미쓰비시전기㈜는 차세대 네트워크(NGN) 등 신뢰성 높은 통신 네트워크에 접속하는 홈 게이트웨이(HGW : Home Gateway)로, 가정 내 에너지 절감을 지원하는 '에너지 관리 시스템'의 시험 제작시스템을 개발했다.
개발 배경 최근 통신 품질과 안전성이 확보된 NGN 등의 통신 인프라 도입이 진행되어, 홈 게이트웨이를 통한 가정 내 여러 가지 기기 제어 등이 기대되고 있다. 그 중에서도 가정의 에너지 소비를 외부에서 감시하여 기기를 제어하고 에너지 절감을 추진하는 서비스에 대한 기대가 높아지고 있다. 이 시스템이 도입되면 온도 조정 등 사용 방법에 따른 에너지 절감에도 효과적이고 에너지 절감에 관한 표시를 행할 경우 사용자의 절전 의식이 높아져 5~15%의 에너지 절감 효과가 기대된다. 더욱이 소비전력 등을 구체적인 수치로 표시할 경우 더욱 효과가 높아질 것이다. 하지만 각 가전기기의 사용 상태를 파악하기에는 각각의 가전기기 또는 콘센트에 통신 어댑터가 필요하므로 소비 측면에서 도입이 어렵다. 일본 미쓰비시전기㈜는 NGN 등 통신 인프라에 접속해 가정 내 에너지 절감을 지원하는 에너지 관리 시스템 시험 제작 시스템으로, 분전반에 부착하는 것만으로 가정 내 총 소비전력량과 각 가전기기의 사용 상태에 검출하여 HGW를 통해 사용 상황을 텔레비전 등으로 표시하는 시스템을 개발했다.
개발 성과
1. '라이프패턴센서'개발 분전반에 부착하는 것만으로 가정 내 총 소비전력량과 각 가전기기의 사용 상황을 검출하는 '라이프 패턴 센서'를 개발했다. 라이프 패턴 센서는 전류파형에서 각 가전기기 고유의 파형을 검출하여 가동 중 기기를 판정하기 때문에 각 가전기기마다 센서 를 부착할 필요가 없고 정보를 HGW로 송신한다. 총 소비전력량 및 가전기기의 사용 상황을 검출할 수 있으면 에너지 절감 대책으로도 역할을 할 수 있을 뿐 아니라 고령자의 생활 상황을 감시하는 수단으로도 활용 가능할 것으로 기대된다.
2. HGW 탑재용 소프트웨어 개발 라이프 패턴 센서로 측정된 총 소비전력량과 각 가전기기의 사용 상황 정보를 가정 내 디지털 텔레비전 등의 모니터를 통해 표시(가시화)하는 기능과 앞으로 각 가전기기 제어 시 필요한 기능을 포함한 'HGW 탑재용 소프트웨어'를 개발했다. 이 소프트웨어는 가정 내 에너지 소비 상황을 외부 네트워크상 서비스 사업자 등에 제공하거나 각 가전기기의 에너지 절감 제어에 필요한 소프트웨어를 다운로드하는 것으로, 교체 등에 의한 가전기기 변경 및 서비스 추가에도 유연하게 대응할 수 있다.
라이프 패턴 센서란?
라이프 패턴 센서는 각 가전기기 고유의 고주파전류 파형이 모두 중첩되는 분전반에 부착한다. 집안 각 가전기기에 센서 및 통신 어댑터를 설치하지 않고 총 전력소비량 및 가전기기의 가동 상황을 검출한다. HGW는 NGN을 매개로 가전기기 벤더에서 가전기기의 특징 데이터를 다운로드하여 라이프 패턴 센서에 특징 데이터를 인스톨하는 것으로(가전기기 설치 시 실기로 학습하는 것도 가능), 각 가전기기 고유의 특징을 검출하여 가동 중 가전기기를 판별한다.(<그림 1> 참조)
에너지 관리 시스템 적용 사례
<그림 2>에는 에너지 관리 시스템의 적용 사례를 나타냈다. 가정 내 총 소비전력량과 가동 중인 각 가전기기의 가동 상태를 분전반에 설치한 라이프 패턴 센서로 검출하여 그 정보를 HGW에 송신한다. HGW는 그 정보의 검지에 필요한 가전기기 정보용 소프트웨어를 서비스 제공 회사에서 다운로드하여 디지털 텔레비전 브라우저 기능(또는 거기에 준한 기능)으로 관측 주기마다 총 소비전력량 및 각 가전기기의 가동 상태를 표시한다. 또 앞으로 각 가전기기를 제어할 수 있게 되면, 제어에 필요한 서비스 소프트웨어를 서비스 제공 회사에서 다운로드하여 서비스를 실현할 수 있다. ① 가정 내 전원 라인에는 에어컨, 전자레인지, 텔레비전 등의 가전기기가 접속된다. ② HGW는 라이프 패턴 센서에서 통지된 가전기기의 가동 사태를 검지하기 때문에, 서비스 제공 회사를 경유하여 각 가정에서 사용되는 가전기기 정보용 소프트웨어를 다운로드한다. 이 정보는 HGW와 NGN에 의해 안전하게 다운로드된다. 또 사용자가 새로운 가전기기를 구입한 경우에는 서비스 센터로 검지함으로써 자동으로 가전기기 정보용 소프트웨어를 다운로드하여 시스템을 갱신한다.(사용자가 HGW에 액세스하고 Web 화면에서 서비스를 선택) ③ 분전반에 설치되는 '라이프 패턴 센서'에 의해 가정 내 총 소비전력량, 각 가전기기의 가동 상태(On/Off)를 자동 검출한다. 가전기기의 가동 상태는 On/Off 변환 시, 또 전력 사용량은 일정 주기(15분, 30분 등을 상정)로 홈 게이트웨이에 검지한다. ④ HGW로는 수집한 전기 및 가전기기의 사용 정보를 중심으로 하루, 1개월 등 기간마다 소비전력량 및 가전기기 사용 상황을 그래프화한다. 그리고 이것을 디지털 텔레비전의 Web 브라우저에서 HGW로 액세스하여 표시한다.
기대 효과
다운로드한 제어에 필요한 서비스 소프트웨어의 실행에 의해, 각 가정의 상황에 맞춘 서비스가 제고된다. 디멘드 제어 등 서비스 제공 회사를 통한 에너지 절감 제어 실행 및 라이프 패턴 센서의 전력 사용량 및 가전기기 사용 정보에 의한 고령자 생활 상황 감시 등 케어 서비스로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
향후 전개
이 시스템은 가정 내 총 소비전력량과 가전기기의 가동 상황을 라이프 패턴 센서로 감시하여 HGW에 의해 텔레비전 등의 모니터에 표시(가시화)함으로써 사용자의 에너지 절감 의식을 높인다. 그뿐 아니라 향후 이런 정보를 원격 서비스 제공회사로 집약하여 각 가정에 에너지 절감 어드바이스 및 에너지 절감 제어 정보를 배신(配信)하여 HGW에 의한 에너지 절감을 실현하는 기반이 된다. 에너지 관리는 전력 사업자 및 통신 캐리어의 부가 서비스로서 수요가 전망되어, 조기 실용화를 목표하고 있다.
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