곽노필의 미래창

» 혼다가 미국 캘리포니아지역에서 세운 스마트홈 실험주택 전경. 혼다 제공.  

전기차 배터리와 태양광 발전의 합작품

소비량보다 생산량 더 많은 미래형 주택

쓰는 것보다 더 많은 전기를 생산하는 집이 등장했다. 이름하여 스마트홈(smarthome). 전기차 배터리와 태양광 패널이 함께 만들어가는 미래주택의 한 모형이다.
 일본 자동차제조업체인 혼다는 최근 미국 캘리포니아대 웨스트빌리지캠퍼스에 구축한 실험용 스마트홈을 공개했다. 탄소배출 제로 주택 개념을 뛰어넘는 이 스마트홈은 자체 생산한 전기로 집에서 쓰는 전기는 물론, 출퇴근시 이용하는 혼다 피트(Fit) 전기차 충전도 거뜬하다.
 혼다의 스마트홈에는 태양광과 지능형 에너지관리 시스템, 에너지 저소비 기기들이 총동원됐다. 그 중에서도 핵심은 태양광 패널이다. 냉난방, 환기, 조명, 온수, 가전기기는 물론 전기차 충전에 필요한 에너지까지 모두 지붕 위에 설치된 9.5kW 용량의 태양광 패널에서 얻는다. 다만 태양광 패널의 크기는 현재 미국 일반주택에 설치된 것보다 2배 정도 크다.

  » 스마트홈 구조도. 바닥엔 저탄소 콘크리트를 사용했으며, 정원은 생활하수를 재처리해 쓰는 건식 조경 기술을 적용했다. 혼다 제공.

» 지붕에 떨어진 빗물은 배수관을 따라 정원으로 흘러들어가 빗물의 효과를 두배로 높인다. 혼다 제공.

  » 스마트홈은 효율이 높은 엘이디 조명을 쓴다. 혼다 제공.

 냉난방은 지열 펌프로, 조명은 생체리듬 반영

지열을 이용한 냉난방 시스템도 스마트홈에서 중요한 역할을 한다. 집 바닥 아래 지하에 6미터 깊이로 박힌 파이프 8개가 지열펌프로 연결돼, 집의 바닥과 천장의 온도를 일정하게 유지해준다.
 또 하나 주목할 것은 조명 시스템이다. 스마트주택의 조명은 보통 집들보다 5배나 효율이 높다. 혼다는 UC데이비스 캘리포니아조명기술센터와 공동으로, 자연 조명의 하루 24시간 흐름을 모방한 조명 시스템을 개발했다. 사람의 생체리듬에 혼란을 주지 않기 위해서다. 이 조명은 밤에는 푸른빛보다 황색빛을 더 발한다. 푸른빛은 멜라토닌 생산을 억제해 잠자리를 방해하기 때문이다. 아침에는 다시 푸른빛이 진해지면서 몸에 활력을 준다.
 이렇게 해서 스마트홈이 쓰는 전력량은 비슷한 크기의 다른 주택의 절반에 불과하다. 화장실 물처리 방식 개선, 생활하수 재처리 등을 통해 물 효율도 세배나 높였다.

» 스마트홈의 심장부라고 할 수 있는 HEMS 장치. 혼다 제공.

» 에너지 변환 과정에서의 손실을 막기 위해 태양광 패널로부터 직접 전기차 배터리 충전을 할 수 있다. 혼다 제공.

 스마트홈의 심장은 리튬이온전지, 두뇌는 HEMS

 생산 전기 중 남는 2.6MWh는 지역전력망에 송전

 180㎡(54.6평) 크기의 스마트홈의 심장부는  10 ㎾h의 리튬이온전지 팩이 있는 차고다. 검은색 박스에 들어 있는 배터리는 혼다 피트 전기차 배터리보다 작다. 배터리 팩 옆에는 큰 흰색 박스가 있다. 이 박스가 바로 혼다가 자체 개발한 가정에너지관리시스템(HEMS)이다. 이 시스템은 실시간으로 집 안의 전기 생산과 소비량을 모니터링하면서 조절해준다. 스마트홈의 두뇌 역할을 하는 셈이다. 쓰고 남은 전기는 필요할 경우 지역 전력망에 보낸다. 이 전기는 더운 여름철 에어컨 가동 등으로 전력량이 모자랄 때, 블랙아웃 상태를 피할 수 있게 도와준다.
 혼다는 “미국 일반 가정은 연간 13.3MWh의 전기를 소비하는 데 반해, 스마트홈은 오히려 한 해 2.6MWh의 잉여전기를 생산한다”고 밝힌다. 이는 연간 5942kg의 탄소배출량을 상쇄해주는 효과가 있다고 한다. 전기차 충전까지 고려한다면, 상쇄 효과는 1톤까지 올라간다고 혼다는 주장한다.
 차고에 있는 혼다 전기차는 직류/교류전환 과정에서 에너지가 손실되는 것을 최소화하기 위해 태양광 패널로부터 직접 충전을 할 수도 있다. 태양광패널이 풀가동될 경우, 2시간 정도면 전기차 배터리 충전을 끝낼 수 있다. 또 스마트홈의 모든 기능은 아이패드를 통해 무선으로 조종할 수도 있다. 
 

혼다의 미래비전, 전기차와 생활전력의 결합

 자동차업체인 혼다가 스마트홈 개발에 앞장서고 있는 이유는 무엇일까? 전기차 배터리를 가정 전력망의 중심축으로 활용할 수 있도록 하기 위해서다. 스마트홈에서 전기차는 독립적인 제품이 아니라 에너지 시스템의 일부가 된다. 미국을 비롯한 각국 정부가 강화하고 있는 환경기준을 충족시키기 위해선 고효율의 전기차 개발이 불가피하다.  테슬라, 포드, 도요타 등 다른 업체들도 마찬가지다. 자사의 전기차를 스마트홈 시스템과 연계시킬 경우 시장에서 우위를 점하는 데 유리한 것은 당연지사다. 현재 미국에서 배출되는 온실가스의 44%가 소형승용차와 주택에서 나온다고 한다.
 스마트홈은 지난해 4월 짓기 시작해 거의 1년만에 완성이 됐다. 혼다는 앞으로 이 주택에서 직접 살면서 스마트홈을 체험할 지역 주민 1명을 곧 선정할 예정이다. 이 주민은 혼다의 전기차를 몰고 출퇴근을 하게 된다.
　

» 혼다의 스마트홈을 일목요연하게 표현한 인포그래픽. visual.ly서 재인용.
혼다 발표자료
http://www.honda.com/newsandviews/article.aspx?id=7666-en
스마트홈 사이트
http://corporate.honda.com/smarthome/
관련기사
http://www.digitaltrends.com/home/hondas-experimental-smart-home-doesnt-just-save-energy-actually-creates/#!BU9Bx
http://www.nytimes.com/2014/03/25/business/car-companies-take-expertise-in-battery-power-beyond-the-garage.html?_r=0
http://www.mnn.com/green-tech/transportation/blogs/honda-smart-home-produces-more-energy-than-it-uses
http://visual.ly/honda-smart-home-us
http://www.gizmag.com/honda-smart-home-energy-producing/31380/