WO2023182587A1 - 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2023182587A1
WO2023182587A1 PCT/KR2022/011756 KR2022011756W WO2023182587A1 WO 2023182587 A1 WO2023182587 A1 WO 2023182587A1 KR 2022011756 W KR2022011756 W KR 2022011756W WO 2023182587 A1 WO2023182587 A1 WO 2023182587A1
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WO
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energy
management system
townhouse
heat
household
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Application number
PCT/KR2022/011756
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Inventor
백경석
오재철
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주식회사 아이온커뮤니케이션즈
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services

Definitions

  • the present invention relates to a management system and method for continuous energy independence of townhouses.
  • the zero-energy complex for energy independence of townhouses which are mainly composed of residential buildings, can be in line with the carbon reduction movement of apartment complexes in the carbon neutral roadmap of the world, including Korea.
  • Energy consumption in houses can be broadly divided into electrical energy and thermal energy.
  • securing power and heat through new and renewable energy must be considered together, maintain a balance between energy production, storage, and consumption in townhouses, and establish a systematic system to maintain continuous energy independence. If the model is disseminated, it can accelerate carbon neutrality in the housing sector.
  • the problem to be solved by the present invention is a management system for continuous energy independence of townhouses that maintains a continuous state of energy independence by maintaining a balance between energy production and demand through monitoring energy production and consumption of townhouses and predicting energy production and consumption. and the method thereof are provided.
  • a management system for energy independence of a continuous townhouse is linked to a townhouse including an electric energy module for producing and storing electrical energy and a thermal energy module for producing and storing thermal energy, thereby creating a sustainable townhouse.
  • a household information management unit that stores and manages household information and regional information for each of the plurality of households in the townhouse, and monitors the production and consumption of heat energy and electric energy of the townhouse, respectively.
  • An energy monitoring unit an energy balance line setting unit for setting an energy balance line for each of the heat energy and electric energy of the townhouse based on the household information and energy monitoring data of the energy monitoring unit, based on the household information and regional information
  • An energy production prediction unit and an energy consumption prediction unit that predict the production and consumption of heat energy and electric energy of the townhouse, and a control that predicts the energy balance state of the townhouse and executes an energy control process according to the prediction result.
  • It may further include a facility securing unit that secures new and renewable energy production facilities or storage facilities required for the townhouse.
  • the household information may include information on household members of each of the plurality of households, the number and type of home appliances, and the type and degree of deterioration of each renewable energy facility included in the household.
  • the control process execution unit may compare production and consumption amounts for each of the thermal energy and the electrical energy based on the energy balance line, and predict an energy balance state for each of the thermal energy and the electrical energy.
  • the electrical energy module may include a first PVT module, a small wind power module, and a battery module
  • the thermal energy module may include a second PVT module, a heat pump module, and a heat storage tank.
  • the control process executing unit stores the surplus power generation in the battery module and stores the surplus heat energy in the heat storage tank.
  • a message to promote power consumption is sent to each user terminal of a plurality of users residing in the townhouse, and when the storage capacity of the heat storage tank exceeds, A message to promote heat energy consumption may be sent to each user terminal of a plurality of users residing in the townhouse.
  • the control process executing unit controls the heat storage tank to be heated using the surplus power generation to reach the heat energy production target. If the heat energy production target is not achieved, it is possible to determine whether the storage capacity of the heat storage tank is available and execute heat storage tank control scheduling or a heat energy saving program.
  • the control process execution unit determines whether the storage capacity of the battery module is exceeded, and stores the battery module. When the capacity is not exceeded, the battery module can be controlled to be charged with surplus power generation, and when the battery module storage capacity is exceeded, the heat storage tank can be controlled to be heated with the surplus power generation.
  • the control process executing unit determines whether the storage amount of the battery module is available, and the battery module When the power stored in the battery module is available, battery discharge scheduling can be executed, and when the power stored in the battery module cannot be used, an electric energy saving program can be executed.
  • the control process execution unit determines whether the storage amount of the heat storage tank is available, and if the heat energy stored in the heat storage tank cannot be used, the control process execution unit determines whether the storage amount of the heat storage tank is available. Determine whether the storage capacity of the battery module is available, and if the amount of power stored in the battery module is available, control the heat storage tank to be heated using the amount of power stored in the battery module to produce heat energy, and heat energy of the townhouse If this is not covered, a heat energy conservation program can be implemented.
  • the heat energy saving program includes a first step process and a second step process, wherein the first step process is such that the control process execution unit selects at least one household among the plurality of households in the townhouse as a heat energy saving target household. Calculate, distribute the total first heat energy saving target amount, and transmit a message containing the saving goal and period to each user terminal of each household targeted for heat energy saving, and also send the total first heat energy saving amount to the first stage process. If the target amount is not achieved, the control process executing unit proceeds with the second stage process, wherein the control process executing unit calculates the second heat energy saving target amount, and at least one of the plurality of households You can remotely control the heating and cooling equipment of your household.
  • the electric energy saving program includes a first stage process and a second stage process, wherein the first stage process is such that the control process executing unit selects at least one household among the plurality of households in the townhouse as an electric energy saving target household. Calculate, distribute the first electric energy savings total target amount, and transmit a message containing the savings goal and period to each user terminal of each household targeted for electric energy conservation, and also provide the first electric energy savings total in the first step process. If the target amount is not achieved, the control process executing unit proceeds with the second stage process, wherein the control process executing unit calculates a second electric energy saving target amount, and at least one of the plurality of households Home appliances in households can be controlled remotely.
  • a management method for energy independence of a continuous townhouse is linked to a townhouse including an electric energy module that produces and stores electrical energy and a thermal energy module that produces and stores thermal energy, thereby creating a continuous townhouse.
  • the management system sets the current energy balance line of the townhouse using household information for each of the plurality of households in the townhouse, the management system sets the household information and the town Predicting electrical energy production and consumption of the townhouse based on regional information of the house, wherein the management system predicts thermal energy production and consumption of the townhouse based on the household information and regional information of the townhouse.
  • Step the management system predicting the energy balance state of the townhouse based on the energy balance line of the townhouse, and the management system executing an energy control process according to the energy balance state.
  • the household information may include information on household members of each of the plurality of households, the number and type of home appliances, and the type and degree of deterioration of each renewable energy facility included in the household.
  • the management system compares the production and consumption amounts for each of the heat energy and the electric energy based on the energy balance line, and compares the amount of production and consumption for each of the heat energy and the electric energy.
  • the energy balance state can be predicted.
  • the electrical energy module may include a first PVT module, a small wind power module, and a battery module
  • the thermal energy module may include a second PVT module, a heat pump module, and a heat storage tank.
  • the step of the management system executing the energy control process is to determine the surplus power generation amount by the management system. storing surplus heat energy in a battery module and storing excess heat energy in the heat storage tank, and determining whether the storage capacity of each of the battery module and the heat storage tank is exceeded by the management system, wherein the storage capacity of the battery module exceeds the storage capacity.
  • the management system sends a message to promote power consumption to each user terminal of a plurality of users residing in the townhouse, and if the storage capacity of the heat storage tank exceeds, the management system residing in the townhouse A message to promote heat energy consumption can be sent to each user terminal of a plurality of users.
  • the step of the management system executing the energy control process is performed by the management system using the surplus power generation.
  • the step of the management system executing the energy control process includes the management system executing the energy control process of the battery module.
  • the management system may control the heat storage tank to be heated using the surplus power generation.
  • the step of the management system executing the energy control process includes the management system performing the battery A step of determining whether the storage capacity of the module is available, wherein if the power stored in the battery module is available, the management system executes battery discharge scheduling, and if the power stored in the battery module is not available, the management system performs battery discharge scheduling.
  • the system can run an electrical energy saving program.
  • the step of executing the energy control process by the management system includes determining whether the management system has a storage amount available in the heat storage tank, If the heat energy stored in the heat storage tank cannot be used, the management system determines whether the storage amount of the battery module is available; if the amount of power stored in the battery module can be used, the management system determines the amount of power stored in the battery module controlling the heat storage tank to heat the heat storage tank to produce heat energy, and when the heat energy of the townhouse is not sufficient, the management system may execute a heat energy saving program.
  • the step of the management system executing the heat energy saving program includes the step of the management system calculating a first overall heat energy saving target amount, the management system calculating the first stage heat energy saving target households, and each target household distributing a target amount, the management system transmitting a message containing a heat energy saving target and a period to each user terminal of the first heat energy saving target household, and the management system achieving the first heat energy saving target. It may include a step of checking whether or not.
  • the management system executing the heat energy saving program includes calculating a second heat energy saving target amount by the management system, and performing the second heat energy saving target amount by the management system. Calculating households subject to automatic heat energy conservation and setting a target amount of savings for each target household; Controlling, by the management system, air conditioning and heating equipment for each household subject to automatic heat energy conservation in the second stage; and The management system. A step of determining whether at least one target household among the households subject to the second stage of automatically saving heat energy manually adjusts the heating and cooling device of the household, wherein the at least one target household manually adjusts the heating and cooling device. When the heating and cooling device of a household is adjusted, the management system may impose a penalty on at least one target household.
  • the step of the management system executing the electric energy saving program includes the management system calculating a first overall electric energy saving target amount, the management system calculating the first electric energy saving target households, and each target household distributing a target amount, the management system transmitting a message containing an electric energy conservation goal and a period to each user terminal of the first electric energy conservation target household, and the management system achieving the first electric energy conservation goal. It may include a step of checking whether or not.
  • the management system executing the electric energy saving program includes calculating a second electric energy saving target amount by the management system, and performing the second electric energy saving target amount by the management system. Calculating households subject to automatic electric energy conservation and setting a target amount of savings for each target household, the management system controlling each home appliance of each household subject to automatic electric energy conservation in the second stage, and the management system This second step includes determining whether at least one target household among the households subject to automatic electric energy saving manually adjusts the home appliance of the household, wherein the at least one target household manually adjusts the home appliance. When a household's home appliance is adjusted, the management system may impose a penalty on at least one target household.
  • the energy balance line which is the standard for balancing energy production and consumption in a townhouse, is dynamically set to reflect the townhouse's regional information, information on each member of multiple households, and the type and degree of aging of renewable energy power generation facilities. By doing so, it can be advantageous to more accurately predict the energy balance state and maintain a uniform balance between energy production and consumption in the townhouse.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the network configuration of a management system for continuous energy independence of townhouses according to an embodiment.
  • Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of one piece of furniture included in a townhouse according to an embodiment.
  • Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a management system for continuous energy independence of townhouses according to an embodiment.
  • Figure 4 is a flowchart showing a management method for continuous energy independence of a townhouse according to an embodiment.
  • 5 to 13 are flowcharts showing a method of executing an energy control process for each situation according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is a surplus power generation state and a surplus heat energy production state according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is a surplus power generation state and a heat energy production shortage state according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is a surplus power generation state and an appropriate heat energy production state according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is a state of insufficient electric energy production and a state of surplus heat energy production according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is a state of insufficient electric energy production and a state of insufficient thermal energy production according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is an insufficient electric energy production state and an adequate thermal energy production state according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is a suitable electric energy production state and a surplus heat energy production state according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process execution unit when the energy balance state of a townhouse according to an embodiment is a suitable electric energy production state and a thermal energy production insufficient state.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by a control process executing unit when the energy balance state of a townhouse is an electrical energy production appropriate state and a thermal energy production appropriate state according to an embodiment.
  • Figure 14 is a flowchart showing a method of executing an electric energy saving program according to an embodiment.
  • Figure 15 is a flowchart showing a method of executing a heat energy saving program according to an embodiment.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the network configuration of a management system for continuous energy independence of townhouses according to an embodiment.
  • the network configuration of the management system for continuous energy self-sufficiency of townhouses includes a townhouse 100 and a management system 200 for continuous energy self-sufficiency of townhouses (hereinafter referred to as 'management system'). abbreviated as '), and includes at least one user terminal 300 and a network 400.
  • the management system 200 is mainly described as maintaining a balance of energy production and consumption for continuous energy independence of one townhouse 100, but is not limited thereto.
  • the management system 200 may maintain a balance between energy produced and energy consumption in the plurality of townhouses 100 .
  • the townhouse 100 is a set of a plurality of households consisting mainly of houses, and may be a set of houses to minimize the energy load required for buildings and minimize energy consumption by utilizing new and renewable energy.
  • the townhouse 100 includes a PVT module (121, 131 in Figure 2) that produces heat energy and electric energy using solar heat and solar energy, and a heat pump module that provides heat energy using air heat and geothermal heat (Figure 2). 2 of 132) may be included.
  • PVT module 121, 131 in Figure 2
  • a heat pump module that provides heat energy using air heat and geothermal heat
  • the management system 200 can monitor the thermal energy and electrical energy produced in the townhouse 100, predict energy production and consumption of the townhouse 100, and perform an energy control process appropriate for multiple situations. Accordingly, the management system 200 can contribute to the townhouse 100 maintaining a continuous state of energy independence by maintaining a balance between energy production and demand.
  • the management system 200 balances energy production and consumption of the townhouse 100 by reflecting changes in the membership of a plurality of households included in the townhouse 100, aging or characteristics of energy production facilities, etc. By monitoring and dynamically setting the balance line, it may be advantageous to maintain energy independence of the townhouse 100. A detailed description of the management system 200 will be described later with reference to FIG. 3.
  • the user terminal 300 may be a device capable of communicating data with the townhouse 100 and the management system 200 through a wired or wireless communication network such as the Internet and/or an intranet.
  • the user terminal 300 may be a mobile terminal such as a laptop, a handheld device, a smartphone, or a tablet PC, a desktop computer, or any device that uses or is directly or indirectly connected to such a device.
  • the user terminal 300 may be a terminal of a user residing in one of the plurality of households in the townhouse 100.
  • the user terminal 300 can install and run an application or application provided by the townhouse 100 and/or the management system 200, and the user can measure the energy production and consumption of each household through the application or application. etc. can be monitored. Additionally, the user terminal 300 can control home appliances and heating and cooling equipment of the corresponding residential household through the townhouse 100 and/or the management system 200.
  • the user terminal 300 may receive a message from the management system 200 through a short message service (SMS), push notification, or social networking service.
  • SMS short message service
  • messages may include the short messages, push notifications, and messages through social networking services.
  • the network 400 is a communication network through which the townhouse 100, the management system 200, and the user terminal 300 communicate with each other, and can be configured without any particular communication mode.
  • it can be composed of various communication networks such as Personal Area Network (PAN), Local Area Network (LAN), Metropolitan Area Network (MAN), and Wide Area Network (WAN).
  • PAN Personal Area Network
  • LAN Local Area Network
  • MAN Metropolitan Area Network
  • WAN Wide Area Network
  • Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of one piece of furniture included in a townhouse according to an embodiment.
  • the townhouse 100 may include a plurality of households 100_1 and 100_2.
  • the configuration of any one furniture (100_1) among the plurality of furniture included in the townhouse 100 will be described.
  • each of the plurality of furniture is substantially the same as any one furniture (100_1). Configuration may be included.
  • one furniture 100_1 included in the townhouse 100 includes a communication module 110, a monitoring module 120, a control module 130, and an electric energy module 140. ) and a heat energy module 150.
  • the communication module 110 may communicate data with the management system 200 through the network 400, either wired or wirelessly.
  • the communication module 110 may be home network equipment such as a home gateway or household terminal, but is not limited thereto. Additionally, the communication module 110 may perform data communication with the user terminal 300.
  • the communication module 110 uses a wired Internet communication method supporting TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), WCMDA (Wideband Code Division Multiple Access), LTE (Long Term Evolution), WiBro (Wireless Broadband Internet), and WiFi. Data may be transmitted and received between the management system 200 and the user terminal 300 and the townhouse 100 through at least one of various wireless communication methods such as (Wireless Fidelity).
  • TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol
  • WCMDA Wideband Code Division Multiple Access
  • LTE Long Term Evolution
  • WiBro Wireless Broadband Internet
  • WiFi Wireless Broadband Internet
  • the monitoring module 120 may monitor the electrical energy production and consumption of the electrical energy module 140 and the thermal energy production and consumption of the thermal energy module 140.
  • the monitoring module 120 monitors the electrical energy produced by each of the first PVT module 141 and the small wind power module 142, the electric energy charge and discharge amount of the battery module 143, the second PVT module 151, and The heat energy produced by each of the heat pump modules 152 and the temperature and storage amount of water stored in each of the heat storage tank 153 and the cool storage tank 154 can be monitored.
  • the monitoring module 120 may monitor the power consumption of each of a plurality of home appliances (not shown) included in the furniture and the heat energy consumption of an air conditioning and heating device (not shown).
  • the monitoring module 120 may provide monitoring data to the management system 200 and the user terminal 300 through the communication module 110.
  • the monitoring module 120 may be divided into a first monitoring module that monitors power production and consumption and a second monitoring module that monitors heat energy production and consumption.
  • the control module 130 can control the electric energy module 140.
  • the control module 130 supplies the electrical energy produced by the first PVT module 141 and the small wind power module 142 as household electricity to drive the household appliances, or a battery module ( 143). Additionally, the control module 130 can control the generated electrical energy to be used to heat the heat storage tank 153.
  • the control module 130 can control the heat energy module 150.
  • the control module 130 stores the heat energy produced by the second PVT module 151 in the heat storage tank 153, and stores the heat storage tank 153 and the cool storage tank 154 by the heat pump module 152. Each can be controlled to heat or cool. Additionally, the control module 130 can control the supply of cooling and heating to the corresponding household using the heat storage tank 153 and the cool storage tank 154.
  • control module 130 may control the electric energy module 140 and the thermal energy module 150 according to control commands received from the management system 200 and/or the user terminal 300.
  • the electrical energy module 140 may include a first PVT module 141, a small wind power module 142, and a battery module 143.
  • the first PVT module 141 may be a solar cell module that converts solar energy into electrical energy.
  • the configuration is illustrated as being distinct from the first PVT module 141 and the second PVT module 142, but the first PVT module 141 and the second PVT module 142 are one embodiment. It may be a photovoltaic-thermal module.
  • first PVT module 141 Since the specific form of the first PVT module 141 can be applied to various solar cells or power generation modules known to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.
  • the small wind power module 142 may be a wind power generator that produces electrical energy using a wind turbine. In this specification, it is exemplified that one small wind power module 142 is included in one household, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the small wind power module 142 may be placed one for each of a plurality of households, or may be implemented as one wind power module with a relatively large power generation capacity in one townhouse 100.
  • the battery module 143 may store electrical energy produced by the first PVT module 141 and the small wind power module 142.
  • the battery module 143 may be controlled by the control module 130 to charge electrical energy or discharge the charged electrical energy.
  • the thermal energy module 150 may include a second PVT module 151, a heat pump module 152, a heat storage tank 153, and a cool storage tank 154.
  • the second PVT module 151 may be a solar energy collection module that heats the circulating heat medium using solar heat. As described above, the second PVT module 151 can be implemented integrally with the first PVT module 141, and various solar thermal modules known to those skilled in the art can be applied.
  • the heat pump module 152 can cool hot circulating fluid or heat cold circulating fluid by utilizing various heat sources such as geothermal heat, air heat, and water heat. Although not specifically shown, the heat pump module 152 may include a compressor, condenser, expander, and evaporator. Additionally, the heat pump module 152 is linked with the second PVT module 151 and can heat the circulating fluid using the heat medium heated by the second PVT module 151.
  • the heat pump module 152 may be driven using electrical energy produced by the first PVT module 141 and/or the small wind power module 142.
  • the heat storage tank 153 can store hot water generated through heat exchange with the high-temperature heat medium supplied from the second PVT module 151. Additionally, the heat storage tank 153 may store hot water heated by the heat pump module 152. The heat storage tank 153 can supply the stored hot water as heating water and household hot water to the corresponding household under the control of the control module 130.
  • the cold storage tank 154 stores cold water cooled by the heat pump module 152, and can supply the stored cold water to the household's fan coil cold water and domestic cold water under the control of the control module 130. .
  • the heat storage tank 153 and the cold storage tank 154 may each include a temperature sensor, an opening/closing valve, etc., and the storage temperature of each of the heat storage tank 153 and the cold storage tank 154, whether the valve is opened/closed, and the degree of opening/closing are controlled by a control module. It can be controlled by (130).
  • Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a management system for continuous energy independence of townhouses according to an embodiment.
  • the management system 200 includes a first communication unit 210, a household information management unit 220, an energy monitoring unit 230, an energy balance line setting unit 240, an energy production prediction unit 250, and an energy consumption prediction unit 260. ), a control process execution unit 270, and a facility securing unit 280.
  • the first communication unit 210 may communicate data with the communication module 110 and the user terminal 300 through the network 400.
  • the first communication unit 210 receives monitoring data for each of the electric energy module 140 and the heat energy module 150 from the monitoring module 120 through the communication module 110, and processes the control process to be described later.
  • the command generated by the execution unit 270 may be transmitted to the control module 130.
  • the first communication unit 210 provides an application or application including a user interface to the communication module 110 and/or the user terminal 300 and provides data through the application or application. It may be possible.
  • the household information management unit 220 may store and manage household information for each of a plurality of households residing in the townhouse 100.
  • the household information may include information about household members included in the household (eg, number of members, gender, age, living pattern, energy consumption pattern, etc.), and the number and type of home appliances.
  • the household information includes renewable energy equipment included in each household, that is, the first PVT module 141, small wind power module 142, battery module 143, second PVT module 151, and heat pump module. (152), the type and degree of aging of each heat storage tank (153) and cold storage tank (154) may be included.
  • the household information management unit 220 may receive, store, and manage the household information from the user terminal 300 and/or the equipment securing unit 280 of each of a plurality of users residing in the townhouse 100. Additionally, in some embodiments, the household information management unit 220 may receive, store, and manage the household information from a terminal (not shown) of a manager who manages the townhouse 100.
  • the household information management unit 220 can also store and manage information about the townhouse 100.
  • townhouse information is regional information where the townhouse 100 is located, and may include seasonal characteristics of the region (eg, dry climate, tropical climate, daily temperature range, etc.) and weather forecast information for the region.
  • the household information management unit 220 can collect, store, and manage the local information by linking with an external linkage system (not shown) that provides local information through the first communication unit 210.
  • the energy monitoring unit 230 can monitor the production and consumption of electrical energy and thermal energy of the townhouse 100, respectively.
  • the energy monitoring unit 230 is linked with the monitoring module 120 to determine the power production and supply amount of each of the first PVT module 141 and the small wind power module 142, the charging power amount of the battery module 143, and the 2
  • the heat energy production and supply amount of each PVT module 151 and heat pump module 152 can be monitored.
  • the energy monitoring unit 230 may monitor the temperature, storage amount, supply amount, etc. of water stored in each of the heat storage tank 153 and the cold storage tank 145.
  • the energy balance line setting unit 240 may set an energy balance line to balance energy production and consumption of the townhouse 100.
  • the energy balance line may include a first energy balance line for balancing the production of electrical energy of the townhouse 100 and a second energy balance line for balancing the production of thermal energy.
  • the energy balance line setting unit 240 synthesizes the household information stored in the household information management unit 220 and the production and consumption monitoring data of electric energy and heat energy from the local information and energy monitoring unit 230 to determine energy A balance line can be set.
  • the energy balance line setting unit 240 can set the energy balance line in real time. However, it is not limited to this, and the energy balance line setting unit 240 may set the energy balance line for each preset period. For example, the energy balance line setting unit 240 may set the energy balance line once a day at a specified time.
  • the energy balance line setting unit 240 may set a new energy balance line when household information or regional information is updated by the household information management unit 220.
  • the energy balance line setting unit 240 distinguishes between thermal energy and electrical energy, and sets the energy balance line to each household member and home appliance.
  • the energy balance line setting unit 240 sets a first sub-energy balance line (e.g., electricity for each household) for each of the townhouse 100 as well as a plurality of households 100_1 and 100_2 included in the townhouse 100.
  • a second sub-energy balance line (for example, for balancing heat energy production and consumption for each household) can be set.
  • the energy production prediction unit 250 may predict electrical energy production (or power generation) and thermal energy production by each of the electrical energy module 140 and the thermal energy module 150.
  • the energy production prediction unit 250 can predict electrical energy production and thermal energy production for each preset period.
  • the energy production prediction unit 250 may predict electrical energy production and thermal energy production, respectively, by combining regional information stored in the household information management unit 220, accumulated energy production monitoring data, and/or previous energy production prediction data. You can.
  • the energy production prediction unit 250 provides weather forecast information such as the type and degree of deterioration of each of the new and renewable energy facilities stored in the household information management unit 220, and the amount of sunlight, temperature, and wind speed in the area where the townhouse 100 is located. , considering regional information including seasonal characteristics of the region, electrical energy production by each of the first PVT module 141 and the small wind power module 142, the second PVT module 151, and the heat pump module 152. ) The heat energy production by each can be predicted.
  • the energy consumption prediction unit 260 may predict the energy consumption of each of the plurality of households 100_1 and 100_2 included in the townhouse 100.
  • the energy consumption prediction unit 260 can predict the electric energy consumption and thermal energy consumption of the townhouse 100, respectively.
  • the energy consumption prediction unit 260 may predict power consumption and heat energy consumption based on household information and regional information stored in the household information management unit 220, respectively.
  • the energy consumption prediction unit 260 provides information on each member of a plurality of households (100_1, 100_2) (including the number of members, gender, age, lifestyle, and energy consumption pattern), and the number and type of home appliances. , regional information, and accumulated energy consumption prediction data can be combined to predict power consumption and heat energy consumption, respectively.
  • the energy production prediction unit 250 and the energy consumption prediction unit 260 may predict the energy production and consumption amount of the townhouse 100 for each preset period.
  • the preset period may be synchronized with the period during which the control process executing unit 270, which will be described later, predicts the energy balance state and executes the energy control process.
  • the energy production prediction unit 250 and the energy consumption prediction unit 260 subdivide the preset period into a plurality of sections to calculate the energy production and energy production of each townhouse 100 (or a plurality of households 100_1, 100_2) Consumption can be predicted.
  • the energy production prediction unit 250 and the energy consumption prediction unit 260 use various factors that vary depending on the geographical location of the townhouse 100, as well as a plurality of households. (100_1, 100_2) By considering information about the characteristics and/or members of each renewable energy facility, it can be advantageous to increase the accuracy of energy production prediction.
  • the energy production prediction unit 250 predicts the energy production and consumption of the townhouse 100 by distinguishing between electrical energy and thermal energy, which may be advantageous in managing the energy independence of the townhouse 100.
  • the control process execution unit 270 can predict whether the energy production and consumption of the townhouse 100 are balanced, that is, the energy balance state. For example, the control process execution unit 270 may use the current energy balance line set by the energy balance line setting unit 240, the energy production prediction unit 250, and the energy consumption prediction unit 260, respectively. Based on the energy production and consumption, the energy balance status of the electric energy and thermal energy of the townhouse 100 can be predicted.
  • control process execution unit 270 calculates the sum of the electric energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2) based on the first energy balance line regarding the electric energy of the townhouse 100. By comparison, the electrical energy balance state of the townhouse 100 can be predicted.
  • control process execution unit 270 compares the sum of the heat energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2) based on the second energy balance line regarding heat energy of the townhouse 100. Thus, the thermal energy balance state can be predicted.
  • control process execution unit 270 may predict the electric energy balance state and the thermal energy balance state for each of the plurality of households (100_1, 100_2). For example, the control process execution unit 270 configures the electric energy balance line (or first sub-energy balance line) and the thermal energy balance line (or first sub-energy balance line) for each household set by the energy balance line setting unit 240. 2 sub-energy balance line), the electrical energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2) is compared to determine the electrical energy balance status and thermal energy balance status of each of the plurality of households (100_1, 100_2). It is predictable.
  • the electric energy balance state is a surplus power generation state in which the predicted electric energy production exceeds the predicted electric energy consumption based on the first energy balance line, an electric energy production suitable state in which the predicted electric energy production and predicted electric energy consumption are balanced, and It may include a state of electrical energy production shortage where the predicted electrical energy consumption is greater than the predicted electrical energy production.
  • the heat energy balance state is suitable for a surplus heat energy production state in which the predicted heat energy production exceeds the predicted heat energy consumption based on the second energy balance line, and a heat energy production state in which the predicted heat energy production and predicted heat energy consumption are balanced. It may include a state of insufficient thermal energy production and a state in which the predicted thermal energy consumption is greater than the predicted thermal energy production.
  • the control process execution unit 270 may execute an energy control process according to the energy balance state.
  • the control process execution unit 270 may execute an energy control process to maintain the overall energy balance of the townhouse 100 by combining the electrical energy balance state and the thermal energy balance state.
  • a method of executing the energy control process according to the energy balance state of the control process execution unit 270 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 15.
  • the control process executing unit 270 may predict the energy balance state at preset periods and execute the energy control process accordingly.
  • the preset period may be a period set by the manager of the townhouse 100 or a period set according to local information.
  • the preset period may be set to various periods such as one day, one week, one month, etc. Additionally, the preset period may be set differently for each season to increase efficiency in managing the townhouse 100.
  • the facility securing unit 280 may generate data to secure new and renewable energy production facilities or storage facilities required for the townhouse 100.
  • the facility securing unit 280 may generate data to secure new and renewable energy production or storage facilities for the townhouse 100 using penalties for an electric energy saving program or a thermal energy saving program to be described later. there is.
  • the facility securing unit 280 may derive new and renewable energy production or storage facilities required for the townhouse 100 according to the execution of each of the electric energy saving program and the thermal energy saving program of the townhouse 100.
  • the equipment securing unit 280 may purchase the renewable energy production equipment or storage equipment if it is possible to secure the new renewable energy production equipment or storage equipment based on the penalty.
  • the production and consumption of electric energy and heat energy are predicted in managing the energy balance of the townhouse 100.
  • the management system 200 sets the energy balance line, which is the standard for balancing energy production and consumption of the townhouse 100, with regional information of the townhouse 100, member information of each of the plurality of households (100_1, 100_2), By dynamically setting the energy balance status by reflecting the type and degree of aging of renewable energy power generation facilities, it can be advantageous to more accurately predict the energy balance state and maintain a uniform balance between energy production and consumption of the townhouse 100.
  • the management system 200 derives new and renewable energy generation facilities or storage facilities required additionally for the townhouse 100, and uses penalties according to each of the electric energy saving program and thermal energy saving program, which will be described later, as financial resources to build the town itself.
  • additional renewable energy generation facilities or storage facilities for the house 100 it may be more advantageous to maintain the continuous energy independence of the townhouse 100.
  • Figure 4 is a flowchart showing a management method for continuous energy independence of a townhouse according to an embodiment.
  • the management system 200 may set the current energy balance line (S10).
  • the energy balance line setting unit 240 may set an energy balance line to balance energy production and consumption of the townhouse 100.
  • the energy balance line may include a first energy balance line for balancing the production of electrical energy of the townhouse 100 and a second energy balance line for balancing the production of thermal energy.
  • the energy balance line setting unit 240 synthesizes the household information stored in the household information management unit 220 and the production and consumption monitoring data of electric energy and heat energy from the local information and energy monitoring unit 230 to determine energy A balance line can be set.
  • the energy balance line setting unit 240 can set the energy balance line in real time. However, it is not limited to this, and the energy balance line setting unit 240 may set the energy balance line for each preset period. For example, the energy balance line setting unit 240 may set the energy balance line once a day at a specified time.
  • the energy balance line setting unit 240 may set a new energy balance line when household information or regional information is updated by the household information management unit 220.
  • the management system 200 can predict the electric energy production and consumption of the townhouse 100 (S20) and the thermal energy production and consumption (S30).
  • the step of predicting the electric energy production and consumption (S20) is performed before the step of predicting the thermal energy production and consumption (S30), but it is not limited thereto.
  • the step of predicting electrical energy production and consumption (S20) may be performed simultaneously with the step of predicting thermal energy production and consumption (S30) or may be performed later.
  • the energy production prediction unit 250 may predict the amount of electrical energy production (or power generation) and thermal energy production by each of the electrical energy module 140 and the thermal energy module 150.
  • the energy production prediction unit 250 may predict electrical energy production and thermal energy production, respectively, by combining regional information stored in the household information management unit 220, accumulated energy production monitoring data, and/or previous energy production prediction data. You can.
  • the energy production prediction unit 250 provides weather forecast information such as the type and degree of deterioration of each of the new and renewable energy facilities stored in the household information management unit 220, and the amount of sunlight, temperature, and wind speed in the area where the townhouse 100 is located. , considering regional information including seasonal characteristics of the region, electrical energy production by each of the first PVT module 141 and the small wind power module 142, the second PVT module 151, and the heat pump module 152. ) The heat energy production by each can be predicted.
  • the energy consumption prediction unit 260 may predict the energy consumption of each of the plurality of households 100_1 and 100_2 included in the townhouse 100.
  • the energy consumption prediction unit 260 can predict the electric energy consumption and thermal energy consumption of the townhouse 100, respectively.
  • the energy consumption prediction unit 260 synthesizes information about each member of a plurality of households (100_1, 100_2) stored in the household information management unit 220, the number and type of home appliances, and accumulated energy consumption prediction data. Thus, power consumption and heat energy consumption can be predicted respectively.
  • the management system 200 can predict the energy balance state of the townhouse 100 (S40).
  • the control process execution unit 270 can predict whether the energy production and consumption of the townhouse 100 are balanced, that is, the energy balance state. For example, the control process execution unit 270 may use the current energy balance line set by the energy balance line setting unit 240, the energy production prediction unit 250, and the energy consumption prediction unit 260, respectively. Based on the energy production and consumption, the energy balance status of the electric energy and thermal energy of the townhouse 100 can be predicted.
  • control process execution unit 270 calculates the sum of the electric energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2) based on the first energy balance line regarding the electric energy of the townhouse 100. By comparison, the electrical energy balance state of the townhouse 100 can be predicted.
  • control process execution unit 270 compares the sum of the heat energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2) based on the second energy balance line regarding heat energy of the townhouse 100. Thus, the thermal energy balance state can be predicted.
  • control process execution unit 270 may predict the electric energy balance state and the thermal energy balance state for each of the plurality of households (100_1, 100_2). For example, the control process execution unit 270 configures the electric energy balance line (or first sub-energy balance line) and the thermal energy balance line (or first sub-energy balance line) for each household set by the energy balance line setting unit 240. 2 sub-energy balance line), the electrical energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2) is compared to determine the electrical energy balance status and thermal energy balance status of each of the plurality of households (100_1, 100_2). It is predictable.
  • the electric energy balance state is a surplus power generation state in which the predicted electric energy production exceeds the predicted electric energy consumption based on the first energy balance line, an electric energy production suitable state in which the predicted electric energy production and predicted electric energy consumption are balanced, and It may include a state of electrical energy production shortage where the predicted electrical energy consumption is greater than the predicted electrical energy production.
  • the heat energy balance state is suitable for a surplus heat energy production state in which the predicted heat energy production exceeds the predicted heat energy consumption based on the second energy balance line, and a heat energy production state in which the predicted heat energy production and predicted heat energy consumption are balanced. It may include a state of insufficient thermal energy production and a state in which the predicted thermal energy consumption is greater than the predicted thermal energy production.
  • the management system 200 may execute the energy control process (S50).
  • the control process execution unit 270 may execute a plurality of energy control processes according to a plurality of energy balance states.
  • the control process execution unit 270 may execute an energy control process to maintain the overall energy balance of the townhouse 100 by combining the electrical energy balance state and the thermal energy balance state.
  • the production and consumption of electric energy and heat energy are predicted in managing the energy balance of the townhouse 100, as described later.
  • the management system 200 sets the energy balance line, which is the standard for balancing energy production and consumption of the townhouse 100, with regional information of the townhouse 100, member information of each of the plurality of households (100_1, 100_2), By dynamically setting the energy balance status by reflecting the type and degree of aging of renewable energy power generation facilities, it can be advantageous to more accurately predict the energy balance state and maintain a uniform balance between energy production and consumption of the townhouse 100.
  • FIGS. 5 to 13 are flowcharts showing a method of executing an energy control process for each situation according to an embodiment.
  • a method of executing an energy control process of the management system 200 according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 13.
  • FIGS. 5 to 13 detailed description of overlapping content will be omitted for convenience of explanation.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of executing an energy control process by the control process executing unit 270 when the energy balance state of the townhouse 100 is a surplus power generation state and a surplus heat energy production state.
  • control process execution unit 270 may store surplus power generation in the battery module 143 (S105) and store surplus heat energy in the heat storage tank 153 (S110).
  • control process execution unit 270 configures the control module 130 to store surplus power generation in the battery module 143, where the predicted electric energy production exceeds the predicted electric energy consumption based on the first energy balance line. It can be controlled through.
  • control process execution unit 270 uses the control module 130 to store excess heat energy in the heat storage tank 153, where the predicted heat energy production exceeds the predicted heat energy consumption based on the second energy balance line. You can control it.
  • control process execution unit 270 may determine whether the storage capacity of each of the battery and heat storage tank is exceeded (S115, S120).
  • the control process execution unit 270 checks the power storage capacity of the battery module 143 and the temperature and storage amount of water stored in the heat storage tank 153 through the energy monitoring unit 230, and monitors the battery module 143 and the heat storage tank 153. It is possible to determine whether each storage capacity has been exceeded.
  • control process execution unit 270 may control the control module 130 to continuously store the surplus power generation in the battery module 143.
  • control process execution unit 270 sends a message to promote power consumption to the user terminal 300 of each of the plurality of users residing in the townhouse 100. Can be sent (S125).
  • control process execution unit 270 may control the surplus heat energy production to continue to be stored in the heat storage tank 153 through the control module 130.
  • control process execution unit 270 sends a message to promote heat energy consumption to the user terminal 300 of each of the plurality of users residing in the townhouse 100. Can be sent (S130).
  • the management system 200 predicts the energy balance state for each of the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100, the management system 200 predicts the energy balance status of the plurality of households 100_1 and 100_2.
  • a message to promote power consumption may be sent to user terminals 300 of households where the storage capacity of the heavy battery module 143 is exceeded or the storage capacity of the heat storage tank 153 is predicted to be exceeded (S125' , S130').
  • FIG. 6 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is a surplus power generation state and a thermal energy production shortage state.
  • control process execution unit 270 may control the production of heat energy using surplus power generation (S205).
  • the control process execution unit 270 may control the control module 130 to produce heat energy using surplus power generation.
  • the control process execution unit 270 may control the heat storage tank 153 to be heated using the surplus power generation of the townhouse 100 through the control module 130.
  • control process execution unit 270 may determine whether the heat energy production target has been achieved (S210).
  • control process execution unit 270 heats the heat storage tank 153 using the surplus power generation, it determines whether the heat energy production target is achieved, that is, heat energy based on the second energy balance line for the heat energy of the townhouse 100. It is possible to determine whether the predicted production volume and predicted thermal energy consumption are balanced.
  • control process execution unit 270 may determine whether surplus power generation remains after heat energy production (S215).
  • the control process execution unit 270 may execute a surplus power generation battery storage process to store the remaining amount of the surplus power generation in the battery module 143 (S220).
  • the surplus power generation battery storage process of the control process execution unit 270 includes the step of storing the surplus power generation described in FIG. 5 in the battery module (S105), the step of determining whether the battery storage capacity is exceeded (S115), and depending on whether the judgment is made. This may be substantially the same as the step of sending a power consumption promotion message to the user terminal 300 (S125).
  • control process execution unit 270 may determine whether the storage amount of the heat storage tank 153 is available (S225).
  • the control process execution unit 270 may check the temperature and capacity of the water stored in the heat storage tank 153 through the energy monitoring unit 230 to check whether the storage amount of the heat storage tank 153 is available. For example, the control process execution unit 270 determines that the sum of the thermal energy stored in the heat storage tank 153 and the predicted thermal energy production of the townhouse 100 is the thermal energy of the townhouse 100 based on the second energy balance line. It is possible to determine whether it is in balance with the predicted consumption.
  • control process execution unit 270 may perform heat storage tank control scheduling (S230).
  • the heat storage tank control scheduling may be scheduling for supplying the heat energy stored in the heat storage tank 153 to at least one of the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100.
  • the control process execution unit 270 performs heat storage tank control scheduling based on member information, regional information, and heat energy balance status of each of the plurality of households (100_1, 100_2). can do.
  • the control process execution unit 270 may execute a heat energy saving program (S235).
  • the heat energy saving program may be a program for saving heat energy consumption for at least one of the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100. A detailed description of the heat energy saving program will be described later with reference to FIG. 15.
  • FIG. 7 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is a surplus power generation state and a suitable heat energy production state.
  • control process executing unit 270 may store surplus power generation in the battery module 143 (S305) and determine whether the battery storage capacity is exceeded (S310).
  • control process execution unit 270 may produce heat energy using surplus power generation (S315).
  • the control process execution unit 270 may charge the battery module 143 through the control module 130 and control the heat storage tank 153 to be heated using the remaining surplus power generation.
  • control process execution unit 270 determines whether the storage capacity of the heat storage tank is exceeded (S320), and if the storage capacity of the heat storage tank is exceeded, turns on power to the user terminal 300 of each of the plurality of users residing in the townhouse 100.
  • a message can be sent to promote consumption (S330).
  • FIG. 8 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is a state of insufficient electric energy production and a state of surplus heat energy production.
  • control process execution unit 270 may store surplus heat energy in a heat storage tank (S405) and determine whether the storage capacity of the heat storage tank is exceeded (S415).
  • control process execution unit 270 may send a message to promote heat energy consumption to the user terminal 300 of each of the plurality of users residing in the townhouse 100 ( S425).
  • control process execution unit 270 may determine whether battery storage capacity is available (S410).
  • control process execution unit 270 checks the amount of power stored in the battery module 143 through the energy monitoring unit 230, and the sum of the amount of power and the predicted electric energy production of the townhouse 100 is the first Based on the energy balance line, it can be determined whether the predicted electric energy consumption of the town house 100 is balanced.
  • control process execution unit 270 may perform battery discharge scheduling (S420).
  • battery discharge scheduling may be scheduling for supplying the electric energy stored in the battery module 143 to at least one of the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100.
  • the control process execution unit 270 performs battery discharge scheduling based on member information, regional information, and electric energy balance status of each of the plurality of households (100_1, 100_2). can do.
  • the control process execution unit 170 may execute an electric energy saving program (S430).
  • the electric energy saving program may be a program for saving electric energy consumption for at least one of the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100. A detailed description of the electric energy saving program will be described later with reference to FIG. 14.
  • FIG. 9 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is an electrical energy production insufficient state and a thermal energy production insufficient state.
  • control process execution unit 270 can determine whether the heat storage tank storage amount is available and the battery storage amount is available (S505, S510).
  • the process execution unit 270 may execute heat storage tank control scheduling and/or battery discharge scheduling, respectively (S515) , S520).
  • the process execution unit 270 may execute a heat energy saving program and/or an electric energy saving program ( S525, S530).
  • FIG. 10 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is an insufficient electric energy production state and an adequate thermal energy production state.
  • the control process execution unit 270 may determine whether battery storage capacity is available (S605). If the amount of power stored in the battery module 143 can be used, the process execution unit 270 can perform battery discharge scheduling (S610). Conversely, when the amount of power stored in the battery module 143 cannot be used, the process execution unit 270 may execute an electric energy saving program (S615).
  • FIG. 11 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is a suitable electric energy production state and a surplus heat energy production state.
  • the control process executing unit 270 may store surplus heat energy in the heat storage tank 153 (S705) and determine whether the storage capacity of the heat storage tank is exceeded (S710). If the storage capacity of the heat storage tank 153 is not exceeded, the control process execution unit 270 controls the surplus heat energy production to continue to be stored in the heat storage tank 153 through the control module 130. ) When the storage capacity exceeds, the control process execution unit 270 may send a message to promote heat energy consumption to the user terminal 300 of each of the plurality of users residing in the townhouse 100 (S715) ).
  • FIG. 12 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is adequate for electrical energy production and insufficient for thermal energy production.
  • the control process execution unit 270 determines whether the heat storage tank storage amount is available (S805), and if the heat energy stored in the heat storage tank 153 can be used, the control process execution unit 270 controls the heat storage tank. Scheduling can be performed (S810).
  • control process execution unit 270 may determine whether the battery storage amount is available (S815).
  • the control process execution unit 270 can control the production of heat energy using the available battery capacity (S820). For example, the control process execution unit 270 may control the heat storage tank 153 to be heated using the amount of power stored in the battery module 143 through the control module 130.
  • control process execution unit 270 determines whether heat energy is sufficient (S825), and if heat energy is not sufficient, it may execute a heat energy saving program (S830).
  • control process execution unit 270 uses the amount of power stored in the battery module 143 to set the second energy balance line as the sum of the thermal energy produced through heating and the predicted thermal energy production of the townhouse 100. If the estimated thermal energy consumption of the townhouse 100 is less than the standard, a thermal energy saving program can be executed.
  • control process execution unit 270 may execute a heat energy saving program when the amount of power stored in the battery module 143 cannot be used (S830).
  • FIG. 13 is a flowchart showing how the control process executing unit 270 executes the energy control process when the energy balance state of the townhouse 100 is the electrical energy production appropriate state and the thermal energy production appropriate state.
  • control process execution unit 270 may monitor the energy balance state when the energy balance state is an electrical energy production appropriate state and a thermal energy production appropriate state (S900).
  • the energy balance status for each of electric energy and heat energy is predicted, and various It may be advantageous to manage the energy balance of the townhouse 100 by executing an energy control process appropriate for the situation.
  • the electric energy produced by the first PVT module 141 and the small wind power module 142 or the electricity stored in the battery module 143 By using energy to supplement the necessary heat energy, it can be advantageous to more efficiently manage the energy balance of the townhouse 100 and maintain energy independence.
  • Figure 14 is a flowchart showing a method of executing an electric energy saving program according to an embodiment.
  • the electric energy saving program may include a first step process (S1110 to S1160) and a second step process (S1210 to S1260).
  • the management system 200 may first calculate the first stage 1 total electricity saving energy target amount (S1110).
  • control process execution unit 270 determines the amount of power in which the predicted electric energy consumption of the townhouse 100 exceeds the predicted electric energy production based on the first energy balance line as the first overall electric energy conservation target amount in the first stage. It can be calculated as:
  • the management system 200 can calculate the first-stage electricity saving households residing in townhouses (S1120) and distribute the target amount to each household (S1130).
  • the control process execution unit 270 may calculate at least one electricity saving target household among the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100.
  • control process execution unit 270 may list up a plurality of target households (100_1, 100_2) among the plurality of households (100_1, 100_2) in the order of the predicted electric energy consumption amount compared to the member information of each household. .
  • control process execution unit 270 determines the predicted electric energy consumption of each of the plurality of households 100_1 and 100_2 based on the first sub-energy balance line of each of the plurality of households 100_1 and 100_2. , 100_2) It is possible to list up multiple target households (100_1, 100_2) in the order of their respective electrical energy production forecasts being higher.
  • control process execution unit 270 determines appropriate electric energy for each of the plurality of households 100_1 and 100_2 based on household information and regional information including member information and/or renewable energy power generation facility information. Consumption can be calculated.
  • the appropriate amount of electrical energy consumption for each household is member information for each of the plurality of households (100_1, 100_2), and may be energy consumption calculated by excluding the electrical energy consumption pattern.
  • the control process execution unit 270 may distribute the first total electric energy saving target amount based on the calculated list. For example, the control process execution unit 270 may distribute the first overall electric energy saving target amount to a plurality of households 100_1 and 100_2 in the order of the list based on the appropriate electric energy consumption for each household.
  • the management system 200 may transmit a message including a saving goal and period to the user terminal of each household subject to first-stage electric energy conservation (S1140).
  • the control process executing unit 270 may transmit a message including the target electric energy saving amount and saving period distributed to the corresponding household to the user terminal 300 of each calculated target household.
  • the saving period may be a period during which the control process executing unit 270 executes the first stage process.
  • the sum of the period during which the control process execution unit 270 executes the first stage process and the period during which the second stage process is executed is the period during which the control process execution unit 270 executes the energy control process (or, the period during which the control process execution unit 270 executes the energy control process). It may be substantially the same as the preset period), but is not limited thereto.
  • the energy production prediction unit 250 and the energy consumption prediction unit 260 subdivide the preset period into a plurality of sections to predict the energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2).
  • the saving period may consist of at least one section among the plurality of sections.
  • the management system 200 may monitor the first stage electric energy saving and calculate the first overall electric energy saving amount (S1150).
  • the control process execution unit 270 may monitor the electric energy consumption of a plurality of households 100_1 and 100_2 through the energy monitoring unit 230 and calculate the electric energy saving amount of each household subject to electric energy conservation.
  • the amount of electrical energy saved by each target household may be the difference between the predicted electrical energy consumption predicted for each target household and the amount of electrical energy actually consumed by each target household.
  • control process execution unit 270 may calculate the sum of the electric energy savings of each household subject to electric energy conservation as the first total electric energy savings.
  • the management system 200 can check whether the first stage electric energy saving goal has been achieved (S1160).
  • the control process execution unit 270 may determine whether the goal has been achieved by comparing the first total electric energy saving target amount with the first total electric energy saving amount. When the first total electric energy saving amount is greater than or equal to the first total electric energy saving target amount, the control process execution unit 270 may end the electric energy saving program.
  • control process executing unit 270 may subsequently execute the second step process (S1210 to S1260).
  • the management system 200 may calculate a second electric energy saving target amount that is insufficient to meet the target (S1210).
  • the control process executing unit 270 calculates as a second electric energy saving target amount the first total electric energy saving target amount greater than the first total electric energy saving amount of the townhouse 100 saved by the first step process. can do.
  • the management system 200 can calculate the townhouse-dwelling households subject to the second-stage automatic electric energy conservation implementation (S1220) and set a savings implementation target amount for each target household (S1230).
  • the control process execution unit 270 selects those households that did not participate in electric energy conservation in the first-stage process among the plurality of households (200_1, 200_2).
  • Households subject to the second-stage automatic electric energy saving implementation can be calculated based on non-participating households and/or residential households in the order of lowest participation savings in the first-stage process.
  • control process execution unit 270 may set a target amount of savings for each target household for the calculated second-stage automatic electric energy conservation implementation target households. For example, the control process execution unit 270 may distribute the second electric energy saving target amount in descending order of participating savings amount in the first stage process and distribute the remaining target amount to the non-participating households, but is limited to this. That is not the case.
  • the management system 200 may transmit a message notifying the implementation of remote home appliance saving to the user terminal of each household subject to second-stage electricity conservation (S1240).
  • the control process execution unit 270 may transmit a home appliance remote saving implementation message of the calculated target household to the user terminal 300 of each household.
  • the message may include information regarding the target amount of automatic electric energy conservation for each target household and the period of automatic conservation implementation. Additionally, the message may include information that a penalty may be imposed when manually controlling a remotely controlled home appliance.
  • control process execution unit 270 may control the amount of power supplied to each home appliance of each target household based on the target savings amount for each target household through the control module 130.
  • the management system 200 may monitor the second-stage electrical energy savings and calculate the total electrical energy savings (S1250).
  • the control process execution unit 270 may monitor the electric energy consumption of a plurality of households 100_1 and 100_2 through the energy monitoring unit 230 and calculate the amount of electric energy savings for each household subject to electric energy saving.
  • the amount of electrical energy saved by each household subject to electrical energy conservation may be the difference between the predicted electrical energy consumption predicted for each target household and the amount of electrical energy actually consumed by each target household. Additionally, the control process execution unit 270 may calculate the sum of the electric energy savings of each target household as the second total electric energy savings.
  • the management system 200 may impose a penalty on the household in question if the second-stage electric energy saving goal is not achieved due to the large householder's manual control of home appliances (S1260).
  • control process executing unit 270 is configured to manually select at least one target household during the automatic saving implementation period. It is possible to determine whether the household appliances in question are adjusted.
  • control process executing unit 270 may cause the household to manually turn off the home appliance. It can be judged that has been adjusted. Additionally, the control process execution unit 270 may check and determine whether the home appliance of the corresponding household has been manually adjusted through the control module 130.
  • the control process execution unit 270 may impose a penalty on at least one household that manually adjusts the home appliance.
  • the penalty may be an electricity bill equivalent to the amount of electrical energy saved by the target household being less than the amount of electrical energy saved by the target household distributed to each target household. However, it is not limited to this.
  • the penalty may include a penalty calculated as a priority for households subject to electric energy conservation when the first stage of the electric energy saving program is performed in the future.
  • the facility securing unit 280 may generate data for securing new and renewable electric energy production or storage facilities for the townhouse 100 using the penalty for the electric energy saving program as a financial resource.
  • the equipment securing unit 280 derives the new renewable electric energy production or storage equipment required for the townhouse 100 according to the execution of the electric energy saving program of the townhouse 100, and determines the financial resources according to the penalty. If secured, renewable electric energy production or storage facilities can be purchased.
  • the increase in electric energy consumption is suppressed by inducing electric energy saving in the townhouse 100 through the first step process, and the electric energy saving performance is improved.
  • the balance of electric energy production and consumption of the townhouse 100 is maintained, and the residents of the townhouse 100 are maintained. People can be encouraged to participate in the energy independence of townhouses (100).
  • Figure 15 is a flowchart showing a method of executing a heat energy saving program according to an embodiment.
  • the heat energy saving program may include a first stage process (S2110 to S2160) and a second stage process (S2210 to S2260).
  • the management system 200 may first calculate the total target amount of first stage 1 heat saving energy (S2110).
  • control process execution unit 270 determines the thermal energy consumption in which the predicted thermal energy consumption of the townhouse 100 exceeds the predicted thermal energy production based on the second energy balance line as the first thermal energy saving amount in the first stage. It can be calculated as the total target amount.
  • the management system 200 can calculate the households residing in townhouses subject to heat saving in the first stage (S2120) and distribute the target amount to each household (S2130).
  • the control process execution unit 270 may calculate at least one heat energy saving target household among the plurality of households 100_1 and 100_2 of the townhouse 100.
  • control process execution unit 270 may list up a plurality of target households (100_1, 100_2) in the order of the predicted amount of heat energy consumption compared to the member information of each household among the plurality of households (100_1, 100_2). .
  • control process execution unit 270 determines the predicted amount of heat energy consumption for each of the plurality of households 100_1 and 100_2 based on the second sub-energy balance line for each of the plurality of households 100_1 and 100_2. , 100_2)
  • a plurality of target households (100_1, 100_2) can be listed in order of higher than the predicted amount of heat energy production for each.
  • control process execution unit 270 determines appropriate heat energy for each of the plurality of households 100_1 and 100_2 based on household information and regional information including member information and/or renewable energy power generation facility information. Consumption can be calculated.
  • the appropriate amount of heat energy consumption for each household is member information for each of the plurality of households (100_1, 100_2), and may be the energy consumption calculated by excluding the heat energy consumption pattern.
  • the control process execution unit 270 may distribute the total first heat energy saving target amount based on the calculated list. For example, the control process execution unit 270 may distribute the total first heat energy saving target amount to a plurality of households (100_1, 100_2) in the order of the list based on the appropriate energy consumption for each household.
  • the management system 200 may transmit a message including a saving goal and period to each user terminal of each household subject to heat energy conservation in the first stage (S2140).
  • the control process executing unit 270 may transmit a message including the target heat energy saving amount and saving period distributed to the corresponding household to the user terminal 300 of each calculated target household.
  • the saving period may be a period during which the control process executing unit 270 executes the first stage process.
  • the sum of the period during which the control process execution unit 270 executes the first stage process and the period during which the second stage process is executed is the period during which the control process execution unit 270 executes the energy control process (or, the period during which the control process execution unit 270 executes the energy control process). It may be substantially the same as the preset period), but is not limited thereto.
  • the energy production prediction unit 250 and the energy consumption prediction unit 260 subdivide the preset period into a plurality of sections to predict the energy production and consumption of each of the plurality of households (100_1, 100_2).
  • the saving period may consist of at least one section among the plurality of sections.
  • the management system 200 may monitor the first-stage heat energy savings and calculate the first overall heat energy savings (S2150).
  • the control process execution unit 270 may monitor the heat energy consumption of a plurality of households 100_1 and 100_2 through the energy monitoring unit 230 and calculate the heat energy savings of each household subject to heat energy conservation.
  • the amount of heat energy saved by each target household may be the difference between the predicted heat energy consumption predicted for each target household and the amount of heat energy actually consumed by each target household.
  • control process executing unit 270 may calculate the sum of the heat energy savings of each heat energy saving target household as the first total heat energy savings.
  • the management system 200 can check whether the first stage heat energy saving goal has been achieved (S2160).
  • the control process execution unit 270 may determine whether the goal has been achieved by comparing the first total heat energy saving target amount with the first total heat energy saving amount. When the first total heat energy saving amount is greater than or equal to the first total heat energy saving target amount, the control process execution unit 270 may end the heat energy saving program.
  • control process execution unit 270 may subsequently execute the second step processes (S2210 to S2260).
  • the management system 200 may calculate a second heat energy saving target amount that is insufficient to meet the target (S2210).
  • the control process executing unit 270 sets the first heat energy saving total target amount to a second heat energy saving target amount that is greater than the first total heat energy saving amount of the townhouse 100 saved by the first step process. It can be calculated as:
  • the management system 200 can calculate the townhouse-dwelling households subject to the second-stage automatic heat energy saving (S2220) and set a savings target for each target household (S2230).
  • the control process execution unit 270 selects those households that did not participate in heat energy conservation in the first-stage process among the plurality of households (200_1, 200_2). Households subject to the second stage of automatic heat energy saving can be calculated based on non-participating households and/or households with lower participation savings in the first stage process.
  • control process executing unit 270 may set a target savings amount for each target household for the calculated second-stage automatic heat energy conservation implementation target households. For example, the control process execution unit 270 may distribute the second heat energy saving target amount in order of the participating savings amount in the first stage process and distribute the remaining target amount to the non-participating households, but is limited thereto. That is not the case.
  • the management system 200 may transmit a message notifying the implementation of remote cooling and heating conservation to the user terminal of each household subject to heat conservation in the second stage (S2240).
  • the control process execution unit 270 may transmit a remote saving implementation message for the cooling and heating equipment of the calculated target household to the user terminal 300 of each household.
  • the message may include information about the target amount of automatic heat energy conservation and the period of automatic savings for each target household. Additionally, the message may include information that a penalty may be imposed if a remotely controlled heating and cooling device is manually controlled.
  • control process executing unit 270 may control the amount of heat energy supplied to each target household's cooling and heating device based on the target savings amount for each target household through the control module 130.
  • the management system 200 can monitor the second-stage heat energy savings and calculate the total heat energy savings (S2250).
  • the control process execution unit 270 may monitor the heat energy consumption of the plurality of households 100_1 and 100_2 through the energy monitoring unit 230 and calculate the amount of heat energy savings for each household subject to heat energy conservation.
  • the amount of heat energy saved for each household subject to heat energy conservation may be the difference between the predicted heat energy consumption predicted for each target household and the amount of heat energy consumption actually consumed by each target household. Additionally, the control process execution unit 270 may calculate the sum of the heat energy savings of each target household as the second total heat energy savings.
  • the management system 200 may impose a penalty on the household in question if the second-stage heat energy saving goal is not achieved due to the large householder's manual adjustment of the heating and cooling equipment (S2260).
  • control process executing unit 270 is configured to manually select at least one target household during the automatic saving implementation period. It is possible to determine whether the household's heating and cooling equipment is adjusted.
  • control process executing unit 270 determines that the household is heated manually. It can be judged that it has been adjusted. Additionally, the control process execution unit 270 may check and determine whether the heater of the corresponding furniture has been manually adjusted through the control module 130.
  • the control process execution unit 270 may impose a penalty on at least one household that manually adjusts the heating and cooling device.
  • the penalty may be a heat fee equivalent to the amount of heat energy saved by the target household being less than the amount of heat energy saved by the target household distributed to each target household.
  • the penalty may be a heat fee equivalent to the amount of heat energy saved by the target household being less than the amount of heat energy saved by the target household distributed to each target household.
  • the penalty may include a penalty calculated as a priority for heat energy saving target households during the first stage of the heat energy saving program to be carried out later.
  • the facility securing unit 280 may generate data for securing new and renewable heat energy production or storage facilities for the townhouse 100 using the penalty for the heat energy saving program as a financial resource. For example, the facility securing unit 280 derives the renewable heat energy production or storage facilities required for the townhouse 100 according to the execution of the heat energy saving program of the townhouse 100, and determines the financial resources according to the penalty. If secured, renewable heat energy production or storage facilities can be purchased.
  • the increase in heat energy consumption is suppressed by inducing heat energy saving in the townhouse 100 through the first step process, and the heat energy saving performance is improved.
  • the heat energy production and consumption of the townhouse 100 is maintained in balance, and the residents of the townhouse 100 can be encouraged to participate in the energy independence of townhouses (100).
  • control module 140 electrical energy module
  • thermal energy module 210 first communication unit

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Abstract

본 발명은, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법은, 관리 시스템이 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보를 타운하우스의 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정하는 단계, 관리 시스템이 가구 정보 및 타운하우스의 지역 정보를 기초로 타운하우스의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 관리 시스템이 가구 정보 및 타운하우스의 지역 정보를 기초로 타운하우스의 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 관리 시스템이 타운하우스의 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계 및 관리 시스템이 에너지밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계 포함한다.

Description

지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법
본 발명은 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
주택 위주로 구성된 타운하우스의 에너지 자립을 위한 제로 에너지 단지화는 한국을 포함한 전세계의 탄소 중립 로드맵에 있어 공동주택의 탄소 저감 운동에 부합할 수 있다.
이를 위해, 한국은 2050년까지 탄소 중립을 시행하겠다는 목표를 밝히며, 탄소중립기본법을 제정하였으며, 국토교통부의 탄소중립 로드맵에 따르면 30가구 이상의 공동주택이라면 2023년부터는 공공주택, 2024년에는 민간주택에도 제로에너지 건물 건설이 의무화된다.
주택의 소비 에너지는 전기에너지와 열에너지로 크게 구분할 수 있다. 화석연료 사용을 제로 수준으로 낮추려면, 신재생에너지를 통한 전력 확보와 열 확보를 함께 고려하여야 하며, 타운하우스의 에너지 생산과 저장, 소비의 균형을 유지하며, 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 시스템적인 모델이 보급된다면 주택 분야의 탄소 중립을 앞당길 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 타운하우스의 에너지 생산과 소비 모니터링 및 에너지 생산과 소비 예측을 통한 에너지 생산과 수요의 균형을 유지하여 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템은, 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운 하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템에 있어서, 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보와 지역 정보를 저장 및 관리하는 가구 정보 관리부, 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량 및 소비량을 모니터링하는 에너지 모니터링부, 상기 가구 정보 및 상기 에너지 모니터링부의 에너지 모니터링 데이터를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 라인을 설정하는 에너지 밸런스 라인 설정부, 상기 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량과 소비량을 예측하는 에너지 생산 예측부와 에너지 소비 예측부 및 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 예측 결과에 따라 에너지 제어 프로세스를 실행하는 제어 프로세스 실행부를 포함한다.
상기 타운하우스에 필요한 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보하는 설비 확보부를 더 포함할 수 있다.
상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함할 수 있다.
상기 제어 프로세스 실행부는 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하고, 상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고, 상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 잉여 발전량을 이용하여 상기 축열조를 가열하도록 제어하여 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하고, 상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하고, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과한 경우, 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하고, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 배터리 방전 스케줄링을 실행하고, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는, 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하고, 상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하되, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하고, 상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
상기 열 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되, 상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 열 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고, 상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되, 상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 냉난방 기기를 원격으로 제어할 수 있다.
상기 전기 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되, 상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 전기 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고, 상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되, 상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 가전기기를 원격으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법은, 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법에 있어서, 관리 시스템이 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보를 상기 타운하우스의 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계 및 상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함할 수 있다.
상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈 및 상기 축열조 각각의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고, 상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 사용하여 상기 축열조를 가열하는 단계, 상기 관리 시스템이 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 모듈 저장 용량이 초과한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 배터리 방전 스케줄링을 실행하고, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계, 상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하는 단계, 및 상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제1 단계 열 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제1 열 에너지 절약 대상 가구 각각 의 사용자 단말에 열 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 열 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 냉난방 기기를 제어하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여할 수 있다.
상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제1 단계 전기 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제1 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 전기 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 전기 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는, 상기 관리 시스템이 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계, 상기 관리 시스템이 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계, 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 가전기기를 제어하는 단계, 및 상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템 및 그 방법에 의하면, 타운하우스의 에너지 생산과 소비 모니터링 및 에너지 생산과 소비예측을 통한 에너지 생산과 수요의 균형을 유지하여 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 유리할 수 있다.
또한, 타운하우스의 에너지 생산과 소비의 균형의 기준이 되는 에너지 밸런스 라인을 타운하우스의 지역 정보, 복수의 가구 각각의 구성원 정보, 신재생 에너지 발전 설비의 종류 및 노후화 정도 등을 반영하여 동적으로설정함으로써, 에너지 밸런스 상태를 보다 정확하게 예측하여 타운하우스의 에너지 생산과 소비의 균형을 균일하게 유지하는 데에 유리할 수 있다.
나아가, 타운하우스에 추가적으로 필요한 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 도출하고, 후술할 전기 에너지 절약 프로그램 및 열 에너지 절약 프로그램 각각에 따른 패널티를 재원으로 하여 자체적으로 타운하우스의 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 추가 확보함으로써, 타운하우스의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 네트워크 구성도를 나타내는 개요도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 타운하우스에 포함된 어느 하나의 가구의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5 내지 도 13은 일 실시예에 따른 각 상황 별 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 타운하우스의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
도 1은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 네트워크 구성도를 나타내는 개요도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 네트워크 구성은 타운하우스(100), 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템(200)(이하, '관리 시스템'이라 약칭함), 적어도 하나의 사용자 단말(300) 및 네트워크(400)를 포함한다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 관리 시스템(200)이 하나의 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 위해 에너지 생산 및 소비의 균형을 유지하는 것을 위주로 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 관리 시스템(200)은 복수의 타운하우스(100)에서 생산된 에너지와 에너지 소비의 균형을 유지할 수 있을 것이다.
타운하우스(100)는 주택 위주로 구성된 복수의 가구의 집합으로, 건축물에 필요한 에너지부하를 최소화하고, 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하기 위한 주택의 집합일 수 있다. 예를 들어, 타운하우스(100)는 태양열과 태양광을 이용하여 열에너지 및 전기에너지를 생산하는 PVT 모듈(도2의 121, 131) 및 공기열과 지열을 이용하여 열에너지를 제공하는 히트 펌프 모듈(도 2의 132)를 포함할 수 있다. 타운하우스(100)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.
관리 시스템(200)은 타운하우스(100)에서 생산된 열에너지, 전기에너지를 모니터링하고, 타운하우스(100)의 에너지 생산량 및 소비량을 예측하여 복수의 상황에 맞는 에너지 제어 프로세스를 실시할 수 있다. 이에 따라, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)가 에너지 생산과 수요의 균형을 유지하여 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 기여할 수 있다.
또한, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구의 구성원의 변화, 에너지 생산 설비의 노후화 또는 특성 등을 반영하여 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비가 균형을 이루는 에너지 밸런스 라인을 모니터링하고 동적으로 설정함으로써, 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 유지하는 데에 유리할 수 있다. 관리 시스템(200)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
사용자 단말(300)은 인터넷 및/또는 인트라넷과 같은 유무선 통신망을 통해 타운하우스(100) 및 관리 시스템(200)과 데이터 통신할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 노트북, 핸드헬드 장치, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 단말, 데스크탑 컴퓨터, 또는 이러한 장치를 이용하거나 직간접적으로 이와 연결된 임의의 장치일 수 있다.
사용자 단말(300)은 타운하우스(100)의 복수의 가구 중 어느 하나에 거주하는 사용자의 단말일 수 있다. 사용자 단말(300)은 타운하우스(100) 및/또는 관리 시스템(200)에서 제공하는 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 설치 및 구동할 수 있으며, 사용자는 상기 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 각 가구의 에너지 생산량, 소비량 등을 모니터링할 수 있다. 또한, 사용자 단말(300)은 타운 하우스(100) 및/또는 관리 시스템(200)을 통해 해당 거주 가구의 가전기기 및 냉난방 설비를 제어할 수 있다.
또한, 사용자 단말(300)은 관리 시스템(200)으로부터 단문 메시지(Short Message Service, SMS), 푸시 알림 또는 사회관계망서비스(Social Networking Service)를 통한 메시지를 수신할 수 있다. 본 명세서에서, 메시지는 상기 단문 메시지, 푸시 알림 및 사회관계망서비스를 통한 메시지를 포함할 수 있다.
네트워크(400)는 타운하우스(100), 관리 시스템(200) 및 사용자 단말(300)이 서로 통신하는 통신망(Communication Network)으로 통신 양태를 특별하게 가리지 않고 구성될 수 있다. 예를 들어, 단거리 통신망(Personal Area Network, PAN), 근거리 통신망(Local Area Network, LAN), 도시권 통신망(Metropolitan Area Network, MAN), 광역 통신망(Wide Area Network, WAN) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 일 실시예에 따른 타운하우스에 포함된 어느 하나의 가구의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
타운하우스(100)는 복수의 가구(100_1, 100_2)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구 중 어느 하나의 가구(100_1)의 구성에 대하여 설명하지만, 복수의 가구 각각은 어느 하나의 가구(100_1)와 실질적으로 동일한 구성을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 타운하우스(100)에 포함된 어느 하나의 가구(100_1)는 통신 모듈(110), 모니터링 모듈(120), 컨트롤 모듈(130), 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150)을 포함할 수 있다.
통신 모듈(110)은 네트워크(400)를 통해 유선 또는 무선으로 관리 시스템(200)과 데이터 통신을 할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(110)은 홈 게이트 웨이, 세대단말기 등의 홈 네트워크 장비일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 통신 모듈(110)은 사용자 단말(300)과 데이터 통신을 할 수 있다.
통신 모듈(110)은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 등을 지원하는 유선 인터넷 통신 방법 또는 WCMDA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiFi(Wireless Fidelity) 등과 같은 다양한 무선 통신 방법 중 적어도 어느 하나를 통해 관리 시스템(200) 및 사용자 단말(300)과 타운하우스(100) 간 데이터를 송수신할 수 있다.
모니터링 모듈(120)은 전기 에너지 모듈(140)의 전기 에너지 생산량 및 소비량, 열 에너지 모듈(140)의 열에너지 생산량 및 소비량을 모니터링할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 모듈(120)은 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142) 각각에서 생산된 전기 에너지, 배터리 모듈(143)의 전기에너지 충방전량, 제2 PVT 모듈(151) 및 히트 펌프 모듈(152) 각각에서 생산된 열 에너지, 및 축열조(153)와 축냉조(154) 각각에 저장된 물의 온도, 저장량 등을 모니터링할 수 있다.
또한, 모니터링 모듈(120)은 가구에 포함된 복수의 가전기기(미도시) 각각의 전력 소비량 및 냉난방 장치(미도시)의 열 에너지 소비량을 각각 모니터링 할 수 있다.
모니터링 모듈(120)은 통신 모듈(110)을 통해 관리 시스템(200) 및 사용자 단말(300)에 모니터링 데이터를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 모니터링 모듈(120)은 전력 생산량 및 소비량을 모니터링 하는 제1 모니터링 모듈과 열 에너지 생산량 및 소비량을 모니터링하는 제2 모니터링 모듈로 구분되어 구성될 수도 있다.
컨트롤 모듈(130)은 전기 에너지 모듈(140)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 모듈(130)은 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지를 해당 가구의 가전기기를 구동하기 위한 생활 전기로 공급하거나, 또는 배터리 모듈(143)에 저장하도록 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤 모듈(130)은 상기 생산된 전기 에너지를 이용하여 축열조(153)를 가열하기 위해 사용되도록 제어할 수 있다.
컨트롤 모듈(130)은 열 에너지 모듈(150)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 모듈(130)은 제2 PVT 모듈(151)에 의해 생산된 열 에너지가 축열조(153)에 저장되고, 히트 펌프 모듈(152)에 의해 축열조(153) 및 축냉조(154) 각각이 가열 또는 냉각되도록 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤 모듈(130)은 축열조(153) 및 축냉조(154)를 이용하여 해당 가구에 냉방 및 난방을 공급하도록 조절할 수 있다.
또한, 컨트롤 모듈(130)은 관리 시스템(200) 및/또는 사용자 단말(300)로부터 수신된 제어 명령에 따라 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150)을 제어할 수 있다.
전기 에너지 모듈(140)은 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142) 및 배터리 모듈(143)을 포함할 수 있다.
제1 PVT 모듈(141)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양 전지 모듈일 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 제1 PVT 모듈(141)과 제2 PVT 모듈(142)과 구분되는 구성으로 예시하였으나, 제1 PVT 모듈(141)과 제2 PVT 모듈(142)은 하나의 태양광열 모듈(Photovoltaic-Thermal module)일 수 있다.
제1 PVT 모듈(141)의 구체적인 형태는 통상의 기술자에게 알려진 다양한 태양광 전지 또는 발전 모듈이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
소형 풍력 모듈(142)은 풍력 터빈을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 풍력 발전기일 수 있다. 본 명세서에서는 어느 하나의 가구에 하나의 소형 풍력 모듈(142)이 포함된 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 소형 풍력 모듈(142)은 복수의 가구마다 하나씩 배치되거나, 하나의 타운하우스(100)에 발전 용량이 상대적으로 큰 하나의 풍력 모듈로 구현될 수도 있다.
배터리 모듈(143)은 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있다. 배터리 모듈(143)은 컨트롤 모듈(130)에 의해 제어되어 전기 에너지를 충전하거나, 충전된 전기 에너지를 방전될 수 있다.
열 에너지 모듈(150)은 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152), 축열조(153) 및 축냉조(154)를 포함할 수 있다.
제2 PVT 모듈(151)은 태양열을 이용하여 순환되는 열매체를 가열하는 태양광 집열 모듈일 수 있다. 제2 PVT 모듈(151)은 상술한 바와 같이 제1 PVT 모듈(141)과 일체로 구현 가능하며, 통상의 기술자에게 알려진 다양한 태양광열 모듈이 적용될 수 있다.
히트 펌프 모듈(152)은 지열, 공기열, 수열 등과 같은 다양한 열원을 활용하여 뜨거운 순환 유체를 냉각하거나, 또는 차가운 순환 유체를 가열할 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았지만, 히트 펌프 모듈(152)은 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기를 포함할 수 있다. 또한, 히트 펌프 모듈(152)은 제2 PVT 모듈(151)과 연동되어, 제2 PVT 모듈(151)에 의해 가열된 열매체를 이용하여 순환 유체를 가열할 수 있다.
히트 펌프 모듈(152)은 제1 PVT 모듈(141) 및/또는 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지를 이용하여 구동될 수 있다.
축열조(153)는 제2 PVT 모듈(151)로부터 공급되는 고온의 열매체와 열교환을 통해 발샌된 온수를 저장할 수 있다. 또한 축열조(153)는 히트 펌프 모듈(152)에 의해 가열된 온수를 저장할 수 있다. 축열조(153)는 컨트롤 모듈(130)의 제어에 의하여 저장된 온수를 해당 가구의 난방수 및 생활 온수로 공급할 수 있다.
축냉조(154)는 히트 펌프 모듈(152)에 의해 냉각된 냉수를 저장하며, 컨트롤 모듈(130)의 제어에 의하여 저장된 냉수를 해당 가구의 팬 코일(Fan coil) 냉수 및 생활 냉수로 공급할 수 있다.
축열조(153) 및 축냉조(154)는 각각 온도 센서, 개폐 밸브 등을 포함할 수 있으며, 축열조(153) 및 축냉조(154) 각각의 저장 온도, 밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도 등은 컨트롤 모듈(130)에 의해 제어될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
관리 시스템(200)은 제1 통신부(210), 가구 정보 관리부(220), 에너지 모니터링부(230), 에너지 밸런스 라인 설정부(240), 에너지 생산 예측부(250), 에너지 소비 예측부(260), 제어 프로세스 실행부(270) 및 설비 확보부(280)를 포함할 수 있다.
제1 통신부(210)는 네트워크(400)를 통해 통신 모듈(110) 및 사용자 단말(300)과 데이터 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부(210)는 통신 모듈(110)을 통해 모니터링 모듈(120)로부터 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150) 각각에 대한 모니터링 데이터를 수신하고, 후술할 제어 프로세스 실행부(270)에 의해 생성된 명령을 컨트롤 모듈(130)에 전송할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 통신부(210)는 통신 모듈(110) 및/또는 사용자 단말(300)에 사용자 인터페이스를 포함하는 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 제공하며, 상기 응용 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 데이터를 제공할 수도 있다.
가구 정보 관리부(220)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 가구 각각의 가구 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 여기서, 가구 정보는 해당 가구에 포함된 가구 구성원에 관한 정보(예컨대, 구성원의 수, 성별, 연령, 생활패턴, 에너지 소비 패턴 등), 가전기기의 수 및 종류를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가구 정보는 해당 가구 각각에 포함된 신재생 에너지 설비, 즉 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142), 배터리 모듈(143), 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152), 축열조(153) 및 축냉조(154) 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함할 수 있다.
가구 정보 관리부(220)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300) 및/또는 설비 확보부(280)로부터 상기 가구 정보를 수 신하여 저장 및 관리할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 가구 정보 관리부(220)는 해당 타운하우스(100)를 관리하는 관리자의 단말(미도시)로부터 상기 가구 정보를 수신하여 저장 및 관리할 수도 있다.
나아가, 가구 정보 관리부(220)는 타운하우스(100)에 관한 정보 또한 저장 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 타운하우스 정보는 해당 타운하우스(100)가 위치한 지역 정보로서, 해당 지역의 계절별 특성(예컨대, 건조기후, 열대기후, 일교차 등), 해당 지역의 일기 예보 정보를 포함할 수 있다. 이경우, 가구 정보 관리부(220)는 제1 통신부(210)를 통해 지역 정보를 제공하는 외부 연계 시스템(미도시)과 연동되어 상기 지역 정보를 수집하고 저장 및 관리할 수 있다.
에너지 모니터링부(230)는 타운하우스(100)의 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산량 및 소비량을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 에너지 모니터링부(230)는 모니터링 모듈(120)과 연동되어 제1 PVT 모듈(141) 및 소형 풍력 모듈(142) 각각의 전력 생산량 및 공급량, 배터리 모듈(143)의 충전 전력량, 제2 PVT 모듈(151) 및 히트 펌프 모듈(152) 각각의 열 에너지 생산량 및 공급량을 모니터링할 수 있다. 또한, 에너지 모니터링부(230)는 축열조(153) 및 축냉조(145) 각각에 저장된 물의 온도, 저장량, 공급량 등을 모니터링할 수 있다.
에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100)의 에너지 생산 및 소비의 균형을 맞추기 위한 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 여기서, 에너지 밸런스 라인은 타운하우스(100)의 전기 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제1 에너지 밸런스 라인 및 열 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제2 에너지 밸런스 라인을 포함할 수 있다.
예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 가구 정보와 지역 정보 및 에너지 모니터링부(230)의 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산량 및 소비량 모니터링 데이터를 종합하여 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.
에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 실시간으로 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 기 설정된 기간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 하루에 한 번씩 지정 시간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 의해 가구 정보 또는 지역 정보가 업데이트 되는 경우 에너지 밸런스 라인을 새롭게 설정할 수 있다.
이와 같이, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 라인을 설정함에 있어서, 열 에너지와 전기 에너지를 구분하고, 에너지 밸런스 라인 설정 시점에서의 각 가구의 구성원, 가전기기에 관한 정보 및 상기 신재생 에너지 발전 설비 각각의 종류와 노후화 정도를 고려함으로써, 보다 정확하고 유효성 있는 에너지 밸런스 라인을 설정하는 데에 유리할 수 있다.
나아가, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100) 뿐만 아니라, 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구(100_1, 100_2) 별로 제1 서브 에너지 밸런스 라인(예를 들어, 가구별 전기 에너지 생산량과 소비량의 균형을 맞추기 위한), 제2 서브 에너지 밸런스 라인(예를 들어, 가구별 열 에너지 생산량과 소비량의 균형을 맞추기 위한)을 설정할 수 있다.
에너지 생산 예측부(250)는 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150) 각각에 의한 전기 에너지 생산량(또는, 발전량) 및 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다. 에너지 생산 예측부(250)는 기 설정된 기간마다 전기 에너지 생산량 및 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다.
예를 들어, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 지역 정보, 누적된 에너지 생산 모니터링 데이터 및/또는 이전 에너지 생산 예측 데이터를 종합하여 전기 에너지 생산량 및 열 에너지 생산량을 각각 예측할 수 있다.
구체적인 예로, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 상기신재생 에너지 설비 각각의 종류와 노후화 정도, 타운하우스(100)가 위치한 지역의 일조량, 온도, 풍량과 같은 기상 예보 정보, 해당 지역의 계절에 따른 특성을 포함하는 지역 정보를 고려하여 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142) 각각에 의한 전기 에너지 생산량 및 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152) 각각에 의한 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다.
에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 소비량을 예측할 수 있다. 에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.
예를 들어, 에너지 소비 예측부(260)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 전력 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.
구체적인 예로, 에너지 소비 예측부(260)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원에 관한 정보(구성원의 수, 성별, 연령, 생활패턴, 에너지 소비 패턴을 포함), 가전기기의 수와 종류, 지역 정보, 누적된 에너지 소비량 예측 데이터를 종합하여 전력 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.
또한, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)는 기 설정된 기간마다 타운하우스(100)의 에너지 생산량 및 소비량을 예측할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기간은 후술할 제어 프로세스 실행부(270)가 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 에너지 제어 프로세스를 실행하는 기간과 동기화될 수 있다. 나아가, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)는 상기 기 설정된 기간을 복수의 구간으로 세분화하여 타운하우스(100)(또는 복수의 가구(100_1, 100_2)) 각각의 에너지 생산량 및 소비량을 예측할 수 있다.
이와 같이, 에너지 생산 예측부(250)와 에너지 소비 예측부(260)는 에너지 생산량또는 에너지 소비량을 예측함에 있어서, 해당 타운하우스(100)의 지리적 위치에 따라 변동되는 다양한 요소뿐만 아니라, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 신재생 에너지 설비 각각의 특성 및/또는 구성원에 관한 정보를 고려함으로써, 에너지 생산량 예측의 정확도를 높이는 데에 유리할 수 있다. 또한, 에너지 생산 예측부(250)는 전기 에너지와 열에너지를 구분하여 타운하우스(100)의 에너지 생산량 및 소비량을 각각 예측함으로써, 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 관리하는 데에 유리할 수 있다.
제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 에너지 생산량과 소비량이 균형이 이루는지 여부, 즉 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 현재 시점의 에너지 밸런스 라인, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260) 각각에 의해 예측된 에너지 생산량 및 소비량을 기초로 타운하우스(100)의 전기 에너지 및 열 에너지 각각의 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 전기 에너지에 관한 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 타운하우스(100)의 전기 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 열 에너지에 관한 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 열 에너지 밸런스 상태를 예측할수 있다.
나아가, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대한 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 각 가구에 대한 전기 에너지 밸런스 라인(또는, 제1 서브 에너지 밸런스 라인) 및 열 에너지 밸런스 라인(또는, 제2 서브 에너지 밸런스 라인)을 각각 기준으로 하여, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 비교하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 밸런스 상태와 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
여기서, 전기 에너지 밸런스 상태는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 전기 에너지 예측 생산량이 전기 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 발전 상태, 전기 에너지 예측 생산량과 전기 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 전기 에너지 예측 생산량보다 전기 에너지 예측 소비량이 많은 전기 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.
또한, 열 에너지 밸런스 상태는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량이 열 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 열 에너지 생산 상태, 열 에너지 예측 생산량과 열 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 열 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 예측 생산량보다 열 에너지 예측 소비량이 많은 열 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 제어 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 종합하여 타운하우스(100)의 전체 에너지 균형을 유지하기 위한 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스 실행 방법은 도 5 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.
제어 프로세스 실행부(270)는 기 설정된 기간마다 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 그에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기간은 타운하우스(100)의 관리자에 의해 설정된 기간이거나 또는 지역 정보에 따라 설정된 기간일 수 있다. 예를 들어, 상기 기 설정된 기간은 하루, 일주일, 한달 등과 같은 다양한 기간으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 기 설정된 기간은 계절 별로 다르게 설정하여 타운하우스(100)를 관리하는 데에 그 효율성을 높일 수도 있다.
설비 확보부(280)는 타운하우스(100)에 필요한 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보하기 위한 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 설비 확보부(280)는 후술할 전기 에너지 절약 프로그램 또는 열 에너지 절약 프로그램에 대한 패널티를 재원으로 하여 타운하우스(100)의 신재생 에너지 생산 또는 저장 설비 확보를 위한 데이터를 생성할 수 있다.
설비 확보부(280)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 절약 프로그램 및 열 에너지 절약 프로그램 각각의 실행에 따라 타운하우스(100)에 필요한 신재생 에너지 생산 또는 저장 설비를 도출할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 설비 확보부(280)는 상기 패널티에 의하여 상기 도출된 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보가능한 경우, 해당 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 구매할 수도 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템(200)에 의하는 경우, 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리함에 있어 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산과 소비를 예측하고, 후술할 바와 같이 복수의 에너지 밸런스 상태에 따라 상호 보완 가능하도록 에너지 밸런스를 제어함으로써 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 유리할 수 있다.
또한, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형의 기준이 되는 에너지 밸런스 라인을 타운하우스(100)의 지역 정보, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 신재생 에너지 발전 설비의 종류 및 노후화 정도 등을 반영하여 동적으로 설정함으로써, 에너지 밸런스 상태를 보다 정확하게 예측하여 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형을 균일하게 유지하는 데에 유리할 수 있다.
나아가, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)에 추가적으로 필요한 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 도출하고, 후술할 전기 에너지 절약 프로그램 및 열 에너지 절약 프로그램 각각에 따른 패널티를 재원으로 하여 자체적으로 타운하우스(100)의 신재생 에너지 발전 설비 또는 저장 설비를 추가 확보함으로써, 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 관리 시스템(200)은 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다(S10).
에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 타운하우스(100)의 에너지 생산 및 소비의 균형을 맞추기 위한 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 여기서, 에너지 밸런스 라인은 타운하우스(100)의 전기 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제1 에너지 밸런스 라인 및 열 에너지의 생산과 균형을 맞추기 위한 제2 에너지 밸런스 라인을 포함할 수 있다.
예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 가구 정보와 지역 정보 및 에너지 모니터링부(230)의 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산량 및 소비량 모니터링 데이터를 종합하여 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.
에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 실시간으로 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 기 설정된 기간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 하루에 한 번씩 지정 시간마다 에너지 밸런스 라인을 설정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 에너지 밸런스 라인 설정부(240)는 가구 정보 관리부(220)에 의해 가구 정보 또는 지역 정보가 업데이트 되는 경우 에너지 밸런스 라인을 새롭게 설정할 수 있다.
이후, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하고(S20), 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측할 수 있다(S30).
도 4에서는 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S20)가 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S30)보다 먼저 이루어지는 것을 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S20)는 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계(S30)와 동시에 이루어지거나 또는 그보다 뒤에 이루어질 수도 있다.
구체적으로, 에너지 생산 예측부(250)는 전기 에너지 모듈(140) 및 열 에너지 모듈(150) 각각에 의한 전기 에너지 생산량(또는, 발전량) 및 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 지역 정보, 누적된 에너지 생산 모니터링 데이터 및/또는 이전 에너지 생산 예측 데이터를 종합하여 전기 에너지 생산량 및 열 에너지 생산량을 각각 예측할 수 있다.
구체적인 예로, 에너지 생산 예측부(250)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 상기신재생 에너지 설비 각각의 종류와 노후화 정도, 타운하우스(100)가 위치한 지역의 일조량, 온도, 풍량과 같은 기상 예보 정보, 해당 지역의 계절에 따른 특성을 포함하는 지역 정보를 고려하여 제1 PVT 모듈(141), 소형 풍력 모듈(142) 각각에 의한 전기 에너지 생산량 및 제2 PVT 모듈(151), 히트 펌프 모듈(152) 각각에 의한 열 에너지 생산량을 예측할 수 있다.
에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)에 포함된 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 소비량을 예측할 수 있다. 에너지 소비 예측부(260)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.
예를 들어, 에너지 소비 예측부(260)는 가구 정보 관리부(220)에 저장된 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원에 관한 정보, 가전기기의 수와 종류, 누적된 에너지 소비량 예측 데이터를 종합하여 전력 소비량 및 열 에너지 소비량을 각각 예측할 수 있다.
다음으로, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다(S40).
제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 에너지 생산량과 소비량이 균형이 이루는지 여부, 즉 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 현재 시점의 에너지 밸런스 라인, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260) 각각에 의해 예측된 에너지 생산량 및 소비량을 기초로 타운하우스(100)의 전기 에너지 및 열 에너지 각각의 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 전기 에너지에 관한 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 타운하우스(100)의 전기 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 열 에너지에 관한 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 생산량의 합 및 소비량의 합을 비교하여 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
나아가, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대한 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 라인 설정부(240)에 의해 설정된 각 가구에 대한 전기 에너지 밸런스 라인(또는, 제1 서브 에너지 밸런스 라인) 및 열 에너지 밸런스 라인(또는, 제2 서브 에너지 밸런스 라인)을 각각 기준으로 하여, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 비교하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 밸런스 상태와 열 에너지 밸런스 상태를 예측할 수 있다.
여기서, 전기 에너지 밸런스 상태는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 전기 에너지 예측 생산량이 전기 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 발전 상태, 전기 에너지 예측 생산량과 전기 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 전기 에너지 예측 생산량보다 전기 에너지 예측 소비량이 많은 전기 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.
또한, 열 에너지 밸런스 상태는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량이 열 에너지 예측 소비량을 초과하는 잉여 열 에너지 생산 상태, 열 에너지 예측 생산량과 열 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는 열 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 예측 생산량보다 열 에너지 예측 소비량이 많은 열 에너지 생산량 부족 상태를 포함할 수 있다.
그리고 나서, 관리 시스템(200)은 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다(S50).
제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 에너지 밸런스 상태에 따른 복수의 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다. 제어 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 밸런스 상태 및 열 에너지 밸런스 상태를 종합하여 타운하우스(100)의 전체 에너지 균형을 유지하기 위한 에너지 제어 프로세스를 실행할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법에 의하는 경우, 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리함에 있어 전기 에너지와 열 에너지 각각의 생산과 소비를 예측하고, 후술할 바와 같이 복수의 에너지 밸런스 상태에 따라 상호 보완 가능하도록 에너지 밸런스를 제어함으로써 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립 상태를 유지하는 데에 유리할 수 있다.
또한, 관리 시스템(200)은 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형의 기준이 되는 에너지 밸런스 라인을 타운하우스(100)의 지역 정보, 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 신재생 에너지 발전 설비의 종류 및 노후화 정도 등을 반영하여 동적으로 설정함으로써, 에너지 밸런스 상태를 보다 정확하게 예측하여 타운하우스(100)의 에너지 생산과 소비의 균형을 균일하게 유지하는 데에 유리할 수 있다.
도 5 내지 도 13은 일 실시예에 따른 각 상황 별 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다. 이하에서, 도 5 내지 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 관리 시스템(200)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 13을 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 저장하고(S105), 잉여 열 에너지를 축열조(153)에 저장할 수 있다(S110).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 전기 에너지 예측 생산량이 전기 에너지 예측 소비량을 초과하는 용량의 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 저장하도록 컨트롤 모듈(130)을 통해 제어할 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량이 열 에너지 예측 소비량을 초과하는 용량의 잉여 열 에너지를 축열조(153)에 저장하도록 컨트롤 모듈(130)을 통해 제어할 수 있다.
이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 및 축열조 각각의 저장 용량의 초과 여부를 판단할 수 있다(S115, S120).
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 배터리 모듈(143)의 전력 저장 용량 및 축열조(153)에 저장된 물의 온도, 저장량을 확인하고, 배터리 모듈(143) 및 축열조(153) 각각의 저장 용량 초과 여부를 판단할 수 있다.
만약, 배터리 모듈(143)의 저장 용량이 초과되지 않는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 계속하여 저장하도록 제어할 수 있다.
반대로, 배터리 모듈(143)의 저장 용량이 초과하는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S125).
마찬가지로, 축열조(153)의 저장 용량이 초과되지 않는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 열 에너지 생산량을 축열조(153)에 계속하여 저장하도록 제어할 수 있다.
또한, 축열조(153)의 저장 용량이 초과하는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S130).
몇몇 실시예에서, 관리 시스템(200)이 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대하여 에너지 밸런스 상태를 예측하는 경우, 관리 시스템(200)은 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 배터리 모듈(143)의 저장 용량이 초과하거나 또는 축열조(153)의 저장 용량이 초과할 것으로 예측된 가구의 사용자 단말(300)을 대상으로 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수도 있다(S125', S130').
도 6은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량으로 열 에너지를 생산하도록 제어할 수 있다(S205).
제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 발전량을 이용하여 열 에너지를 생산하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 타운하우스(100)의 잉여 발전량을 이용하여 축열조(153)를 가열하도록 제어할 수 있다.
이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단할 수 있다(S210).
제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량을 이용하여 축열조(153)를 가열함에 따라, 열 에너지 생산 목표 달성 여부 즉, 타운하우스(100)의 열 에너지에 대한 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 열 에너지 예측 생산량 및 열 에너지 예측 소비량이 균형을 이루는지 여부를 판단할 수 있다.
만약, 열 에너지 생산 목표를 달성한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 생산 후 남은 잉여 발전량 잔여 여부를 판단할 수 있다(S215).
잉여 발전량이 남은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량의 잔여량을 배터리 모듈(143)에 저장하는 잉여 발전량 배터리 저장 프로세스를 실행할 수 있다(S220). 여기서, 제어 프로세스 실행부(270)의 잉여 발전량 배터리 저장 프로세스는 도 5에서 설명한 잉여 발전량을 배터리 모듈에 저장하는 단계(S105), 배터리 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계(S115) 및 판단 여부에 따라 사용자 단말(300)에 전력 소비 촉진 메시지를 발송하는 단계(S125)와 실질적으로 동일할 수 있다.
또한, 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조(153) 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S225).
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 축열조(153)에 저장된 물의 온도, 용량을 확인하여 축열조(153)의 저장량 가용 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조(153)에 저장된 열 에너지와 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 생산량의 합이 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 소비량과 균형을 이루는지 여부를 판단할 수 있다.
축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 제어 스케줄링을 실시할 수 있다(S230).
여기서, 축열조 제어 스케줄링은 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나에 공급하기 위한 스케줄링일 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 지역 정보 및 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 밸런스 상태를 기초로 축열조 제어 스케줄링을 실시할 수 있다.
또한, 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S235). 본 명세서에서, 열 에너지 절약 프로그램은 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나를 대상으로 열 에너지 소비를 절약하도록 하기 위한 프로그램일 수 있다. 열 에너지 절약 프로그램에 대한 상세한 설명은 도 15를 참조하여 후술한다.
도 7은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량을 배터리 모듈(143)에 저장하고(S305), 배터리 저장 용량 초과 여부를 판단할 수 있다(S310).
배터리 저장 용량을 초과한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 발전량으로 열 에너지를 생산할 수 있다(S315). 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 배터리 모듈(143)을 충전하고 남은 잔여 잉여 발전량으로 축열조(153)를 가열하도록 제어할 수 있다.
이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 저장 용량 초과 여부를 판단하고(S320), 축열조 저장 용량을 초과한 경우, 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S330).
도 8은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 열 에너지를 축열조에 저장하고(S405), 축열조 저장 용량 초과 여부를 판단할 수 있다(S415).
만약, 축열조 저장 용량이 초과한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S425).
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S410).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 확인하고, 상기 전력량과 타운하우스(100)의 전기 에너지 예측 생산량의 합이 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운 하우스(100)의 전기 에너지 예측 소비량과 균형을 이루는지 여부를 판단할 수 있다.
배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 방전 스케줄링을 실시할 수 있다(S420).
여기서, 배터리 방전 스케줄링은 배터리 모듈(143)에 저장된 전기 에너지를 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나에 공급하기 위한 스케줄링일 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보, 지역 정보 및 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 밸런스 상태를 기초로 배터리 방전 스케줄링을 실시할 수 있다.
또한, 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 제어 프로세스 실행부(170)는 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S430). 본 명세서에서, 전기 에너지 절약 프로그램은 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나를 대상으로 전기 에너지 소비를 절약하도록 하기 위한 프로그램일 수 있다. 전기 에너지 절약 프로그램에 대한 상세한 설명은 도 14를 참조하여 후술한다.
도 9는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 저장량 가용여부 및 배터리 저장량 가용 여부를 각각 판단할 수 있다(S505, S510).
만약, 축열조(153)에 저장된 열 에너지 및/또는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 프로세스 실행부(270)는 축열조 제어 스케줄링 및/또는 배터리 방전 스케줄링을 각각 실행할 수 있다(S515, S520).
반대로, 축열조(153)에 저장된 열 에너지 및/또는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 절약 프로그램 및/또는 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S525, S530).
도 10은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S605). 만약, 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 프로세스 실행부(270)는 배터리 방전 스케줄링을 각각 실행할 수 있다(S610). 반대로, 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S615).
도 11은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 잉여 열 에너지를 축열조(153)에 저장하고(S705), 축열조의 저장 용량의 초과 여부를 판단할 수 있다(S710). 만약, 축열조(153)의 저장 용량이 초과되지 않는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 잉여 열 에너지 생산량을 축열조(153)에 계속하여 저장하도록 제어하고, 축열조(153)의 저장 용량이 초과하는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말(300)에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송할 수 있다(S715).
도 12는 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 먼저 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 저장량 가용 여부를 판단하고(S805), 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 축열조 제어 스케줄링을 실시할 수 있다(S810).
만약, 축열조(153)에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 저장량 가용 여부를 판단할 수 있다(S815).
배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 가용량으로 열 에너지를 생산하도록 제어할 수 있다(S820). 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 이용하여 축열조(153)를 가열하도록 제어할 수 있다.
이후, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 충당 여부를 판단하고(S825), 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S830).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 이용하여 가열을 통해 생산된 열 에너지와 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 생산량의 합이 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 소비량보다 적은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 배터리 모듈(143)에 저장된 전력량을 사용할 수 없는 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행할 수 있다(S830).
도 13은 타운하우스(100)의 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 제어 프로세스 실행부(270)의 에너지 제어 프로세스 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우, 에너지 밸런스 상태를 모니터링 할 수 있다(S900).
이와 같이, 일 실시예에 따른 관리 시스템(200)의 에너지 제어 프로세스에 의하는 경우, 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리함에 있어서 전기 에너지와 열 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 다양한 상황에 맞는 에너지 제어 프로세스를 실행함으로써 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리하는 데에 유리할 수 있다.
또한, 타운하우스(100)가 열 에너지 생산량 부족 상태, 또는 잉여 발전 상태의 경우, 제1 PVT 모듈(141)과 소형 풍력 모듈(142)에 의해 생산된 전기 에너지 또는 배터리 모듈(143)에 저장된 전기 에너지를 이용하여 필요한 열 에너지를 보완하도록 함으로써, 보다 효율적으로 타운하우스(100)의 에너지 균형을 관리하여 에너지 자립화를 유지하는 데에 유리할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스(S1110 내지 S1160) 및 제2 단계 프로세스(S1210 내지 S1260)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 단계 프로세스에 의하면, 먼저 관리 시스템(200)이 1단계 제1 전기 절약 에너지 전체 목표량을 산출할 수 있다(S1110).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 전기 에너지 예측 소비량이 전기 에너지 예측 생산량을 초과하는 전력량을 1단계의 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량으로 산출할 수 있다.
이후, 관리 시스템(200)은 1단계 전기 절약 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S1120), 가구 별 목표량을 배분할 수 있다(S1130).
제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나의 전기 절약 대상 가구를 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 각 가구의 구성원 정보 대비 전기 에너지 소비 예측량이 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수 있다.
다른 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 소비 예측량이 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 제1 서브 에너지 밸런스 라인을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 전기 에너지 생산 예측량보다 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할수도 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대하여 구성원 정보 및/또는 신재생 에너지 발전 설비 정보를 포함하는 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 복수의 가구별 적정 전기 에너지 소비량을 산출할 수 있다. 여기서, 가구별 적정 전기 에너지 소비량은 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보로서, 전기 에너지 소비 패턴을 제외하여 산출된 에너지 소비량일 수 있다.
제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 리스트를 기초로 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 가구별 적정 전기 에너지 소비량을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2)에 대하여 상기 리스트 순으로 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다.
다음으로, 관리 시스템(200)은 1 단계 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다(S1140).
제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구에 배분된 전기 에너지 절약 목표량 및 절약 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 절약 기간은 제어 프로세스 실행부(270)가 상기 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간일 수 있다.
구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)가 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간과 제2 단계 프로세스를 실행하는 기간의 합은 제어 프로세스 실행부(270)가 에너지 제어 프로세스를 실행하는 주기(또는, 상기 기 설정된 기간)와 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)가 상기 기 설정된 기간을 복수의 구간으로 세분화하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 경우, 상기 절약 기간은 상기 복수의 구간 중 적어도 어느 하나의 구간으로 이루어질 수도 있다.
그리고 나서, 관리 시스템(200)은 1단계 전기 에너지 절약을 모니터링하고, 제1 전제 전기 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S1150).
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 전기 에너지 소비량을 모니터링하고, 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 전기 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 전기 에너지 소비량의 차이일 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량의 합을 제1 전체 전기 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.
마지막으로, 관리 시스템(200)은 1단계 전기 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인할 수 있다(S1160).
제어 프로세스 실행부(270)는 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량과 상기 제1 전체 전기 에너지 절약량을 비교하여 목표 달성 여부를 판단할 수 있다. 상기 제1 전체 전기 에너지 절약량이 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량보다 많거나 동일한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 전기 에너지 절약 프로그램을 종료할 수 있다.
만약, 상기 제1 전체 전기 에너지 절약량이 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량보다 적은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 단계 프로세스(S1210 내지 S1260)를 이어서 실행할 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 단계 프로세스에 의하면, 관리 시스템(200)은 목표에 부족한 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출할 수 있다(S1210).
제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량이 상기 제1 단계 프로세스에 의해 절약한 타운하우스(100)의 제1 전체 전기 에너지 절약량보다 많은 전력량을 제2 전기 에너지 절약 목표량으로 산출할 수 있다.
그리고, 관리 시스템(200)은 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S1220), 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다(S1230).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출함에 있어서, 복수의 가구(200_1, 200_2) 중 제1 단계 프로세스에서 전기 에너지 절약에 참여하지 않은 미 참여 가구 및/또는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서의 거주 가구를 기준으로 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출할 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 2단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구에 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서로 상기 제2 전기 에너지 절약 목표량을 분배하고, 남은 목표량을 상기 미 참여 가구에 분배할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후, 관리 시스템(200)은 제2 단계 전기 절약 대상 거주 가구 각각의 사용자 단말에 가전기기 원격 절약 실시를 통보하는 메시지를 전송할 수 있다(S1240).
제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구의 가전기기 원격 절약 실시 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 대상 가구 각각의 전기 에너지 자동 절약 실시 목표량 및 자동 절약 실시 기간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지는 원격으로 제어되는 가전 기기를 수동으로 제어하는 경우, 패널티가 부과될 수 있다는 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 대상 가구별 절약 실시 목표량을 기초로 대상 가구 각각의 가전기기에 공급되는 전력량을 제어할 수 있다.
다음으로, 관리 시스템(200)은 2단계 전기 에너지 절약량을 모니터링하고, 전체 전기 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S1250).
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 전기 에너지 소비량을 모니터링하고, 전기 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량을 산출할 수 있다.
여기서, 전기 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 전기 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 전기 에너지 소비량의 차이일 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 대상 가구 각각의 전기 에너지 절약량의 합을 제2 전체 전기 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.
마지막으로, 관리 시스템(200)은 거구 가주의 가전기기 수동 조절로 인하여 2단계 전기 에너지 절약 목표에 미 달성한 경우, 해당 거주 가구에 패널티를 부여할 수 있다(S1260).
제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제2 전체 전기 에너지 절약량이 상기 제2 전기 에너지 절약 목표량보다 작은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 대상 가구 각각이 절약한 전기 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 전기 에너지 절약량보다 작은 경우, 해당 가구가 수동으로 가전기기를 조절한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 해당 가구의 가전기기가 수동으로 조절된 것인지 여부를 확인하여 판단할 수도 있다.
제어 프로세스 실행부(270)는 수동으로 가전기기를 조절한 적어도 어느 하나의 가구에 패널티를 부여할 수 있다. 여기서, 패널티는 대상 가구가 절약한 전기 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 전기 에너지 절약량보다 작은 만큼의 전기 요금일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 패널티는 이후에 진행될 전기 에너지 절약 프로그램에서 1단계 프로세스 진행 시 우선적으로 전기 에너지 절약 대상 가구로 산출되는 패널티를 포함할 수 있다.
또한, 설비 확보부(280)는 전기 에너지 절약 프로그램에 대한 패널티를 재원으로 하여 타운하우스(100)의 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비 확보를 위한 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 설비 확보부(280)는 타운하우스(100)의 전기 에너지 절약 프로그램의 실행에 따라 타운하우스(100)에 필요한 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비를 도출하고, 상기 패널티에 따라 재원이 확보된 경우 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비를 구매할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 전기 에너지 절약 프로그램 실행 방법에 의하는 경우, 제1 단계 프로세스를 통해 타운하우스(100)의 전기 에너지 절약을 유도하여 전기 에너지 소비량 증가를 억제하고, 전기 에너지 절약 실적이 높은 가구과 낮은 가구을 구분하여 실적이 낮은 가구의 가전기기를 원격으로 제어하는 제2 단계 프로세스를 진행함으로써, 타운하우스(100)의 전기 에너지 생산과 소비의 균형을 유지하고, 타운하우스(100)의 거주자들에게 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 동참하도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 제2 단계 프로세스 진행에도 불구하고 전기 에너지 소비량 절감량이 부족한 경우, 제2 단계 프로세스에 비 협조적인 가구에 대하여 패널티를 부과하고, 재원을 확보하여 타운하우스(100)에 필요한 신재생 전기 에너지 생산 또는 저장 설비를 확보함으로써, 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램 실행 방법을 보여주는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스(S2110 내지 S2160) 및 제2 단계 프로세스(S2210 내지 S2260)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 단계 프로세스에 의하면, 먼저 관리 시스템(200)이 1단계 제1 열 절약 에너지 전체 목표량을 산출할 수 있다(S2110).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 에너지 밸런스 라인을 기준으로 타운하우스(100)의 열 에너지 예측 소비량이 열 에너지 예측 생산량을 초과하는 열 에너지 소비량을 1단계의 제1 열 에너지 절약 전체 목표량으로 산출할 수 있다.
이후, 관리 시스템(200)은 1단계 열 절약 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S2120), 가구 별 목표량을 배분할 수 있다(S2130).
제어 프로세스 실행부(270)는 타운하우스(100)의 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 적어도 어느 하나의 열 에너지 절약 대상 가구를 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 중 각 가구의 구성원 정보 대비 열 에너지 소비 예측량이 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수 있다.
다른 예로, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 소비 예측량이 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 제2 서브 에너지 밸런스 라인을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 열 에너지 생산 예측량보다 많은 순으로 복수의 대상 가구(100_1, 100_2)를 리스트 업 할 수도 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각에 대하여 구성원 정보 및/또는 신재생 에너지 발전 설비 정보를 포함하는 가구 정보와 지역 정보를 기초로 복수의 가구별 적정 열 에너지 소비량을 산출할 수 있다. 여기서, 가구별 적정 열 에너지 소비량은 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 구성원 정보로서, 열 에너지 소비 패턴을 제외하여 산출된 에너지 소비량일 수 있다.
제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 리스트를 기초로 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 가구별 적정 에너지 소비량을 기준으로 복수의 가구(100_1, 100_2)에 대하여 상기 리스트 순으로 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분할 수 있다.
다음으로, 관리 시스템(200)은 제1 단계 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다(S2140).
제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구에 배분된 열 에너지 절약 목표량 및 절약 기간을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 절약 기간은 제어 프로세스 실행부(270)가 상기 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간일 수 있다.
구체적인 예로, 제어 프로세스 실행부(270)가 제1 단계 프로세스를 실행하는 기간과 제2 단계 프로세스를 실행하는 기간의 합은 제어 프로세스 실행부(270)가 에너지 제어 프로세스를 실행하는 주기(또는, 상기 기 설정된 기간)와 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 에너지 생산 예측부(250) 및 에너지 소비 예측부(260)가 상기 기 설정된 기간을 복수의 구간으로 세분화하여 복수의 가구(100_1, 100_2) 각각의 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 경우, 상기 절약 기간은 상기 복수의 구간 중 적어도 어느 하나의 구간으로 이루어질 수도 있다.
그리고 나서, 관리 시스템(200)은 1단계 열 에너지 절약을 모니터링하고, 제1 전제 열 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S2150).
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 열 에너지 소비량을 모니터링하고, 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 열 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 열 에너지 소비량의 차이일 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량의 합을 제1 전체 열 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.
마지막으로, 관리 시스템(200)은 1단계 열 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인할 수 있다(S2160).
제어 프로세스 실행부(270)는 제1 열 에너지 절약 전체 목표량과 상기 제1 전체 열 에너지 절약량을 비교하여 목표 달성 여부를 판단할 수 있다. 상기 제1 전체 열 에너지 절약량이 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량보다 많거나 동일한 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 열 에너지 절약 프로그램을 종료할 수 있다.
만약, 상기 제1 전체 열 에너지 절약량이 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량보다 적은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 제2 단계 프로세스(S2210 내지 S2260)를 이어서 실행할 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 단계 프로세스에 의하면, 관리 시스템(200)은 목표에 부족한 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출할 수 있다(S2210).
제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량이 상기 제1 단계 프로세스에 의해 절약한 타운하우스(100)의 제1 전체 열 에너지 절약량보다 많은 열 에너지 절약량을 제2 열 에너지 절약 목표량으로 산출할 수 있다.
그리고, 관리 시스템(200)은 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출하고(S2220), 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다(S2230).
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 타운하우스 거주 가구를 산출함에 있어서, 복수의 가구(200_1, 200_2) 중 제1 단계 프로세스에서 열 에너지 절약에 참여하지 않은 미 참여 가구 및/또는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서의 거주 가구를 기준으로 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출할 수 있다.
또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 2단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구에 대상 가구별 절약 실시 목표량을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 제1 단계 프로세스에서 참여 절약량이 낮은 순서로 상기 제2 열 에너지 절약 목표량을 분배하고, 남은 목표량을 상기 미 참여 가구에 분배할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후, 관리 시스템(200)은 제2 단계 열 절약 대상 거주 가구 각각의 사용자 단말에 냉난방 원격 절약 실시를 통보하는 메시지를 전송할 수 있다(S2240).
제어 프로세스 실행부(270)는 산출된 대상 가구 각각의 사용자 단말(300)에 해당 가구의 냉난방 기기 원격 절약 실시 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 대상 가구 각각의 열 에너지 자동 절약 실시 목표량 및 자동 절약 실시 기간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지는 원격으로 제어되는 냉난방 기기를 수동으로 제어하는 경우, 패널티가 부과될 수 있다는 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 대상 가구별 절약 실시 목표량을 기초로 대상 가구 각각의 냉난방 기기에 공급되는 열 에너지량을 제어할 수 있다.
다음으로, 관리 시스템(200)은 2단계 열 에너지 절약량을 모니터링하고, 전체 열 에너지 절약량을 계산할 수 있다(S2250).
제어 프로세스 실행부(270)는 에너지 모니터링부(230)를 통해 복수의 가구(100_1, 100_2)의 열 에너지 소비량을 모니터링하고, 열 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량을 산출할 수 있다.
여기서, 열 에너지 절약 실시 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량은 대상 가구 각각에 대하여 예측된 열 에너지 예측 소비량에 대상 가구 각각이 실제 소비한 열 에너지 소비량의 차이일 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 대상 가구 각각의 열 에너지 절약량의 합을 제2 전체 열 에너지 절약량으로 산출할 수 있다.
마지막으로, 관리 시스템(200)은 거구 가주의 냉난방 기기 수동 조절로 인하여 2단계 열 에너지 절약 목표에 미 달성한 경우, 해당 거주 가구에 패널티를 부여할 수 있다(S2260).
제어 프로세스 실행부(270)는 상기 제2 전체 열 에너지 절약량이 상기 제2 열 에너지 절약 목표량보다 작은 경우, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어 프로세스 실행부(270)는 상기 자동 절약 실시 기간 중 대상 가구 각각이 절약한 열 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 열 에너지 절약량보다 작은 경우, 해당 가구가 수동으로 가열이기를 조절한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 프로세스 실행부(270)는 컨트롤 모듈(130)을 통해 해당 가구의 가열이기가 수동으로 조절된 것인지 여부를 확인하여 판단할 수도 있다.
제어 프로세스 실행부(270)는 수동으로 냉난방 기기를 조절한 적어도 어느 하나의 가구에 패널티를 부여할 수 있다. 여기서, 패널티는 대상 가구가 절약한 열 에너지 절약량이 대상 가구 각각에 배분된 대상 가구 열 에너지 절약량보다 작은 만큼의 열 요금일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 패널티는 이후에 진행될 열 에너지 절약 프로그램에서 1 단계 프로세스 진행 시 우선적으로 열 에너지 절약 대상 가구로 산출되는 패널티를 포함할 수 있다.
또한, 설비 확보부(280)는 열 에너지 절약 프로그램에 대한 패널티를 재원으로 하여 타운하우스(100)의 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비 확보를 위한 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 설비 확보부(280)는 타운하우스(100)의 열 에너지 절약 프로그램의 실행에 따라 타운하우스(100)에 필요한 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비를 도출하고, 상기 패널티에 따라 재원이 확보된 경우 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비를 구매할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 열 에너지 절약 프로그램 실행 방법에 의하는 경우, 제1 단계 프로세스를 통해 타운하우스(100)의 열 에너지 절약을 유도하여 열 에너지 소비량 증가를 억제하고, 열 에너지 절약 실적이 높은 가구과 낮은 가구을 구분하여 실적이 낮은 가구의 가열이기를 원격으로 제어하는 제2 단계 프로세스를 진행함으로써, 타운하우스(100)의 열 에너지 생산과 소비의 균형을 유지하고, 타운하우스(100)의 거주자들에게 타운하우스(100)의 에너지 자립화를 동참하도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 제2 단계 프로세스 진행에도 불구하고 열 에너지 소비량 절감량이 부족한 경우, 제2 단계 프로세스에 비 협조적인 가구에 대하여 패널티를 부과하고, 재원을 확보하여 타운하우스(100)에 필요한 신재생 열 에너지 생산 또는 저장 설비를 확보함으로써, 타운하우스(100)의 지속적인 에너지 자립화를 유지하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 실시예들을 중심으로 상 세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 해당하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목정에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허 청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 등 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[부호의 설명]
100: 타운하우스 200: 관리 시스템
300: 사용자 단말 400: 네트워크
110: 통신 모듈 120: 모니터링 모듈
130: 컨트롤 모듈 140: 전기 에너지 모듈
150: 열 에너지 모듈 210: 제1 통신부
220: 가구 정보 관리부 230: 에너지 모니터링부
240: 에너지 밸런스 라인 설정부 250: 에너지 생산 예측부
260: 에너지 소비 예측부 270: 제어 프로세스 실행부
280: 설비 확보부

Claims (25)

  1. 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템에 있어서,
    상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보와 지역 정보를 저장 및 관리하는 가구 정보 관리부;
    상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량 및 소비량을 모니터링하는 에너지 모니터링부;
    상기 가구 정보 및 상기 에너지 모니터링부의 에너지 모니터링 데이터를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 라인을 설정하는 에너지 밸런스 라인 설정부; 및
    상기 가구 정보 및 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 및 전기 에너지 각각의 생산량과 소비량을 예측하는 에너지 생산 예측부와 에너지 소비 예측부; 및 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하고, 예측 결과에 따라 에너지 제어 프로세스를 실행하는 제어 프로세스 실행부;를 포함하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타운하우스에 필요한 신재생 에너지 생산 설비 또는 저장 설비를 확보하는 설비 확보부;를 더 포함하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전 기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 프로세스 실행부는 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우,
    상기 제어 프로세스 실행부는,
    잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열 에너지를 상기 축열조에 저장하고,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고,
    상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 제어 프로세스 실행부는,
    잉여 발전량을 이용하여 상기 축열조를 가열하도록 제어하여 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하고,
    상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
    상기 제어 프로세스 실행부는,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하고,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과한 경우, 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
    상기 제어 프로세스 실행부는,
    상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하고,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 배터리 방전 스케줄링을 실행하고,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 제어 프로세스 실행부는,
    상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하고, 상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하되,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하고, 상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  11. 제7항 또는 제10항에 있어서,
    상기 열 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되,
    상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 열 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고,
    상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되,
    상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 냉난방 기기를 원격으로 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를위한 관리 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전기 에너지 절약 프로그램은 제1 단계 프로세스 및 제2 단계 프로세스를 포함하되,
    상기 제1 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 상기 타운하우스의 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구를 전기 에너지 절약 대상 가구로 산출하고, 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 배분하며, 상기 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하고,
    상기 제1 단계 프로세스에도 상기 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 달성하지 못한 경우, 상기 제어 프로세스 실행부는 상기 제2 단계 프로세스를 진행하되,
    상기 제2 단계 프로세스는 상기 제어 프로세스 실행부가 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하고, 상기 복수의 가구 중 적어도 어느 하나의 가구의 가전기기를 원격으로 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 시스템.
  13. 전기 에너지를 생산 및 저장하는 전기 에너지 모듈과 열 에너지를 생산 및 저장하는 열 에너지 모듈을 포함하는 타운하우스와 연동되어, 지속적인 타운하우스에너지 자립화를 위한 관리 방법에 있어서,
    관리 시스템이 상기 타운하우스의 복수의 가구 각각의 가구 정보를 상기 타운하우스의 현재 시점의 에너지 밸런스 라인을 설정하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 전기 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 가구 정보 및 상기 타운하우스의 지역 정보를 기초로 상기 타운하우스의 열 에너지 생산량 및 소비량을 예측하는 단계;
    상기 관리 시스템이 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 타운하우스의 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계; 및
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태에 따른 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계;를 포함하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가구 정보는 상기 복수의 가구 각각의 가구 구성원에 관한 정보, 가전 기기의 수 및 종류 및 해당 가구에 포함된 신재생 에너지 설비 각각의 종류 및 노후화 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 상태를 예측하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 밸런스 라인을 기준으로 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 생산량과 소비량을 비교하고, 상기 열 에너지 및 상기 전기 에너지 각각에 대한 에너지 밸런스 상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 전기 에너지 모듈은 제1 PVT 모듈, 소형 풍력 모듈 및 배터리 모듈을 포함하고, 상기 열 에너지 모듈은 제2 PVT 모듈, 히트 펌프 모듈 및 축열조를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 잉여 열 에너지 생산 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 상기 배터리 모듈에 저장하고, 잉여 열에너지를 상기 축열조에 저장하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈 및 상기 축열조 각각의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 전력 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하고,
    상기 축열조의 저장 용량이 초과하는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 타운하우스에 거주하는 복수의 사용자 각각의 사용자 단말에 열 에너지 소비를 촉진하기 위한 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 잉여 발전량을 사용하여 상기 축열조를 가열하는 단계,
    상기 관리 시스템이 열 에너지 생산 목표 달성 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 열 에너지 생산 목표를 달성하지 못한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하여 축열조 제어 스케줄링 또는 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 잉여 발전 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장 용량 초과 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과하지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 잉여 발전량으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하고,
    상기 배터리 모듈의 저장 용량이 초과한 경우, 상기 관리 시스템이 상기 잉여 발전량으로 상기 축열조를 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 상기 타운하우스의 상기 에너지 밸런스 상태가 전기 에너지 생산량 부족 상태 및 열 에너지 생산량 적합 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 배터리 방전 스케줄링을 실행하고,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력을 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 에너지 밸런스 상태 예측 결과, 전기 에너지 생산량 적합 상태 및 열 에너지 생산량 부족 상태인 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 에너지 제어 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 상기 축열조의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계,
    상기 축열조에 저장된 열 에너지를 사용할 수 없는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈의 저장량 가용 여부를 판단하는 단계,
    상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 사용할 수 있는 경우, 상기 관리 시스템이 상기 배터리 모듈에 저장된 전력량을 이용하여 상기 축열조를 가열하여 열 에너지를 생산하도록 제어하는 단계, 및
    상기 타운하우스의 열 에너지가 충당되지 않은 경우, 상기 관리 시스템이 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  22. 제18항 또는 제21항에 있어서,
    상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제1 단계 열 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제1 열 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 열 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 제1 열 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 열 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 열 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제2 열 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 냉난방 기기를 제어하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 열 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 냉난방 기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 전체 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제1 단계 전기 에너지 절약 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 목표량을 배분하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제1 전기 에너지 절약 대상 가구 각각의 사용자 단말에 전기 에너지 절약 목표와 기간을 포함하는 메시지를 전송하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 제1 전기 에너지 절약 목표 달성 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 전기 에너지 절약 목표를 달성하지 못한 경우,
    상기 관리 시스템이 상기 전기 에너지 절약 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 관리 시스템이 제2 전기 에너지 절약 목표량을 산출하는 단계,
    상기 관리 시스템이 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구를 산출하고, 대상 가구 별 절약 실시 목표량을 설정하는 단계,
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 각각의 가전기기를 제어하는 단계, 및
    상기 관리 시스템이 상기 제2 단계 전기 에너지 자동 절약 실시 대상 가구 중 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 적어도 어느 하나의 대상 가구가 수동으로 해당 가구의 가전기기를 조절한 경우, 상기 관리 시스템은 상기 적어도 어느 하나의 대상 가구에 패널티를 부여하는 것을 특징으로 하는 지속적인 타운하우스의 에너지 자립화를 위한 관리 방법.
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