초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
- IoT 기반 가정용 실시간 무선 에너지 데이터 검침 및 통합 관리·분석 시스템 개발
▪ 경제적 성과 : 2억원, 고용 1명
▪ 기술적 성과 : IoT 기반 가정용 실시간 에너지 모니터링 기술 구현 및 지식재산권 획득

○ 전체 내용
- IoT 기반 에너지 모니터링 디바이스 설계 및 제작
▪ Wi-SUN 기반 가스/수도 센싱 디바이스 설계/개발
- 실시간 에너지 사용량 수집 게이트웨이 설계 및 제작
▪ (Wi-SUN to Wi-Fi) 센

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
- IoT 기반 가정용 실시간 무선 에너지 데이터 검침 및 통합 관리·분석 시스템 개발
▪ 경제적 성과 : 2억원, 고용 1명
▪ 기술적 성과 : IoT 기반 가정용 실시간 에너지 모니터링 기술 구현 및 지식재산권 획득

○ 전체 내용
- IoT 기반 에너지 모니터링 디바이스 설계 및 제작
▪ Wi-SUN 기반 가스/수도 센싱 디바이스 설계/개발
- 실시간 에너지 사용량 수집 게이트웨이 설계 및 제작
▪ (Wi-SUN to Wi-Fi) 센싱 데이터 수집 게이트웨이 설계/개발
- 주택용 태양광 에너지 모니터링 디바이스 연동 및 개발
▪ RF 기반 발전량/사용량 계량계 모니터링 디바이스 연동/구현
- 실시간 에너지 데이터 통합 관리 시스템 설계 및 개발
▪ 하둡 에코시스템 기반 통합 플랫폼 설계/구축
▪ 센싱 데이터 수집ᐧ처리ᐧ분석ᐧ서비스제공 기능 설계/개발
▪ 통합 HEMS 시스템 설계/개발
▪ 통합 관리 UI 및 관리자 시스템 개발
▪ 데이터 분석 API 개발
- 가정용 실시간 에너지 모니터링 모바일 애플리케이션 설계/개발
▪ iOS 기반 모니터링 애플리케이션 설계/개발

□ 연구개발성과
1. 기술개발 개요
- IoT 기반 가정용 실시간 무선 에너지 데이터 검침 및 통합 관리 시스템 개발
▪ 각 가정에 IoT 기반 센서를 설치하여 무선 에너지 데이터 검침을 통해 가구별 에너지 사용량 및 태양광 발전량을 실시간으로 모니터링하고 해당 데이터를 통합관리/분석하는 기술임
▪ 가구별 에너지 사용량 및 태양광 발전량을 함께 모니터링 함으로써 사용과 발전양측을 균형 있게 관리함
① 가스, 수도 계량을 통한 에너지 사용량 측정, 온실가스 배출량을 산출하고 전체 평균 및 이웃과의 비교분석을 통하여 온실가스 배출량 감소를 독려하고 에너지 저소비형 인식을 고취함
② 태양광 발전량이 에너지 사용량을 초과하는 경우, 앱을 통해 에너지 사용을 독려하여 자가 소비를 촉진함으로써 사용하지 않는 에너지양이 최소화될 수 있도록 함
③ 태양광 발전량이 에너지 사용량보다 낮은 경우, 에너지 사용 자제를 권고함으로써 자가 소비 촉진을 통한 효율적 에너지 사용을 가능하게 함
▪ 가구별 에너지 사용량 및 태양광 발전량을 함께 모니터링 함으로써 사용과 발전양측을 균형 있게 관리하고 O&M 을 위한 기초 분석 자료로 활용 가능
① 가정용 태양광 발전 및 에너지 사용량을 모니터링하고, 데이터 분석 정보를 제공하는 통합 관리 시스템을 운영함
② 위치정보를 기반으로 하여 직관적 정보 전달 체계를 구축함

2. 기술개발 성과
- IoT 기반 에너지 모니터링 디바이스 설계 및 제작
▪ Wi-SUN 기반 가스/수도 센싱 디바이스 설계/개발
- 주택용 태양광 에너지 모니터링 디바이스 연동 및 개발
▪ RF 기반 발전/사용량 계량계 모니터링 디바이스 연동/구현
▪ [계획 외] Wi-SUN 기반 PV/LOAD 센싱 디바이스 설계/개발
- 실시간 에너지 사용량 수집 게이트웨이 설계 및 제작
▪ (Wi-SUN to Wi-Fi) 센싱 데이터 수집 게이트웨이 설계/개발
- 실시간 에너지 데이터 통합 관리·분석 시스템 설계 및 개발
▪ 하둡 에코시스템 기반 통합 플랫폼 설계/구축
▪ 센싱 데이터 수집·처리·분석·서비스제공 기능 설계/개발
▪ 통합 HEMS 시스템 설계/개발
▪ 통합 관리 UI 및 관리자 시스템 설계/개발
▪ 데이터 분석 API 설계/개발
- 가정용 실시간 에너지 모니터링 모바일 애플리케이션 설계/개발
▪ iOS 기반 모니터링 애플리케이션 설계/개발
▪ 탄소배출량/수도/가스/전력소비량/전력발전량 모니터링 시각화
▪ 에너지 소비 패턴 분석 서비스 구현

3. 개발기술 주요 서비스
- Wi-SUN-based eHub HEMS 의 수집되는 에너지 빅데이터를 활용한 제공 서비스의 개요
▪ 주요 기술: 에너지 빅데이터의 실시간 수집, 분석, 시각화를 통해 더욱 세밀화된 부하관리 및 효율제어가 가능함. 또한 에너지 비용 및 기후 등과 같은 대규모 데이터스트림을 바탕으로 각 가정(소비자)의 에너지 사용 공간 및 설비 환경별 에너지 소비 추이를 패턴화시킴으로써 예측기반형 유지관리 기술을 통해 최종적으로 최적화된 에너지 소비 실현이 가능함
▪ 주요 서비스: 에너지 빅데이터 중심 기술을 토대로, 분산자원 운영관리, 에너지 부하관리 및 자동제어, 에너지자원 거래운용에 있어서 필요한 시스템 서비스를 제공함. 이를 통해 프로슈머간 전력거래 및 마이크로그리드를 실현시킴으로써 에너지 신산업 구축에 필요한 모든 시스템적 서비스를 지원할 예정임
- eHub HEMS의 주요 서비스 세부 기능요소
▪ 실시간 모니터링(Real-Time Monitoring): 실시간 에너지 정보 수집, 시각&패턴화
▪ 피크/효율 제어(Peak & Efficiency Controlling): 에너지 데이터 실시간 패턴분석
▪ 예측기반 유지관리(Predictive Maintenance): 비효율 및 이상/고장 징후 사전예측
▪ 패턴예측(Pattern Prediction): 가구/지역별 에너지 소비&발전 패턴화
▪ 지능형 서비스(Intelligent Service): 가구별 에너지 소비&발전 효율 예측 등 대규모 데이터 스트림
▪ 맞춤형 시스템(System Integration(SI)): 가구별 비효율설비 예측 및 이상/고장 징후 사전예측 (가정특성 맞춤형 서비스/커스터마이징 지원)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ IoT 기반 가정용 실시간 무선 에너지 데이터 검침 및 통합 관리·분석 시스템 기술의 서비스 및 주요 효과
- 각 가정에 IoT 센서를 설치하여 무선 검침을 통해 가구별 에너지 사용량 및 태양광발전량을 실시간으로 모니터링하고 해당 데이터를 분석하는 기술임
- 가구별 에너지 사용량 및 태양광 발전량을 함께 모니터링 함으로써 사용과 발전 양측을 균형 있게 관리함
▪ 가스, 수도 계량을 통한 에너지 사용량 측정, 온실가스 배출량을 산출하고 전체 평균 및 이웃과의 비교분석을 통하여 온실가스 배출량 감소를 독려하고 에너지 저소비형 인식을 고취함
▪ 태양광 발전량이 에너지 사용량을 초과하는 경우, 앱을 통해 에너지 사용을 독려하여 자가 소비를 촉진함으로써 사용하지 않는 에너지양이 최소화되도록 함
▪ 태양광 발전량이 에너지 사용량보다 낮은 경우, 에너지 사용 자제를 권고함으로써 자가 소비 촉진을 통한 효율적 에너지 사용을 가능하게 함
- 주요 서비스 및 기대효과
▪ IoT 기반 가정용 실시간 무선 에너지 데이터 검침 및 통합 관리·분석 시스템 기술중심으로 주택용 에너지 빅데이터의 실시간 모니터링, 예측기반 유지관리, 에너지 소비 패턴 예측, 지능형 서비스(가격, 기후 등)를 제공함
▪ 본 시스템의 수집되는 에너지 빅데이터를 활용한 제공 서비스
① 주요 기술: 에너지 빅데이터의 실시간 수집, 분석, 시각화를 통해 더욱 세밀화된 부하관리 및 효율제어가 가능함. 또한 에너지 비용 및 기후 등과 같은 대규모 데이터스트림을 바탕으로 각 가정(소비자)의 에너지 사용 공간 및 설비 환경별 에너지 소비 추이를 패턴화 시킴으로써 예측 기반형 유지관리 기술을 통해 최종적으로 최적화된 에너지 소비 실현이 가능함
② 주요 서비스: 에너지 빅데이터 중심 기술을 토대로, 분산자원 운영관리, 에너지 부하관리 및 자동제어, 에너지자원 거래운용에 있어서 필요한 시스템 서비스를 제공함. 이를 통해 프로슈머간 전력거래 및 마이크로그리드를 실현시킴으로써 에너지 신산업 구축에 필요한 모든 시스템적 서비스를 지원할 예정임
□ 개발 기술의 유발효과는 한국은행의 산업연관표를 통해 산출된 산업연관계수와 동 사의 매출추정액을 기반으로 산출됨
- 동 사는 과제기간부터 매년 가정용 무선 에너지 검침 및 데이터 분석 시스템의 시장점유율을 지속적으로 확보하여 매출추정액이 지속적으로 증가 할 것으로 기대함
▪ ㈜화성의 R&D사업 종료시점부터 종료 후 5년간 R&D 사업화를 통해 발생되는 사업화 매출액을 기준으로 경제적 파급효과를 추정
- 본 과제기술 사업화는 과제 종료일부터 종료 후 5년 동안 약 67억원의 생산유발효과와 약 15억원의 부가가치 유발효과, 9억원의 수입유발 효과를 나타낼 것으로 추정
- 고용유발계수(1.2명/10억 원)을 기준으로 전체 기간동안 고용유발 효과는 0.79명으로 추정됨
▪ ‘거래관계 핵심기업’으로 지역 기업과의 상생을 통해 부품 구매 및 자재를 조달하여 주요 수요기업인 지역 LPG 공급업체와 지자체를 중심으로 직접거래를 하여 지역경제 발전 효과 기대

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 보고서 요약 ... 4
• 목차 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1) 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 10
• 2) 국내·외 관련 기술의 현황 ... 13
• 3) 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 15
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 17
• 1) 목표 ... 17
• (1) 종합목표 ... 17
• (2) 기술개발 목표 ... 18
• (3) 경제적 성과목표 ... 19
• 2) 기술개발 수행과정 및 수행내용 ... 20
• (1) 기술개발 수행과정 ... 20
• (2) 참여 연구원 현황 ... 21
• (3) 협약변경 이력 ... 22
• (4) 연구개발비 집행현황 ... 25
• (5) 기술개발 수행내용 ... 26
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 87
• 1) 연구수행 결과 ... 87
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 87
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 110
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 110
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 115
• 2) 목표 달성 수준 ... 117
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 118
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 119
• 1) 연구개발 성과 활용 분야 ... 119
• 2) 연구개발 성과 활용 방안 ... 120
• 별첨1. 성실이행 서약서 ... 122
• 별첨2. 자체보안관리진단표 ... 123
• 부록 ... 124
• 끝페이지 ... 174