[논문]기후 데이터를 활용한 미세먼지가 가정용 전력소비량에 미치는 영향 연구 - 서울지역 봄철(4월), 가을철(10월)을 중심으로 -

황해석; 이정윤; 서혜수; 정상

doi:10.15683/kosdi.2022.9.30.532

기후 데이터를 활용한 미세먼지가 가정용 전력소비량에 미치는 영향 연구 - 서울지역 봄철(4월), 가을철(10월)을 중심으로 -
A Study on the Effect of Fine Dust on Household Power Consumption Using Climate Data - Focus on the Spring Season (April) and Fall Season (October) in Seoul - 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.18 no.3 = no.57, 2022년, pp.532 - 541

황해석 (ICT Convergence Safety Major, Chung-Ang University) , 이정윤 (ICT Convergence Safety Major, Chung-Ang University) , 서혜수 (ICT Convergence Safety Major, Chung-Ang University) , 정상 (ICT Convergence Safety Major, Chung-Ang University)

초록
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연구목적: 본 연구의 목적은 대기의 미세먼지로 인해 공기의 질을 개선하고자 공기청정기를 사용함으로써, 발생하는 가정용 전력소비량을 확인해 기존의 전력 수요예측 방식에 미세먼지에 따른 전력수요를 포함하여 예측할 것을 제안하고자 한다. 연구방법: 연구의 방법은 서울지역의 3년간 미세먼지의 농도, 가정용 전력소비량, 기후관측 데이터를 활용하여 비교분석하였고, 4월과 10월을 대상으로 미세먼지가 서울지역 전력소비량에 미치는 영향을 파악하였다. 연구결과: 연구의 결과는 4월과 10월의 미세먼지 차이에 의한 서울지역 가정용 공기청정기 전력소비량이 2,141MWh로 산정되어, 4월과 10월의 가전기기 사용의 전체 차이의 3.4%에 해당한다. 결론: 미세먼지가 가정용 전력소비량에 미치는 영향을 확인하였으며, 전력 수요예측은 경제적인 계통 운영과 안정적인 전력 수급에 필수적이므로, 기존의 냉·난방기의 전력 소비에 중점을 두어 예측하는 것뿐만 아니라, 미세먼지로 인한 전력 소비도 고려해야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study is to suggest that the existing power demand prediction method including power demand according to fine dust is included in the existing power consumption by using an air purifier to improve the air quality due to fine dust. Method: The method of the study was compared and analyzed using data on the concentration of fine dust in Seoul for three years, household power consumption, and climate observation, and the effect of fine dust on power consumption in Seoul was identified in April and October. Result: The power consumption of home air purifiers in Seoul due to fine dust differences between April and October was calculated to be 2,141 MWh, accounting for 3.4% of the total difference in the use of home appliances in April and October. Conclusion: The effect of fine dust on household power consumption was verified, and power demand prediction is essential for economic system operation and stable power supply, so power consumption due to fine dust should be considered as well as focusing on power consumption of existing air conditioners and heaters.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Domestic and foreign fine dust laws and policies
그림 Fig. 1. The Wind direction of the four seasons in Seoul from 2018 to 2020 (출처 : 기상청 기상자료개방포털, 2018~2020년 바람장미 계절별 참고)
표 Table 2. Annual power consumption per unit by major appliance
표 Table 3. Monthly use days and power consumption of air purifiers
그림 Fig. 2. Comparative analysis of fine dust concentration, power consumption, temperature, and precipitation in 2018 (출처 : 미세먼지 농도-대기오염도현황/가정용 전력소비량-한국전력통계/평균기온 및 평균강수량-기상관측통계)
표 Table 4. Comparative analysis of power consumption calculation in april and october by fine dust concentration

AI 본문요약
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문제 정의

2021년과 2022년은 4가지(전력소비량, 미세먼지 농도, 평균기온 및 평균강수량)의 통계자료가 일부 공개되지 않아 비교분석할 수 없었으며, 2020년과 2019년은 해당 월의 조건이 맞지 않아 제외하였다. 따라서 2018년 4월과 10월을 대상으로 하여 미세먼지에 따른 가정용 전력소비량을 비교분석을 해보고, 이에 따른 미세먼지가 서울지역 전력소비량에 미치는 영향을 파악하여 전력거래소의 기존 전력 수요예측 방식에 미세먼지에 따른 전력수요를 포함하여 예측할 것을 제안하고자 한다.
본 연구는 국민의 안전을 위협하는 미세먼지에 대해 기후, 미세먼지 농도, 가정용 전력소비량 데이터를 최근 3년간 분석하고, 그 중 2018년의 4월과 10월의 미세먼지 농도에 따른 각각 가정용 전력소비량 비교분석하여 미세먼지로 인한 가정용 전력소비량을 파악하였고, 이러한 변화에 따라 전력소비량이 중요한 이슈로 대두될 가능성이 높으므로 우리나라의 전력수요량 예측에 도움이 되고자 하는 목적으로 진행하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 우리나라 인구의 약 1/5이 거주하고 있는 서울지역의 3년간(2018~2020년) 전력소비량, 미세먼지 농도, 평균기온 및 평균강수량을 분석하여 2018년을 선정하였고, 미세먼지의 영향이 많이 받는 봄철(4월)과 이와 유사한 기온 및 강수량을 갖는 가을철(10월)의 조건이 적합하였다. 2021년과 2022년은 4가지(전력소비량, 미세먼지 농도, 평균기온 및 평균강수량)의 통계자료가 일부 공개되지 않아 비교분석할 수 없었으며, 2020년과 2019년은 해당 월의 조건이 맞지 않아 제외하였다.

성능/효과

5), 가정용 전력소비량(3,839,766가구 대상), 평균 기온, 평균 강수량(Fig. 2)을 분석해 보면, PM2.5와 PM10의 미세먼지 농도는 그래프에서 동절기 및 봄철에 높은 것을 확인할 수 있으며, 가정용 전력소비량의 그래프에서는 냉방기를 사용하는 하절기인 8월에 1,771,830MWh로 가장높았다. 평균 기온 그래프에서는 8월이 28.
결과적으로 4월과 10월의 미세먼지 농도 차이에 의한 공기청정기 가동된 전력소비량은 2,141MWh로 산정할 수 있다. 이는 4월과 10월의 가전기기 사용의 전체차이 62,220MWh(1,040,527MWh-978,307MWh)의 3.
또한 전력 수요예측은 안정적인 전력 수급과 경제적인 계통 운영에 필수적이므로, 기존의 냉·난방기의 전력소비에 중점을 두어 예측하는 것뿐만 아니라, 미세먼지로 인한 전력소비량도 고려하여 전력을 확보해야 함을 본 연구를 통해 확인하였다.
전력거래소의 계절적 사용 가전기기의 통계자료에 따라 공기청정기의 월별 사용일수 및 전력소비량(Table 3)을 보면, 공기청정기의 월별 사용일수는 13.1일~21.4일로 다른 가전기기에 비해 비교적 연중 고르게 사용되지만, 황사와 미세먼지가 심한 봄철에는 월별 19.1일~21.4일까지 특히 많이 사용되고 있는 것으로 확인되었다. 공기청정기의 월별 전력사용량은 9,713Wh~13,131Wh로 타 가전기기에 비해 전력사용량면에서 차이가 적었으나, 특히 봄철인 3월~5월에 비교적 높았다.

후속연구

본 연구에서는 미세먼지가 가정용 전력소비량에 영향을 미치는지 확인하고자 서울지역의 평균기온 및 강수량이 유사한 4월, 10월을 선정하여 공기청정기로 인한 가정용 전력소비량을 산정해서 진행하였으나, 향후 전국적으로 사용하고 있는 산업용, 공공용, 가정용을 대상으로 1년 동안의 공기청정기 사용에 대한 전력소비량을 연구해 볼 필요가 있으며, 이는 기후변화로 인한 미세먼지 발생과 전력소비량 관련 대책 연구에 긍정적인 효과를 불러일으킬 것으로 본다.

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상세보기

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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