그린빌딩이란 ‘에너지절약과 환경보전을 목표로 에너지 절약(Energy), 고효율설비, 자원재활용, 환경공해 저감기술등을 적용하여 자연친화적(Ecology)으로 설계 건설하고 유지 관리한 후, 건물의 수명이 끝나 해체될 때까지도 환경에 대한 피해가 최소화되도록 계획된 건축물을 말한다.
본 논문에서는 그린빌딩의 에너지관리시스템(BEMS)를 이용하여 건물을 구성하는 각 건축설비들의 에너지 사용량을 정확히 측정하고 분석한 데이터를 토대로 운전방법을 개선함으로써 건물 에너지를 효과적으로 운용하여 에너지 손실을 막기 위한 각종 기능 및 활성화 방안을 알아보도록 한다.
최근 신재생에너지 시스템의 보급 및 확산에 따라 자가발전시스템에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 도시의 빌딩에 에너지를 효율적으로 공급 및 관리하기 위해 다양한 발전원의 하이브리드 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 태양광(PV, Photovoltaic), 연료전지(FC, Fule Cell), 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB, Vanadium Pedox Flow Battery)를 사용하여 도시형에 적합한 빌딩용 신재생에너지 하이브리드 발전/저장 시스템을 제안한다.
전 세계적으로 에너지 사용량이 증가함에 따라 지구온난화와 같은 환경문제가 초래되었으며, 이에 각국은 협정·협약을 통한 에너지 산업의 탈탄소화와 함께 화석 에너지를 신재생에너지로 빠르게 전환 중이다. 발전량이 급변하는 신재생에너지 보급 확대에 따라 효율적인 에너지 관리의 필요성이 대두되는 한편, AI 기술이 발전함에 따라 에너지 관리 분야와 결합한 AI 기반 빌딩 에너지 관리 시스템(Building Energy Management System, BEMS)의 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 강화학습 기법중 Multi-Armed Bandit(MAB) 알고리즘을 활용하여 빌딩 각 방의 조명시스템 전력사용량을 효율적으로 관리함과 동시에 사용자들의 불쾌지수를 최소화할 수 있는 알고리즘을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 검증한다.
인텔리전트 빌딩의 근본 목적이 정보화 사회에서 입주자에게는 효과적인 업무 환경을 제공하고, 건물 소유주에게는 경제적인 이점을, 건물 운영자에게는 일괄적인 관리체계를 통한 LCC 절감을 제공한다는 데에 있다고 볼 때에, 깊은 관련을 가지고 있는 빌딩 자동제어시스템의 역할은 매우 중요하다고 판단되나. 이제 빌딩 자동제어시스템은 시대적인 변화에 능동적으로 대처하고 고객의 요구를 만족시키기 위해 신기술과 노 하우(know how)를 집약시켜 새로운 방향 정립이 필요하다. 그것은 바로 쾌적하고 안전한 업무 환경을 제공한다는 근본 목적 아래 보다 효율적인 관리 방 안과, 에너지 절약, 인력 절감을 극대화시켜 줄 수 있는 통합 시스템으로의 재탄생을 의미한다 하 겠다.
최근 많은 미국 주정부에서는 재생 전기를 지원할 클린에너지기금을 조성하였다. 이 기금을 현재까지 조성했던 15개 주정부에서는 재생에너지 투자에 대해 1998년에서 2012년까지 35억달러를 조성할 예정이다. 이와 같은 현상은 재생에너지를 위한 진취적인 주정부에게는 새로운 경향이지만, 이 기금들의 초기경험을 보고하고, 공유하려는 노력은 거의 없었다. 클린에너지그룹과 제휴하고 있는 Berkeley 연구실은 이러한 클린에너지 기금의 사용에 대해 보고할 사례 연구를 시작했다. 이 연구의 주요한 목적은 정보의 추가적인 원천을 강조하고, 연락처를 확인하기 위해 주정부의(그리고 몇몇의 국제적인 사례) 클린에너지기름의 혁신적인 프로그램과 관리적인 실제에 대해 간단히 보고한다. 우리의 바람은 이 사례 연구가 새로이 확립된 클린에너지기금의 관리자들에게 유용하고, 신규로 클론에너지기금의 조성하려는 선봉적인 재생에너지 노력에 대한 학습에 관심을 가진 기금관리인에게 도움이 될 것이다라는 것이다. 새로운 몇 개의 사례 연구가 매년 추진될 것이다. 이번에 소개하는 사례는 매사추세츠 주정부의 그린빌딩프로그램으로 그린학교와 그린빌딩을 지원하기 위한 것이다(미 에너지부의 선도적인 클린에너지 기금 연구 보고서 중에서 발췌)
전 세계적인 에너지 절감 문제는 공공빌딩의 에너지 관리를 위한 주요 요소와 서비스 요구사항에 대한 연구를 요구하게 되었다. 본 논문에서는 이러한 M2M 기반의 스마트 그리드 서비스 적용 사례 및 서비스 요구사항에 대하여 연구를 수행하고자 하였다. 그 결과 에너지 관리를 위한 장치들의 운용, 네트워크, 그리고 에너지 효율화를 위한 다양한 응용 서비스에 대한 요구사항들을 프로파일 형태로 규정 하였다. 본 연구는 공공기관, 대학 및 학교, 대형 빌딩 등에서 활용 가능한 M2M 기반 스마트 그리드 시스템의 선행 연구로 제공될 수 있다.
본 논문은 홈/빌딩네트워크 환경에서 에너지 절감을 위한 효율적인 관리방법을 제안한다. 보다 상세하게는 먼저 가정(home)이나 빌딩(building) 등의 건물에서 사용되는 에너지의 정보를 수집하여 이들에 관한 통합 자원 관계맵을 구축한다. 구축된 자원 관계맵을 기반으로 실제 에너지 사용량과 금액을 계산하여 알려줄 뿐만 아니라 에너지의 예측 사용량과 금액을 계산하여 사용자에게 알려준다. 이와 더불어 사용량이 많을 경우 각 자원별 뿐만 아니라 지역, 사용량, 타입, 특성과 같은 다양한 그룹별로 에너지 절감 방안을 제시함으로써 사용자가 실제로 에너지를 효과적으로 절감할 수 있도록 하는 자원관계맵 기반의 에너지 절감방안을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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