에너지 도메인 개요

일은 혼자하는 경우가 잘 없습니다. 말하자면 대부분 소통을 한다는 것입니다. 근데 소통을 잘하려면 서로 용어가 협의가 되야합니다.

누군가는 사용량을 kW라고 말하고, 누군가는 kWh라고 말하면 처음부터 다른 숫자를 보고 회의를 시작하게 됩니다. 피크를 최대수요로 보는지, 순간전력으로 보는지에 따라 알람 임계값도 달라집니다.

그래서 에너지 도메인에서 많이 통용되는 용어, 주로 쓰이는 시스템, 현장 계측 구조를 알고 일을 하면 요구사항이 훨씬 빨리 맞습니다.

에너지 도메인에서 IT가 다루는 일은 크게 다섯 가지입니다.

1. 전력 (수전, 변압, 부하, 한전 요금)
2. 유틸리티 (압축공기, 스팀, 가스, 냉각수, 용수)
3. 공장에너지 (FEMS)
4. 건물에너지 (BEMS)
5. 탄소/원단위/보고서 (ESG, EnMS)

공통적으로 많이 사용되는 IT는 현장 계기를 모아 저장하고, 시간/일/월로 집계하고, 기준선 대비 절감량과 요금·탄소를 보여주는 데 중점을 둡니다.

1. 용어 정리

1.1 EnMS (Energy Management System)

• 정의: 에너지 사용량을 측정하고, 목표를 세우고, 개선 결과를 남기는 에너지경영 체계입니다. ISO 50001 맥락에서 많이 씁니다.

• 대표 솔루션: Schneider EcoStruxure, Siemens Energy Manager, Honeywell Forge, 국내 FEMS/BEMS 구축형

• 기능: 계측, 집계, 목표/기준선, 절감 실적, 보고서

• 장점: 사용량 가시화, 피크 관리, 탄소 보고, 요금 절감 근거

• EnMS 도입에 대한 필자 생각: 대시보드만 예쁘게 그려놓고 계측이 안 맞으면 현장은 바로 신뢰를 잃습니다. 에너지 시스템은 화면보다 계기 매핑, 단위, 집계 시각이 먼저입니다.

1.2 EMS / FEMS / BEMS

• EMS: 에너지 전체를 감시·제어하는 상위 개념
• FEMS (Factory Energy Management System): 공장 전력, 유틸리티, 공정 부하
• BEMS (Building Energy Management System): 건물 공조, 조명, 전력
• 차이: FEMS는 생산량 대비 원단위가 중요하고, BEMS는 재실·외기·설비 스케줄이 중요합니다.

1.3 kW 와 kWh

• kW: 순간 전력. 지금 얼마나 쓰고 있는가
• kWh: 전력량. 일정 시간 동안 얼마나 썼는가
• 비유: kW는 속도, kWh는 이동 거리
• 실무: 피크 알람은 kW, 요금·절감·탄소는 보통 kWh

1.4 최대수요, 부하율, 피크

• 최대수요(Pmax): 요금 산정 구간의 최고 수요전력. 한전 요금에 직접 영향을 줍니다.
• 부하율(LF): 평균 전력 / 최대 전력. 낮으면 설비가 들쭉날쭉하다는 뜻입니다.
• 피크: 현장에서는 순간 피크와 15분 수요전력을 자주 섞어 씁니다. 반드시 어떤 피크인지 합의해야 합니다.

1.5 TOE, tCO2e

• TOE (Tonnage of Oil Equivalent): 에너지원을 석유환산톤으로 맞춘 값. 전력, 가스, 스팀을 한 단위로 비교할 때 씁니다.
• tCO2e: 온실가스 배출량. 에너지원별 배출계수(co2_factor)를 곱합니다.
• 실무: 사용량 * toe_factor, 사용량 * co2_factor. 계수는 국가 고시가 바뀌면 같이 바꿉니다.

1.6 한전 요금제와 시간대

• 산업용/일반용, 고압/저압, 선택 요금제에 따라 기본요금과 전력량요금이 다릅니다.
• 시간대: 경부하(LL), 중간부하(ML), 최대부하(PL)
• 계절: 봄가을, 여름, 겨울 요금이 다릅니다.
• 실무: 같은 1kWh라도 시간대마다 단가가 달라서, 집계 테이블에 시간대별 kWh를 나눠 담습니다.

1.7 기준선 (Baseline)

• 정의: "원래 이렇게 썼을 것"이라는 비교 기준입니다.
• 고정 기준선: 목표 kWh를 정해놓고 비교
• 원단위 기준선: 생산량, 유량 대비 kWh
• 시간 기준선: 시간대별 기준 전력
• 절감량 = 기준선 - 실측. 마이너스면 오히려 더 쓴 겁니다.

1.8 계기(Meter) 와 수집기(Collector)

• 계기: 현장의 전력량계, 유량계, 가스미터. 값이 생기는 지점입니다.
• 수집기: 계기에서 값을 읽어오는 RTU, 컨버터, MQTT 게이트웨이, TCP 폴링 장비
• 한 수집기가 여러 계기를 물고, 한 설비에 여러 계기가 붙을 수 있습니다.
• 비율(ratio): 변성기 배율, 분전반 분배 비율. 원시값 * ratio 가 실제 사용량입니다.

1.9 원단위

• 정의: 생산량, 면적, 유량 대비 에너지. 예) kWh / 생산량, kWh / m3
• 왜 중요한가: 공장이 바빠서 전기가 늘어도 원단위가 떨어지면 효율은 좋아진 겁니다.
• 절대 사용량만 보면 성수기/비수기를 오해합니다.

2. 도메인 경계

에너지 시스템을 ERP, MES와 헷갈리면 ent 범위가 커집니다.

• 필자 생각: EnMS가 밸브를 직접 잠그는 제어 시스템인 경우는 드뭅니다. 대부분 계측·분석·보고입니다. 제어가 필요하면 SCADA/PLC와 역할을 나눠야 합니다.

3. 조직 계층

에너지 데이터는 무조건 계층으로 말립니다. 회사 합계만 있으면 현장은 어디를 고쳐야 하는지 모릅니다.

회사 (Company)
 └─ 공장/사업장 (Plant)
     └─ 구역 (Plant Area)
         └─ 자산/공정/유틸리티 (Asset)
             └─ 설비 (Equipment)
                 └─ 계기 (Meter)

• 회사: 법인, 탄소 보고 단위
• 공장: 요금 계약, 수전 포인트가 보통 여기 붙습니다
• 구역: 동, 라인, 변전실
• 자산: 압축기실, 도장 공정처럼 에너지가 모이는 단위
• 설비: 컴프레서 1호기
• 계기: 그 설비의 전력량계

상위 합계는 하위 계기를 더하는 방식과, 상위 대표 계기 하나를 읽는 방식이 있습니다. 이중 가산이 가장 흔한 사고입니다.

4. 개발할 때 먼저 합의할 것

1. 사용량의 단위는 뭔가 (kWh, N㎥, ton)
2. 집계 시각은 몇 시 컷인가 (보통 KST, 하루 시작 시각)
3. 피크는 순간값인가 15분 수요인가
4. 상위 사용량은 합산인가 대표 계기인가
5. 요금은 한전 계산까지 할 것인가, 단가 곱셈만 할 것인가
6. 탄소 계수는 언제 버전을 쓸 것인가