는 타이밍도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 홈 서버 및 단지 서버 기반 에너지 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 다세대 형태로 구성되는 공동주택단지 환경에서 가구별로 설치 운용되는 홈 서버(110)와 단지 내 통합 관리 서버(120)로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 주거건물별 공통 설비가 설치되어 관리되는 환경에서 다양한 서비스를 제공할 수 있으며, 추후 스마트 그리드 분야와 연동될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고, 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며, 상기 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버(110)와 각각의 홈 서버로부터 에너지 소비 정보를 수신하여 통합 관리하고, 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하는 한편, 공동주택단지에 구비되는 공통설비가 소비하는 에너지를 제어하는 단지 서버(120)를 포함할 수 있다.
도면에는 공동주택단지의 동별로 공통으로 설치되는 태양광 발전 설비, 전동블라인더 등과 같은 신재생에너지 설비와 각 가정 내에 설치되는 홈 서버(110) 및 단지 관리소에 설치되는 단지 서버(120) 간에 송수신되는 메시지가 도시되어 있다.
홈 서버(110)는 가구별로 설치 운용되는 장비로서, 기존의 홈 네트워크용 홈 서버 또는 IHD(In-Home Display) 등이 될 수 있다. 상기 홈 서버(110)는 댁 내의 전체 에너지 소비량 및 기기별 에너지 소비량 정보를 수집하고, 온도/습도/조도/재실 등의 환경센서 값을 수집한다. 또한, 홈 사용자에게 댁내 에너지 정보를 알려주며, 단지 서버(120)로 가구별 에너지 소비 정보, 수요반응(DR: Demand Response) 정보 및 환경 정보 등을 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 도 1에 도시된 DR/프로파일 기반 기기제어에서와 같이 홈 서버(110)는 단지 서버(120)로부터 전달되는 댁내 기기제어 메시지를 수신할 수 있다.
이를 위하여 홈 서버(120)는 복수개의 홈 기기와 가정에 구비되는 복수개의 환경 센서로부터 에너지 소비 정보와 환경 센서 정보를 수집하는 에너지/환경 정보 수집 모듈, 수집된 에너지 소비 정보 및 환경 센서 정보를 기초로 가정에서의 에너지 소비 상황에 대한 정보를 GUI(Graphic User Interface) 형태로 제공하는 조회/통계/보고 모듈, 홈 사용자로부터 가구 구성원의 스케줄 정보에 기반한 에너지 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 에너지 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 사용자 스케줄 프로파일러 모듈, 홈 사용자로부터 상기 수요반응 정보에 기반한 홈 기기 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 수요반응 프로파일러 모듈, 상기 에너지 제어 모드 프로파일 정보, 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보 및 단지 서버의 홈 기기 제어 명령을 기초로 해당하는 홈 기기를 제어하는 기기제어 모듈 및 단지 서버로 상기 에너지 소비 정보를 전송하고 단지 서버로부터 홈 기기 제어 명령을 수신하는 단지 서버 연동 모듈을 포함할 수 있다.
한편, 단지 서버(120)는 가구별 홈 서버들(110)로부터 에너지 소비 정보를 수신하여 통합 관리하며, 에너지 공급 정보 및 상황정보에 따른 가구별 기기 제어와 에너지 관련 설비(태양광 발전 설비, 전동블라인더 등) 제어 등의 기능을 수행한다.
도 1에 도시된 충전 및 블라인더 상태보고의 경우처럼 단지 서버(120)는 동별로 공통으로 운용되는 설비로부터 상태 정보를 수집하고, 기상정보 등을 고려하여 방전제어/집광판제어 및 블라인더제어 메시지를 각 동별 설비로 보낼 수 있다.
이를 위하여 단지 서버(120)는 공통설비로부터 상태 정보를 수집하는 설비상태정보 수집 모듈, 수집한 상태 정보 및 기상 정보를 기초로 각각의 공통설비에 대한 설비 제어 명령을 생성하여 공통설비를 제어하는 설비 제어 모듈, 각각의 홈 서버로부터 에너지 소비 정보를 수신하고 해당하는 홈 서버로 홈 기기 제어 명령과 홈 기기의 에너지 소비 상황에 대한 분석 보고서를 전송하는 홈 서버 연동 모듈, 수신한 상태 정보와 에너지 소비 정보를 분석하여 분석 보고서를 생성하는 에너지 정보 분석/보고 모듈, 에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 에너지 가격 정보를 수신하여 이를 분석하는 에너지 가격 분석 모듈 및 분석된 에너지 소비 정보 및 에너지 가격 정보를 기초로 홈 기기에 대한 제어 명령을 생성함으로써 각각의 홈 기기를 제어하는 홈 기기 제어 모듈을 포함할 수 있다.
이 때, 단지 서버는 복수개의 홈 서버(110)와 공통설비를 공동주택단지의 동별로 제어할 수 있다. 여기서, 공통설비는 공동주택단지에 신재생에너지원을 공급하는 태양광 설비 및 상기 공동주택단지에 구비되는 전동블라인더 중 적어도 하나일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 가구별 에너지 절감 서비스와 동별 공통 에너지 절감 서비스를 모두 제공할 수 있어 최적의 에너지 관리 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 홈 서버의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 홈 서버(220)는 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기(210)로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하고, 공동주택단지에 구비되는 단지 서버(250)로 수집한 에너지 소비 정보를 전송하고 단지 서버(250)로부터 에너지 소비 정보, 수요반응 정보 및 에너지 절감 프로파일 정보에 기초한 홈 기기 제어 명령을 수신하여 이를 기초로 복수개의 홈 기기(210)를 제어한다.
도 2에는 도 1을 통해 설명한 가구별 홈 서버의 상세 구성 및 인터페이스와 모듈별 연관 관계가 도시되어 있다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 홈 서버(220)를 보다 상세히 설명한다.
홈 기기(210)는 세탁기, 냉장고, TV, 전등, 보일러, 에어컨 등과 같이 댁내에서 사용되는 대표적인 가전기기와 냉난방 기기를 나타내며, 홈 서버(220)는 각각의 홈 기기(210)로부터 에너지 소비량 정보를 수집하며, 사용자가 설정한 스케줄 및 수요반응 프로파일에 따라 각각의 홈 기기(210)를 제어한다.
홈 환경센서(230)는 온도/습도/조도/재실 등의 다양한 댁내 환경 정보를 수집하는 센서기기들로서, 홈 환경센서(230)가 수집하는 정보는 홈 서버(220)로 전송되어 댁내 상황 인지, 주변 환경과 연계한 기기 및 설비 제어 등에 활용된다.
홈 사용자(240)와 단지 서버(250)는 홈 서버(220)가 외부적으로 연계되는 인터페이스 대상을 나타내며, 홈 사용자(240)의 경우 댁내 에너지 사용량에 대한 조회/통계/보고 기능 등을 홈 서버(20)를 통하여 GUI 형태로 보고받을 수 있다. 또한, 홈 사용자(240)는 가족 구성원의 스케줄에 기반한 사용자 설정형 댁내 기기 제어 프로파일을 설정하거나, 수요반응에 참여시킬 기기를 설정하는 등의 관리 기능을 수행할 수 있다.
홈 서버(220)는 상술한 홈 기기(210), 홈 환경센서(230), 홈 사용자(240) 및 단지 서버(250) 등과 상호 인터페이스하면서 댁내 에너지 최적 관리 서비스를 수행하고, 단지 서버(250)로 가구별 에너지 및 상황정보 등을 전송하는 한편, 단지 서버(250)로부터 제어 정보를 수신한다.
이를 위해 홈 서버(220)는 에너지/환경 정보 수집 모듈(221), 조회/통계/보고 모듈(222), 사용자 스케줄 프로파일러 모듈(223), 수요반응 프로파일러 모듈(224), 단지 서버 연동 모듈(225) 및 기기제어 모듈(226)을 포함할 수 있다.
에너지/환경 정보 수집 모듈(221)은 복수개의 홈 기기(210)와 가정에 구비되는 복수개의 환경 센서(230)로부터 기기별 에너지 소비 정보와 댁내 온도/습도/조도/재실 등의 환경 센서 정보를 수집한다.
조회/통계/보고 모듈(222)은 에너지/환경 정보 수집 모듈(221)을 통해 수집된 에너지 소비 정보 및 환경 센서 정보를 기초로 가정에서의 에너지 소비 상황에 대한 정보를 홈 사용자(240)에게 GUI 형태로 제공할 수 있다.
사용자 스케줄 프로파일러 모듈(223)은 홈 사용자(240)로부터 가구 구성원의 스케줄 정보에 기반한 에너지 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 에너지 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리한다. 따라서, 사용자스케줄 프로파일러 모듈(223)은 댁내 구성원의 스케줄 및 휴가/휴일/외출모드/절전모드 등의 다양한 프로파일을 통해서 간편한 기기 제어 서비스를 제공할 수 있다.
수요반응 프로파일러 모듈(224)은 홈 사용자(240)로부터 수요반응 정보에 기반한 홈 기기 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리한다. 따라서, 홈 사용자(240)는 수요반응 프로파일러 모듈(224)을 통하여 댁내 에너지 설비(전등/보일러/에어컨 등) 및 가전기기(세탁기/냉장고/TV 등) 별로 수요반응 서비스와 연계하여 기기 제어 여부를 설정할 수 있다.
단지 서버 연동 모듈(225)은 단지 서버(250)와 연동하여 홈 서버(220)에서 수집된 댁내 에너지 소비 정보를 단지 서버(250)로 전송하고, 단지 서버(250)로부터의 기기 제어 및 관리 메시지 등의 홈 기기 제어 명령을 수신하여 홈 사용자(240)에게 전달한다.
기기제어 모듈(226)은 에너지 제어 모드 프로파일 정보, 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보 및 단지 서버(250)로부터의 홈 기기 제어 명령을 기초로 해당하는 홈 기기(210)를 제어한다. 일 예로, 기기제어 모듈(226)은 실제 댁내의 설비 및 가전기기에 대한 제어 기능을 수행하기 위하여 사용자 설정형 스케줄 기반 제어 프로파일, 수요반응 기반 제어 프로파일과 단지 서버(250)에서 수신된 제어 명령어 등을 함께 고려하여 상황에 맞는 기기 제어 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 홈 서버(220)는 공동주택단지를 구성하는 각각의 세대별로 설치되어 독자적 혹은 단지 서버 연동형으로 구현 및 운용되어 에너지 절감 서비스를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 단지 서버의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 단지 서버(320)는 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버(313)로부터 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 수신하여 통합 관리하고, 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버(313)를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하며, 공동주택단지에 구비되는 공통설비(311, 312)로부터 수집한 상태 정보를 기초로 공통설비(311, 312)에서 소비되는 에너지를 제어한다.
도 3에서 1동(310)은 다수 개의 동으로 이루어진 공동주택단지의 개별 동을 나타내고 있으며, 각각의 동에는 공통설비인 태양광 모듈(311), 블라인더 모듈(312) 등과 가구별 홈 서버(313)들로 구성될 수 있다.
각 동에 설치된 태양광 모듈(311)은 태양광을 이용한 전력 에너지 생산 장치로서 아파트 옥상이나 층별 베란다 등의 건물 외곽에 일체형으로 설치되어 운용될 수 있다.
블라인더 모듈(312)은 제어 메시지를 통해 블라인더의 각도/개폐 등의 제어가 가능한 설비로서, 날씨 및 조광 상태에 따라 단지 서버에 의하여 제어될 수 있다.
기상정보(330)는 기상청으로부터 제공되는 다양한 날씨 정보를 나타내며, 단지 서버(320)는 태양광 모듈(311) 및 블라인더 모듈(312)을 제어할 시 이를 기초로 효율적인 제어를 수행할 수 있다.
단지 관리자(340)는 공동주택에서의 에너지 소비 및 생산 상태 등을 종합적으로 분석하고 에너지 공급 비용 등을 고려하여 필요 시 가구별 및 공통 설비에 대한 제어 및 분석보고서 등을 해당 가구로 전달할 수 있다.
단지 서버(320)는 공동주택단지의 통합 에너지 관리 서비스 제공을 위해 구현되며, 세대별 에너지 분석 및 공통 에너지 설비에 대한 제어를 수행한다.
이를 위하여 단지 서버(320)는 설비상태정보 수집 모듈(321), 설비 제어 모듈(322), 홈 서버 연동 모듈(323), 에너지 정보 분석/보고 모듈(324), 홈 기기 제어 모듈(325) 및 에너지 가격 분석 모듈(326)을 포함할 수 있다.
설비상태정보 수집 모듈(321)은 공통설비로부터 현재 상태 정보를 수집하여 관리하는 모듈로서, 태양광발전장치의 충전상태 정보를 수집하거나, 전동블라인더의 현재 개폐상황/기울기 정보 등을 수집한다.
설비 제어 모듈(322)은 설비상태정보 수집 모듈(321)에서 수집한 상태 정보 및 기상 정보(330) 등을 기초로 각각의 공통설비(311, 312)에 대한 설비 제어 명령을 생성하여 해당 공통설비(311, 312)를 제어한다.
홈 서버 연동 모듈(323)은 각각의 홈 서버(313)와 연동하여 각각의 홈 서버(313)로부터 에너지 소비 정보를 수신하고 해당하는 홈 서버로 홈 기기 제어 명령과 홈 기기의 에너지 소비 상황에 대한 분석 보고서를 전송한다.
에너지 정보 분석/보고 모듈(324)은 설비상태정보 수집 모듈(321)을 통해 수신한 상태 정보와 에너지 소비 정보를 분석하여 보고서를 생성한다. 일 예로, 설비상태정보 수집 모듈(321)을 통해 수집된 정보들은 단지내의 다양한 정보들과 함께 에너지정보 분석/보고모듈(324)에 의해 종합적으로 관리되고, 단지관리자(340)에 의해 해석될 수 있다.
홈 기기 제어 모듈(325)은 에너지 정보 분석/보고 모듈(324)에서 분석된 에너지 소비 정보와 에너지 가격 정보를 기초로 홈 기기에 대한 제어 명령을 생성함으로써 각각의 홈 기기를 제어한다.
에너지 가격 분석 모듈(326)은 에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 에너지 가격 정보를 수신하여 이를 분석한다. 일 예로, 에너지 가격 분석 모듈(326)은 에너지시장/공급사업자(350)로부터 결정되는 에너지 가격 정보를 바탕으로 에너지 비용이 높거나 수요반응이 필요한 경우 홈 기기 제어 모듈(325)을 통해서 기기 및 설비 제어 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 에너지 관리 방법을 나타내는 타이밍도이다. 도 4에는 홈 서버와 단지 서버 및 공통설비 간에 서비스별로 수행되는 제어 기능의 절차 및 순서가 도시되어 있다.
단지 서버는 가구별 홈 서버로부터 에너지 소비 정보를 수집하고(410), 환경 센서 정보를 수집하며(415), 사용자에 의해 설정된 스케줄 정보와 수요반응 설정 정보를 프로파일 형태로 수신한다(420).
이후, 단지 서버는 에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 현재 에너지 가격 정보를 수신하여(425) 이를 분석하는 한편, 공동주택단지에 구비되는 태양광 설비로 충전 상태 정보를 수신하여(430, 435) 신재생에너지 발전 상태 정보에 기초한 홈 기기 제어 명령을 해당하는 홈 서버로 전송함으로써(440) 가구별 기기/설비에 대한 최적 에너지 제어를 수행한다.
또한, 단지 서버는 수신한 사용자설정 스케줄 정보를 분석하여(445) 스케줄 기반으로 해당 스케줄에 적합한 제어 명령을 해당하는 홈 서버로 전송함으로써(450) 세대구성원이 직접 제어하지 않더라도 효율적으로 에너지 소비를 제어할 수 있다.
또한, 단지 서버는 기상정보를 수집하고(455) 태양광발전장치나 전동블라인더로 상태 정보를 요청함으로써(460, 465) 현재 날씨에 적합한 태양광집광판 제어 및 블라인더 기울기/개폐 제어(370) 등을 수행하여 공통설비가 최적의 효과를 낼 수 있도록 제어한다.
따라서 본 발명에 따르면, 다수 세대가 함께 주거하는 빌라, 아파트 등의 공동주택단지에 다양한 에너지 절감 서비스를 제공할 수 있으며, 신재생에너지 설비 및 전동블라인더 등의 다양한 세대 공통설비에 대한 최적 제어 서비스를 통하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 스마트 그리드, 에너지공급자와의 수요반응 및 가변 에너지 요금제와 연동되어 에너지 비용을 최소화 시킬 수 있는 서비스를 제공할 수 있으므로 경제적인 효과를 최대화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 홈 서버
120: 단지 서버
120: 단지 서버
Claims (12)
- 공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 시스템에 있어서,
상기 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고, 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며, 상기 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버; 및
상기 각각의 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보를 수신하여 통합 관리하고, 상기 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하고, 상기 공동주택단지에 구비되는 공통설비가 소비하는 에너지를 제어하는 단지 서버
를 포함하는 에너지 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 홈 서버는,
상기 복수개의 홈 기기와 상기 가정에 구비되는 복수개의 환경 센서로부터 상기 에너지 소비 정보와 환경 센서 정보를 수집하는 에너지/환경 정보 수집 모듈;
상기 수집된 에너지 소비 정보 및 환경 센서 정보를 기초로 상기 가정에서의 에너지 소비 상황에 대한 정보를 GUI(Graphic User Interface) 형태로 제공하는 조회/통계/보고 모듈;
홈 사용자로부터 가구 구성원의 스케줄 정보에 기반한 에너지 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 에너지 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 사용자 스케줄 프로파일러 모듈;
상기 홈 사용자로부터 상기 수요반응 정보에 기반한 홈 기기 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 수요반응 프로파일러 모듈;
상기 에너지 제어 모드 프로파일 정보, 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보 및 상기 단지 서버의 홈 기기 제어 명령을 기초로 해당하는 홈 기기를 제어하는 기기제어 모듈; 및
상기 단지 서버로 상기 에너지 소비 정보를 전송하고 상기 단지 서버로부터 상기 홈 기기 제어 명령을 수신하는 단지 서버 연동 모듈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 단지 서버는,
상기 공통설비로부터 상태 정보를 수집하는 설비상태정보 수집 모듈;
상기 수집한 상태 정보 및 기상 정보를 기초로 각각의 공통설비에 대한 설비 제어 명령을 생성하여 상기 공통설비를 제어하는 설비 제어 모듈;
상기 각각의 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보를 수신하고 해당하는 홈 서버로 상기 홈 기기 제어 명령과 상기 홈 기기의 에너지 소비 상황에 대한 분석 보고서를 전송하는 홈 서버 연동 모듈;
상기 수신한 상태 정보와 에너지 소비 정보를 분석하여 상기 분석 보고서를 생성하는 에너지 정보 분석/보고 모듈;
에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 에너지 가격 정보를 수신하여 이를 분석하는 에너지 가격 분석 모듈; 및
상기 분석된 에너지 소비 정보 및 에너지 가격 정보를 기초로 상기 홈 기기에 대한 제어 명령을 생성함으로써 상기 각각의 홈 기기를 제어하는 홈 기기 제어 모듈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 단지 서버는,
상기 복수개의 홈 서버와 공통설비를 상기 공동주택단지의 동별로 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공통설비는,
상기 공동주택단지에 신재생에너지원을 공급하는 태양광 설비 및 상기 공동주택단지에 구비되는 전동블라인더 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템. - 공동주택단지의 각 가정에 구비되는 홈 서버에 있어서,
상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하되,
상기 공동주택단지에 구비되는 단지 서버로 상기 수집한 에너지 소비 정보를 전송하고 상기 단지 서버로부터 상기 에너지 소비 정보, 수요반응 정보 및 에너지 절감 프로파일 정보에 기초한 홈 기기 제어 명령을 수신하여 상기 수신한 홈 기기 제어 명령을 기초로 상기 복수개의 홈 기기를 제어하는 홈 서버. - 제6항에 있어서,
상기 홈 서버는,
상기 복수개의 홈 기기와 상기 가정에 구비되는 복수개의 환경 센서로부터 상기 에너지 소비 정보와 환경 센서 정보를 수집하는 에너지/환경 정보 수집 모듈;
상기 수집된 에너지 소비 정보 및 환경 센서 정보를 기초로 상기 가정에서의 에너지 소비 상황에 대한 정보를 GUI(Graphic User Interface) 형태로 제공하는 조회/통계/보고 모듈;
홈 사용자로부터 가구 구성원의 스케줄 정보에 기반한 에너지 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 에너지 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 사용자 스케줄 프로파일러 모듈;
상기 홈 사용자로부터 상기 수요반응 정보에 기반한 홈 기기 제어 모드를 설정 받아 이를 기초로 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보를 생성하여 관리하는 수요반응 프로파일러 모듈;
상기 에너지 제어 모드 프로파일 정보, 홈 기기 제어 모드 프로파일 정보 및 상기 단지 서버로부터의 홈 기기 제어 명령을 기초로 해당하는 홈 기기를 제어하는 기기제어 모듈; 및
상기 단지 서버로 상기 에너지 소비 정보를 전송하고 상기 단지 서버로부터 상기 홈 기기 제어 명령을 수신하는 단지 서버 연동 모듈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 서버. - 공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 단지 서버에 있어서,
상기 공동주택단지 내의 각 가정에 구비되고 상기 가정에 구비되는 복수개의 홈 기기로부터 에너지 소비 정보를 수집하여 관리하며 상기 홈 기기가 소비하는 에너지를 제어하는 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 수신하여 통합 관리하고,
상기 수신한 에너지 소비 정보와 수요반응 정보 및 에너지 절감을 위한 프로파일 정보를 기초로 해당하는 홈 서버를 제어함으로써 세대별 에너지 절감 제어를 수행하며,
상기 공동주택단지에 구비되는 공통설비로부터 수집한 상태 정보를 기초로 상기 공통설비에서 소비되는 에너지를 제어하는 단지 서버. - 제8항에 있어서,
상기 단지 서버는,
상기 공통설비로부터 상기 상태 정보를 수집하는 설비상태정보 수집 모듈;
상기 수집한 상태 정보 및 기상 정보를 기초로 각각의 공통설비에 대한 설비 제어 명령을 생성하여 상기 공통설비를 제어하는 설비 제어 모듈;
상기 각각의 홈 서버로부터 상기 에너지 소비 정보를 수신하고 해당하는 홈 서버로 상기 홈 기기 제어 명령과 상기 홈 기기의 에너지 소비 상황에 대한 분석 보고서를 전송하는 홈 서버 연동 모듈;
상기 수신한 상태 정보와 에너지 소비 정보를 분석하여 상기 분석 보고서를 생성하는 에너지 정보 분석/보고 모듈;
에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 에너지 가격 정보를 수신하여 이를 분석하는 에너지 가격 분석 모듈; 및
상기 분석된 에너지 소비 정보 및 에너지 가격 정보를 기초로 상기 홈 기기에 대한 제어 명령을 생성함으로써 상기 각각의 홈 기기를 제어하는 홈 기기 제어 모듈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 단지 서버. - 제8항에 있어서,
상기 단지 서버는,
상기 복수개의 홈 서버와 공통설비를 상기 공동주택단지의 동별로 제어하는 것을 특징으로 하는 단지 서버. - 제8항에 있어서,
상기 공통설비는,
상기 공동주택단지에 신재생에너지원을 공급하는 태양광 설비 및 상기 공동주택단지에 구비되는 전동블라인더 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 단지 서버. - 공동주택단지에서 소비되는 에너지를 관리하는 방법에 있어서,
단지 서버가 상기 공동주택단지의 각 가정에 구비되는 홈 서버로부터 에너지 소비 정보, 환경 센서 정보, 사용자에 의해 설정된 스케줄에 따른 프로파일 정보 및 수요반응 설정 정보를 수신하는 단계;
에너지 시장 및 에너지 공급 사업자 중 적어도 하나로부터 수신한 에너지 가격 정보와 상기 공동주택단지에 구비되는 태양광 설비로부터 수신한 신재생에너지 발전 상태 정보에 기초한 홈 기기 제어 명령을 해당하는 홈 서버로 전송하는 단계;
상기 수신한 사용자설정 스케줄 정보를 분석하여 스케줄 기반으로 상기 홈 기기 제어 명령을 해당하는 홈 서버로 전송하는 단계; 및
기상 정보를 수신하여 상기 태양광 설비 및 상기 공동주택단지에 구비되는 전동블라인더 중 적어도 하나를 제어하는 단계
를 포함하는 에너지 관리 방법.
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