스마트시티 에너지 소비 절약의 발판 ‘스마트 그리드·스마트 계량·커넥티드 조명’

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도시생활은 농촌에 비해 대체로 교육, 의료, 사회서비스가 더 발달돼 있다. 문화, 정치적 참여의 기회도 더 많다. 동시에 도시화는 사회 경제적 발전과 환경 보호에 지속적인 과제를 부과한다. 이는 특히 아프리카와 아시아와 같이 도시화의 속도가 가장 빠른 지역일수록 그렇다.

도시화가 대세가 된 지금, 도시는 산업 및 상업 활동, 교통, 인프라, 물 분배, 식량 생산을 위한 지속적인 에너지 공급을 필요로 한다. 도시들은 전 세계 1차 에너지의 70%에서 80%를 소비하고 전체 온실가스의 50%에서 70%를 배출한다. 전기와 열 생산은 온실가스의 주요 공급원이며 농업, 산업, 교통, 그리고 다른 분야들이 그 뒤를 따르고 있다.

이 상황을 개선하기 위한 조치가 취해지지 않는다면 2050년까지 도시의 에너지 사용은 3배 이상 증가할 것이고 이로 인해 지구상에 거대한 생태적 생채기가 생길 것이다.

에너지 소비를 줄이는 것은 최우선 과제다. 그 해결책은 스마트시티에서 제공하는 에너지 효율적인 기술의 채택에서 찾을 수 있다. 스마트시티는 도로, 다리, 레일, 통신, 물, 전력, 주요 건물 등 도시 인프라의 다양한 측면에서 데이터를 수집하기 위해 IoT 센서와 기타 기술을 채택한 도시다. 예측 분석과 데이터 과학으로 처리된 데이터는 서비스 제공업체와 시민 모두가 보다 신중한 결정을 내릴 수 있도록 할 수 있다.

IT프로포털에 따르면 스마트시티는 에너지 자원의 사용을 최적화하기 위해 스마트 그리드 등 다양한 솔루션을 제공한다.

스마트 그리드는 디지털 기술을 전통적인 전기 그리드에 통합하는 방법이다. 이를 통해 소비자와 전력 공급업체 간의 양방향 통신이 가능하다. 따라서 소비자들은 전용 애플리케이션을 통해 얼마나 많은 전기를 사용하는지 추적할 수 있다. 에너지 회사는 고객들과 통신한다. 이를 통해 전력망에 충분한 전력이 있거나 에너지 가격이 최저가일 때 전자 기기를 작동할 수 있도록 최적의 시간을 알려 주는 등의 서비스를 제공할 수 있다.

스마트 그리드는 에너지 공급에 관한 데이터를 수집·전송하는 센서를 탑재해 효율을 높이고 환경 영향을 최소화하며 전체 비용을 절감하는 데 활용한다. 보다 효과적인 기기 관리 및 제어에 기여한다.

스마트 그리드 기술은 네트워크 모니터링 강화로 정전 등 이상 상황을 줄여준다. 전형적인 스마트 그리드는 자동으로 전력을 재 배출한다. 이것은 정전이 일어날 경우 전기를 더 빨리 복구한다는 것을 의미한다. 특히 자연 재해의 경우, 빛, 열, 통신에 대한 접근이 위험할 때 효과적이다.

스마트 그리드는 정전 감소와 더불어 에너지 공급자의 전기 생산 및 분배와 관련된 비용을 절감한다. 소비자 입장에서는 전기 소비를 최적화하고 요금을 줄일 수 있는 기회와 동기를 제공한다.

기후에 의존하고 예측하기 어려운 재생 에너지원은 전통적인 전력망에 위협이 된다. 스마트 그리드는 풍력이나 태양광과 같은 온실가스를 배출하지 않는 재생 가능한 전력원의 통합을 촉진한다.

첨단 계측 인프라(AMI) 또는 스마트 계측은 스마트 그리드와 밀접하게 연관돼 있다. 그러나 이는 상호 교환 가능한 용어는 아니다. 스마트 그리드는 에너지 전달 개선, 정보에 입각한 소비, 환경 영향 감소의 광범위한 개념이며, 스마트 AMI는 에너지 제공자와 에너지 소비자에게 에너지 사용량에 대한 실시간에 가까운 데이터를 제공하는 가정용 자동화 장치를 암시하는 보다 좁은 개념이다. AMI는 최종 사용자의 에너지 소비에 대한 인식에 기여하고 이를 더 잘 관리할 수 있도록 한다.

스마트 계량기는 전력회사들이 특정 지역의 수요와 동일한 양의 에너지를 전달할 수 있게 한다. 따라서 이러한 시스템은 상당한 운영, 고객 서비스 및 재정적 이익을 제공할 수 있다. 영국의 경우 2020년 전국 모든 가정에 AMI를 도입하겠다는 의사를 밝혔다.

효율적인 공공조명은 스마트시티의 에너지 소비 감소 기회를 제공하는 또 다른 분야다. 특히 필요할 때 자동으로 켜고 끄는 스마트 콘트롤과 모션 센서로 강화된 LED 기반 가로등을 채택하는 것이 가능한 해결책이다.

지능형 가로등은 관리 서버로 데이터를 가져올 수 있도록 서로 다른 통신망을 통해 중앙 제어 시스템에 연결된다. 이를 통해 가로등을 모니터링하고 규제할 수 있다.

예를 들어 사고가 발생하거나 기상 조건이 좋지 않을 때 조명을 증가시키는 등 빛의 레벨이 변화한다. 모든 가로등마다 전기 소비량을 보다 정확하게 측정해 도시가 실제로 사용하는 전력만을 공급하도록 한다.

스마트 조명 인프라의 이점은 향상된 조명과 에너지 절약을 넘어설 수 있다. 이미 여러 종류의 센서들이 연결된 가로 조명으로 통합돼 대기 질, 소음, 온도, 습도, 방사선 등을 제어해 환경 모니터링을 강화하고 있다.

에너지 소비 문제를 해결하기 위한 스마트시티 기술의 잠재력과 함께, 왜 이미 널리 채택되지 않았는가 하는 의문이 불가피하게 발생한다. 스마트 에너지 솔루션 구축에는 보안 문제, 정책 부족, 소비자 인식 등 3대 걸림돌이 있다.

다른 IoT 기술과 마찬가지로 보안은 주요 관심사다. 스마트 그리드 해킹은 정전사태를 야기할 수 있으며 개인과 기업에게 수백만 달러의 비용이 소요될 수 있다. 스마트 계량에서 수집한 데이터도 사이버 공격의 대상이 될 수 있어 소비자의 에너지 사용 패턴과 라이프스타일에 대한 민감한 정보가 공개돼 사생활 보호권을 침해한다.

올바른 정책과 표준화를 시행하지 않으면 에너지 효율적인 시스템의 상호운용성과 안전을 보장할 수 없다. 이것들의 핵심은 스마트 에너지 솔루션과 운영에 대한 획일적인 표준과 요구사항의 채택이다.

소비자의 인식 부족은 그릇된 정보를 창조한다. 많은 사람들은 가정의 스마트 계량기가 전자기장과 관련된 건강 문제를 일으킬 수 있다고 믿는다. 이에 대한 확인은 없지만 일부 국가에서는 스마트 미터기 설치 반대 움직임도 일고 있다. 소비자 인식 프로그램은 사람들에게 연결된 에너지 기술의 이점과 영향에 대해 알리는 데 도움이 될 수 있다.

에너지 소비량을 낮추기 위한 IoT 스마트시티 구축에는 스마트 그리드, 스마트 계량, 커넥티드 공공 조명 등이 포함되는데, 그게 다가 아니다. 그들은 에너지 비용을 낮추고, 온실 가스 배출량을 줄이고, 도시 생활 전반을 개선할 수 있는 길을 닦는다. 에너지 부문은 이미 물체를 상호 연결하기 위한 센서와 네트워크를 구현하기 시작했다. 새로운 형태의 도시 에너지는 전통적인 유틸리티 사업 모델에 계속 도전하고 있다. 스마트시티 상황에 잘 맞도록 고안된 조치가 취해져야 한다.

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