빌딩 스마트 그리드를 위한 BACnet-ZigBee 기반의 스마트 미터 설계 및 구현

Abstract

현재 화석 에너지의 고갈로 인해 세계적인 에너지 위기를 맞게 되었고 더불어 이산화탄소 배출량의 증가로 지구 온난화 문제까지 심각해져 가고 있다. 따라서 선진국들은 지구 온난화의 주요 원인인 이산화탄소 배출량을 1990년도의 배출 수준보다 낮춰야만 한다. 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 방법으로 각 국가별 또 각 국가에선 분야별로 이산화탄소를 배출할 수 있는 양을 정하여 배출권으로 할당하며, 해당 분야와 국가는 할당된 양의 이산화탄소만 배출할 수 있다. 이러한 움직임으로 인해 자연스럽게 이산화탄소 배출이 적은 신재생 에너지의 사용이 새롭게 떠오르고 있다. 우리가 직면해 있는 세계적인 에너지 위기를 해결해 나가기 위해서 신재생 에너지와 기존 화석 에너지를 통해 생산되는 전기 에너지를 효율적으로 사용할 수 있어야 한다. 스마트 그리드는 앞서 이야기한 우리가 직면한 위기사항을 해결하거나 줄일 수 있는 방법들 중 가장 효율적인 방법이다. 스마트 그리드는 기존의 전력망에 IT 정보 통신 기술을 융합한 기술로 에너지공급자와 에너지소비자가 둘 사이에서 발생할 수 있는 에너지관련 정보를 실시간으로 교환하는 통신망을 구축하고, 이 정보들을 이용하여 에너지의 사용 효율을 최적화 할 수 있고, 또한 소비자들의 에너지 사용 패턴을 분석하여 2000년, 2003년 미국에서 일어난 대규모 정전사태와 같은 경제적인 막대한 손실 문제로까지 번질 수 있는 일을 사전에 예측하고 예방할 수 있다. 스마트 그리드는 현재 각 가정과 전력을 공급하는 회사에 적용하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재 스마트 그리드는 가정에 적용하기 위한 시스템이 많이 개발되고 있지만, 빌딩 역시 빌딩에 적합한 스마트 그리드 개발이 필요하다. 실제로 국가 전체의 전기 사용량을 놓고 보면 전체 전력 소비량 중 72%의 전력 소모량을 빌딩이 차지한다. 빌딩 스마트 그리드 시스템이 적용이 된다면 큰 에너지의 절감의 효과를 낼 수 있으며, 이는 빌딩 소유주나 빌딩 내의 거주자에게 에너지를 사용하는데 따른 비용 절감 효과를 가져 올 수 있다. 이를 위해 스마트 그리드를 빌딩에 적용하기 위한 네트워크를 구축하고 스마트 그리드의 필수적인 연구에서 개발된 시스템의 실시간성을 검증하는 내용을 기술한다.