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인공지능기술을 이용한 건물의 에너지 절감건물의 에너지 절감 기술 트렌드
  • 한국에너지정보센터
  • 승인 2018.05.09 21:17
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인공지능, 클라우드, 자동화 등을 키워드로 하는 4차산업혁명은 에너지 분야에도 지대한 영향을 미칠 전망이다. 그 중에서도 인공지능(AI) 기술은 사람을 대신하여 에너지 관리, 에너지 절감 대책 수립 등의 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 현재 어떤 기술이 등장하고 있으며, 앞으로 건물의 에너지 절감에 어떠한 변화를 가져올 것인가?

신흥 전력 대기업인 에넷토는 호주의 벤처 기업 COzero Holdings(시드니)와 함께 2017년 말부터 인공지능을 활용해 건물의 에너지를 절약하는 서비스를 제공하기 시작했다. 이 솔루션은 스마트 미터를 통해 얻은 건물의 전력 사용 데이터와 기상 정보를 인공지능(AI) 기술로 분석하고, 에너지 절약을 지원하는 새로운 서비스다. 즉 스마트 미터에서 얻은 전력 사용량을 인공지능으로 분석하고, 관리자에게 에너지 절약 대책을 수립하여 알려준다.

사전에 건물 도면을 제출하거나 직접 방문하지 않아도 서비스를 받을 수 있다. 이로써 건물에서 사용하는 에너지의 약 5~10%를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 솔루션이 나온 것은 전력 자유화라는 환경적 조건이 한 몫 했다.

 

24시간, 원격으로 빌딩의 에너지 관리

전력 자유화의 흐름으로 인해 일본 전국에 대량의 스마트 미터가 도입되어 방대한 에너지 데이터가 쌓이고 있다. 게다가 일본 정부에서 발표한 ‘장기 에너지 수급 전망’에 의하면 2030년까지 17%의 에너지를 절약한다는 목표를 세웠기 때문에, 기업에서는 에너지 절약 대책 수립이 강력하게 요구되는 상황이다. 이 서비스는 바로 이러한 에너지 절감 요구를 배경으로 등장하게 되었다. 이 솔루션은 COzero가 개발한 에너지 관리 플랫폼 EnergyLink를 활용하여 스마트 미터에서 전력 데이터뿐만 아니라 기상 정보와 건물 관련 정보를 수집한다. 이렇게 수집된 데이터는 고속, 대용량으로 처리하고 분석한다. 여기에서 그치지 않고 AI가 24시간 빌딩의 에너지 운용 과제와 에너지 절약 대책을 보고하며, 관련 데이터를 관리자에게 통보한다[그림 1].

[그림 1] 서비스 이미지(출처: 에넷토)

특히 기존의 에너지 절약 서비스와 달리 관리하는 빌딩이나 건물에 일일이 방문할 필요 없이 모든 빌딩을 원격으로 분석할 수 있다는 것이 특징이다. 이에 새로운 설비 투자를 하지 않아도 되며, 도면 등의 제출도 필요하지 않다. 데이터 분석은 30분마다 반복되기 때문에 이른 아침이나 야간, 휴일 등 파악이 어려운 시간대에서도 문제점을 발견할 수 있다.

이렇게 24시간 동안 수집된 데이터는 비용을 최소화하거나 거의 비용이 들지 않는 에너지 절약 대책을 우선적으로 제안한다. 또한 관리해야 하는 모든 건물을 중앙에서 통제하고, 각 건물마다 에너지 절약을 추진하는 것도 가능하다. 이러한 서비스를 이용함으로써 에너지 운영 시스템의 개선을 통해 최대 5~10%의 에너지 절약이 가능한 것으로 추산된다.

 

건물 에너지 절감기술과 공조제어기술의 결합

에넷토와 COzero Holdings 외에 스마트한 빌딩 에너지 절감을 위한 협력사례는 또 있다. 바로 다이킨공업과 NEC의 협력이다. 양사는 다이킨공업의 공조 제어 기술과 NEC의 AI, IoT 기술을 활용하여 지적 생산성을 높이는 사무실 공간을 실현하기 위한 공동 연구를 시작했다. 연구 내용은 공기와 공간이 사람에게 미치는 영향을 분석하여 최적의 사무실 공간을 구축하는 것이다. 이 연구의 목표는 다이킨공업이 보유하고 있는 에어컨 제어 기술 및 공기, 공간이 사람에 미치는 영향에 관한 지식과 NEC가 가지고 있는 인공지능, IoT 관련 기술을 조합하여 새로운 서비스를 창출하는 것이다. 이러한 기술 융합의 움직임은 최근 에너지, 공조기기 분야 곳곳에서 이미 이루어지고 있다.

에너지 절약과 쾌적한 환경 조성에 대한 수요

실제로 최근 사무실의 쾌적성과 생산성 향상을 위해 IoT를 활용한 고급 수준의 공조, 조명 제어 기술에 대한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있다. 이에 공간과 공기 자체의 상태 파악은 물론 이것이 사람에 미치는 영향, 인과 관계 등 판단과 측정이 불명확한 영역에 대한 고급 수준의 분석이 요구되고 있다. 다이킨공업은 공조 기기를 중심으로 한 공기 제어 분야에서 많은 기술과 노하우를 가지고 있는 기업이다. 이에 다이킨이 보유하고 있는 기술을 바탕으로 이러한 현 시장의 수요를 충족하며 사업 영역 확대를 위해 ‘쾌적한 공기 요구’에 충족하는 공간의 창조 등 공조 시스템의 부가가치 창출을 위한 기술 개발에 주력하고 있다 .

한편 NEC는 자사의 AI 기술군 ‘NEC the WISE’, 개인 인증 기술과 예측 제어 기술 등 다양한 AI, IoT 관련 기술을 가지고 있다. 이처럼 다이킨공업과 NEC는 서로의 장점을 이용한 협력 파트너로서 ‘지적 생산성을 높이는 공기, 공간'이라는 가치를 제공하는 솔루션의 실현을 목표로 공동 연구와 실증을 시작하게 된 것이다 .

쾌적한 환경 조성과 에너지 절약을 동시에

구체적인 연구 주제는 크게 세 가지다. 첫 번째는 공간 사용량 모니터링 정보에 따라 NEC의 AI 기술로 실내 온도와 습도를 예측하는 것이다. 그 결과를 바탕으로 공조 시스템이나 조명, 기타 사무실 설비를 최적의 상태로 자동 제어하게 한다. 이로써 사람은 환경에 대해 편안함을 느끼고 에너지까지 절약하는 일석이조의 기술을 개발하는 것이다.

두 번째는 감시의 눈이 사람의 상태(스트레스, 심리적 요소)를 가시화하는 것이다. 또한 각각 사람의 생체 데이터(혈압, 심박수 등)을 적용하여 습도, 조도와의 상관관계를 밝혀낸다. 세 번째는 이러한 각 사람의 업무 내용과 심신 상태에 적합한 환경을 구성하고 지적 생산성을 높이는 공기, 공간을 조성하는 것이다(그림 2). 다이킨공업과 NEC는 이러한 주제로 연구와 실증 작업을 거쳐 상용화를 목표로 개발을 진행할 예정이다.

[그림 2] 연구 개발을 실시 솔루션의 이미지(출처: NEC)

이러한 사례에서 알 수 있듯 향후 빌딩의 에너지 절약 기술은 단순히 에너지만 절약하는 것이 아니라 건물 내부의 사람에게 쾌적한 환경을 만들어주는 기술로까지 발전할 전망이다. 그리고 그 기술을 실현하는데 핵심적인 역할을 하는 것이 4차 산업혁명의 주요 키워드인 AI가 될 것으로 보인다.

 

출처
BUILT, ‘인공지능이 빌딩의 해결과제 해석, 에너지 절감 실현’
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1611/15/news026.html
BUILT, AI와 IoT 통해 ‘사람과 공기’를 분석, 생산성 높아지는 오피스 구축’
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1610/25/news032.html

한국에너지정보센터  kecenter@hanmail.net

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