미국 전력 생산량은 일주일 동안 어떻게 변화합니까?

[이매진]

미국 전력 생산량은 일주일 동안 어떻게 변화합니까?

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How Does U.S. Electricity Generation Change Over One Week?

일주일 동안 미국 전력 생산량은 어떻게 변합니까?

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미국은 하루 중 서로 다른 시간에 전기를 생산하는 다양한 에너지원과 함께 역동적인 전기 혼합을 가지고 있습니다.

전력망의 균형 을 유지하기 위해서는 항상 생산되는 전기의 양이 수요와 일치해야 하며 , 이는 매일 및 매주 전기 생산의 주기적인 패턴으로 이어집니다.

위의 그래픽은 미국 에너지 정보국( EIA ) 의 데이터를 기반으로 일주일 동안 미국 전력 생산량의 시간별 변화를 추적합니다 .

발전소의 세 가지 유형

자세히 알아보기 전에 미국 전력 믹스에서 발전소의 세 가지 주요 유형을 구분하는 것이 중요합니다.

• 기본 부하 플랜트는 일반적으로 최대 또는 거의 최대 용량으로 실행되며 기본 부하 또는 항상 필요한 최소 전력량을 충족하는 데 사용됩니다 . 이들은 일반적으로 석탄 화력 발전소 또는 원자력 발전소입니다. 지역적으로 이용 가능한 경우 지열 및 수력 발전소도 기저부하원으로 사용할 수 있습니다.
• 피크 부하 또는 피크 발전소는 일반적으로 파견 가능하며 수요가 많은 기간 동안 신속하게 증가할 수 있습니다. 이러한 발전소는 일반적으로 하루에 몇 시간 동안만 최대 용량으로 운영되며 가스 화력 발전소 및 양수 발전소를 포함합니다 .
• 중간 부하 플랜트는 기본 부하와 피크 부하 수요 사이의 일시적인 시간 동안 사용됩니다. 풍력 및 태양광(배터리 저장 장치 없음)과 같은 간헐적 재생 가능 자원은 다른 자원과 함께 중간 사용에 적합합니다.

확대: 미국 시간당 전기 혼합

이러한 맥락에서 아래 표는 동부 표준시 기준 2023년 3월 7일~3월 14일 주간의 소스별 평균 시간당 발전량 개요를 제공합니다.

이것은 전기 생산의 전형적인 주간을 대표하지만 이러한 패턴은 계절에 따라 바뀔 수 있다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어 6월에는 3월과 달리 태양광 발전량이 여전히 많은 오후 5시경에 전기 수요가 최고조에 달합니다.

에너지 원유형평균 시간당 발전량, MWh(2023년 3월 7일~14일, EST)

천연 가스	화석 연료	175,967
핵무기	재생 불가	84,391
석탄	화석 연료	71,922
바람	재생 가능한	50,942
하이드로	재생 가능한	28,889
태양광	재생 가능한	13,213
다른	혼합	8,192

천연가스는 미국에서 가장 큰 전기 공급원이며 가스 화력 발전소는 위에서 설명한 주 내내 시간당 평균 176,000MWh 의 전기를 생산합니다. 천연 가스의 급전 가능한 특성은 차트에서 분명합니다. 가스 연소 발전량은 이른 시간에 감소하고 업무 시간 동안 증가합니다.

한편, 원자력 발전은 시간당 80,000~85,000MWh 범위에서 주어진 요일 및 주 내내 일정하게 유지됩니다. 원자력 발전소는 재급유 전에 장기간(1.5~2년) 작동하도록 설계되었으며 유지보수가 덜 필요하므로 신뢰할 수 있는 기본 부하 에너지를 제공할 수 있습니다.

반면에 풍력과 태양광 발전은 일주일 내내 큰 변동을 보이는 경향이 있습니다. 예를 들어, 3월 7일~14일 주 동안 풍력 발전량은 풍속을 기준으로 시간당 26,875MWh에서 77,185MWh 사이였습니다. 태양광 발전은 극단적인 경우가 더 많았습니다. 종종 밤에는 0 또는 순음수에 도달하고 오후에는 40,000MWh 이상으로 증가했습니다.

풍력과 태양광은 종종 가변적이고 위치에 따라 다르기 때문에 전력 공급과 수요의 균형을 유지하기 위해 예측에 의존하는 그리드 운영자에게 이들을 통합하는 것은 어려운 일이 될 수 있습니다. 그렇다면 이러한 문제를 해결하기 위한 방법에는 어떤 것이 있을까요?

재생 가능 간헐성 문제 해결

더 많은 재생 가능 용량이 배치됨에 따라 전환을 원활하게 만드는 세 가지 방법이 있습니다.

• 에너지 저장 시스템은 가변성을 완화하기 위해 재생 에너지와 결합될 수 있습니다. 배터리는 발전량이 많은 시간(예: 태양광을 위한 오후)에 전기를 저장했다가 피크 수요 기간에 공급할 수 있습니다.
• 수요 측면 관리를 사용하여 유연한 수요를 재생 가능 발전량이 많은 시기로 전환할 수 있습니다. 예를 들어 유틸리티는 산업 고객과 협력하여 특정 공장 라인이 태양광 발전이 최고조에 달하는 오후에만 가동되도록 할 수 있습니다.
• 송전선 확장은 외딴 지역의 고품질 태양광 및 풍력 자원을 수요 중심에 연결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 실제로 2021년 말 기준으로 900기가와트 이상의 태양열 및 풍력 용량(특히 국가의 현재 재생 가능 용량보다 많음)이 그리드 상호 연결을 위해 대기했습니다 .