최근 건물부문의 온실가스 감축분야에서 BEMS의 효과에 대한 의문과 경제성, 소비자 접근성 등이 문제로 제시되면서 설비공학회에서는 이에 대한 연구결과가 발표됐다.

소비특성 지수로 절감요소 직관적 도출

황지현 한국건설기술연구원 연구원은 ‘소비특성 지수를 이용한 전력소비 관리방안에 대한 연구’를 발표했다.

현재 시중에 나와 있는 BEMS는 건물에너지 소요량 등에 대한 가시화 도구만 제공할뿐 분석은 관리자가 직접 수행해야 해 사실상 ‘에너지 모니터링’ 시스템에 불과하다는 지적이 있어 왔다.

이에 따라 가시화에서 나아가 BEMS가 특정 지표를 제시함으로써 최소한 관리자가 건물에서 어떤 문제가 있고 어떤 설비를 교체·정비해야할지 등 최적화방안을 직관적으로 판단할 수 있게 할 필요가 있다.

이번 연구는 전력소비 분석 및 진단을 위한 지수를 제안하는 것으로 △계절별 소비특성 지수(Seasonal Index) △시간당 에너지소비패턴 정량분석 지수(Daily Time Index)가 있다.

실제 BEMS 데이터를 통해 해당 지수를 활용, 전력소비를 분석하고 진단한 결과 절감방안을 도출할 수 있었고 이에 따라 15.6%의 에너지절감 효과가 있는 것으로 분석됐다.

기존 데이터분석 방법은 방대한 데이터인 건물별, 용도별 수많은 분기들을 분석해야 해 절감요인을 찾아내기 어려웠다. 반면 이번 연구결과로 제시된 지수는 운영자가 별도의 원자료(raw data)를 보지 않고도 에너지절감요소를 직관적으로 파악할 수 있고 이후 해당 요소에 대해서만 정밀하게 분석하면 손쉽게 건축물에너지관리가 가능하다.

NILM 활용으로 경제적·보급형 E모니터링

곽영훈 경기대 조교수는 에너지절감이 시급한 건축물을 찾아내기 위한 저비용 구조의 선별방법을 제시했다.

건축물에너지절감부문에서는 기축건물을 어떻게 관리할 것인지가 큰 비중을 차지하고 있다. 그러나 이를 위해서는 대상 건물의 에너지진단 등 현황파악이 선행돼야 하지만 현재 구조에서는 모든 건축물에 다량의 계량기를 설치할 수 없어 전체 건축물에 대한 현황파악이 제한적이다.

이번 연구에서는 NILM(Nonintrusive load monitoring) 기법을 이용한 모니터링 방법을 제안했다. NILM은 계측장비를 설치하지 않고도 기기별 에너지소비를 모니터링하는데 유용한 계산도구다.

기존 연구결과에 따르면 NILM의 정확도는 85% 이상으로 정밀한 분석은 어렵지만 몇 가지 데이터만 입수하면 계측 없이 어떤 설비·기기의 에너지최적화가 필요한지 계산적인 방법으로 에너지절감요소를 찾아낼 수 있어 경제적이라는 장점이 있다.

먼저 NILM의 적용가능성을 판단한 뒤 건축물통계, 국가건물에너지통계 등을 이용해 에너지관리가 시급한 노후건물, 주거용 건축물의 에너지소비량을 조사하고 이를 토대로 NILM 도구를 이용해 에너지절감요소를 찾아내게 된다.

개방형 BEMS 플랫폼 ‘공개 임박’

이태원 건설연 화재안전연구소장은 BEMS와 관련된 하드웨어, 소프트웨어 등을 모두 담아 소비자가 제품을 선택·개발·제안할 수 있는 플랫폼인 ‘개방형 BEMS 운영체계 KIS(Knowledge and Information Sharing)’의 개발현황을 소개했다.

현재 BEMS는 공급자 중심의 폐쇄형 운영체계를 갖고 있다. 이는 고비용, 저효율의 특성을 지닐 수밖에 없어 소비자 중심의 시스템보급을 위해서는 개방형 운영체계가 필요하다는 지적이 있어 왔다.

개방형 운영체계인 KIS는 △서비스모듈, 디바이스를 관리하며 정보와 제품을 제공하는 2개의 라이브러리 △설계·설치·운영관리를 지원하는 3개의 매니저 △모든 정보를 관리하며 소통하게 하는 정보관리 모듈 등으로 구성된다.

이 시스템을 활용하면 소유자·거주자는 물론 시스템 설계자, 설치자, 운영관리자 등 이해관계자들이 정보통신 등 관련 분야에 대한 전문지식 없이도 시스템의 구축과 운영이 가능하다.

KIS는 개발이 완료된 단계로 현재 운영체계 안에 포함될 제품·솔루션 개발이 이뤄지고 있다. 스마트폰에 비유하면 안드로이드 앱 스토어는 개발이 완료됐지만 실제 서비스를 제공할 앱을 개발하는 단계다.

이에 따라 건설연은 오는 7월5일 연구단 내 20여개 연구팀에 KIS를 공개해 내용을 채우는 작업에 돌입할 계획이며 연말까지는 민간공개를 목표로 추진한다.