PC와 그 주변기기는 실제로 사용하지 않는 대기 상태에서도 많은 전력을 소비한다. 특히 각급 학교나 학원 그리고 사무실에서 사용되는 PC와 그 주변기기는 근무시간에 항시 콘센트에 연결되어 있지만 사용시간은 많지 않으며, 플러그가 전원에 연결되어 있으면 전원이 꺼졌다 하더라도 일정 부분의 전력이 소모된다. 본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력소모를 관리하기 위한 네트워크 기반의 스마트 플러그 시스템을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 본 시스템은 전력관리서버, 네트워크 멀티콘센트, PC 제어를 위한 PC 에이전트 그리고 원격지에서의 관리를 위한 스마트폰 앱으로 구성된다. 본 시스템은 PC와 그 주변기기의 전력을 모발일 환경에서 편리하게 관리할 수 있을 뿐 아니라, 대기전력을 포함한 소비전력을 효율적으로 절감할 수 있다.
PC와 그 주변기기는 실제로 사용하지 않는 대기 상태에서도 많은 전력을 소비한다. 특히 각급 학교나 학원 그리고 사무실에서 사용되는 PC와 그 주변기기는 근무시간에 항시 콘센트에 연결되어 있지만 사용시간은 많지 않으며, 플러그가 전원에 연결되어 있으면 전원이 꺼졌다 하더라도 일정 부분의 전력이 소모된다. 본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력소모를 관리하기 위한 네트워크 기반의 스마트 플러그 시스템을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 본 시스템은 전력관리서버, 네트워크 멀티콘센트, PC 제어를 위한 PC 에이전트 그리고 원격지에서의 관리를 위한 스마트폰 앱으로 구성된다. 본 시스템은 PC와 그 주변기기의 전력을 모발일 환경에서 편리하게 관리할 수 있을 뿐 아니라, 대기전력을 포함한 소비전력을 효율적으로 절감할 수 있다.
PCs and its peripherals uses more power in standby mode even if they are not actually being used. In particular, PCs and its peripherals used in school and office, plugged in at all times during working hours, but not used much time, even if turned off consume a portion of the power. In this paper, ...
PCs and its peripherals uses more power in standby mode even if they are not actually being used. In particular, PCs and its peripherals used in school and office, plugged in at all times during working hours, but not used much time, even if turned off consume a portion of the power. In this paper, we developed Networked Smart Plug for Power Management of PC & Peripherals which is consist of EMS, Smart Plug, PC Agent and Smart Phone App. for power saving of PC and a variety of peripheral devices in office or home, and evaluated the performance of the system.
PCs and its peripherals uses more power in standby mode even if they are not actually being used. In particular, PCs and its peripherals used in school and office, plugged in at all times during working hours, but not used much time, even if turned off consume a portion of the power. In this paper, we developed Networked Smart Plug for Power Management of PC & Peripherals which is consist of EMS, Smart Plug, PC Agent and Smart Phone App. for power saving of PC and a variety of peripheral devices in office or home, and evaluated the performance of the system.
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문제 정의
본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력 소모를 관리하기 위한 친환경 네트워크 기반 소비전력 절감 장치를 개발하였다. 성능평가 결과 본 논문에서 개발한 네트워크 기반 스마트플러그를 적용한 경우 스마트플러그에서 소비되는 대기 전력은 1 W이하로 대기전력 1 W 정책에도 부응함을 확인하였다.
본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력소모를 관리하기 위한 네트워크 기반의 스마트 플러그(Smart Plug) 시스템을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 본 시스템은 전력관리서버(EMS), 본 논문에서 스마트 플러그(SP)로 명명한 네트워크 멀티콘센트, PC 제어를 위한 PC 에이전트 그리고 원격지에서의 관리를 위한 스마트폰 앱으로 구성된다.
그리고 PC 목록에서 선택한 PC에 대한 전원 제어 신호를 전력관리서버(EMS)로 전달한다. 본 논문에서는 일차적으로 아이폰을 대상으로 앱을 개발하였다.
제안 방법
본 논문에서 개발한 스마트 플러그 시스템은 크게 전력관리서버(EMS), 스마트 플러그(SP), PC 제어를 위한 PC 에이전트 그리고 원격지에서의 관리를 위한 스마트폰 앱으로 구성된다. 그림 1에 본 논문에서 개발한 네트워크 기반 스마트 플러그 시스템의 전체 구성도를 나타내었다.
본 시스템은 스마트폰과 전력관리서버(EMS)를 이용하여 기기 사용자의 재택 또는 사무실 근무 상황과 불필요한 기기의 구동 상태를 인지하여 이에 따른 구동 상태를 관리한다.
본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력소모를 관리하기 위한 네트워크 기반의 스마트 플러그(Smart Plug) 시스템을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 본 시스템은 전력관리서버(EMS), 본 논문에서 스마트 플러그(SP)로 명명한 네트워크 멀티콘센트, PC 제어를 위한 PC 에이전트 그리고 원격지에서의 관리를 위한 스마트폰 앱으로 구성된다.
이더넷 스위칭 허브를 멀티 콘센트에 내장시켜 통신 포트와 전원 인출구를 일대일로 결합시키도록 시스템을 구성하였다. 이렇게 함으로써 PC와 같은 이더넷 및 IP 기반 기기의 경우, 특정기기가 어떤 멀티 콘센트의 어떤 인출구에 연결되어 있는지 인지하여 해당 인출구의 전원을 차단시킴으로써 대기전력 소비조차도 방지할 수 있도록 하였다.
이더넷 스위칭 허브를 멀티 콘센트에 내장시켜 통신 포트와 전원 인출구를 일대일로 결합시키도록 시스템을 구성하였다. 이렇게 함으로써 PC와 같은 이더넷 및 IP 기반 기기의 경우, 특정기기가 어떤 멀티 콘센트의 어떤 인출구에 연결되어 있는지 인지하여 해당 인출구의 전원을 차단시킴으로써 대기전력 소비조차도 방지할 수 있도록 하였다.
전력관리서버(EMS)와 스마트 플러그(SP)는 ealtek 11n FE Router/AP board에 Embedded Linux kernel-2.6.30을 포팅하여 사용하였으며 rsdk-1.3.6-4181-EB-2.6.30-0.9.30 툴체인과 GNU C를 사용하여 개발환경을 구축하였다. 전력관리서버(EMS) 와 스마트플러그(SP)는 동일한 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼을 이용하여 개발함으로서 개발비용을 절감하였다.
컴퓨터 본체와 모니터 그리고 PC 주변기기에서 사용하는 어댑터의 대기전력과 본 논문에서 개발한 스마트 플러그를 적용한 경우의 소비전력을 측정하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.
대상 데이터
측정 장비로는 에이디파워사[8]의 대기 전력계 와트맨 'HPM-100A'를 사용하였다.
성능/효과
본 시스템은 PC와 그 주변기기의 전력을 모발일 환경에서 편리하게 관리할 수 있을 뿐 아니라, 대기전력을 포함한 소비전력을 효율적으로 절감할 수 있다. 또한 개발된 부품 및 모듈은 AMR과도 연동 기술개발이 가능하며, 전력 IT와의 연동으로 인한 새로운 ‘전력+홈네트워크’ 서비스의 창출이 가능할 것이다.
본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력 소모를 관리하기 위한 친환경 네트워크 기반 소비전력 절감 장치를 개발하였다. 성능평가 결과 본 논문에서 개발한 네트워크 기반 스마트플러그를 적용한 경우 스마트플러그에서 소비되는 대기 전력은 1 W이하로 대기전력 1 W 정책에도 부응함을 확인하였다.
30 툴체인과 GNU C를 사용하여 개발환경을 구축하였다. 전력관리서버(EMS) 와 스마트플러그(SP)는 동일한 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼을 이용하여 개발함으로서 개발비용을 절감하였다. 그림 3에 전력관리서버(EMS)와 스마트플러그(SP)의 프로그램 흐름도를 그림 4에 시제품 사진을 나타내었다.
측정결과 본 논문에서 개발한 스마트플러그를 적용한 경우 스마트플러그에서 소비되는 대기전력은 1 W이하로 스마트플러그를 적용하지 않은 경우 PC와 주변기기의 대기 전력보다 현저히 적음을 확인하였다. 이러한 결과는 지식경제부와 에너지관리공단에서 지난 2010년부터 국내 유통되는 모든 전자제품에 대해 의무화한 대기전력 1 W 정책에 부응할 뿐 아니라, PC와 그 주변기기의 전력을 모발일 환경에서 편리하게 관리할 수 있도록 해준다.
후속연구
2012년부터는 컴퓨터 대기전력 저감기준을 기존 '슬립모드·오프모드'에 '아이들 모드'를 추가해 표준 연간소비전력량으로 환산하는 미국 에너지스타제도 'TEC(Typical Energy Consumption) 기준'을 도입할 예정이다.
또한 개발된 부품 및 모듈은 AMR과도 연동 기술개발이 가능하며, 전력 IT와의 연동으로 인한 새로운 ‘전력+홈네트워크’ 서비스의 창출이 가능할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
대기전력은 가정 내 총 전력사용량의 어느 정도 비율을 차지하는가?
이중 대기전력은 가정 내 총 전력사용량의 10%이상을 차지하고 있다. 우리나라 가정의 대기전력 소모현황은 가구 당 연간 400 kWh 이며 가구 당 전력소비량의 11%를 점유한다.
대기전력은 무엇인가?
컴퓨터, 텔레비전 등 사무·가전기기는 실제로 사용하지 않는 대기 상태(standby)에서도 많은 전력을 소비하고 있으며, 이를 대기전력이라 한다. 대기전력 소비량은 상당히 많으며, 복사기나 비디오의 경우는 전체전력소비의 80%를 차지하는 것으로 추정된다.
스마트 플러그 시스템은 어떻게 구성되는가?
본 논문에서는 일반 사무실 및 홈 네트워크의 PC를 포함한 다양한 주변 기기들의 대기전력을 포함한 전력소모를 관리하기 위한 네트워크 기반의 스마트 플러그 시스템을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 본 시스템은 전력관리서버, 네트워크 멀티콘센트, PC 제어를 위한 PC 에이전트 그리고 원격지에서의 관리를 위한 스마트폰 앱으로 구성된다. 본 시스템은 PC와 그 주변기기의 전력을 모발일 환경에서 편리하게 관리할 수 있을 뿐 아니라, 대기전력을 포함한 소비전력을 효율적으로 절감할 수 있다.
참고문헌 (8)
허재두 외, "스마트 그린을 위한 건물 에너지 관리기술 동향", 전자통신동향분석 제26권 제6호 2011년 12월
김윤주 외, "전력 에너지 절감을 위한 사용자 위치 기반 대기전력 제어", 2012 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39, No.1(D)
Hyun Sang Cho, etc, "Determining Location of Appliances from Multi-hop Tree Structures of Power Strip Type Smart Meters", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Volume: 55 , Issue: 4, November 2009
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