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대구시 천연가스 기반 에너지 자립형 친환경타운 조성


2021년 세계가스총회(WGC) 대구 개최를 앞두고 천연가스를 기반으로 하는 에너지 자립형 패시브하우스 주거타운이 조성됩니다.

천연가스 타운은 천연가스와 태양광만으로 전기, 냉방, 난방등 가정용 에너지를 자급자족할 수 있는 친환경 주택단지입니다. 

에너지 절감효과가 우수한 ‘패시브하우스(passive house)’ 단독주택으로 지어질 예정이며 130~200㎡ 규모로 50여 세대가 들어설 전망입니다.


천연가스는 탈원전‧탈석탄 시대에서 신재생에너지 시대로 넘어가기 위한 중간단계 형태의 에너지로 주목받고 있습니다.

이번 사업에는 한국가스공사를 비롯해 대구시, 대성에너지가 참여합니다.

천연가스 타운은 천연가스 이용기기 체험관 및 견학에 용이한 시설을 추가 조성하는 것도 검토 중이며, 신재생에너지원 중 연료전지에서 발생하는 열을 사용할 수 있는 공동 이용시설을 구축할 예정입니다. 


저는 본 프로젝트에서 에너지 소비,에너지 관리,에너지 제어,건축환경과 연계한 스마트홈 구축을 담당하고 있습니다.
모든 가정에는 천연가스를 이용한 연료전지, Micro CHP, 태양광, 에너지 저장을 위한 ESS, 스마트 HEMS가 적용됩니다.
신재생에너지 시스템과 스마트 홈 기술을 연계해 "미래의 제로에너지 주택은 이런것이다"라고 제시하는 것이죠.

제로 에너지 타운에 적용될 스마트 홈 시스템은 다음의 네가지 기능으로 구분됩니다. 
- 에너지 모니터링및 활용시스템

- 주택 보안및 안전시스템
- 생활의 편리와 편안함을 위한 시스템

- 쾌적한 실내환경과 거주자의 건강을 위한 시스템 

으로 나뉘며 우리가 일반적으로 생각하는 사물인터넷을 이용한 홈 오토메이션이나 스마트 온도조절기로 단순히 냉난방을 제어하는 차원이 아닙니다.


신재생에너지 시스템으로 생산된 에너지만으로 가정에서 사용되는 모든 에너지를 해결하기 위해...

에너지 생산, 에너지 소비, 에너지 제어, 에너지 관리는 서로 연계되어 정확한 제어가 가능하게 만들어졌습니다.


지능형 제어 시스템으로 연료전지,마이크로 CHP,태양광으로 생성된 에너지를 실시간으로 모니터링 하며,가정에서 소비되는 에너지 또한 실시간으로 모니터링 됩니다.


냉난방 시스템 제어의 가장 큰 특징은 연료전지 또는 Micro CHP와 연계해 냉난방이 되며 주택의 단열상태를 고려한 지능형 냉난방이라는 것입니다.

냉난방기 운용시 실내외 온습도 환경에 따른 냉난방이 가능하며 실내환경을 학습하여 최적의 냉난방 알고리즘에 따른 냉난방기능을 수행하며 냉난방 내역이 데이터로 기록이 되어 정확한 모니터링이 가능합니다.

냉난방을 하기 위해 사용자의 조작이 더 이상 필요 없으며 날씨정보와 실내온습도 데이터등의 기초 정보뿐 아니라,재실자 유무와 재실자의 인원에 따른 정확한 냉난방 에너지 투입,연료전지의 열을 활용한 최적의 난방제어가 가능합니다. 


에너지 절감을 위해 다음과 같은 기술이 적용됩니다.

각종 센서는 온습도 같은 일반적인 환경센서에 더해 위치,사물확인을 위한 비콘,재실자 감지를 위한 모션센서, 전력,가스 원격계측을 위한 센서

- 이들 계측 데이터를 전송하고 기록하기 위한 Wifi Mesh 기가 네트웍망

- 계측 데이터의 취합은 모니터링 서버를 구축하여 일괄 통제


에너지 자립형 패시브하우스에 적용될 스마트 HEMS 시스템은 다음과 같이 구성됩니다.



에너지 모니터링 시스템도 다음과 같이 구축됩니다.

- 에너지 발전량,사용량을 시각적으로 제공하기 위한 시스템으로 외부 방문자에게도 제로 에너지 타운에 관련된 에너지 발전/사용 현황을 정확하게 제공

- 제로 에너지 타운내에 설치된 연료전지, Micro CHP, 태양광사용중인 에너지에 관련된 모니터링

- 제로 에너지 타운의 에너지 절감 효과 모니터링(패시브하우스 기술에 기반한)

- 외부 방문객을 위해 제로 에너지 타운에 도입된 여러 요소 기술 설명,신재생 에너지 발전량,소비량 모니터링


이외 여러 스마트한 기술이 적용되어있습니다.


제가 본 프로젝트를 준비하면서 중점을 둔것은 스마트 장비를 이용해 단순히 조명의 자동 제어나  전자기기나 냉난방기기를 제어하는 것이 아니라,
효율적이고 정확한 에너지의 생산,소비,제어와 관련된 부분과,  
실내환경을 쾌적하게 만드는데 냉난방기와 환기등의 설비를 어떻게 이용할 것이며,
각종 사물인터넷 제품이나 스마트 센서들을  어떻게 인테리어와 조화되게 배치할것인지,
사람의 편안함과 건강을 지속적으로 유지키 위해 어떤식으로 스마트 장비들을 운용할 것인지에 대한 것입니다.