제공 : 마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)
사물 인터넷(IoT) 도입으로 집, 차, 그 밖에 다양한 디바이스들이 점점 더 똑똑해지면서 스마트홈, 스마트카, 스마트폰 같은 용어들이 생겨났다. 여기에 IoT의 계속된 진보 덕분에 에너지 효율이 높아지면서 이들은 더 친환경적으로 되었다. 이를 ‘친환경 IoT(Green IoT)’라고 한다. 친환경 IoT는 IoT를 활용해서 스마트홈의 에너지 소비를 다각적으로 최적화할 수 있다.
예컨대 첨단 온도조절기에 메시 네트워크를 지원하는 센서를 사용해서 난방과 냉방을 보다 정밀하게 제어하고, 재생 에너지원을 활용하는 날씨 모니터링 관수 시스템을 도입해서 잔디와 정원에 물을 주는 작업을 최적화하고, 피크 시간대에 에너지 소비를 최소화하도록 전기 자동차(EV) 충전 일정을 조정할 수 있다.
친환경 IoT는 다양한 애플리케이션을 포괄하며, 다양한 측면에서 스마트홈에 중대한 영향을 미친다. 이것은 다시 에너지 산업과 소비자 행동에 영향을 미칠 것이다. 이 글에서는 스마트홈에 친환경 IoT 기술을 도입했을 때의 영향과 이점에 대해서 알아본다.
친환경 IoT의 영향
스마트홈에 근본적인 영향을 미치는 것으로 가장 먼저 하드웨어 기술의 진보를 들 수 있다. 인공지능(AI) 알고리즘, 자체적으로 전원을 조달하는 자족적 센서, 지능적인 슬립 모드 같은 기술의 진보가 친환경 IoT를 지금보다 더 강력하게 만들고 파급력을 키울 것이다. 다음은 친환경 IoT가 미래의 스마트홈에 미치는 영향을 보여주는 몇 가지 사례들이다.
데이터 증가
데이터는 이미 다양한 산업 분야에서 인사이트를 도출하는 데에 쓰이고 있다. IoT 센서를 사용해서 가구주가 자신의 에너지 및 물 소비 습관을 파악하고, 사용을 최적화하며, 재생 에너지원으로부터 여분의 에너지를 전력망에 되팔 수도 있다. 데이터는 탄소 배출을 줄이는 데 있어서 중요한 역할을 하는데, 지속적인 데이터 증가는 친환경 IoT 도입으로 인해 나타나는 여러 양상 중 하나이다.
소비자를 위한 제어
HVAC 시스템에서부터 카메라, 가전기기, 수도 시스템, 보일러에 이르는 다양한 스마트 기술들로부터 얻은 데이터는 중앙의 관리 플랫폼으로 보내진다. 그러면 소비자가 앱을 이용해 자신의 에너지 소비를 더 잘 파악할 수 있고 편리하게 제어할 수 있다. 예를 들어 집에 도착하기 전에 미리 원격으로 난방 시스템을 작동시키면 보다 쉽게 쾌적한 실내 온도를 맞출 수 있고 덤으로 친환경 IoT를 실현할 수도 있다.
소비자 중심의 규제 강화
스마트홈에 사용되는 데이터가 증가함으로써 IoT 전반에 걸쳐서 규제가 강화되고 있다. 유럽 연합의 일반 데이터 보호 규정(General Data Protection Regulation) 같은 데이터 프라이버시 규정은 소비자가 자신의 데이터가 어떻게 사용되고 저장되는지에 관한 정보를 볼 수 있게 한다. 다양한 센서를 사용해서 스마트홈을 제어하므로 데이터 침해를 방지하도록 사이버 보안 규정 및 표준을 업데이트해야 한다. 또한 정부는 효율을 높이고 에너지를 절약하도록 유도하는 정책들을 통해서 스마트홈 기술의 도입을 촉진할 수 있다. 예컨대 스마트 그리드와 연계된 태양광 패널을 설치하거나 인덕션 오븐으로 교체했을 때 보조금을 지급하는 방안을 들 수 있다. 이러한 것들은 가구의 전반적인 탄소 배출을 낮추도록 한다. 넷 미터링(net metering) 정책은 가구주가 자신의 에너지 소비를 모니터링하고 여분의 에너지를 전력망에 되팔 수 있도록 한다.
계속되는 기술의 진보
친환경 IoT와 스마트홈에 가장 중대한 영향을 미치는 것은 기술의 진보이다. IoT는 이미 엄청난 진보를 이루어 왔으며, 이러한 진보는 앞으로도 계속되면서 스마트홈에 직접적인 영향을 미칠 것이다. 다양한 영역에서 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 앞으로 에너지 효율을 더 끌어올릴 것이다.
넷제로 에너지 소비
일찍부터 IoT의 중요한 과제는 많은 센서들의 에너지 소모였다. 배터리를 얼마나 자주 교체해야 할까? 이 일을 누가 맡을 것인가? 이에 대한 해답이 될 수 있는 것이 자체 충전 센서이다. 이러한 센서는 태양광 회로나 운동 에너지로부터 전원을 조달하고 포집된 에너지를 저장하며 필요할 때 사용할 수 있다. 태양광 에너지와 운동 에너지를 포집하기 위한 태양광 셀과 압전 소자는 센서의 가치를 높일 수 있다. 다만 설계 엔지니어는 이러한 에너지 저장 시스템에 필요로 하는 하드웨어 부품들 때문에 디바이스 크기가 커진다는 점을 고려해야 한다. 스마트홈에 자체 충전 센서를 도입함으로써 가구주는 배터리를 교체할 필요가 없으며 배터리를 교체하느라 시스템 가동을 중단할 필요가 없다.
부하 공유를 위한 라우팅 절차
수만 개 아니 수백 개의 센서만으로도 네트워크에 부담을 가중시킬 것이다. 이럴 때 동적 트래픽 리라우팅을 통해 부하를 최적화할 수 있다. 스마트홈이 한 가구뿐이라면 염려할 필요가 없다. 하지만 친환경 IoT를 도시 전체로 확대하고자 한다면 이 기술을 눈여겨보아야 할 것이다.
인공지능 애플리케이션
스마트홈으로부터 얻은 데이터를 AI 알고리즘으로 보내서 에너지 소비의 거의 모든 측면을 세밀하게 조절하고 최적화할 수 있다. 또한 예측 분석을 통해서 부품 결함을 예측할 수 있다. 이를 통해 예방정비를 할 수 있고 스마트홈을 중단 없이 가동할 수 있다.
지능적인 슬립 모드
센서가 사용되지 않을 때 슬립 모드로 전환하면 적은 양의 에너지만 소비하므로 에너지 소모를 줄일 수 있다. 한 발 더 나아가, 기기가 장시간 사용되지 않을 때는 ‘딥 슬립’ 모드로 전환함으로써 에너지 효율을 추가로 향상시킬 수 있다.
원격 무선 충전
IoT나 그 밖에 다른 기기들을 무선으로 충전할 수 있는 것이 친환경 IoT와 스마트홈에 중대한 영향을 미칠 수 있는 또 다른 개발 영역이다. 특히 관심이 높아지고 있는 기술이 원거리 충전인데, 이는 자기 공명 원리를 활용해서 충전을 한다.
맺음말
에너지 소비를 줄여야 하는 요구가 높아지면서 다양한 분야들로 친환경 IoT 기술이 도입되고 있다. 흥미로운 기술의 진보는 멈추지 않고 계속될 것이며, 기술의 혜택은 지금도 이미 확실하게 드러나고 있다. 에너지 효율을 높이고, 사용자가 편리하게 제어할 수 있고, 탄소 배출을 확실히 줄이게 되었다. 스마트홈에 친환경 IoT를 도입함으로써 생활 공간을 더 살기 좋은 곳으로 만들 수 있을 뿐만 아니라 미래 세대를 위해서 세상을 더 지속 가능하게 만들 수 있다. 이는 단지 스마트홈에 관한 것만이 아니고, 더 좋은 삶에 관한 것이다.
▶저자 소개
푸르니마 압테는 엔지니어에서 기고가로 전향해 로보틱스, AI, 사이버보안, 스마트 기술, 디지털 전환에 관한 글을 쓰고 있다.
