한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 정학근 박사 연구진이 에너지소비의 주체였던 건축물을 생산, 관리, 절감의 주체로 전환하는 ‘건물 에너지 통합 플랫폼’ 기술을 개발했다.

기존의 건물에너지관리시스템(BEMS) 기술은 에너지 사용량에 대한 단순 모니터링과 건물 관리자의 경험에 의존해 시스템을 운용해 왔는데 이로 인해 최근 확대되고 있는 건물 내 분산자원과 다양한 전력소비 유형을 고려한 효율적인 운용이 어렵고, 고장에 대응하기 위한 분산자원의 실시간 상태 진단도 제한적이다.

이러한 한계를 해결하기 위해 연구진은 인공지능과 확률·통계적 기법을 활용해 건물 내 분산자원 간 실시간 고장과 운전 상태를 관리해주는 플랫폼 기술을 개발했다.

운전 상태 분석과 고장진단, 자원 간 최적의 운영을 실시간 자동화해 효율을 제고하는 에너지 비용을 절감시켰다.

연구진은 다양한 고장유형과 환경 데이터를 수집하고, 모델링과 분석을 통해 학습한 인공지능과 확률·통계적 기법을 적용해 분산자원 대상 고장검출 정확도 98% 이상을 달성했다.

이와 함께 플랫폼에 양자암호, 양자내성암호를 이용한 차세대 보안통신을 적용해 사이버 공격에도 대응할 수 있는 최고등급의 보안 수준을 갖췄다.

분산자원에서 발생할 수 있는 다양한 고장에 대응하고 복구할 수 있는 자율운영 기술도 적용됐는데 이 기술은 실시간으로 분산자원 간 운영을 최적화하는 비선형 최적화 알고리즘이 적용돼 고장 발생 즉시 최적의 분산자원 활용 방안을 도출하고 운용할 수 있다.

연구진이 개발한 플랫폼 기술은 실제 건물 환경이 정밀하게 모사된 유사 실증 테스트베드에서 1년간 실증한 결과 기존 건물에너지관리시스템 대비 17% 이상의 에너지비용 절감 효과를 확인했다.

연구잭임자인 정학근 박사는 “이번에 개발한 플랫폼은 분산자원의 고장상태를 실시간으로 관리하고, 이용 효율 향상을 위한 고도화된 알고리즘을 갖춰 오피스, 공장, 호텔 등 디양한 건물에 유연한 적용이 가능하며, 에너지 손실과 유지보수 비용을 크게 줄이고 탄소중립에 기여할 수 있는 시장주도적인 기술”이라고 설명했다.