수학과제탐구 by 황정서

블랙아웃 이란?

jungseo1215_1 — 2024-04-11 07:13:38 UTC

전기부족으로 모든 전력 시스템이 정지되는 현상

블랙아웃 정전으로 생길 수 있는 상황

jungseo1215_1 — 2024-04-11 07:14:35 UTC

병원과 같은 공공기관에서 전기가 공급되지 않으면 인명피해가 생길 위험이 있고, 회사와 같은 기관에서 재정과 관련된 문제가 생길 수 있다.

블랙아웃 발생 사례

jungseo1215_1 — 2024-04-11 07:16:32 UTC

2003.8 미국 동부 대정전 사태
전력을 수송하던 송전로가 정지되면서 100개의 발전소가 가동 중단되었고
승강기 사고, 교통마비 등의 피해가 일어났다.

발생 원인

jungseo1215_1 — 2024-04-11 07:19:39 UTC

일시적으로 전기수요가 폭증해 공급 능력을 뛰어넘어 발생하는 대규모 정전 상태이며 냉방수요가 폭증하는 여름과 난방 수요가 집중되는 겨울철에 전력수요가 급증할 때 발생가능성이 높아진다.

jungseo1215_1 — 2024-04-11 07:20:41 UTC

https://m.blog.naver.com/kescomiri/222212680602

예방 및 대처방안

jungseo1215_1 — 2024-04-11 07:23:29 UTC

-평소 사용하지 않는 조명과 가전 제품은 전원을 끄고 콘센트 뽑기
-추워지는 날씨에 필수적으로 사용하는 각종 난방기기는 시간을 정해두고 사용하기
-랜턴과 건전기, 양초, 라이터 구비 해두기
-정전관련사고 신고는 110을 통해 접수 가능
-대규모 정전 상황신고, 가전제품들의 코드 뽑아두기

수열 발전소의 보편적인 전기 생산량

jungseo1215_1 — 2024-04-18 07:44:45 UTC

수열에너지의 생산량은 수열 발전소의 용량과 가동시간에 따라 달라진다.

수열 발전소의 용량은 발전소의 설비 규모에 따라 다르며, 일반적으로 MW(Megawatt) 단위로 측정된다. 따라서 수열 에너지의 연간 생산량을 계산하려면 해당 발전소의 용량과 가동 시간을 알아야 한다.

만약 특정 수열 발전소의 용량과 가동시간을 알고 있다면, 해당 발전소의 연간 생산량을 계산할 수 있다. 발전소의 용량을 MW로, 가동시간을 시간 단위로 나타내어 곱하면 연간 생산량이 된다.

예를 들어, 특정 수열 발전소의 용량이 50MW이고, 1년 동안 90%의 가동률을 유지한다면,

연간 생산량= 용량 x 가동 시간

연간 생산량= 50MW x (365 x 24시간/일) x 0.9

이므로 연간 생산량은 약 394,200MWh(메가와트-시간) 이다.

따라서, 이 발전소는 연간 약 394,200 MWh의 수열 에너지를 생산할 수 있다.

jungseo1215_1 — 2024-04-18 11:00:31 UTC

https://bizn.donga.com/3/all/20221010/115879393/1

우리 모둠의 블랙아웃 수학적 대처방안

jungseo1215_1 — 2024-04-21 10:15:23 UTC

삼성서울병원이 연도별 서울지역 에너지 다소비 건물 중 4-5 순위에 자리매김 하고있다. 이로써 서울삼성병원에서 사용 전기량을 연간 30% 절감을 목표로 하고 있다. 여기서 우리 조는 30% 감소하려는 전기량을 한강의 수열 에너지로 대체 시켜 블랙아웃을 예방하려고 한다. 따라서 우리가 고려해야 할 것은 삼성 서울병원에서 원래 사용했던 전기량에서 목표 전기량을 계산하고, 수열 발전소의 보편적인 전기 생산량을 구한 뒤에 그 만큼의 전기를 생산하기 위한 발전소의 용량을 구하려고 한다.

jungseo1215_1 — 2024-04-21 10:26:47 UTC

http://www.e2news.com/news/articleView.html?idxno=201280

병원의 목표 전기량과 감소할 전기량

jungseo1215_1 — 2024-04-24 02:26:34 UTC

삼성서울병원의 30% 절감할 전기량=1800가구가 1년 동안 사용하는 전기량 이므로
서울 기준 한 가구당 한달 전기 사용량은 296 KWh이다.
따라서 한 가구당 1년 전기 사용량=12 x 296=3,552 KWh 이고
1800가구가 1년동안 사용하는 전기량 1,800 x 3,552 = 6,393,600 KWh이다.
병원이 원래 1년동안 사용한 전기량은 21,312,000 KWh
30% 감소한 목표 전기량은 21,312,000 - 6,393,600 = 14,918,400KWh 로 계산할 수 있다.

jungseo1215_1 — 2024-04-24 02:32:07 UTC

https://energyinfo.seoul.go.kr/energy/energyConsumption?menu-id=Z111000

KWh -> MWh 변환

2024-04-24 02:36:46 UTC

수열발전소의 용량은 일반적으로 MWh 단위로 측정하기에 KWh를 MWh로 변환해야 한다.

kwh를 MWh로 변환시키는 공식은 MWh = 1000분의 KWh로 나타낼 수 있다.

6,393,600kwh를 MWh로 변환해야 함.

6,393,600kwh = 1000분의6,393,600kwh=6393.6MWh로 나타낼 수 있으며

따라서, 6,393,600kwh는 6393.6MWh에 해당합니다.

목표 전기량 생산을 위한 수열발전소 용량 계산

jjiwoo1121 — 2024-04-24 02:46:43 UTC

수열에너지의 생산량은 수열 발전소의 용량과 가동 시간에 따라 달라진다. 수열 발전소의 가동 시간은 해당 발전소의 운영 상황, 수요 및 공급 상황, 글고 유지보수 등 여러 요인에 의해 결정된다. 따라서 수열에너지의 연간 생산량을 계산하려면 해당발전소의 용량과 가동 시간을 알아야 한다. 전기생산량은 수열 발전소의 용량(MW)와 가동 시간(시간) 의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 이를 식으로 나타내면 전기생산량(MWh)= 용량(MW) x 가동 시간(시간) 이 된다.

따라서 전기 생산량에 해당하는 용량과 가동 시간을 계산하려면 다음과 같이 한다. 용량 (MW)= 전기 생산량(MWh) / 가동 시간(시간) 이다.

주어진 전기 생산량이 6369.6MWh이고, 수열 발전소의 가동 시간은 연간 시간(365일x24시간)이다. 따라서 용량을 계산하면 용량(MW)= 6369.6 MWh/365일x24시간 = 6369.6/8760 =약 0.726MW 이다. 따라서, 수열 발전소가 매일 가동하여 1년동안 6369.6 MWh의 전기를 생산하려면 약 0.726 MW의 용량이 필요하다.

jungseo1215_1 — 2024-04-24 02:55:36 UTC

이렇게 조사한 결론은 병원이 감소할 전기량은 6,393,600KWh 이며
MWh의 단위로 바꾸면 6369.6MWh 이다. 따라서, 수열 발전소가 매일 가동하여 1년동안 6369.6 MWh의 전기를 생산하려면 약 0.726 MW의 용량이 필요하다. 이렇게 수열에너지를 사용함으로써 친환경적인 방법으로 블랙아웃을 대처하는 방안을 세워볼 수 있다.