에너지 사용량 기반 전력설비 용량 산출 방법 (단계별 접근! 예시 포함!)

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 에너지 사용량 기반 전력설비 용량 산출 방법에 대하여 단계적 접근법에 대한 설명을 해보고자 합니다. 

 

 

삼성전자를 포함한 국내 전력사용량 상위 5대 기업의 2021년 전력량은 총 47.67TWh(테라와트시)로 국내 신재생에너지 발전량 (43.1TWh)을 넘었다. 전력소비량은 삼성전자(18.41TWh), SK하이닉스(9.21TWh), 현대제철(7.04TWh), 삼성디스플레이(6.78TWh), LG디스플레이(6.23TWh) 순이다. 현재 RE100에 가입한 기업이 30개임을 감안하면 재생에너지 공급량은 전력 수요에 한참 못 미친다.

 

 

에너지 사용량이 많아짐에 따라 열량과 전력설비 용량의 관계를 다루는데에는 상당한 고민과 연구가 필요합니다. 

작은 예시를 들어 위의 내용을 설명해보겠습니다. 

에너지 사용량 기반 전력설비 용량 산출: 단계별 안내

1. 입력 정보 확인:

• 에너지 사용량: 42,170.1 천 TOE (Tonne of Oil Equivalent)
• 단위 변환: 1 TOE = 10,000 kWh (킬로와트시)
• 에너지 종류: 명시되지 않음 (전력, 석유, 가스 등)

2. 단계별 계산:

단계 1: 에너지 종류 확인 및 변환

• 에너지 종류가 명시되지 않은 경우: 에너지 사용량을 전력으로 가정합니다. (실제 에너지 종류에 따라 계산 결과가 달라질 수 있음을 유념하세요.)
• 에너지 종류가 명시된 경우: 해당 에너지 종류를 전력으로 변환해야 합니다. (예: 석유 1 TOE = 약 8,600 kWh, 가스 1 TOE = 약 9,000 kWh)

단계 2: 연간 운영 시간 추정

• 일반적인 산업단지 운영 시간: 연중 365일, 하루 24시간 (8,760시간)
• 실제 운영 시간: 생산 일정, 공휴일, 유지보수 등을 고려하여 조정해야 합니다. (예: 연중 300일, 하루 20시간 운영 = 6,000시간)

단계 3: 최대 부하 계산

• 최대 부하 계수: 산업별 평균 최대 부하 계수를 참고하거나, 실제 운영 데이터를 기반으로 계산합니다.
  • 일반적인 산업별 최대 부하 계수:
    • 제조업: 0.6 ~ 0.8
    • 서비스업: 0.4 ~ 0.6
  • 실제 운영 데이터 기반 계산: 최근 몇 달 또는 1년 동안의 최대 전력 소비량 데이터를 기반으로 계산합니다.

단계 4: 전력설비 용량 산출

• 공식: 전력설비 용량 (kW) = 에너지 사용량 (kWh) / (연간 운영 시간 (시간) * 최대 부하 계수)
• 예시 계산:
  • 에너지 사용량: 42,170.1 천 TOE * 10,000 kWh/TOE = 421,701,000 kWh
  • 연간 운영 시간: 6,000 시간
  • 최대 부하 계수: 0.7
  • 전력설비 용량 = 421,701,000 kWh / (6,000 시간 * 0.7) = 95,300 kW

3. 해석 및 추가 고려 사항:

• 계산된 전력설비 용량: 95,300 kW는 최대 부하를 충당할 수 있는 최소 용량입니다.
• 실제 설비 용량: 안정적인 공급 및 예상치 못한 부하 증가를 대비하여 계산된 용량보다 다소 높게 설정하는 것이 일반적입니다.
• 발전 방식:
  • 자체 발전: 계산된 용량에 발전 손실률을 고려하여 발전 설비 용량을 결정해야 합니다.
  • 외부 구매: 계산된 용량만큼의 계약 용량을 확보해야 합니다.
• 기타 고려 사항:
  • 피크 시 수요: 피크 시 수요를 충당하기 위한 추가적인 용량 확보가 필요할 수 있습니다.
  • 비상 전력 공급: 비상 상황 발생 시를 대비한 비상 전력 공급 방안을 마련해야 합니다.
  • 법적 규제: 관련 법규 및 규제를 준수해야 합니다.

 

 

여기서 추가적인 이해를 위해 TOE에 대한 해석을 드립니다.

## 석유환산톤(TOE) 설명

TOE(석유환산톤)는 다양한 연료의 에너지 함량을 비교하는 데 사용되는 단위입니다. 원유 1톤(1,000kg)을 태울 때 방출되는 에너지의 양을 나타냅니다. 이 장치는 석탄, 천연가스, 바이오매스, 심지어 전기와 같은 다양한 에너지원을 비교하는 표준 방법을 제공합니다.

TOE에 대한 분석은 다음과 같습니다.

* **톤:** 1,000kg에 해당하는 질량의 미터법 단위입니다.
* **석유환산량:** 원유 1톤을 연소시키는 것과 동일한 에너지 함량을 나타냅니다.

**TOE를 사용하는 이유는 무엇입니까?**

석탄을 사용하는 공장과 천연가스를 사용하는 공장의 에너지 소비를 비교한다고 상상해 보십시오. 석탄 톤과 천연가스 입방미터를 직접 비교하는 것은 에너지 출력이 다르기 때문에 정확하지 않습니다. TOE를 사용하면 에너지 소비량을 공통 단위로 표현하여 에너지 사용량을 보다 쉽게 ​​비교하고 이해할 수 있습니다.

## TOE 대 kWh(킬로와트시)

TOE는 **총 에너지 함량**의 단위인 반면, kWh(킬로와트시)는 **전기 에너지**의 단위입니다. 주요 차이점을 요약한 표는 다음과 같습니다.

**TOE와 kWh 간의 변환:**

TOE와 kWh 사이의 변환 계수는 연료원을 전기로 변환하는 효율에 따라 달라집니다. 그러나 일반적인 전환율은 다음과 같습니다.

1 TOE = 11,630kWh (대략)

이 값은 특정 원유 유형과 변환 프로세스의 효율성에 따라 약간 달라질 수 있습니다.

**주요 요점:**

* TOE는 서로 다른 연료의 총 에너지 함량을 비교하는 단위입니다.
* kWh는 전기에너지를 측정하는 단위입니다.
* 서로 다른 것을 측정하지만 환산계수를 사용하여 TOE와 kWh를 환산할 수 있습니다.

 

 

4. 전문가 의견 활용 권장:

위의 계산은 일반적인 지침을 제공하며, 실제 상황에 따라 다를 수 있습니다. 따라서 정확한 전력설비 용량 산출을 위해서는 전문가와 검토하는 과정까지 거쳐서 최종적인 결정을 하시기 바랍니다. 

 

마지막으로 현재 이슈가 되고 있는 신재생에너지 관련 기사를 아래와 같이 공유합니다. 

아래의 기사는 대기업의 CF100전략에 대하여 개념과 추진하는 이유에 대하여 설명합니다. 

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2023050915290256175

기업이 CF100 관심 갖는 이유…삼성전자가 쓸 태양광·풍력도 없다 - 머니투데이

 

그럼 이만 글을 마칩니다.