킬로와트시

3. 단위 표기

킬로와트시의 일반적인 표기는 'kWh'이며, 이는 전기 요금 청구서, 상업 및 과학 출판물, 미디어에서 흔히 사용된다.^[3][4][5] 'kW⋅h' 및 'kW h'는 덜 사용되지만 국제단위계(SI)와 일치한다. 국제단위계(SI) 브로셔^[6]에서는 복합 단위 기호를 만들 때 곱셈은 공백 또는 중간점(⋅)으로 표시해야 한다고 명시하고 있다. 이는 IEEE 및 ASTM 등 국제 및 국가 조직이 공동으로 발행한 표준^[7] 및 주요 스타일 가이드^[8]에 의해 뒷받침된다. 그러나 IEEE/ASTM 표준은 'kWh'를 허용한다. NIST에서 발행한 한 가이드에서는 "혼란을 피하기 위해" 'kWh'를 사용하지 않도록 구체적으로 권장한다.^[9] 'kW/h'는 시간당 킬로와트를 나타내므로 잘못된 표기이다.

일본의 경우, 일/열량의 와트시 기호는 "W·h", 전력량 와트시 기호는 "Wh"로 구분된다.^[22] 킬로와트시 기호의 경우, 일/열량은 "kW·h", 전력량은 "kWh"이다.

3. 1. 한국의 단위 표기

4. 전력 판매

전기 에너지는 보통 킬로와트시(1 kWh = 3.6 MJ) 단위로 소비자에게 판매된다. 전기 제품을 사용할 때 드는 비용은 제품의 소비 전력(kW)에 사용 시간(h)과 킬로와트시당 가격을 곱해서 계산한다. 전기 요금은 시간대별로 다르게 설정될 수 있으며, 지역에 따라서도 큰 차이가 날 수 있다. 미국의 경우 주마다 전기 요금의 차이가 최대 3배까지 나기도 한다.^[11]

일반 가정과 같은 소규모 소비자는 주로 사용한 전력량에 대해서만 요금을 내지만, 대규모 소비자는 최대 전력 소비량에 대한 요금도 추가로 낸다.^[12] 이는 전력 회사가 최대 전력을 안정적으로 공급하기 위해 필요한 설비 투자 비용을 보전받기 위한 것이다. 산업용 전력을 사용하는 경우에는 역률에 따라 추가 요금이 발생할 수도 있다.

1년 동안 1기가와트(GW)의 전력을 사용하면 8.76테라와트시(TWh)의 에너지를 사용한 것과 같다. 반대로 1테라와트시는 약 114메가와트(MW)의 전력을 1년 동안 꾸준히 사용한 양이다.

4. 1. 한국의 전력 판매

5. 예시

1 리터의 물을 실온에서 전기 주전자를 사용하여 끓는점까지 올리는 데에는 약 0.1 kWh가 소요된다.

12 와트 LED 램프를 24시간 동안 켜두면 약 0.3 kWh, 한 달에는 약 9 kWh를 사용한다.

인간 동력 측면에서, 건강한 성인 남성 육체 노동자는 8시간 동안 약 0.5 킬로와트시의 작업량을 수행한다.^[14]

6. 환산

킬로와트시(kWh)는 1 킬로와트(kW)의 전력이 1시간 동안 지속될 때의 에너지 양을 나타내는 단위이다. 국제 단위계(SI)에서 에너지의 기본 단위는 줄(J)이며, 1 와트는 1초당 1 줄이다. 1시간은 3,600 초이므로, 1 kWh는 3.6 메가줄(MJ)과 같다.^[1][2]

왼쪽 열의 단위로 측정된 수량을 맨 위 행의 단위로 변환하려면, 해당 행과 열이 교차하는 칸의 숫자를 곱하면 된다.

7. 와트시 배수

SI 접두어는 와트시에 일반적으로 적용된다. 킬로와트시는 1,000 Wh (kWh)이고, 메가와트시는 1,000,000 Wh (MWh)이며, 기가와트시(GWh)는 1,000,000,000 Wh, 테라와트시(TWh)는 1,000,000,000,000 Wh, 페타와트시(PWh)는 1,000,000,000,000,000 Wh 이다.

킬로와트시는 일반적인 가정 고객의 월간 에너지 소비량이 수백에서 수천 킬로와트시 사이이므로, 전기 에너지 공급업체가 요금 청구 목적으로 일반적으로 사용한다. 메가와트시 (MWh), 기가와트시 (GWh), 테라와트시 (TWh)는 산업 고객과 발전소에 더 많은 양의 전력 에너지를 계량하는 데 자주 사용된다. 테라와트시와 페타와트시 (PWh) 단위는 전체 국가의 연간 전력 생산량과 세계 에너지 소비량을 나타낼 때 사용된다.

1000 kWh 이상의 단위로 메가와트시 (MWh)와 기가와트시 (GWh)가 있지만 통계상으로는 전력량의 단위로 일반적으로 킬로와트시를 사용하고 있으며, 대규모 발전소의 발전량은 "억 킬로와트시" (= 100 GWh 단위)를 사용하여 나타낸다.

8. 킬로와트(kW)와 킬로와트시(kWh)의 구분

일은 시스템으로 전달되는 에너지의 양이고, 전력은 에너지의 ''전달 속도''이다. 에너지는 ''줄(J)'' 또는 ''와트초(W⋅s)''로 측정되며, 전력은 ''와트(W)'' 또는 ''초당 줄(J/s)''로 측정된다.^[26][27]

예를 들어, 배터리는 에너지를 저장한다. 배터리가 에너지를 전달할 때는 특정 전력, 즉 에너지 전달 속도로 전달한다. 전력이 높을수록 배터리에 저장된 에너지가 더 빨리 전달된다. 전력 출력이 높을수록 배터리의 저장된 에너지가 더 짧은 시간에 소모된다.

전력 생산량과 소비량은 때때로 연간 기준으로 보고되며, 단위는 연간 메가와트시(MWh/yr), 연간 기가와트시(GWh/yr) 또는 연간 테라와트시(TWh/yr)와 같다. 이러한 단위는 에너지/시간의 차원을 가지므로 전력의 단위이다. 연간 시간 수인 약 8760 시간으로 나누어 SI 전력 단위로 변환할 수 있다.

따라서 1 GWh/yr = 1 GWh / 8760 h ≈ 114.12 kW 이다.

와트시는 일률·전력의 단위인 와트(W)와 시간의 단위인 시간(h)을 조합한 단위이다. 즉, 1 와트시는 1 W의 일률로 1시간 동안 지속했을 때의 일, 또는 1 W의 전력을 1시간 소비하거나 발전했을 때의 전력량이다.

9. 기타 관련 에너지 단위

배터리의 에너지 용량은 보통 암페어시로 간접적으로 표시된다. 암페어시(Ah)를 와트시(Wh)로 변환하려면 암페어시 값에 전압을 곱해야 한다. 이 값은 배터리 전압이 방전되는 동안 일정하지 않고, 방전율이 높을수록 배터리가 제공할 수 있는 총 에너지량이 감소하기 때문에 대략적인 값이다.^[17] 배터리와 다른 전압을 출력하는 장치의 경우, 장치 출력(예: USB 휴대용 충전기의 경우 일반적으로 5.0V)이 아닌 배터리 전압(일반적으로 Li-ion의 경우 3.7V)을 사용하여 계산해야 한다.

''Board of Trade unit''(B.T.U.)는 킬로와트시의 영국식 표현이다. 이 용어는 1942년 전력부가 인수할 때까지 전력 산업을 규제했던 무역부의 이름에서 유래되었다.^[18] 이는 1055 J인 영국 열량 단위(BTU)와는 다르다.

인도에서는 킬로와트시를 종종 에너지의 '단위'라고 부른다. 백만 단위(MU)는 기가와트시이며, ''BU''(10억 단위)는 테라와트시이다.^[19][20]

10. 와트시 (Wh)

와트시(Wh)는 전력량으로서는 작기 때문에 사용되는 경우가 거의 없었다. 그러나 전기 자동차의 일반화에 따라, 효율 지표로 'Wh/km' 단위를 제원표나 카탈로그에 표기하게 되었다. 1km 주행했을 때 소비 전력이 적은 차량일수록 Wh 수치가 작아진다. 내연 기관 자동차에서 말하는 "연비"에 해당하는 개념으로 '전비'라고도 부른다.

참조

_[1] 간행물 Guide for the Use of the International System of Units (SI) http://physics.nist.[...] 2008
_[2] 간행물 The International System of Units. http://physics.nist.[...] 2001
_[3] 웹사이트 IEC Electropedia, Entry 131-11-58 http://www.electrope[...]
_[4] 웹사이트 Wind Energy Reference Manual Part 2: Energy and Power Definitions http://www.windpower[...] Danish Wind Energy Association 2008-01-09
_[5] 간행물 IEEE/ASTM SI 10 American National Standard for Metric Practice www.astm.org ASTM International, West Conshohocken, PA 2010
_[6] 웹사이트 The International System of Units (SI) https://www.bipm.org[...] International Bureau of Weights and Measures (BIPM) 2019
_[7] 간행물 Standard for the Use of the International System of Units (SI): The Modern Metric System. Institute of Electrical and Electronics Engineers and ASTM 1997
_[8] 서적 The Chicago Manual of Style https://www.chicagom[...] University of Chicago Press 2017
_[9] 웹사이트 Guide for the Use of the International System of Units (SI) https://nvlpubs.nist[...] National Institute of Standards and Technology
_[10] 웹사이트 Electric Vehicles: Learn More About the New Label http://www.fuelecono[...] US Department of energy 2014-08-10
_[11] 웹사이트 Average Price of Electricity to Ultimate Customers by End-Use Sector https://www.eia.gov/[...] U.S. Energy Information Administration 2018-04
_[12] 웹사이트 Understanding Electric Demand https://www.national[...] National Grid
_[13] 웹사이트 How much electricity does an American home use? https://www.eia.gov/[...] U.S. Energy Information Administration 2021-10-07
_[14] 서적 Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers 11th Edition Mc-Graw Hill, New York 2007
_[15] 서적 Wind Power For Dummies https://books.google[...] John Wiley & Sons 2009-10-05
_[16] 서적 Home Power https://books.google[...] Electron Connection 2007
_[17] 서적 Chambers 20th Century Dictionary Chambers
_[18] 웹사이트 The Board of Trade 1621-1970 http://www.berr.gov.[...]
_[19] 뉴스 Get enlightened about electricity http://www.financial[...] 2004-12-20
_[20] 뉴스 BHEL manufactured units generate record power http://www.hindu.com[...] 2008-07-24
_[21] 법률 計量法 別表1 https://laws.e-gov.g[...]
_[22] 문서
_[23] 간행물 計量単位規則（通商産業省令第80号）記号表 平成4年11月30日
_[24] 법률 計量単位規則 https://laws.e-gov.g[...]
_[25] 문서
_[26] 간행물 計量単位規則（通商産業省令第80号）記号表 平成4年11月30日
_[27] 법률 計量単位規則 https://laws.e-gov.g[...]
_[28] 법률 計量単位令　別表第1 https://laws.e-gov.g[...]
_[29] 웹사이트 Energy Statistics Yearbook https://unstats.un.o[...] UNdata