에너지 저장장치(ESS)와 건물 에너지 관리 시스템(BEMS)의 개요 및 적용

1. 에너지 저장 장치(ESS)

(1) 역학적 에너지 저장

① 양수 발전

• 전기 에너지를 위치 에너지 형태로 대규모 저장

② 플라이휠 저장

• 회전 운동 에너지 형태로 저장

③ 압축공기 저장 (CAES)

• 전력으로 공기를 압축하여 저장 후, 가스터빈으로 발전

(2) 전자기 에너지 저장

① 콘덴서 저장

• 저장 에너지:

$$
W = \frac{1}{2} C V^2 \quad [J]
$$

• 대규모 저장에는 부적합

② 초전도 코일 저장 (SMES)

• 저장 에너지:

$$
W = \frac{1}{2} L I^2 \quad [J]
$$

• 무손실 상태로 저장, 필요 시 계통에 즉시 공급 가능

(3) 열 에너지 저장

• 저장 에너지:

$$
W = m \int_{T_1}^{T_2} c_p(T) dT \quad [J]
$$

• 현열/잠열 저장 방식 존재

(4) 화학 에너지 저장

• 이차전지에 전기를 저장해 필요 시 사용하는 방식

2. 건물 에너지 관리 시스템(BEMS)

(1) BEMS의 정의

• 건물 내 조명, 냉난방, 급탕, 콘센트 등의 에너지 사용 설비에
  센서 및 계측장비를 설치하고 통신망과 연계하여
  에너지 사용을 실시간으로 모니터링 및 최적 제어하는 시스템

(2) BEMS의 특성

1. 기존 건물 관리와 달리 각 설비의 상태를 실시간 감시/제어
2. 수집된 정보를 통해 설비 최적화 및 효율적 운영 가능
3. 기계·전기·조명·신재생 등 에너지 요소의 통합 관리 기능

(3) BEMS의 필요성

• 건물의 에너지 절약 목표 달성
• 냉난방, 조명 등의 세부 부하 분석 및 효율적 제어 필요
• 에너지 자립형 건물 운영 및 원가 절감에 기여

(4) BEMS 의무 적용 대상

• 2017년 이후 착공 건축물 중 에너지절약계획서 제출 대상
  (연면적 10,000㎡ 이상)
• 다수 동을 합쳐 총 연면적이 10,000㎡ 이상인 건축물도 포함