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문제 정의
- 본 연구는 대규모 PC를 보유한 조직의 에너지 비용 절감과 CO2 배출량을 감소를 위한 네트워크 기반 PC 전력 관리 솔루션으로 활용할 수 있는 ACPI 표준 규격 기반 최상의 전력 소비 절감이 가능한 PC 에너지 부하제어기술과 여러 기종의 PC와 PC 모니터의 에너지 소비량과 절감 전력 원격검침기술, 자동화된 PC 전력 부하 제어기술, 사용자 및 중앙관리자의 편이성과 관리 효율성이 확보된 PC 전력 관리 클라이언트와 서버의 기술을 소개한다. 또한, 선진국에서 추진하고 있는 유사사례, 특허 등을 분석하여 제시하였다.
제안 방법
- 소개한다. 또한, 선진국에서 추진하고 있는 유사사례, 특허 등을 분석하여 제시하였다. 그리고 실제 네트워크 기반 PC 전력관리시스템을 적용했을 때 그린 IT 효과에 대한 검증한 결과 약 20%의 소비 전력을 절감하는 결과가 나왔다.
- 표1을 보면 5단계의 전력 제어 단계가 있다. 상태별로 자동화된 방법으로 PC와 PC 모니터의 동작을 제어함으로써 에너지 소비를 조절하는 기술로, 이를 통해 각 PC 사용자가 설정한 대로 PC와 PC 모니터의 동작이 자동적으로 제어되며, 조직의 IT 운용자가 수립한 에너지 관리 정책에 (AMR: Automatic Meter Reading)고+ 에너지 부하제어기술(LC: Load Control)로 구성된다. 원격검침기술은 네트워크에 연결된 PC들과 PC 모니터들의 전력 사용량을 네트워크를 통해 자동으로 검침하는 기술로, 이를 통해 PC 사용자들이 각자의 에너지 사용 정보를 실시간으로 볼 수 있으며, 네트워크에 연결된 PC들의 전체 에너지 사용량도 총괄적으로 취합할 수 있게 된다.
- 에너지 부하제어기술의 핵심은 범용성을 위한 모든 윈도우즈 OS 기반 PC 전력관리의 제어와 최상의 전력 소비 절감을 위한 PC 비활성화 기간의 설정에 있고, 이를 위해 본 기술은 윈도우즈 OS들에 의해 지원되는 다수의 전력 관리 상태들을 정의한 ACPKAdvanced Configuration and Power Interface) 규격을 준수하여 PC 전력 관리를 제어한다. PC 비활성화 기간은 PC가 모니터 Off, 하드 드라이브 Off, 대기 모드, 동면 모드의 상태에 놓일 수 있는 각각에 대한 기간을 주야로 구분하여 설정한다.
- 있、다. 네트워크에 연결된 PC들과 PC 모니터들의 전력 사용량을 네트워크를 통해 자동으로 검침하는 PC 전력 원격검침기술, 자동화된 방법으로 PC와 PC 모니터의 동작을 제어함으로써 에너지 소비를 조절하는 기술인 PC 에너지 부하제어기술, 서버와 통신하여 PC 선력놘■리 설정을 수행하고, 전력 사용 데하드웨어 정보를의서버에어정보를 수집하여 서버 에 전달하는 클라이언트 어플리케이션 기술, 네트워크상에 존재하는 PC에 대한 사용자를 관리하고, 클라이언트를 통해서 수집된 전력 데이터 및 하드웨어정보를 수집하여 스케줄 및 전력관리를 수행하는 PC 전력관리 서버 어플리케이션 기술로 구성되고 PC 에너지 부하제어기술은 ACPKAdvanced Configuration and Power Interface) 규격을 준수하여 구성한다.
- 그리고 2주간 시험 운영을 진행하였다. 표6에서 와 같이 1주 차에서는 전력레벨을 10으로 최저 절전모드로 전원설정 정책을 반영하였고, 2주차에서는 최고 절전모드인 전력레벨 1 로 전원설정 정책을 반영하였다.
- 본 연구에서 제시한 (AMI 기반 PC 전력관리 시스템과 개별 기기의 전력에너지 사용량을 측정하는 스마트 미터 기술과 경제적인 검침환경 구축을 위한 전력선 통신 기술의 접목을 통해 가장 효과적으로 전력에너지 Data를 획득하고, 실제 활용현장에서 에너지관리 효율 증진을 위한 온. 습도, Co2 센서 네트워크 기술을 적용한다.
- 습도, Co2 센서 네트워크 기술을 적용한다. 또한, 측정(수집) 된 전력에너지 Data의 체계적 활용을 위하여 Data를 저장, 가공, 변환하는 DataBase기술과 사용자 편의 증진을 위한 User-Ineterface 및 서비스 구축에 필요한 Software 기술을 활용한 에너지 데이터 측정 플랫폼 (S-EDMS)의 개념을 제시한다. 에너지 데이터 측정 플랫폼(S-EDMS)은 국내 에너지 관련기기 최종단계의 에너지 소비원별 에너지 사용량 측정을 위한 SmartMeter 기술을 상용화하고 확장성을 확보함으로써 유관 기술의 발전을 도모 할 수 있다.
- 그리고 실제 네트워크 기반 PC 전력관리시스템을 적용했을 때 그린 IT 효과에 대한 검증한 결과 약 20%의 소비 전력을 절감하는 결과가 나왔다. 마지막으로 그린 IT 로드맵과 향후 발전 방향으로 그린IT 정책 결정에 가장 필요한 에너지 데이터 측정 플랫폼 (S-EDMS: Smart-Energy Data Management System)에 대한 개념과 효과 및 활용방안을 제시하였다. S-EDMS는 정책적 측면으로 보았을 때 국가 에너지 관리정책 수립을 위한 실증적 에너지 Data 관리기반 제공이 가능하고, 체계적이고 미래지향적인 에너지 Data 관리체계를 구축을 통해 다양한 확장성이 확보되는 통합에너지 관리시스템의 근간을 제공 할 수 있다.
성능/효과
- 또한, 선진국에서 추진하고 있는 유사사례, 특허 등을 분석하여 제시하였다. 그리고 실제 네트워크 기반 PC 전력관리시스템을 적용했을 때 그린 IT 효과에 대한 검증한 결과 약 20%의 소비 전력을 절감하는 결과가 나왔다. 마지막으로 그린 IT 로드맵과 향후 발전 방향으로 그린IT 정책 결정에 가장 필요한 에너지 데이터 측정 플랫폼 (S-EDMS: Smart-Energy Data Management System)에 대한 개념과 효과 및 활용방안을 제시하였다.
- PC전력관리기술 관련 분야의 국내외 기술 특허 현황은 표3에서 볼 수 있다. 이와 같이 국내외 기술 동향을 분석한 결과 PC 전력관리의 4대 기술인 전력 사용량을 네트워크를 통해 자동으로 검침하는 PC 전력 원격검침기술, PC와 PC 모니터의 동작을 제어하는 기술인 PC 에너지 부하제어기술, 서버와 통신하여 PC 전력관리 설정을 수행하고, 전력 사용 데이터를 서버에 전달하는 클라이언트 어플리케이션 기술, 네트워크상에 존재하는 PC에 대한 사용자를 관리 및 스케줄 및 전력관리를 수행하는 PC 전력 관리 서버 어플리케이션 기술이 도출되었다.
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표 6. 전력설정 레벨 별 적용 시간
시험 운영 결과는 표7과 같이 2주간의 차등 적용한 전력레벨에 따른 전력 사용량과 절감량 결과가 나왔다
. 최저 절전모드인 10레벨을 적용시는 3%의 절감효과가 발생했지만 2 주차는 최대 절전모드인 10레벨을 적용 했을 때는 20%의 절감효과가 나타나는 것을 그림 2로 보여준다. - 에너지 데이터 측정 플랫폼은 국가 에너지 관리정책 수립을 위한 실증적 에너지 Data 관리 기반 제공이 가능하며, 체계적이고 미래지향적인 에너지 Data 관리체계를 구축을 통해 다양한 확장성이 확보되는 통합에너지 관리시스템의 근간을 제공 할 수 있匸+. 또한 PLC 기반의 개별에너지 소 비원 별 Smartmeter 시스템 시장 창출과 통합적인 에너지 Data 관리시스템 시장 창출 할 수 있으며 고가로 수입되는 PLC 기반 LMU, DGU 등 Smartmeter 관련 기기수입 대체효과를 가져올 수 있다. 그리고 구축된 플랫폼으로 에너지 Data 통합관리용 S-EDMS를 수줄하는 효과가 발생한다.
- 본 연구는 IT 확산에 따라 에너지 사용 급증으로 온실가스 다 배출산업으로 주목되면서 IT의 에너지 효율화 중요성이 대두되고 있는 상황에서 이와 같은 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 대책을 제시하고자, 대규모 PC를 보유한 조직의 에너지 비용 절감과 CO2 배출량을 감소를 위한 네트워크 기반PC 전력관리 솔루션으로 활용할 수 있는 ACPI 표준규격 기반의 최상의 전력 소비 절감이 가능한 PC 에너지 부하제어 기술을 제시하였고, AMI 기반 PC 전력관리 시스템을 구성 하여 시험 운영 한 결과 약 20%의 소비 전력을 절감하는 결과가 나왔다. 그리고 미국의 사례를 보면 Wisconsin-Oshkosh 대학에서 PC 모니터를 Sleep모드로 하여 PC 모니터 당년간 $20을 절감했고 GE(General Eelctronic)에서는 약 75,000대의 PC의 전력설정을 모니터 끄기 15분, 하드 드라이브 TL 기 30분, 시스템 대기 모드 2시간, 동면 모드 3 시간으로 설정하여 연간 $2.
- 5 million을 절감 했다. 이와 같은 시험 운영 분석 결과와 사례를 살펴 본 바로 PC당 연간 $33 이상의 비용 절감 효과가 있다. 그리고 에너지 효율화 관리 측면에서 향후 발전 모델로 제시한 에너지데이터 측정 플랫폼(S-EDMS)은 국내 에너지 관련기기 에너지 소비원별 에너지 사용량 측정이 가능하게 하고 국가 에너지 관리정책 수립을 위한 실증적 통합에너지 관리시스템의 근간이 된다.
후속연구
- 일부 PC사용자들이 윈도우즈에서 기본적으로 제공하는 전력관리 기능을 이용하고 있다. 에너지 절감 및 그린 IT를 위한 국가차원의 정책적 지원으로 향후, 2~3년 내에 중소규모의 소프트웨어 개발사들을 중심으로 관련 기술개발이 이루어질 것으로 예상된다. 그리고 에너지 부하제어기술은 기본적인 수준이며 PC와 PC모니터를 모두 제어할 수 있는 기본기술을 보유하고 있는 상태며, 어떤 유형의 OS나 PC/BIOS 특성도 모두 쉽게 수용 할 수 있는 호환성에 있어서 완전하지 못하다.
- 에너지 데이터 측정 플랫폼(S-EDMS)은 국내 에너지 관련기기 최종단계의 에너지 소비원별 에너지 사용량 측정을 위한 SmartMeter 기술을 상용화하고 확장성을 확보함으로써 유관 기술의 발전을 도모 할 수 있다. 다양한 에너지 측정기기들이 제공하는 여러 형태의 Data 에 대하여 호환성을 확보한 Data플랫폼과 미들웨어를 지원함으로써 향후 이 기종 기기 간 에너지 정보의 활용을 통한 Data 관리 및 응용 기술 향상을 도모 할 수 있다. 정책적 측면으로는 에너지 정책 결정에 필수적인 에너지 소비에 대한 데이터 부재로 효율적인 정책을 반영하기 어려움이 있다.
- 그리고 에너지 효율화 관리 측면에서 향후 발전 모델로 제시한 에너지데이터 측정 플랫폼(S-EDMS)은 국내 에너지 관련기기 에너지 소비원별 에너지 사용량 측정이 가능하게 하고 국가 에너지 관리정책 수립을 위한 실증적 통합에너지 관리시스템의 근간이 된다. 본 연구는 에너지 효율화 정착을 위한 실증과 방향을 제시했고 이에 맞는 에너지 데이터 측정 플랫폼 (S-EDMS) 이 구축이 기대된다.
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