홈 에너지 매니지먼트 시스템, HEMS

2016년 4월, 일본은 전력 소매 자유화를 실행했습니다. 정부가 정한 공기업이 아닌 개인 기업도 전기를 팔수 있게 한 것인데요. 이로써 일본에서는 집집마다 각 기업의 전력공급 상품을 선택해서 자신 전력소비 패턴에 맞는 상품을 선택해서 사용하게 되었고, 국민들이 전기에 대해 관심을 갖는 요인이 되었는데요. 더불어 HEMS에 관해서도 관심이 높아졌습니다. HEMS가 뭐냐고요? 이제부터 알아보죠.

HEMS에 대해서 말씀드리기 위해서는 우선 HEMS가 포함된 EMS(Energy Management System)에 대해 설명해 드려야 하는데요. EMS는 크게 FEMS, BEMS, HEMS 세 가지로 분류됩니다.

▲ EMS platform (출처 : SK C&C)

우선 FEMS는 일선 공장 곳곳에 센서를 설치해 실시간으로 전력사용량을 분석한 뒤 전기 사용량을 적당한 규모로 조절하는 공장 에너지 관리 시스템입니다. 기업들은 이 시스템을 통해 누수되는 전기를 아낄 수 있습니다. BEMS는 건물 에너지 관리 시스템을 일컫는데요. IT 기술을 활용하여 전기, 공조, 방범, 방재 같은 여러 건축 설비를 관리하는 한편, 쾌적한 환경을 조성하고 에너지와 인건비 절감은 물론, 건물 수명 연장을 목표로 하고 있습니다.

마지막으로 오늘 주제인 HEMS는 일반 가정의 에너지 관리 시스템인 홈 에너지 매니지먼트 시스템을 말합니다. 주택의 주 에너지 소비원인 조명, 가전 기기나 급탕 기기를 IT기술로 네트워크화하고 자동 제어하는 시스템인데요. 앞으로 디지털 가전과 에너지 저장시스템(ESS), 가정용 태양광 발전, 연료 전지 등 소규모 분산형 전원과 전기 자동차(EV) 보급에 따른 충전전력 공급 (V2H), 전력망의 전력 공급 (V2G), 급속충전기와 연계 등 스마트 홈의 요소기술로 발전이 기대되는 분야입니다.

▲ HEMS (출처 : ac&t system)

스마트 하우스 제어 프로토콜과 AMI

HEMS는 전력 소매 자유화와 맞물려 에너지 절약뿐만 아니라 다양한 서비스를 제공하기 위한 인프라로서 발전 가치가 높은데요. 특히 최근 주목받고 있는 IoT(사물인터넷) 분야는 HEMS 인프라 구축의 핵심 기술이며, 대표적으로 이미 국제 표준화가 이루어진 스마트 하우스용 제어 프로토콜 및 스마트미터(AMI) 등이 있습니다.

스마트 하우스란 ICT(정보통신기술)을 이용해 에너지 절약이나 에너지 창출·축적을 실현하는 집을 지칭하는데요. 이미 몇몇 회사가 스마트미터와 HEMS 사이의 통신 인터페이스에 관한 인증을 통해 스마트하우스 연계 서비스를 실현시키고자 노력하고 있습니다.

스마트미터란 에너지 사용량을 실시간으로 계측함으로서 가격 정보에 대응하여 에너지 사용을 적정하게 제어할 수 있는 디지털 전자식 계량기입니다. 한전에서는 현재 약 250만 가구의 계량기를 스마트미터로 교체했으며, 2020년에는 모든 가정들의 계량기를 스마트미터로 교체할 예정이라고 밝힌 바 있습니다.

▲ 자동 조광 가능한 LED 조명기구 (출처 : 도시바라이텍)

HEMS, 어디까지 왔나?

그렇다면 HEMS는 우리 생활에 어떤 변화를 가져다 줄 수 있을까요? HEMS를 활용하면 실내 공기 오염 정도를 측정하고 공기상태를 그래프로 보여준다거나, 귀가 시간에 맞춰 기기들의 운전 시각도 설정할 수 있는데요. 예를 들면 스마트폰을 이용해서 귀가 시간에 맞춰 미리 올려둔 인덕션의 찌게를 데운다거나, 실내 환기를 위해 창문을 미리 열어두고 공기청정기를 켤 수 있습니다. 또 집안의 조광량과 전기사용량에 따라 HEMS에 접속되어 있는 조명의 밝기를 80%정도로 자동 조절 할 수도 있습니다. 그리고 이런 일련의 과정은 한 번의 초기 설정으로 365일 자동 조정이 되기 때문에 사용자가 따로 신경 쓸 필요가 없죠. 이 밖에도 에어컨, 보일러, 축전 시스템 등 HEMS의 가능성은 무궁무진합니다.

하지만 아직까지 제품이나 공사의 비용이 높고, 가전기기마다 전기사용량을 따로 측정할 수 없다는 점은 앞으로 풀어가야 할 과제로 보입니다.

이로써 HEMS의 개념과 사례에 대해서 알아보았습니다. 우리나라도 현재 ‘전력 소매시장 민간개방’을 추진할 예정인데요. 전력 소매 자유화가 이루어지면 다수의 민간업자가 전력시장에 참여하게 되어, 중장기적으로 요금이 인하되고 소비자의 선택권도 확대될 수 있을 것 같은데요. 파워스마터즈 독자 여러분들은 어떻게 생각하시나요? 전력 소매 자유화와 함께 HEMS에 관해서도 관심을 가져보는 것은 어떨까요?
[출처] 홈 에너지 매니지먼트 시스템, HEMS|작성자 파워텔링

▲ Smart House (출처: ECHONET)