AI접목 최적 에너지효율빌딩 구현…사업화 본격 나서

EMS(에너지관리시스템; Energy Management System)는 고효율 설비 교체 등 하드웨어 중심의 기존 에너지 효율화 방식의 한계를 뛰어넘어 선진국 수준으로 전환하기 위한 대안으로 주목받고 있다.

EMS는 에너지기술에 정보통신기술(ICT)을 융합해 공장, 건물 내 에너지 정보를 수집하고 데이터를 분석해 에너지 효율을 높이는 통합 시스템이다.

에너지사용 정보를 자동 수집, 분석해 사용자 특성에 따라 최적화된 개선 방안을 제시한다. 이를 통해 적합한 에너지사용 패턴을 적용함으로써 에너지 절약 및 비용을 절감하고 최적의 가동 상태 유지를 가능케 한다.

EMS 관련 시장도 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망되고 있다.

미국 시장조사기관 내비건트리서치(Navigant Research)는 전 세계 FEMS(Factory EMS) 시장이 2013년 약 13조 1825억원(113억 달러)에서 오는 2020년 약 26조 1318억원(224억 달러)로 연평균 10.3%씩 성장할 것으로 예측한다.

BEMS(Building EMS) 시장도 2012년 2조 1000억원(약 18억 달러)에서 2020년 6조 7000원(60억달러)으로 연 15.6%씩 급성장할 것으로 내다보고 있다.

이런 가운데, 스마트에너지 솔루션에 빅데이터와 AI(인공지능) 등 신기술을 접목해 최적의 에너지효율 빌딩이 나와 화제를 모은다. LS산전 R&D캠퍼스가 그 주인공이다.

▲최적 에너지사용 패턴 도출…비용절감 효과 톡톡

LS산전은 안양 R&D캠퍼스에 구축된 ESS(에너지저장장치), BEMS(빌딩에너지관리시스템) 등 스마트에너지 솔루션에 AI기반의 빅데이터 기술을 도입해 건물의 전력소비를 측정, 분석하며 최적의 에너지사용 패턴을 도출하고 있다.

이를 통해 기존(약 6.5억 원) 대비 19%에 달하는 전기요금 절감 효과를 거두고 있다.

자체 개발한 MW(메가와트)급 대용량 ESS를 통해 전기요금이 비교적 저렴한 야간 등 경부하 시간대에 전기를 충전하고 주간 최대부하 시간대에 방전해 사용한다. 여기에서 연간 약 5000만원의 전기요금을 절감한다. 또 AI기반의 빅데이터 기술을 적용 ▲피크예측 및 관리 ▲전력 소비 패턴 분석 ▲최적 운영 가이드 제공 등을 통해 추가로 7000만원을 아낀다. 총 1억 2000만원의 전기 에너지 비용을 절약하는 셈이다.

빅데이터 기술을 활용해 운용하고 있는 에너지 효율화 솔루션은 각 전력 소비기기 및 사용자의 에너지 소비량 외에도 신재생 발전량, 시간, 요일, 기상 상태 등 변수에 따라 달라지는 건물의 에너지 소비 패턴을 분석한다.

결국 최적의 에너지사용 패턴을 도출, 관리자에게 제공한다. 전력소비량 예측은 물론 에너지사용이 가장 많은 피크 시간대까지 예상할 수 있다.

▲스마트에너지 기술 총집합…사업화 본격화

LS산전 R&D캠퍼스는 지난 2015년 3월 준공됐다.

빌딩자동제어를 기반으로 IBS(Intelligent Building System)와 ESS, 태양광발전(PV), 스마트미터 등 LS산전의 스마트기술이 총 집결된 스마트빌딩으로 평가받고 있다.

R&D캠퍼스에는 ▲1MW급 ESS ▲500kW급 태양광 발전시스템 ▲스마트 콘센트 ▲자연채광 자동제어 블라인드 ▲LED 조명 ▲스마트미터 등이 적용됐으며 중앙제어센터(BEMS)를 통해 이 같은 솔루션을 통합 관리, 제어할 수 있다.

LS산전은 BEMS 적용으로 에너지 효율은 높이되 사용자 불편함을 없애 에너지 절감은 물론 연구자의 업무 효율성 강화까지 고려했다.

건물 내부 센서가 사용자 위치를 파악해 빈 사무실과 회의실 등 공간에 냉난방과 조명을 자동 제어함으로써 전력 사용을 최소화 하는 등 최적의 에너지 관리가 가능하다.

또 전기·냉난방·공조·보안 등 각각의 설비와 솔루션 통합 관리를 통해 확보한 에너지 소비 패턴 정보를 사용자와 공유한다. 무조건 에너지를 적게 쓰자는 과거 개념에서 벗어나 합리적 에너지 소비를 유도해 에너지 낭비를 막는 방식으로 소비 패러다임의 전환을 이뤄냈다.

LS산전은 R&D캠퍼스를 통해 에너지최적화 운영실증을 마친 만큼 본격적인 사업화에 나서겠다는 각오다.

ESS는 올해부터 건축허가를 신청하는 계약전력 1000kW 이상 공공기관 시설부터 의무화됐다. 계약전력의 5% 이상에 달하는 규모의 ESS를 설치해야 한다. 기존 공공기관 건물 약 1382개는 2020년까지 단계적으로 설치가 추진된다. 의무대상에 포함되는 전 공공기관 시설에 ESS가 설치될 경우 총 244MW 규모, 약 2000억원 시장이 새롭게 형성될 전망이다.

BEMS도 올해부터 신축 공공기관 시설에 설치가 의무화됐다. 연간 100여개 건축물에 적용되면 약 200억원 규모의 시장이 열리는 셈이다.

구자균 LS산전 회장은 “LS산전은 일찌감치 에너지패러다임의 변화를 예견하고 기술 융·복합을 통한 미래 성장동력 확보에 주력해 현재 가시적 성과를 거두고 있다”면서 “R&D 캠퍼스는 스마트그리드와 인텔리전트 솔루션이 통합된 국내 최초의 신개념 에너지 절감 사업 모델”이라고 강조했다.