탄소중립 실현, 우리 집에서 부터 실천

한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 제주도내 패밀리기업인 에너파이브(대표 김은태)와 제주도 '카본프리2030' 현안 해결을 위한 주택용 스마트 분전반 시스템(어플리케이션, EMS(Energy Management System))을 개발했다고 밝혔다.

기존 분전반은 전등, 전열, 동력부하 등 각종 부하에 맞게 전력을 배분하는 장치로서 단순히 과전류, 누전차단 등 일부 기능만 구비하고 있으며 직접 조작하는 방식으로만 제어할 수 있다. 따라서 여름철 지역단위, 전국단위의 일시적 전기 사용량 증가에 대응할 수 있는 방법이 마련되어 있지 않다. 또한 대기전력에 따른 에너지 낭비가 발생한다. 한국에너지공단에 따르면 가정에서 대기전력으로 손실되는 전력이 6~11%로 추정되며 낭비되는 대기전력은 금액으로 환산하면 한 해 4160억원에 달한다.

이에 에너파이브와 정유석 연구원팀은 IoT(Internet of Things) 기반 기술을 활용하여 주택용 분전반을 제어할 수 있는 기술을 실증하였다. 분전반에 흐르는 고전류에 대응할 수 있는 PCB(Printed Circuit Board) 설계기술은 에너파이브의 핵심기술이다.

제주특별자치도 '카본프리2030' 현안 기술 중 단독주택에 대한 제로에너지 요소기술로서 100% 에너지자립 단독주택 단지 개발에 활용할 수 있으며 스마트 그리드 확산 및 친환경 도시 에너지 자립화, 국민DR(Demand Response) 관제시스템으로도 확장될 수 있다.

스마트 분전반 시스템은 상시전원(냉장고, 밥통, 비상등)과 강제전원(상시전원을 제외한 모든 전원)으로 분리하여 IoT 기반의 센서와 릴레이가 탑재된 고전류용 PCB모듈로 구성되어 있으며, 외출 및 취침 등 다양한 용도에 따라 원격, 자동, 음성, 수동제어 할 수 있다. 또한, 분전반 내 온도, 연기, 불꽃센서 탑재 및 가스락과 연계 하여 전력과 가스를 양방향으로 제어 할 수 있다.

2020년 공공부문(1,000㎡ 이상)부터 제로에너지주택(빌딩)을 의무화 하여 시행하고 있으나, 패시브(고단열, 3중 창호 등) 및 액티브(신재생) 기술로만 구성되고 있다. 스마트 분전반 시스템은 근본적인 전기절약 비즈니스 모델로 에너지 절약 및 탄소중립 달성에 활용할 수 있다. 현재, 제로에너지빌딩 기술 수준은 해외에 비해 약 78%(5년 격차) 수준이다.

한국건설기술연구원의 패밀리기업인 에너파이브는 2020년 전력데이터 활용 신서비스 개발 경진대회(한국전력) 우수상 수상 및 2021년 과학기술정통부의 데이터바우처 지원사업(수혜기업)에 선정되어 향후, “기상, 미세먼지, 전력사용량 데이터 기반의 국민DR 및 블랙아웃방지용 에너지관리시스템(EMS)을 개발할 예정이며, 한국수자원공사의 부산 스마트시티 창업혁신지원공간 입주기업 모집에 선정되어 부산 에코델타시티(EDC) 내 스마트 빌리지 56세대 대상으로 스마트전력 플랫폼 테스트베드 구축 및 실증 등 사업화까지의 전 과정을 수행·지원받게 된다.

또한, K-테스트베드 통합 공모에 신청하여 11월 22일부터 2개월간 LH 주택성능연구개발센터 실증 실험동에서 실증 할 예정이다. 이러한 성과는 한국건설기술연구원의 '건설연-지역기업 동반 실증/제도화 사업'의 지원을 받아 이행됐다.