본 연구개발과제는 상대국(영국)의 연구단과 국제협력연구 추진체계를 기본으로 하며 최종 목표는 건물 커뮤니티 맞춤형 신재생에너지 기반 넷제로 에너지 최적화 솔루션 (소프트웨어 및 제품) 개발과 사업화임. 본 국제공동연구의 최종 성과물은 다음과 같음: (1) 커뮤니티 맞춤형 데이터 기반 신재생에너지 설계·운영 최적 솔루션 도출 소프트웨어 (SoftwareECo...

건물부문 2050 탄소중립 기반 구축 및 이행 가속화를 위한 건물에너지 소비 데이터 통합관리 기반기술 개발1 시스템 { 22 데이터셋 & 3 특징지표 → 6 평가모델 → 4 서비스 } + 3 정책개선안

(1세부) 국가건물에너지통합DB 중심의 다출처 데이터 연계 기술 개발 (1-1) 건축물대장 위계에 따른 다출처 데이터 연계-통합 기술 개발 - 건물공통, 용도특화 데이터셋 연계 (누적 16종 이상) (1-2) 건물공통 데이터셋 전처리 기술 개발 - 공통 데이터셋 현황 분석 및 결측치 복원 방법론 설계 - 결측치 복원 기술 및 해상도 증강 기술 개발 (1-3) 건물공통 데이터셋 특징 추출 기술 개발 - 건물의 물리특징 판단지표(형태지표 및 음영지표), 공간 혼합도 판단지표(업종혼합지표 및 용도혼합지표),에너지소비패턴 판단지표(특징지표 5종 이상) 개발 (2세부) 현장조사 비정형 자료의 정보화 기술 개발 (2-1) 현장조사 비정형 자료의 공간(위치)정보 태깅 인터페이스 개발 - 공간(위치) 정보 태깅 인터페이스 설계 및 구현 (2-2) 건축물 현장조사 비정형 자료의 최적 유지관리 기술 개발 - 비정형 건축물 데이터셋 수집 및 자료구조 분석(100세트) - 건축물 실화상 및 열화상 정보 추출 기술 설계 및 데이터 스키마 설계 및 구현 (2-3) 기계설비 현장조사 비정형 자료의 최적 유지관리 기술 개발 - 비정형 기계설비 데이터셋 수집 및 자료구조 분석 및 비정형 데이터 정형화 방안 마련 및 데이터 스키마 개발 (2-4) 비정형 자료 유지관리 제도개선 - 현장조사 비정형 데이터의 관리현황 실태조사 및 비정형 데이터 관리 개선 방안 수립 - (3세부) 건축물의 에너지 소비성능 평가방법론 정립 (3-1) 주거형 시설의 (공동주택및영유아시설) 에너지 소비성능 평가지표 개발 및 평가방법론 정립 - 건축물 용도 특성 분석 및 군집화 개념 정립 - 에너지 소비성능 평가지표 설계 및 캠퍼스형/복합용도형 건물의 처리기준 설계 - 에너지 사용량 용도분리 방법론 개발 및 로직 설계 (3-2) 의료시설의 에너지 소비성능 평가지표 개발 및 평가방법론 정립 - 건축물 용도 특성 분석 및 군집화 개념 정립 - 에너지 소비성능 평가지표 설계 및 캠퍼스형/복합용도형 건물의 처리기준 설계 (3-3) 교육및문화 시설의 에너지 소비성능 평가지표 개발 및 평가 방법론 정립 - 건축물 용도 특성 분석 및 군집화 개념 정립 - 에너지 소비성능 평가지표 설계 및 캠퍼스형/복합용도형 건물의 처리기준 설계 - 변수 불확실성 정량화 및 신뢰구간 영향 평가 설계 (3-4) 업무시설의 에너지 소비성능 평가지표 개발 및 평가방법론 정립 - 에너지 소비 용도별 사용량 분리추정 알고리즘 개발 - 에너지 소비성능 평가지표 설계 - 에너지 성능 개선 요소 도출 및 우선순위 평가 - (4세부) 건물에너지소비데이터 통합관리시스템 (I-BED) 구축 및 활용기반 마련 (4-1) 데이터 및 기술의 종합 연계체계 구축 - 세부간 데이터 연계 체계 분석, 체계도 작성 및 기관 조율 (4-2) 지자체 건물에너지소비 총량관리 지원방안 마련 - 지자체(서울시) 수요처 발굴 및 수요처 FGI 및 핵심 수요요소 발굴 (4-3) I-BED 개발 및 시범운영 - 프레임워크 설계 및 개발환경 구축 - 데이터 웨어하우스 설계, 모델링 및 구축 - 건축물에너지 소비데이터 통합관리시스템 시스템 설계 및 서비스 정의 - 서비스 연계 설계 및 샘플 어플리케이션 개발 - 응용서비스 설계 및 개발 (4-4) 성과물 활용 기반 마련을 위한 정책 및 제도 개정안 도출 - 건물에너지 소비데이터 기본체계 설계(1차) - 건물에너지 소비성능 평가 방법론의 기본체계 설계(1차) - 전문가 자문위원회 구성 및 운영을 통한 개선사항 검토

본 센터의 목표를 달성하기 위해 3개의 연구그룹으로 센터를 구성함. 1그룹 : 신재생에너지 생산/변환 성능 고도화 기술개발 건물일체형 태양광/열 발전(BIPVT) 성능을 극대화(열에너지 변환율 100% 향상, 생산량 350 W/m2)하고, 잉여전력 연료화 (수소 변환 효율 75%) 및 연료전지 발전기술을 통하여 에너지 생산량을 향상시키고 (0.3 W/cm2), 위 두 기기에서 발생하는 중-저온 폐열을 통해 전기에너지를 생산하는 열-전기화학 전지(30 mV/K, ZT>3.3 이상)를 개발하여 신재생에너지 생산/변환 성능 고도화를 실현함. 2그룹 : 고밀도 건물에너지 저장/활용 기술을 적용한 냉난방 겸용 혼합축열 기술 개발 냉매/이온성 액체 혼합물을 활용한 열에너지 저장기술(저장밀도 550 kJ/kg)과 H2O/LiBr 용액의 상온 농도차 포텐셜을 이용한 열에너지 저장(SSA) 기술을 개발. 또한 SSA를 통한 냉난방 동시 활용 시스템(COP 0.5)과 솝션 열배터리 시스템(COP 0.4)을 개발하여 건물 냉난방 부하변동에 유동적으로 대응. 고효율 혼합축열조를 개발(축열밀도 50 kWh/m3)하고 부하 특성을 고려한 운용기술을 개발하여 고밀도 건물에너지 저장/활용 기술을 적용한 냉난방 겸용 혼합축열 기술을 개발함. 3그룹 : 패시브/액티브 핵심 원천기술 및 건물유형별 통합시스템 최적설계 기술개발 패시브 디자인과 액티브 시스템 핵심기술 개발을 통해 건물에너지 부하를 저감하고 건물유형별 통합시스템 설계를 최적화함. 실증데이터 기반 통합 최적화 플랫폼을 구축하여 최종적으로 주거 및 비주거 건물에 대하여 플러스에너지 20%를 달성함.