태양광 잉여 전력을 건물 열용량에 저장하는 배터리 없는 최적 제어

본 논문은 건물의 열관류량을 활용한 배터리‑프리 에너지 저장 전략을 제안하고, 이를 통해 건물 부문의 탄소 배출을 감소시키는 방법을 체계적으로 탐구한다. 서론에서는 건물 부문의 에너지 소비와 CO₂ 배출이 전 세계 에너지 수요의 30 % 이상을 차지한다는 사실을 제시하고, 현재의 탈탄소화 노력에도 불구하고 2050년 기후 중립 목표에 미치지 못하고 있음을 강조한다. 특히, 현존하는 두 가지 주요 접근법—수요 측면 관리와 전기 배터리 저장—이 각각 탄소 강도 고려 부족과 환경·경제적 비용 문제를 안고 있음을 지적한다. 관련 연구(Section 2)에서는 기존의 수요 측면 관리, 모델 기반 예측 제어, 강화학습·메타휴리스틱 기반 최적화 등 다양한 제어 기법을 검토한다. 이들 대부분이 에너지 절감이나 비용 최소화에 초점을 맞추고 있어, 전력망의 시간‑가변 탄소 강도를 반영하지 못한다는 공통적인 한계를 제시한다. 또한, 열용량을 활용한 패시브 저장에 관한 선행 연구들을 살펴보며, 현재까지는 주로 비용·피크 부하 감소에 초점을 맞추었고, CO₂ 배출을 직접 목표로 삼지는 않았음을 확인한다. 핵심 기여는 Section 3에서 제시된 최적 제어 방법론이다. 매 시간 단계 k에서 실시간 탄소 강도 λ(k), PV 발전량 P_PV(k), 건물 전력 수요 P_load(k), 외기 온도 T_out(k) 등을 입력으로 받아, 잉여 전력 E_surplus(k)=max