최첨단 기술이 발전하면서 에너지에도 변혁의 바람이 불기 시작했다. 에너지에 인공지능(AI)을 접목시키면서 다양한 형태로 효율성을 개선하고 있는 것이다. 그동안 에너지를 관리하기 위해서는 다소 복잡한 절차를 거치거나 직접적인 사람의 움직임이 필요했다. 하지만 이제는 그렇지 않다. AI가 복잡한 절차는 고속도로처럼 펴주고 불필요한 동선은 간단한 터치와 모니터링으로 해결했다. 이제 에너지도 AI 시대인 셈이다.

에너지도 클라우드에서!

신재생에너지의 수요가 늘고 있지만 이를 한곳에 모아 관리하는 단일 발전소는 지금까지 없었다. 신재생에너지는 각 지역에서 소규모로 생산되었고, 쓰다 남은 잉여 에너지의 경우 전력사업자들이 저장장치(ESS, Energy Storage System)에 비축해 판매했다. 이 문제를 해결하기 위해 인공지능(AI) 기반의 가상 발전소(VPP, Virtual Power Plant)가 등장했다. ‘가상’이라는 말에서 알 수 있듯 VPP는 물리적 실체가 없다. 즉. 클라우드를 이용한 플랫폼인 셈이다. 분산된 전력 자원을 클라우드 기반의 단일 플랫폼으로 통합하고, 이를 AI와 연계해 관리한다. 이때 온라인상으로 소규모 전력 자원들을 연결해 원격센서로 각 전력시설을 제어하는 게 특징이다.

출처: 에너지연구원

또한 신재생에너지는 날씨에 영향을 많이 받는다. 그런 만큼 전력 생산의 변동성이 높은 편인데, 이를 대응하는 체계를 제대로 마련해야 한다. 전력을 생산지에서 소비지로 전달하는 계통 시스템은 일정 수준의 전력량이 유지되어야 한다. 그렇지 않으면 계통 시스템의 전압과 주파수의 변화로 정전 등의 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 날씨와 전력계통 데이터를 기반으로 초 단위의 빠르고 정확한 전력 공급과 수요 예측이 이뤄져야 하는데, AI 도입이 하나의 방법이 된다.

AI 스마트 홈으로 에너지 관리를 효율적이게

2013년 IBM연구소는 미국 정부의 지원을 받아 AI인 ‘왓슨(Watson)’을 개발한 후 이를 신재생에너지 분야에 적용했다. 그 결과 놀라울 정도로 에너지 효율이 향상됐다. IMB은 기상정보 업체 웨더컴퍼니를 인수해 날씨에 AI 왓슨을 적용했고, 15분마다 약 22억 개의 예측 시나리오와 162개의 기후 모델을 예측했다. 그로 인해 일사량, 풍속, 온도 등을 예측하며 신재생에너지 가용 범위와 발전기의 가동여부를 판단해 전력 에너지 생산 효율을 향상시켰다.

AI를 통해서 가정에서도 전력을 효율적으로 관리할 수 있다면 어떨까. 예를 들어 원격으로 집안의 에어컨이나 조명을 조정하는 것처럼 말이다. 이러한 AI 기반 스마트 홈 솔루션이 대중 앞에 나타났다. 언제, 어디서든 원격으로 전자기기의 전원을 관리할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 실시간으로 에너지 사용량 모니터링도 가능해 에너지 낭비를 줄일 수 있다. 미국의 경우 전력 소비자 중 절반가량이 전기 스마트 미터를 사용한다. 스마트 미터는 개인의 에너지 소비량 관련 데이터를 제공하는 기기로, 소비자 스스로 에너지 사용을 관리할 수 있도록 도와준다. 최종적으로 소비자가 에너지를 절약할 수 있도록 해주는 것. 이처럼 에너지 사용 패턴과 전력 가격에 적응하고 대응할 수 있는 능력을 갖춘 AI 기반의 스마트 홈 솔루션 기기의 사용자가 증가한다면, 우리는 엄청난 에너지 절감 효과를 기대할 수 있을 것이다.