쇼핑몰, 호텔, 병원, 일부 관공서 같은 대형 건물의 경우 이미 전력 공급업체가 원격으로 HVAC 시스템을 관리해 높은 전력 소비를 관리합니다. 여름에 슈퍼마켓에서 온도를 1ºC 올리면 수천 kWh의 전력을 절약할 수 있습니다.
건물 건축 및 운영은 2018년 글로벌 최종 에너지 사용의 대부분을 차지(36%)하며 에너지 관련 CO2 배출도 상당(39%)했습니다.
조명, 냉장, 환기 및 냉방은 상업용 빌딩에서 사용되는 총 전력의 64%를 차지합니다. 가정에서는 총 사용 전력의 50% 이상이 실내 난방 및 공조에 사용됩니다.
올 가을 유럽은 전례없는 에너지 위기에 직면할 것입니다. 우크라이나에서 발생한 전쟁과 천연 가스에 대한 러시아 의존은 독일 및 프랑스와 같은 유럽 회원국에서 상당한 에너지 사용 제한을 둘 수 밖에 없도록 하였습니다.
실제 유럽연합은 모든 회원국에게 이 짐을 부담하도록 요청하고 있습니다. 러시아의 천연 가스에 난방 및 전력 생산을 의존하지 않는 스페인도 비즈니스 및 공공 시설에서 27º C (81º F) 이상, 난방은 17º C (63º F) 미만을 유지하도록 하는 신규 법안을 제정했습니다. 슈퍼마켓, 식당 및 다른 식품 관련 비즈니스와 같은 업계도 예외는 아닙니다.
태양열 패널과 배터리 저장으로 에너지 독립 제공
광전지 태양열 패널의 비용은 지난 40년 사이에 크게 하락했습니다. 1977년 태양열 패널의 비용은 와트당 77달러였습니다. 불과 45년 만에 태양열 패널의 가격이 99.3% 하락하여 현재는 평균 0.60달러입니다. 또한 태양열 패널의 전력 생산 밀도도 더욱 높아져 평방미터당 더 많은 전력을 수집할 수 있습니다.
태양광 표면과 패널, 스마트 윈도우와 현장 배터리 저장의 조합으로 건물은 에너지 효율과 일부 에너지 독립도 달성할 수 있습니다.
신규 건물은 특히 이러한 기술을 활용하기 적합합니다. 태양광 표면과 옥상 태양열 패널 설계는 전력 필요량의 대부분을 제공할 수 있습니다. 위치, 계절, 태양광 에너지 생산량에 따라 주로 지하에 있는 현장 배터리에 잉여 전력 저장도 가능하며 이는 밤이나 흐린 날처럼 태양 에너지를 사용할 수 없는 경우에 사용할 수 있습니다.
유틸리티 기반 전력 관리 및 그리드 밸런싱
계절이 다양하다는 것은 대부분의 지역의 전력 사용량도 다르다는 의미입니다. 겨울에 난방을 적게 해도 되는 지역은 여름의 냉방 전력 요구량이 높습니다. 또한 혹서를 비롯해 기타 일반적이지 않은 날씨 현상도 전 세계적으로 점점 더 흔해지고 있습니다. 런던과 같은 도시가 40º C (104º F) 이상의 온도를 기록하는 일은 10년 전만 해도 상상할 수 없던 일입니다. 이러한 일이 전력 수요의 전례없는 상승에 대응할 준비가 되지 않은 전력 그리드에서 발생합니다.
현재 전력 회사가 기업에 낮 또는 계절별로 균일하지 않은 전력 사용 문제를 해결하도록 지원을 요청하는 일은 일반적입니다.
전력 회사는 산업 및 상업 건물 소유자들과 협력해 전력 소비 균형을 도모합니다. 시간대 또는 계절별로 전력 사용량이 다른 지역에서 전력 회사는 공장, 호텔, 오피스 건물과 같은 비즈니스에 특별한 거래를 제시해 주로 날씨 관리 장치인 전력 소모량이 높은 시스템 관리를 지원합니다. 호텔과 대규모 소매업체는 전력 회사가 자체 HVAC를 직접 관리하여 전체 전력량에 따라 온도를 조절하도록 허용합니다. 대규모 호텔에서 온도를 1º C만 올리면 고객은 거의 눈치 채지 못하지만 메가와트 규모의 전기를 절약할 수 있습니다.
또한 건물에서 태양광 패널 및 배터리 저장소 같은 전력 생산 및 저장 시스템을 갖춘 경우 생산 또는 저장된 잉여 전력은 기상 이변에 따른 높은 전력 사용량이 발생하는 동안 로컬 그리드 균형에 도움이 될 수 있습니다.
주차 중 EV 충전으로 조명 유지
2030년까지 2억5천만~3억2천만 대의 전기 자동차(플러그인 하이브리드 포함)와 200만 대 이상의 전기 버스가 전 세계의 도로 위를 달릴 것입니다. 2015년과 비교해 2021년에 이용할 수 있는 전기 자동차 모델은 5배에 달해, 2021년 말에 출시된 모델은 450종이었습니다.
전 세계 많은 도시에서 건물 주차장에 전기 자동차 충전소를 설치하는 것이 의무입니다. 전기 자동차 수가 증가하는 만큼 전기 자동차를 활용해 재생 에너지 생산 균형을 맞추고 오프그리드 저장소를 제공할 수 있는 가능성도 늘어났습니다.
하지만 그게 다는 아닙니다. V2G(Vehicle-to-grid) 기술을 사용하면 많은 전기 자동차가 저렴한 저장소를 제공하고 정전 시 건물의 핵심 시스템 가동을 유지할 수 있을 것입니다.
이를 위해 스마트 건물의 EV 충전소는 양방향 충전소를 갖춰야 하며, 이상적으로는 CHAdeMO와 같은 DC 전력 커넥터를 연결할 수 있어야 합니다. 정전이 발생하면 이 시스템은 EV 배터리에 저장된 전력을 실시간으로 건물 인프라에 전달합니다. 이 솔루션은 오염원을 발생시키는 디젤 발전기 사용 중단에 도움이 됩니다.
친환경 전력으로의 전환은 이해 관계자의 협력이 필요
건물 설계 및 건설은 에너지 소비 최소화를 지원해 현재의 에너지 위기를 지원할 수 있는 잠재력이 상당합니다. 이미 이러한 솔루션을 도입하는 데 필요한 기술을 갖추고 있지만 건축 업계는 여러 이해 관계자와 협력해야 합니다.
공통 표준과 다양한 시스템의 상호 운영성이 없다면 필요한 모든 기술을 효율적으로 연결해 이미 보유한 기술을 활용하는 일이 쉽지만은 않을 것입니다.
현재 많은 건물은 이미 태양열 패널과 인텔리전트 HVAC, 일정 형태의 전원 저장소를 갖추고 있습니다. 또한 많은 주차장 및 실내 시설에 EV 충전소도 갖추고 있습니다. 다양한 업계는 이러한 요소를 연결하고 전력 분배 및 사용 관리를 편리하게 할 방법을 찾아야 합니다.
대부분의 분석가들은 향후 전력 소비 및 비용이 감소하지 않는다는 데 동의합니다. 또한 건물 및 도시는 전력을 가장 많이 사용하는 곳입니다. 전력을 생산하고 사용하지 않는 것은 누구에게도 도움이 되지 않습니다. 모든 이해 관계자가 전체 생태계의 지속 가능성을 높이기 위해 협력해야 합니다.
