일상생활에서 전력요금이 찾이하는 비중이 점점 높아가면서 국민들의 전력요금에 대하여 관심도가 높아지고 자연에너지의 일환인 태양광이 많이 보급되어 태양광 수용가들의 전력요금이 어떻게 측정되는지 확실히 알고자하는 사람들이  많습니다.
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특히 주부들의 전기요금 청구서에 관심이 높아 한전에서 발행되는 요금청구서를 보고 문의하는 주부들이 증가추세입니다.

​여러 항목들이 있으나 산정 방법에 대해선 자세한 설명이 없기 때문에 태양광 발전으로 인한 전기요금 절감이 어떻게 이루어지는지 또한 궁금해 하시는 분들이 많습니다.
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전기요금은 고압 경우 기본요금과 적용전력량요금, 사용전력량요금으로 구분 할 수 있고, 저압의 경우 기본요금과 사용전력량 요금으로 구분되어있습니다.

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1.우리집 전력사용 요금계산 방법.
한전의 기본요금과 전력량요금은 다음 표와 같습니다. (2016.10.19기준)
주택용 저압 전기요금 누진표(한전 사이버지점)

첫째 : 기본요금은 한달동안 사용한 총 전기사용량에 따라 부과 됩니다.
       한달에  450kWh를 사용하였으면 7,300원이 기본요금.
       한달에 320kWh를 사용하였으면 3,850원이 기본요금입니다.
       기본요금 표에서 한달동안 사용하였던 총 전기사용량에 해당하는
       kWh가 기본요금으로 부과됩니다.

둘째 :전력량요금은 한달동안 사용한 총 전기사용량까지의 합으로 측정 됩니다.
        위 450kWh를 예를 들어 설명하면 기본요금은 7,300원 + 전력량요금은
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☞전력량 요금은,
1.  ~100kWh 까지 60.7원 이므로 = 100kWh x 60.7원 = 6,070원
101~200kWh 까지 125.9원 이므로 =100kWh x 125.9원 = 12,590원
201~300kWh 까지 187.9원 이므로 =100kWh x 187.9원 = 18,790원
301~400kWh 까지 280.6원 이므로 =100kWh x 280.6원 = 28,060원
401~450kWh 까지 417.7원 이므로 = 50kWh x 417.7원 = 20,885원

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☞총 전기 사용량 금액
 .사용전력요금 : 6,070원 + 12,590원 + 18,790원 + 28,060원 + 20,885원 = 86,395원이며,
 .전기요금 : 기본요금 + 전력량요금이므로 = 7,300원 + 86,395원              = 93,695원- ①이 됩니다.

.세금(10%)과 전력기반기금(3.7%)이 추과로 부과하여 고지합니다.
.부가가치세 : 93,695원 x 10% = 9,369원 → 9,370원-②
.전력기반기금 : 93,695원 x 3.7% = 346,671.5 → 3,476원-③

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☞실제 청구 금액 : ①+②+③
93,695 + 9,370 + 3,476 = 106,541원이 청구됩니다. (TV수신료 2500원, 기타수수료 등은 제외되었습니다)
​☞전기를 전혀사용하지않앗을 경우 최저 기본요금은 1,000원입니다.

2. 태양광 발전계통과 전력량계산
태양광 발전설비의 계량기결선을 이해하기 쉽게 그려보았습니다.
모듈에서 접속반 인버터를 통해 가정에 들어가기까지, 한전에서 가정에 들어가기 까지를 나타내었습니다.

모듈에서 생산되는 전기에너지가 접속반을 거처 인버터 DC충전 전력이 계량기를 통해  AC전력으로 바뀌어 차단기와 부하, 분산형 전원 사이로 결선됩니다.

가정의 에어콘 냉장고등 가전기기와 같은 부하가 있을 경우 바로 태양광 발전으로 생산된 전기를 사용하게 되고 부하보다 태양광 발전량이 더 많을 경우에는 태양광 발전용 계량기에서 잉여전력을  한전으로 송전합니다.

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1)태양광 발전전기가 사용하는 전력보다 많을 경우?
태양광 발전설비를 설치 전, 후 궁금하게 되는 것은  한달동안 사용한 전기보다 태양광 발전으로 생산한 전기가 많을 경우 어떻게 처리되는가 입니다.

-.한달동안 300kW 를 사용하였는데 태양광발전은 200kW 를 생산했다

   면 100kW에 대한 전기요금만 부과 된다고 알고 있습니다.
  그럼 300kW 를 사용하였는데 태양광발전으로 300kW를 생산했다면 당연히 부과되는 요금은 최소 요금이었던 1,000원(부가세 +기반기금 제외)원이 부과될 것입니다.

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-.300kW를 사용하였는데 태양광 발전으로 400kW를 생산한다면 100kW 의 잉여전력은 어떻게 계산되는지를 알아보겠 습니다.

-.잉여전력인 100kW는 한전으로 보내게 되고 100kW에 대한 금액을 한전으로부터 받는 것이 아니며, 100kW를 다음달로 이월 사용할 수 있습니다.
  남는 전력이 계속 이월되기 때문에 전력를 많이 사용하는 여름 또는 겨울철  사용할 수 있기 때문에 전력요금에 대비하여 현격하게  절감하게 됩니다.
 

2)산업용(을) 고압 A 선택 Ⅱ에 경우 전기계산을 예을 들어 봅니다.
 ●한전의 기본요금과 전력량 요금. (2017.10.19 현재)
 ●일반용전력(을). 산업용전력(을) 선택 (Ⅱ)요금
 ●고압전력A(표준전압 3,300V이상 66,00V 이하고객
①기본요금 : 요금적용 전력에 대하여 kW당 8,320원
②전력량요금 : kWh당

.조건 : 사용전력 400kW, 유효 지상역률90%, 진상역률 95%.
.주간(중간부하) 130kWh
.저녁(최대부하) 220kWh
.심야(경부하)    50kWh
.사용기간 : 2017.03.01~2013.03.31
☞기본요금은 한달동안 사용한 총 전기사용량에서 부과됩니다.
  한달에 400kWh를 사용했으면 기본료(원미만 절사)는 400kW x 8,320

  원 = 3,328,000원입니다.

.역률요금(원미만 절사) : 0원
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.주간(중간부하)요금 : 130kWh x 78.6원 = 10,218원
.저녁(최대부하)요금 : 220kWh x 109.3원 = 24,046원
.심야(경부하)요금 :    50kWh x 56.1원 = 2,805원
​☞전력량요금(원미만 절사) : 37,069원
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☞총전력사용요금
  3,328,000원 + 0원 + 37,096원 = 3,365,069원 - ①
☞청구금액
  기본요금, 전력량요금 원미만 절사. 부가가치세 원미만 4사5입. 전력

  기반기금, 청구금액10원미만 절사.
 .부가가치세 : 3,328,000원 x 10% = 332,800원 - ②
 .전력산업기반기금 : 3,328,000원 x 3.7% =123,136원 - ③

.①+②+③ = 3,328,000원 + 332,800원 + 123,136원 = 3,783,936원
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☞총청구금액은 TV수신료 2,500원 + 3,783,936 = 3,786,436원입니다.
  (기타 수수료는 미포함)

이상으로 태양광을 설치했을 경우 전기요금이 어떤 방식으로 계산되는지 에 대해 살펴봤습니다.

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3)태양광 발전 경우 지상역율,과 진상역율 에 대하여 알아봅니다.
2012년 1월 까지는 진상 역율 요금제가 시행되지 않다가 정밀도가 높은 전자식 전력량계가 100%보급화 되면서 2012년 2월부터 한전으로부터 공급되는 전력과 사용자의 전기의 질을  높이기 위해 진상 역율 요금제를 실시하게되었죠.

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☞간단히 비교해보면,
계약전력이 110kW. 계량정보(계량기에서 3개월간의 정보보관기능)에의해 지상역율 95%, 진상역율 65% 경우 
110kW × 8,320원 = 915,200원
지상역율 = 지상역율 요금 -5% × 915,200 × 0.5 = -22,880원 절감.
진상역율 = 진상역율 요금 65% × 915,200 × 0.5 = 297,440원 손실

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3.지상역률 저하시점과 진상역률에 대하여 관찰해보면,
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1)부하가적은 토,일(공휴일)의 역률저하?
소재공장의 소모 전력이 적은 공휴일 태양광 발전 피크시간대 12~3시사이 전력사용량을 태양광발전량이 100% 이상으로 커버 되는 상태에서 지상역률이 0%측정 되고, 한전에서는 일평균 역률에 사용전력이 없을시에는 0%를 포함시키지 않습니다.
검토되어야 할 문제는 태양광발전 피크시간대 전후 유효사용전력과 지상 무부하 전력이 감소증가 되는시점 의 역률이 20~ 70% 일 때 이시간대역률을 일평균 역률자료로 계상되는 경우가문제입니다.
이러한 근거로는 공휴일 주간경우와 구름이 많을 때의 태양광발전이 효율이아주적을 때 일평균역률은 상승하고, 맑은 날씨엔 오히려 역률이 하락하는 (발전량이 유효전기사용량을 100%이상초과시) 현상이 대체적이라고 들 합니니다.
 
“이러한 원인은”
공휴일 전력소모가 적으므로 태양광발전을 off상태로  운영하면 역률이 현저히 좋아지거나  하지 않으나 공휴일 전력소모가 없을 때 기본적으로 유효전력비 무효전력이 높아져 力率이 나빠지기 때문이며, 이 현상은 현재 진상역률 저하에 방지위해서 전력용 콘덴서를 차단했기 때문인 것 일수도 있습니다.

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2)부하가적은 근무시간 이전과 이후의 역률저하
태양광발전이 되지 않는 시간대 18시~ 24시 사이 지상역률 하락은 평일에 93~97% 까지 나타내던 시간대 와달리 18시이후 23시경 최대83%까지역률이 하락 하는 것으로 나며, 이시간대는 공휴일과 마찬가지로 전력사용량이 최저가 되는 시간대 입니다.
이 경우 공휴일과같이 전력사용량이 최소가 되는 경우인데 이런 경우 건물에서 상시 사용하는 동력부가 역률을 떨어트리는 것입니다.

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☞확인 및 대책으로는
-.모터의 전압, 전류 역률측정, 누유 3상 부로아 콘덴서 부푸름 확인.
-.배기 휀  모터기동용 콘덴서 모터용량 파악 등~
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-.근무시간 전, 후와 휴일 저 전력소모 상태에서의 지상역률에 영향을

  주지 않으면서 지상역률을 상승시키기 위해서는 콘덴서용량을 선택

  하여 부설해야합니다.
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-.역률 = 유효/피상= 유효/√ (유효² + 무효²)로 유효전력비 무효전력

   이 평일보다 상대적으로 많은 무효전력을 감소시켜야 할 것으로 생

   각됩니다.

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☞유의점
1)진상용 콘덴서는 설치위치에 따라 효과가 달라진다.
2)콘덴 설치지점에서 계통상의 윗부분만 효율이 향상된다는 점을 감안.
3)콘덴서 설치는 부하 말단에 하는 것이 효과가큼 좋음.
4)콘덴서는 정격전류, 주위온도, 누유 등을 철저히 관리해야 합니다.

☞진상콘덴서의 산정공식
계량기 자료에 의해 85%의 역률을 92%로 개선시키려면 진상콘덴서의 용량을 계산해 봅니다.
-.휴일야간시 시간당 평균 유효전력 = 6.5kWh
-.휴일야간시 시간당 편균 무효전력 = 3.9kWh
-.평균 시간당 피상전력 =√(6.5² + 3.9²) = 7.58kvah
-.역률 = 6.5(유효전력) / 7.58(피상전력)  = 85%
 
☞콘덴서용량계산
부하용량[kW] × {√(1/현재역률²) - √(1/개선후역률²)}=6.5[kW} × {√(1/0.85²) - √(1/0.92²)} = 0.87kvar
0.87kvar를 반올림하여 1kvar라고하면 uf로 환산할 경우 389V 60hz 1kva당 uf용량 =18.37uf , 1uf당 kva용량 =0.0544kva

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☞설치할 곳의 설치 전 알아야할 사항
-.정격전압 및 운전중 발생최고전압.
-.부하의종류와 유효전력.
-.현재역률(%)
-.목표역률(%)
-.주위온도(온도가높으면 수명이 단축된다)

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☞콘덴서의 정격용량[kvar] 선정
부하용량[kW] × {tan(cos-1 현재역률) - tan9cos-1 목표역률)}
= 부하용량[kW] × {√(1/현재역률²) - √(1/개선후역률²)}

이상 일반가정용 전력사용 요금고지 계산방법과 태양광 발전계통, 사용전력 계산방법, 잉여전력 사용방법, 사용유효전력이 적을 경우  태양광발전량이 100%이상 커버 시 역률 저하에 대한 보상 방법 등을 살펴봤습니다만, 미비한 점 이해바라며, 지적해주시면 정정하겠습니다.