#후난대학교

PV·히트펌프·EV·축열조 통합 건물, 예측형 규칙기반 제어로 운영비 36.86% 절감

중국 후난대학교와 덴마크공과대학교 연구진이 태양광(PV), 히트펌프, 축열조(TT), 전기차(EV)를 결합한 건물 에너지 시스템용 예측형 규칙기반 제어(PRBC) 전략을 개발했다. 이 전략은 기상·건물 부하·PV 발전 예측을 활용해 요금 시간대별로 저장장치의 최적 충방전 출력과 목표 SOC를 정하고, 15분 단위로 실제 SOC와 목표치를 비교해 충전·방전·대기를 결정한다. 검증은 하계 냉방을 대상으로 연면적 5,546.88㎡ 3층 사무용 건물 시뮬레이션으로 이뤄졌으며, 설비는 175W PV 모듈 910장(남향, 경사 25도), 정격 냉방능력 550kW 가변주파수 공기열원 히트펌프, 1,000kWh 축열조, 180.86kWh 배터리를 탑재한 EV 5대로 구성됐다. 7일 운전 기준 누적 운영비는 PRBC 2,176.37 CNY(324.32 USD), MPC 2,034.95 CNY, RBC 3,446.93 CNY로, RBC 대비 각각 36.86%, 40.96% 절감됐고 피크 시간대 계통 구매 전력 비중은 RBC 약 70%에서 PRBC 약 20%(MPC 약 12%)로 낮아졌다. 연구진은 PRBC의 1회 최적화 결정변수가 18개로 하루 1회 수행되는 반면 MPC는 1,056개 변수로 하루 96회 롤링 최적화가 필요했고, 제어 1회당 평균 계산시간은 RBC 0.18초, PRBC 0.27초, MPC 239.81초였다고 밝혔다.

9월 21일