에너지연구원

2010 NEWS LETTER

We are creating the energy technology for a better future.

ENERGY CONVERGENCE CENTER

Techial Development

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Creativ

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en Energy

Energy Tech for a Better Future














2010 ECC NEWSLETTER


ENERGYCONVERGENCECONVERGENCE

CENTER

ECC · CONTENTS

www.ecc.re.kr _ 02 / 03

CONTENTS

통합운영저에너지건물기술개발은

지식 경제부 국책과제

에너지기술혁신사업(ETI) 프로젝트.

04 _ ABOUT

06 _ 저에너지건물기술개발 개요

08 _ 연구개발목표 및 연구성과

20 _ 연구단 주요소식 소개

22 _ 연구진 소개

통합운영저에너지개발의 개요

주요분야

건물에너지 절약과 효율향상에 관련된 단위요소 신기술의 적극적인 활용 및 타 기술과의 융복합을 통한 효율성 증대를 목표로 하고 있다.

이를 통해 우리나라의 건물에너지 소비를 감소시키며 화석 에너지 이용 비중을 줄이고자 한다.

'통합운영 저에너지 건물기술개발' 은 과제 내 개발기술(신기술) 및 상용기술의 융복합 모듈화 한 제품개발과 개발기술의 에너지 및 환

경부하 저감을 위한 운영기술 개발을 통하여 공사비 5% 상승 대비 연간 20% 에너지절감이 가능한 통합운영 저에너지 건물의 표준 모

델을 제시하는 데 목적을 두고 있다.

첫번째.

▶개발기술의 융복합 패키지화 확립기술 및 설계/평가를 위한 융복합 공통기술개발

두번째.

▶환경대응형 외피 및 공조 융복합 기술개발

세번째.

▶건물에너지 절약기술을 효율적으로 운영하기위한 건물에너지운영 제어기술 개발

[ 통합 모듈 / 패키지 최적화 시스템 개념도 ]

통합 모듈 / 패키지 최적화 시스템

Test Bed 적용

운용/제어부문모듈/패키지

공조부문모듈/패키지

외피부문모듈/패키지

AS IS TO BE

·건물에너지 절약기술 융복합 필요성에대한 사회/산업적 요구 반영

·기존 시스템과의 호환성 및 기술실용화 가능성 저하에 따른 단위규모의 신기술 개발 문제점 개선 가능

·건물에너지 절약기술의 부문간 융복합(상용기술+신기술)통합패키지 개발을 통한 건물 종합에너지성능 향상

▶건물에너지 저감기술 개발의 패러다임◀

123

2010 ECC NEWSLETTER


융복합 시스템의 통합운용 기술개발

·요소기술간 연계성을 고려한 고효율 에너지 운용성 향상

·개발기술의 실용화/상용화 보완 촉진

융복합 통합패키지 개발기술의 실증화 단지(TEST BED)운용

·개발기술의 적용성 평가 및 검증

·한국형 통합운영 융복합 저에너지 건물 Benchmarking 실현

국가 균형 발전을 위한 융복합 통합운영 저에너지 건물 모델 개발

·혁신도시, 기업도시, 행정도시 적용 ⇒ 국가 균현발전 지원

·검증된 저에너지 건물 기술모델 요구-TEST BED 운영으로 대응

통합운영 저에너지 건물기술 개발을 통한

·건물에너지 부문의 지속가능한 발전도모

·국내 경제성장 및 에너지 수급문제 해소

·건축부문 에너지소비 절감을 통한 온실가스 감축

아시아 및 해외 건물에너지 관련 시장의 잠재성

·유럽 : 외피/설비/제어 분야의 약 10조원

·중국 및 아시아 : 외피/제어/설비/신재생에너지

시스템을 포함한 약 37조원

·미주 : 설비/제어 분야의 약 18조원

한국의 건축물 에너지 절약에 관한 노력이 성공적으로 진행

될 경우 한국이 실정에 맞는 독자적인 건물 에너지절약 시

스템 제작 및 시공기술 구축 될 것이며, 구조/ 재로/ 환경/

에너지/ 전자/ 통신 등 다양한 분야들로 구성된 유 템으로써

건물관련 기술융복합 분야 기술 발전과 각 분야별 기업 및

학제간 교류이다.

또한, 국내 교류뿐만 아니라 기술 개발을 위한 해외 선진 기

술 접목 등의 국제간 협력 연구를 통하여 세계수준의 건물

에너지 관련 기술의 공유가 가능해질 것으로 판단된다.

또한, 건물 에너지 절약과 관련한 시장경제의 활성화 및 건

설분야의 국제 경쟁력 강화와 함께 건물 유지관리 비용의

획기적인 절감이 가능할 것이다. 건물에너지 절약을 위한

정부 및 민간의 기술 개발 사업의 최종 목표는 건물에너지

절약 신기술을 적용할 경우, 전체 건축 공사비 증가의 최소

화(5%이내)와 함께 건물에너지 저감량(20%이상)을 최대화

하고 이산화탄소 배출량을 획기적으로 저감하는 것을 목표

로 설정하고 있다.

▶기술개발 방향 및 기대효과 ▶파급효과 및 발전방향

ABOUTEnergy Convergence Center

For Sustainble Buildings

ECC · EXPECTED EFFECT


1중 과제 : 한국에너지기술연구원

저 에너지 건물 실용화 설계 / 평가 기술 및 공통기술

3중 과제 : IBS

저 에너지 건물 관리융복합 기술

2중 과제 : 대우건설

환경대응형 외피 / 공조 융복합 기술

건물에너지 절약 요소기술의 융복합을 통한

저에너지 건물기술 개발 및 실용화/사업화 기술 개발

LEBTechical DevelopmentEnegry Convergence Center for Sustainble Buildings

공사비 5% 에너지 절감률 20%/년

2010 ECC NEWSLETTER


총괄기관 - 기술개발목표

▶기술의 정의 및 목표

건물에너지 통합모듈 / 패키지 확립 및 공동기술 개발(1중과제)

에너지 환경 대응형 복합 외피 창호/공조시스템 기술

(2중과제)

건물에너지 절약 사용기술(기반기술)

부하저감기술고효율 설비기술운영/제어기술

▶1단계 사업 : 개발 융복합 시스템 통합 솔루션의 최적화, 기술구현형 TEST BED 설계(3차년도 진행중)

▶2단계 사업 : 기술구현형 TEST BED 운영을 통한 종합에너지 성능 검증, 통합운영 저에너지건물 상용화 지원

운영효율 극대화를 위한 건물에너지 네트워크 개발(3중과제)

[모듈/패키지 확립기술]

[융복합 공통 기술]

ECC · FIRST KEY SUBJECT


▶과제의 구성 및 연계성

▶단계별 기술개발 내용·건물에너지 절약 및 효율향상과 관련된 단위요소 신기술의 적극적인 활용, 타기술과의 융복합을 통한 효율성 증대를 목표로 하고 있다. 이를 통해

우리나라의 건물에너지 소비를 감소시키며 화석 에너지 이용 비중을 줄이고 기후변화 협약에 대응하기 위한 기술을 개발하는 연구사업이다.

[ 1년차 ] [ 2년차 ] [ 3년차 ]

▶ 1단계 ◀ ▶ 2단계 ◀

에너지절약 요소기술 최적화

융복합 통합시스템개발 및 성능평가

표준건물을 통한 TEST BED설계/사전 평가

TEST BED 구현모니터링/성능검증

2010 ECC NEWSLETTER

1stENERGY CONVERGENCE CENTER

FIRSTKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

1중과제 - 기술개발 내용

▶한국에너지기술연구원

▶무기질 경량복합 단열재 개발

[ 무기질 경량복합 단열재 ]

성 형

[ LED 모듈 설계를 위한 기초실험 ] [ 1차 시작품제작/성능평가 ] [ 기구일체형센서모듈 및 제어기 설계/제작 ]

[ 1차년 ]

[ 2차년 ]

[ 3차년 ]

- 에어로겔/중공체 복합체 제조기술 개발·소 재 : Aerogel - hollow sphere계 ·열전도율 : ＜0.04W/m.K ·크 기 : 200 x 200mm (열물성 측정시편크기)

조명에너지 절감을 위한 개별조도 제어 조명기구 개발

기술개발 목표

·LED 모듈 설계/개별 조도제어 알고리즘개발·개별 조도제어기 일체형 LED 조명개발

무기질 경량복합 단열재 개발

·무기질 경량복합 단열재 제조기술 개발·소 재 : Aerogel + hollow sphere계·열전도율 : 0.04W/mK 이하

열원활용 실린더 연계형 하이브리드 히트펌프

·선택적/효율적 열원활용(공기, 물)·난방시 무제상운전 및 내구성 향상·COP 향상(연간 냉난방 3.5 이상 유지)

1중과제 - 세부 기술개발 내용

▶조명에너지 절감을 위한 개별 조도 제어 조명기구 개발

·20W/500lm 조명기구 설계 및 제작 ·센서 일체형 조명기구 제어기 개발 ·TEST BED 조명기구 설치 및 데이터 수집·절감효과 분석 및 최적 제어 알고리즘 개발

기술개발 목표

통합 모듈 및 패키지 적용 저 에너지 건물 설계 및 평가 툴 개발

·통합모듈/패키지 적용을 위한 설계 및 경제성 평가 툴 개발·통합모듈/패키지 적용을 위한 데이터베이스 구축 ·설계 및 평가 툴 적용을 위한 테스트베드 모델(안)작성

▶포항산업과학연구원

건물에너지 저감 통합 모듈/패키지 개발 및 성능평가, 시스템개발

·통합 모듈/패키지 적용 기술 및 최적화시스템 개발 ·통합 모듈/패키지 기술 적용성 평가 툴 개발·포터블 에너지관리시스템(PEMS) 개발

▶동아대학교

[ SiO2 aerogel ]

[ Hollow perlite sphere ]

[복합 단열 시제품]

에어로겔 합성공정유기/무기 복합

단열재 제조조건 확립성형/건조 공정확립

단열 복합체 제조열물성 향상



1st FIRSTKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

▶열원활용 실린더 연계형 하이브리드 히트펌프

[ 연구목표 : 저에너지 건물기술 통합적용 실증화 위한 Test Bed 모델 개발 ]

저 에너지 TEST BED 모델제시

저 에너지 요소기술 적용에너지 성능 대비 공사비 분석평가후 최적의 표준모델 제시

컴퍼넌트 변경에따른 물량산출

BOM Output

LEB-CAD

물가자료 연동/경제성 평가

에너지 효율성 평가 모듈

물가자료 참조를 통한 경제성 평가

에너지 시뮬레이션 솔비와의 데이터 교환을 통한 에너지 효율성 평가

LEB-CAD Database


▶통합 모듈 및 패키지 적용 저 에너지 건물 설계 및 평가 툴 개발

효율적 열원활용무제상운전 / 시스템 내구성 향상

COP향상(냉난방 연간 3.5이상 유지)

에너지 절감

Cylinder

태양열

미활용 에너지

일반 상수

지열[ Hybrid Heat Pump System ]

[ COOLING ]

·냉방기 상대적인 저온에서는 공기열교환·실외고온(30℃ 이상)시 상수열을 통한 수열교환·냉방기간 높은 COP유지·실내 제거열은 급탕사용

COP

Temp

수열원 투입3

32

[ HEATING ]

·a+b = A' + B' = c·a/b = 3이상(냉방COP)·A' : 1차열교환(난방, 급탕)·B' : 2차열교환(증발기 열교환)·A' / b = 3(FIX) 제상운전 無

PB’

ac

b i

A’

공사비 5%↓

에너지 절약 20%↑

에

너

지

저

감

기

법

폐열회수 사이클을 적용한 열원시스템

인버터를 탑재한 고효율 냉각탑 제어기술

이종외피 시스템과 Hybrid

열회수 환기시스템 복합기술

페리미터레스와 이중외피의 모듈을

통한 단열성능 증대

LED 조명과 광선반을 이용한

에너지절약 및 자연광에 가까운 환경조성

2중과제 외피/ 공조기술

3중과제 제어/ 운영기술

통합모듈화요소기술

PEMS 기반마련 PEMS 최적화 PEMS 에너지 절약가능성 검토 PEMS 기반마련

모듈/ 패키지기술 적용성 평가 툴 개발건

물

성

능

평

가

에

너

지

관

리

시

스

템

폐열회수 사이클

열원시스템

인버터기술

냉동기 고효율화 기술

냉각탑 제어기술

이중외피기술

전열교환환기기술

페리미터레스기술

LED 조명기술

광선반기술

요소기술 용도별 분류 체계 구성

융합 가능 기술 분류 DB 구축

프로그램을 이용한 건물 에너지

사용량 기준 예측 모델 작성

PEMS 관련 국내외선행연구 조사

사용자 정책에 따른 기여도 분석

직접적 피드백, 간접적 피드백

PEMS 시작품 구축

USN 최대수신거리 실험

USN 건축재료별 수신거리 실험

USN 건물 적용 가능성 실험

무선센서 신뢰성 검토

최적전파강도 검토

안지성 향상 최적 GUI설계

사용자 설문 조사

사용자 설문에 따른 PEMS

피드백/ 재검토

PEMS 적용에 따른

에너지 절감 가능성 실험

PEMS 적용에 따른

에너지 절감 가능성 실험

PEMS관련

국내외선행연구 조사

사용자 정책에 따른

기여도 분석

직접적 피드백

간접적 피드백

PEMS 시작품 구축

피드백 / 재검토



YES YESNO NO

NO

NO

센서 파트

센서 파트 Housing

모니터링

알고리즘 구축

전력측정기 데이터

전송 시스템 개발

미들웨이 개발

센서 파트

데이터베이스 설계

데이터 가공

알고리즘 구축

센서 파트사용자기반 GUI

소프트웨어 개발

연계성 검토, 통합 모듈/ 패키지 기술 적용성 평가 툴, Energy Audit

공사비 5%↓

에너지 절약 20%↑

통합패키지화

건물용도별 패키지시스템 설계

외피/ 공조기술

제어/ 운영기술

관련기술별 호환성 체계 수립

(인터페이스 구축)

모듈 연동방안 및 제어기법 개발

통합 모듈/ 패키지 실증화

TEST BED 구축

TEST BED 구축

시뮬레이션/ 실증실험을

통한 성능평가

에너지 성능지표

검토서 제안

패키지 연동 통합 네트워크

시스템 구축

2010 ECC NEWSLETTER


▶건물에너지 저감 통합 모듈/패키지 개발 및 성능평가, 시스템개발

▶융복합 패키지화 시스템 설계/제작

외피 융복합 모듈 설계/제작 열원 융복합 모듈 설계/제작

·고성능유리 + 단열간봉 + 단열셔터 + 전동창호 + 자동제어통합 융복합 외피모듈 설계/제작

·축열 + 공기열교환기 + 수열교환기 + 히트펌프 + 자동제어통합 융복합 열원모듈 설계/제작

PEMS 모니터 시스템 구축

1stENERGY CONVERGENCE CENTER

FIRSTKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

·열전도율이 낮은 ABS와 구조적 이점을 갖는 알루미늄 결합·이중 외피 구조로 단열 및 소음차단 효과 우수·중간 Buffer zone에 자동 제어되는 베네시안 블라인드 설치·실내측 프레임 표면에 다양한 색깔 구현 가능·열관류율 1.0W/m²K 목표

B-B' 단면 A-A' 단면

C-C' 단면

D-D' 단면

자동블라인드 내장형 복합구조 프레임 창호

[ 친환경 고단열 복합구조 프레임 적용 창호 개발 ]

[ 외피.창호/환기 융복합 모듈 설계기술 개발 및 활성화 방안 도출 ]

[ Test Bed 계획 및 구축 ] [ 연구 성과품 Test Bed 적용 및 성능평가 ]

ECC · SECONDKEY SUBJECT


2nd SECONDKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

2중과제 - 기술개발 내용

▶ 1차년도 ◀ ▶ 2차년도 ◀ ▶ 3차년도 ◀

▶알루미늄과 ABS 복합구조 프레임 창호

[ 융복합 모듈 에너지 환경성능분석 및 타당성 검증 ]

공동주택 대상 프로젝트 창호

외피/공조 요소기술 최적화 방안 도출

융복합 기본 UNIT 모듈 설계 기술 개발

요소기술 최적화 방안 수정 및 보완

1차년도 개발품 상품화 및 수익 창출

주상복합 APT 대상 자동 블라인드내장형 시스템 창호

요소기술간 융복합 매개기술 개발

융복합 모듈 Prototype 시스템 모델 설계

융복합 모듈 Mock-up 및 단계별 Test Bed 성능평가

1, 2차년도 개발품 상품화 및 수익 창출

주상복합 APT 대상 자동 블라인드내장형 시스템 창호

융복합 모듈 종합 성능평가

융복합 모듈별 시제품 제작 및 실용화

융복합 모듈 표준개발 및 건물 통합 설계기술 개발

건물 적용시 장애요인 제거방안

2010 ECC NEWSLETTER

2ndENERGY CONVERGENCE CENTER

SECONDKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

▶건물에너지 저감 통합 모듈/패키지 개발 및 성능평가, 시스템개발

2중과제 - 기술개발 요소기술 내용

▶고기능성 유리

▶열교환 겸용 환기시스템

▶자연환기 시스템

·자외선 차단율 : 97%·일사 투과율 : 20%·차폐계수 : 0.36·열관류율 : 1.75 W/m2K·취득 총열량 : 242 W/m2

·KCC·한글라스

에너지 / 환경 효과

성 능

참여기업

·일사 차단 및 높은 자외선 차단율·가시광선 투과율 우수

·열교환효율 90% 이상

· KN WALLDEX


성 능

참여기업

·외기도입을 통한 미세 환기조절로 실내 부하 저감 ·적정량 환기로 과도 환기에 따른 에너지소비 저감·실내 쾌적 환경조성 및 온열환경 개선·필터기능을 통해 실내공기질 개선·결로방지성능 통한 불쾌적감 감소

·압력차(2pa)에 의한 누기량 90㎥/h/m 이상

· KN WALLDEX, 선양스틸


성 능

참여기업

·외기도입을 통한 미세 환기조절로 실내 부하 저감 ·적정량 환기로 과도 환기에 따른 에너지소비 저감·실내 쾌적 환경조성 및 온열환경 개선·필터기능을 통해 실내공기질 개선·결로방지성능 통한 불쾌적감 감소

알루미늄과 ABS 복합구조프레임 프로젝트 창호

고기능성 유리 자동제어루버차양, 베네시안 블라인드신소재 단열재PVC 복합 재질 시스템창호

시 공 사 진

시 공 사 진

시 공 사 진

ECC · SECONDKEY SUBJECT


2nd SECONDKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

2중과제 - 기술개발 요소기술 내용

·열관류율 : 1.6 W/m2K·기밀성능 : 1등급

·KCC


성 능

참여기업

·난방부하저감 : 고단열, 고기밀시스템·냉방부하 저감 : 더블코팅 로이복층유리 ·PVC 재질 적용에 따라 기존 AL 커튼월 대비 높은 단열성능 ·건물 외피 단열성능 향상을 통한 에너지저감 가능

▶PVC 복합재질 시스템 창호시 공 사 진

시 공 사 진

시 공 사 진

시 공 사 진

시 공 사 진

·냉방부하 저감율 : 30%

·솜피


성 능

참여기업

·일사차단을 통한 냉방부하 저감효과 우수·건물내 온실효과 감소 (최대 5~15℃ 실온 감소)·외부환경에 따른 자동 제어시스템 (개폐, 각도조절)

도입을 통한 열적 불쾌감 최소화

▶전동차양 장치 및 베네시안 블라인드

·열전도율 0.031 W/m·K 이하

·바스프, 금호석유화학, 그린피아


성 능

참여기업

·건물 하자저감을 통한 경제성 확보 및 건물 장수명화 기여

▶신소재 단열재

·기밀성능 : 1등급

·다우코닝 코리아


성 능

참여기업

·커튼월 구성 요소기술들의 접합 내구성 향상을 통한 에너지손실 방지 및 기밀성능 확보

·건물 하자저감을 통한 경제성 확보 및 건물 장수명화 기여

▶고밀성/고내구성 실란트 및 가스켓

·기밀성능 : 1등급

·엔비텍 이엔씨


성 능

참여기업

·커튼월 구성 요소기술들의 접합 내구성 향상을 통한 에너지손실 방지 및 기밀성능 확보

▶고기밀 단열 사춤 공법

2010 ECC NEWSLETTER

▶기술개발 내용

3중과제 - 연구개발 성과

[ 공조설비 에너지 관리를 위한 습공기 상태 변화 모델 구조 ]

1. 에너지절약 운전 알고리즘2. 수요예측 및 부하대응 기법

3. 무선 에너지복합센서모듈 (UESN)

6. 에너지제어장치 (ECS)

에너지원 설비류

전동창

전동차양

자연환기시스템

열교환기시스템

4. 에너지환경정보수집장치(FGU)5. 센서관리 소프트웨어

8. 빌딩군에너지슈퍼바이징 시스템(BGESS)

7. 빌딩엑스퍼트에너지관리시스템(BEEMS)

타과제 연계

전력 가스 수도 유류 신재생 공조기 냉동기 보일러 반송장비

▶1-1 완료 성과물 세부내용

공조설비 에너지절약 운전 알고리즘

·공조설비 에너지 절약 운전 기법으로서 외기냉방 제어 알고리즘(Economizer cycle algorithm) 개발로 에너지제어장치 (ECS) 및 빌딩 엑스퍼트 에너지관리 시스템 (BEEMS)에서 운영될 알고리즘으로 활용.

외기 및 환기 상태 감지

외기 및 환기 상태 비교

외기냉방 작동 여부 결정

외기와 환기 혼합비 결정

환기, 배기. 외기 댐퍼냉각 코일 제어 밸브

가습기 조절

[ 외기냉방 제어 개념도와 제어 프로세스 ] [ 공조설비 내 습공기 상태 함수화 ]

3rdENERGY CONVERGENCE CENTER

THIRDKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

입력전원

입력시그널

검출요소

입력(초기데이터,센서)

조작요소

제어기

신호전송요소

Actuator(안전기)

인터페이스요소

조명기구

출력시그널 전원공급

점등

점등시간

예

예

예

아니오

아니오

아니오

소등

각 용도, 구역, 시간대 제어

알고리즘동작

구역별(각층, 사무실, 복도,

옥외, 주차장 등)

예 아니오

부하선정

용도별(사무용, 주거용,

상업용)

패턴데이터 설정 #1

폐루프방식

조광제어

재실자 감지 조명제어

ON/OFF 제어(수동)

타임스케쥴 제어

순차제어

개별 릴레이 제어(수동)

시간별 설정

일일 스케쥴

주간 스케쥴

휴일 스케쥴

패턴데이터 설정 #2

재실자 혼자서 지나가는가?

지나가는 사람이있는가?

재실자 수에 따라구간별제어

시작

구역별/용도별 구분

센서를 이용하고있는가?

종료



[ 조명제어 시스템의 기본 구성도 ] [ 조명설비 에너지 절약 운전 알고리즘 ]


조명설비 에너지절약 운전 알고리즘

·조명설비 에너지 절약 운전 알고리즘은 조명제어 시 센서 값을 받아 순차적인 그룹별 제어를 통해 조명제어 하는 방법으로서 조광제어, 그룹/패턴제어, 순차제어, on/off제어, 타임스케줄 제어 등으로 구분됨.


전력설비 에너지절약 운전 알고리즘

·전력설비 에너지 절약 운전 알고리즘은 부하 예측 시 경보구간을 가변적으로 정의하여 목표 전력수요량을 넘지 않도록 부하를 제어하는 방법으로서 두 개의 입력 값(소비전력과 목표치와의 오차, 오차의 변화율)을 25개 퍼지규칙으로 정의.

ce e

VS S M L VL

VS VS VS S M Z

S VS VS M Z M

M VS M Z M VL

L M Z M L VL

VL Z M L VL VL

[퍼지제어를 위한 규칙]

[최대수요전력 퍼지제어 시스템 구조]

[최대수요전력 퍼지제어 개발 알고리즘]

시작

퍼지화

퍼지추론

비퍼지화

VLDmax/VLDmin 예측

Ldmax/Ldmin 예측

최대, 최소 부하의 예측

·수요전력변화량·전년도 동일 특수일의

VLDmax/VLDmin·직전특수일의 VLDmax/VLDmin

데이터 입력

부하예측

퍼지제어부

실제조작

종료

동일 유형의 특수일 선정

최대, 최소 부하로 정규화

정규화된 수요패턴 평균

전력수요 패턴의 예측

eceVSSMLVL

: 소비전력과 목표치와의 오차: 오차의 변화율: Very Small: Small: Middle: Large: Very Large

[퍼지제어 시스템 구조]

시작

종료

퍼지화부

우선순위 선정

퍼지롤베이스 의사결정논리

비퍼지화부

Rule Base

Decision

DefuzzifierFuzzifier

e(n)

ce(n)

u(n)

Processe(n)

ce(n)rS

1

-+

ref

u(n)

용도별 설정

구역별 설정

시간별 설정

상황별 제어 설정

·(사무용, 주거용, 상업용 설정)

·(층, 사무실, 화장실, 복도, 주차장, 옥외 등)

·(일일, 휴일, 아침, 점심, 저녁, 야간)

·(그룹/패턴 제어, 순차 제어, on/off 제어, 타임스케줄 제어설정)

ECC · THIRDKEY SUBJECT

3rd THIRDKEY SUBJECTENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

내 용 소프트웨어 기본 규격

OS Tiny OS

AD-Hoc 2 level multi-hop 지원 네트워킹

어드레스 세팅 소프트웨서 세팅 방식

전송 주기 1분 간격 3종 센서 데이터 전송

전송 주기 옵션 Adaptive 센싱 정보 전송 주기 변화 , 유저 세팅 모드 지원

밧데리 수명 3년(전송주기 조절 가능)

내 용 하드웨어 기본 규격

온도, 습도 센서 Sensirion SHT75

하우징 오픈 PCB 형태

밧데리 TL4903 3.6V , 2.4AH, AA type 2ea

조도 센서 S1087/S1087-1

무선 규격 IEEE802.15.4 규격 2.4GHz 대역

안테나 소형 다이폴 옴니 안테나

시리얼 내부적으로 기본 디버깅용 시리얼 인터페이스

프로그래밍 보드 프로그램 R/W, Debug 용 프로그래밍 보드 제공

LED Red LED 인디케이터 (3가지 초기세팅, 밧데리, 에러)

스위치 토글, Tact 스위치 총 2종

CPU TI MSP430

COMM Chip TI CC2420

밧데리 홀더 2 x AA type 홀더

내 용 소프트웨어 기본 규격

OS Embedded Linux

UESN 모니터링 하부 UESN 모듈 기본 상태 모니터링 제공,

UESN 어드레싱 하부 UESN 모듈 어드레싱 기능 제공

시큐리티 세팅 변경 모드시 암호화 보안 기능 제공

터미널 인터페이스 시리얼 통신을 통한 외부 PC와의 터미널 세팅 기능 제공

사운드 출력 스피커 이용 녹음 사운드 출력

프로토콜 BACnet, TCP/IP 프로토콜 제공

시간표시 전원 보조 밧데리 (충전기능) 지원

하부 UESN 지원 max 128 UESN 모듈

UESN 관리 기능 하부 UESN 세팅 기능 및 업그레이드 기능 제공

내 용 하드웨어 기본 규격

CPU ARM9 core, 200MHz, 삼성 S3C2410

Memory 64MB Flash, 256MB RAM, 외장 Flash 메모리

NetworkLAN - 2 port (Hub 기능) , RS-485 - 1개 (터미널 블록), :RS-232 - 3개 (RJ45), USB to Serial - 1개 (USB)

안테나 하우징 고정형 다이폴 옴니 안테나

Display Color LCD - 320x240, 5.7인치

스위치 외부 Tact 스위치 - 4개 (Left, Right, Up, Down : LCD 조작)

LED 외부 LED - 4개 (power, run, error, 통신)

접점 입력 드라이 컨텍트 포트 제공(터미널 블록)

무선 규격 IEEE802.15.4 규격 2.4GHz 대역

UI 입력 토글, Tact 스위치 총 2종

CPU 터치 입력 기능

Power DC 12V 입력(터미널 블록) (일반적인 빌디 제어 시스템 전원)

2010 ECC NEWSLETTER




무선 에너지복합센서모듈 (UESN)

에너지환경정보수집장치 (FGU)

·무선 에너지복합센서모듈(UESN : Ubiquitous Energy Sensing Node)는 실내공간의 변화에 유연하게 대응할 수 있는 무선 감지장치로서실내환경 요소인 온도, 습도 및 조도 환경을 감시하고 할 수 있음.

·에너지환경정보수집장치(FGU: Field data Gathering Unit )는 무선 에너지복합센서모듈(UESN) 에서 전송되는 실내공간의 온도, 습도 및 조도 환경을 모니터링하고, 센서 모듈 상태 감시 및 서버와의 데이터 전송/처리 기능을 수행함.

[ UESN PCBA / 1차 CASE ]

[ UESN 시제품/CASE ]

[ UESN PCBA / 1차 CASE ]

[ UESN 시제품/CASE ]



Subtract:0

Input 0 Output 0

Input 1

Subtract:1

Input 0 Output 0

Input 1

LessThan:0

Input 0 Output 0

Input 1

LessThan:2

Input 0 Output 0

Input 1

LessThan:3

Input 0 Output 0

Input 1

LessThan:1

Input 0 Output 0

Input 1

Absolute:0

Input 0 Output 0

Absolute:1

Input 0 Output 0

AI 0 : 실내온도

AI 1 : 실내온도

AV 0 : 설정온도

AV 1 : 설정온도

AV 4 : 2℃

AV 5 : 5%

AI

AI

AV

AV

AV

AV

DV 0 : Yes/No1

DV 1 : Yes/No2

DV 3 : Yes/No4

DV 2 : Yes/No3

DV

DV

DV

DV





센서관리 소프트웨어

에너지제어장치 (ECS)

·센서관리 소프트웨어는 무선 에너지복합센서모듈(UESN)과 에너지환경정보수집장치(FGU: Field data Gathering Unit )의 동작 상태, 데이터 전송 상태 및 이력 관리를 할 수 있는 프로그램.

·ECS(Energy Control Station)란 건물 에너지 공급 설비의 에너지 분배 및 소비 상황을 현장 또는 원격으로 감시 및 제어할 수 있는 장치.

[ Block Diagram ]

[ I/O 보드 ] [ 메인&통신보드 ] [ 케이스 전개장 설계 ][ ECS 시제품 ]



[ 주요 기능 설계 ]

[ User Interface 설계 ][ 에너지관련 설비 요소분류 ] [ SW 기본 개념도 ]

BEEMS & BGESS

Algorithm tool

ECS

Control Algorithm

Network

Event ScheduleDevice Driver

UI

DB

Equipment

SystemFunction

텍스트 / 그래픽감시 기능

기록 동향감시 기능

운영자 관리 및보안 기능

경보 및 이벤트관리 기능

데이터 기록 기능

정보보기기능

기타기능

원격관리

FGU RemoteSetting Module

UESN/FGU remotemanagement

DB 작성

사용자작성모듈

그래픽 화면 구성

텍스트 화면 구성

에너지 수요예측 부하 대응

EMS알고리즘

에너지 및 부하대응 운영 관리

기타 건물 관리관련 알고리즘

TCP/IPCommunication

통신모듈

BACnetCommunicaion

System Engine

DB Engine

Display Engine

기본 화면 / 세부화면

System Duplication Engine

Web Service Engine

Login 화면

로그인(관리자정보입력)

이벤트관리화면

이벤트 발생 내역 인지 처리상태 기록 이벤트 통보방법 설정

Login 화면

로그인(관리자정보입력)

리포트 화면

이벤트 리포트 작성장비별 리포트 작성

리포트 보관목록 제공

Login OK 화면

ID, Password name세션에 저장

기계설비 main화면

공조기, 보일러, 냉동기, 교환기, 중수조, 우수조 등과 같은 기계설비들을 건물층별로 모니터링하고

기동/정지/스케쥴제어를 함

기계설비 각층화면

각층별 관련기게설비화면

Login Fail 화면

Login 화면으로 이동

전력설비 main화면

전체 전력 계통도를보여줌

전력설비 관련화면

특고압 이입반방축열반, 발전기반,

특고압반, 저압반등의 화면

조명설비 main화면

각 층별로 설치된 조명설비를 모니터링하고

자동/수동모드ON/OFF제어

조명설비 각층화면

각층별 조명설비화면

도구화면

장비검색 및 작업관리 기능

설정 및 로그화면

환경설정 및 사용자관리관리자등록정보서버로그보기에이전트관리

달력관리

Login OK 화면

ID, Password name세션에 저장

장비관리 화면

로그인후(건물에 소속된 모든장비를 테이블형식

으로 나열)

Login Fail 화면

Login 화면으로 이동

2010 ECC NEWSLETTER






빌딩엑스퍼트에너지관리 시스템 (BEEMS)

·BEEMS(Building Expert Energy Management System)란 건물 내 에너지 소비 상황을 파악하고 건물내 설비, 전력, 조명 시스템을 적절히 제어하여 에너지 사용량을 절약하기 위한 시스템.

에너지제어장치 (ECS)

[ BEEMS 에너지 모니터링 화면 ] [ 기계설비 관리 화면 ] [ 조명설비 관리 화면 ]

시스템 기능 소프트웨어 기본 규격 기능 설명

에너지 관리(전력/수도/가스)

상태감시 빌딩 에너지 전력/수도/가스의 수요 상태를 감시함

현황분석 빌딩에서 소비되는 에너지원의 일,주,월,년 단위로 소비 현황을 분석함

알고리즘 제어 로직 관리 에너지원 제어를 위한 알고리즘을 수정,추가,제거함 (시뮬레이션가능)

알람조회 전력/수도/가스 설비 상태를 조회하여 문제가 있는가를 조회할 수 있음

보고서작성 및 인쇄 에너지원 소비현황 및 설비 상태를 보고서로 작성하여 인쇄할 수 있음

BEEMS 관리BEEMS 원격관리 각 건물 별 BEEMS 서버에 접속하여 설비/조명/전력 상태를 감시할 수 있음

BEEMS 제어 각 건물 별 BEEMS 서버에 접속하여 설비/조명/전력을 제어할 수 있음

DB관리

관제점조회 에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점을 검색 할 수 있음

상태감시 에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점 상태를 감시 할 수 있음

관제점 추가 에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점을 추가할 수 있음

관제점 제거 에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점을 제거할 수 있음

보고서 작성 및 인쇄 관제점 상태감시 및 추가 제거 현황을 보고서로 작성하여 인쇄할 수 있음

그래픽 제작기

그래픽조회 그래픽 페이지로 구성된 빌딩 시설물을 조회할 수 있음

그래픽 수정 그래픽 페이지를 수정할 수 있음

그래픽 제작 현장에 새롭게 추가된 시설물을 그래픽 페이지로 제작하여 추가할 수 있음

그래픽 시뮬레이션 분석을 통해 나온 데이터와 에너지원 제어 알고리즘을 이용해 가상 시뮬레이션 할 수 있음

온라인 도움말 온라인도움말 운영자에게 BGESS 세부 기능 조작법을 자세히 알려줌





빌딩군에너지슈퍼바이징 시스템 (BGESS)

·BGESS(Building Group Energy Supervising System)란 지역내 건물들의 에너지 소비 상황을 실시간으로 감시하여 지역 내 전체 에너지를 각 건물로 적절히 분배하여 에너지를 절약하기 위한 목적의 시스템.

[ BGESS 에너지 모니터링 화면 ][ BGESS 에너지 모니터링 화면 ]


빌딩군에너지슈퍼바이징 시스템 (BGESS)

·BGESS 주요 기능 정의.

건물CBEEMS

열원전력가스

건물BBEEMS

건물ABEEMS


▶2009년 10월 9일 - 고려대 친환경 설비 확회 기획 세션

▶2009년 11월 6일 - 1중과제 킥오프 미팅

▶2010년 1월 29일 - 총괄 책임자 회의 (에너지기술연구원)

2010 ECC NEWSLETTER


연구단 - 주요소식

▶2010년 2월 4일 - 1중과제 책임자 회의 (동아대)

▶2010년 3월 9일 - 2010 법부처 녹색기술 포럼

▶2010년 3월 10일 - 총괄 단계 평가 워크숍

ECC · RESEARCHER INFORMATION


2010 ECC NEWSLETTER


연구진 - 소개

▶ 1중 과제 에너지 기술연구원 ◀

▶ 운영위원회 소개 ◀

이 름 단 체 직 위 이 메 일 (E-mail)

오 보 환(2중주관) 대우건설 부장 [email protected]

김 지 헌(2중부책) 대우건설 과장 [email protected]

강 재 식(위책) 한국건설기술원 책임연구원 [email protected]

최 경 석(부책) 한국건설기술원 연구원 [email protected]

정 광 섭(위책) 서울산업대학교 교수 [email protected]

김 성 민(부책) 서울산업대학교 [email protected]

성 기 철 대우건설 연구원 [email protected]

홍 석 진 대우건설 전임 [email protected]

김 태 원 경남알미늄 주임연구원 [email protected]

윤 태 원 경남알미늄 이사 [email protected]

한 준 희 한국다우코닝 부장 [email protected]

한 광 열 한국유리공업(주) 부장 [email protected]

김 현 중 현우공업 상무 [email protected]

최 장 현 금호석유화학 부장 [email protected]

윤 승 희 금호석유화학 상무 [email protected]

김 윤 환 금호석유화학 차장 [email protected]

김 진 호 금호석유화학 차장 [email protected]

강 현 금호석유화학 과장 [email protected]

전 규 형 서울산업대학교 [email protected]

김 동 호 DASS 대표이사 [email protected]

김 종 민 솜피 과장 [email protected]

이 승 언 한국건설기술원 책임연구원 [email protected]


유 우 현 한국바스프 부장 [email protected]

이 종 화 한국바스프 부장 [email protected]

최 현 돈 한국바스프 차장 [email protected]

구 성 회 한국유리공업(주) 차장 [email protected]

김 양 규 KCC 팀장 [email protected]

신 승 철 KCC 과장 [email protected]

백 진 성 KCC 주임연구원 [email protected]

한 재 용 엔비텍이앤씨 부장 [email protected]

이 진 희 금호석유화학 과장 [email protected]

이 필 우 금호석유화학 부장 [email protected]

오 병 국 현우공업 연구소장 [email protected]

이 수 진 그린피아 부장 [email protected]

김 낙 진 그린피아 상무 [email protected]

윤 호 섭 상원창호 대표 [email protected]

정 영 용 선양스틸 전무 [email protected]

허 석 한남산업 상무 [email protected]

정 형 준 새한수지 대표 [email protected]

한 영 준 EPS코리아 부장 [email protected]

심 우 혁 금호석유화학 대리 [email protected]

정 진 영 한국다우코닝 차장 [email protected]

김 응 수 한국유리공업(주) 수석 [email protected]

전 현 석 한국건설기술원 연구원 [email protected]

▶ 2중 과제 대우건설 ◀

▶ 3중 과제 IBS ◀

구 분 이 름 소 속 기 관 직 위 이 메 일 (E-mail)

위 원 장 趙秀 한국에너지기술연구원 (총괄책임자) 책임연구원 [email protected]

사업단 내부오 보 환 대우건설 (세부과제책임자) 책임연구원 [email protected]

임 상 채 지능형빌딩시스템기술연구소 (세부과제책임자) 대표 [email protected]

사업단 외부

김 강 수 고려대학교 교수 [email protected]

송 규 동 한양대학교 교수 [email protected]

김 용 식 인천대학교 교수 [email protected]

문 헌 준 단국대학교 교수 [email protected]

김 준 태 공주대학교 교수 [email protected]

박 일 훈 대전광역시청 도시주택국장 [email protected]

김 헌 태 지식경제부 에너지기술팀 사무관 [email protected]

방 대 규 에너지자원기술기획평가원 효율지원팀 팀장 [email protected]


임 상 채(주관) IBS Tech 대표 [email protected]

조 재 희(부책) IBS Tech 실장 [email protected]

유 준 재(위책) 전자부품연구원 센터장 [email protected]

임 호 정(부책) 전자부품연구원 선임 [email protected]

김 광 우(위책) 서울대학교 교수 [email protected]

조 가 영(부책) 서울대학교 연구원 [email protected]

이 정 남 IBS Tech 선임 [email protected]

심 형 용 IBS Tech 선임 [email protected]

김 창 규 IBS Tech 주임 [email protected]


여 명 석 서울대학교 부교수 [email protected]

홍 지 표 서울대학교 연구원 [email protected]

양 해 원 한양대학교 교수 [email protected]

한 병 조 한양대학교 연구원 [email protected]

황 찬 길 한양대학교 연구원 [email protected]

권 영 춘 대림 I&S 부장 [email protected]

조 종 수 대림 I&S 대리 [email protected]

한 종 선 SD 라인 대표 [email protected]

어 석 진 SD 라인 이사 [email protected]


趙秀 KIER 센터장 [email protected]

장 철 용 KIER 책임연구원 [email protected]

이 범 석 KIER 연구원 [email protected]

정 학 근 KIER 선임연구원 [email protected]

김 준 수 KIER 책임연구원 [email protected]

최 병 권 KIER 연구원 [email protected]

성 욱 주 KIER 연구원 [email protected]

박 정 환 KIER 연구원 [email protected]

김 수 진 KIER 연구원 [email protected]

김 선 국 KIER 연구원 [email protected]

서 재 상 KIER 연구원 [email protected]

이 장 만 KIER 연구원 [email protected]


임 화 숙 KIER 연구원 [email protected]

유 영 동 포항산업과학연구원 수석연구원 [email protected]

김 상 희 포항산업과학연구원 연구원 [email protected]

이 정 재 동아대산학협력단 교수 [email protected]

박 헌 준 동아대산학협력단 연구원 [email protected]

최 원 기 한화건설 선임연구원 [email protected]

임 현 묵 삼영 과장 [email protected]

심 경 종 삼영 대리 [email protected]

김 동 호 다스컨설턴트 대표 [email protected]

안 정 혁 이건창호 대리 [email protected]

이 윤 길 버츄얼빌더스 차장 [email protected]

오 세 대 NSNET 대표 [email protected]

PARTICIPATION COMPANY한국에너지기술연구원

서울산업대학교

포항산업과학연구원

EPS Korea

에너지관리공단

지식경제부

한화건설

DOW CORNING

동아대학교

상원창호

DASS

버추얼빌더스

그린피아

선양스틸

엔비텍이엔씨

(주)에스디라인

전자부품연구원

SOMFY

한국유리공업주식회사

한양대학교

BASF

(주)한남산업

금호석유화학

한국건설기술연구원

KCC

대림 I&S

대우건설

현우공업

새한수지

케이엔월덱스

삼영

지능형빌딩시스템연구소

서울대학교

이건창호시스템

현우공업

NSNET

ENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

미래를 여는 성장동력의 핵심!저에너지 친환경융복합건물에너지연구단

지식경제부Ministry of Knowledge Economy



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ON

VERG

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Tel. 042-860-3057 / Fax. 042-860-3202http://www.ecc.re.kr

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