약 40,000 만 매사추세츠 가정과 지역 사회 단체의 태양 광 패널은 태양 광 발전 (PV) 시스템이라고도하는 패널이없는 사람들을 포함하여 주에있는 약 XNUMX 만 명의 전기 요금 납부자 모두의 전기 가격을 인하합니다.

"지금까지 사람들은 태양광 패널을 소유한 사람들이 얼마나 절약했는지에만 집중해 왔습니다."라고 보스턴 대학교 지구환경학과 로버트 카우프만 교수는 말합니다. "이 분석은 태양광 패널이 실제로 모든 사람에게 절약 효과를 가져다준다는 것을 정량적으로 보여줍니다."

이 연구에서는 전기 가격과 소비량, 발전소 효율성, PV 시스템의 용량 활용도가 시간 단위로 어떻게 서로 연관되는지 살펴봅니다.

저널에 게재된 논문 에너지 정책, 과거 많은 연구에서 그랬듯이 일 평균보다는 시간 평균 전기 가격을 사용하는 것이 PV 시스템이 전기 가격에 미치는 영향을 정량화하는 더 정확한 방법이라고 지적합니다. 왜냐하면 그러한 가격은 하루 종일 크게 변동하기 때문입니다.

미국에는 개인 옥상, 커뮤니티, 상업용을 포함하여 약 100만 개의 태양광 발전 시설이 있으며, 이는 미국 전체 전력 생산량의 약 1%를 차지합니다. 비영리 단체인 태양광 산업 협회(SEIA)에 따르면, 태양광 발전 시스템 비용이 지속적으로 하락함에 따라 향후 2년 안에 이 수치가 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

1998년 가정용 시스템의 평균 가격은 와트당 12달러였지만, 2014년에는 4달러로 떨어졌습니다. (옥상형 시스템의 와트 수는 다를 수 있습니다.) SEIA는 매사추세츠주를 태양광 발전 설비 용량 기준 1,020위로 평가했습니다. 현재 매사추세츠주는 약 163,000메가와트(MW)의 태양광 설비를 보유하고 있으며, 이는 1,600만 2020천 가구에 전력을 공급할 수 있는 양입니다. 매사추세츠 주지사 찰리 베이커는 XNUMX년까지 XNUMX메가와트의 태양광 설비를 목표로 설정했습니다.

카우프만은 태양광 발전 시스템은 더운 여름철에 대부분의 에너지를 생산하기 때문에 모든 요금 납부자의 비용을 절감해준다고 말합니다. 여름철은 "모두가 에어컨을 켜두는" 때이고 매사추세츠에서 전기 수요가 가장 높은 때입니다.

다양한 공급원에서 전기를 얻는 전력 회사는 고객의 수요와 공급을 지속적으로 조절해야 합니다. 수요가 증가함에 따라, 예를 들어 사람들이 아침에 일어나 기기를 켜기 시작하는 아침 시간대에 기업들은 점점 더 많은 발전소에서 전기를 구매합니다. 기업들은 가장 저렴하게 전기를 생산할 수 있는 발전소부터 시작하여 더 비싼 발전소로 옮겨갑니다. 카우프만은 수요가 충분히 높아지면 "상대적으로 규모가 작고 비효율적이며 연료비가 높아서 매년 가동 빈도가 낮은 발전소로 전환해야 합니다."라고 말하며, "이러한 전환이 전기 가격을 크게 상승시킵니다."라고 덧붙입니다.

바로 여기에 태양 에너지가 필요합니다. 태양광 발전 시스템이 전기를 생산하면 전력망으로 직접 연결됩니다. 전력망은 연결된 발전소와 송전선으로 구성된 네트워크로, 개별 고객에게 전기를 공급합니다. 전력 회사는 비효율적이고 값비싼 발전소에 의존하는 대신, 여름철에 가장 발전량이 많은 태양광 발전 시스템에서 생산된 전기를 사용할 수 있습니다. 값비싼 발전소를 가동하지 않음으로써 태양광 발전 시스템에서 생산된 전기 1kWh당 전기 요금은 약 2015센트(kWh)가 절감됩니다. (15년에는 일반 가정 고객에게 XNUMXkWh당 약 XNUMX센트(kWh)의 전기 요금이 부과되었습니다.)

카우프만의 연구에 따르면, 태양광 시스템이 창출하는 가격 절감액은 소비자가 SREC 보조금으로 지불하는 금액과 거의 비슷하지만, 이러한 역학 관계는 결국 요금 납부자에게 유리하게 변화할 것입니다. 2020년에서 2024년 사이 SREC 프로그램이 종료되면 태양광 시스템이 모든 요금 납부자에게 창출하는 절감액은 각 시스템의 수명(평균 30년) 동안 지속될 것이기 때문입니다.

"이 연구는 태양 에너지의 여러 이점 중 하나만을 지적하고 모든 요금 납부자에게 실질적인 경제적 가치를 어떻게 제공하는지 보여주는 훌륭한 연구입니다."라고 캘리포니아에 본사를 둔 비영리 풀뿌리 단체이자 태양 에너지 옹호 단체인 Vote Solar의 분산 발전 규제 정책 프로그램 매니저인 네이선 펠프스는 말합니다. "총비용과 총편익에 대한 경제적 계산은 많은 기관, 특히 주 정부 기관에서는 시간이나 전문 지식이 부족하기 때문에 계산하기가 어려울 수 있습니다."

보스턴대학교 지속가능에너지연구소 소장이자 퀘스트롬 경영대학원 교수이자 오랜 에너지 컨설턴트인 피터 폭스-페너는 보고서에서 발견된 고객 절감 효과는 대규모 지역 사회 및 공공기관 규모 태양광 발전소의 경우 배전 요금에 영향을 미치지 않으면서도 훨씬 더 크다고 지적합니다. 그는 2015년 대형 태양광 회사와 공공기관을 대상으로 실시한 컨설팅 연구에서 대규모 태양광 발전소가 동일한 옥상 시스템 비용의 절반으로 태양광 전기를 생산하고, 태양광에 투자한 XNUMX달러당 탄소 절감 효과가 두 배에 달한다는 사실을 발견했습니다.

카우프만의 연구는 또한 매사추세츠에서 태양광 발전 시스템이 기존 예상보다 온실가스 배출량을 약간 더 줄이는 것으로 나타났는데, 이는 태양광 발전의 여름철 호황과도 관련이 있습니다. 카우프만은 천연가스로 가동되는 발전소가 겨울철에 가장 효율적이라고 말합니다. 발전소 용광로의 천연가스 불꽃과 외부 공기의 온도 차이가 크기 때문입니다. 불꽃에서 차가운 외부 공기로 이동하는 뜨거운 공기가 전기를 생성합니다. 이 전기는 발전소의 터빈 블레이드를 회전시켜 전기를 생산합니다. 온도 차이가 클수록 터빈 회전 속도가 빨라집니다.

하지만 여름철 기온이 상승하면 뜨거운 공기의 흐름이 약해집니다. 이로 인해 터빈 블레이드의 회전 속도가 느려지고, 이로 인해 전기 단위당 더 많은 연료가 소모됩니다. 이로 인해 온실가스 배출량이 증가하지만, 다행히 태양광 발전 시스템이 가장 많은 전력을 생산하는 시기이기도 합니다. 전력 회사는 태양광 발전을 활용하고 천연가스 발전소 의존도를 줄일 수 있습니다.

카우프만의 연구는 주 내 천연가스 발전소의 효율이 가장 낮을 때 태양광 발전이 가장 많은 전기를 생산한다는 사실을 고려한 통계 분석을 사용하여, 태양광 시스템이 다른 유사 연구들의 추정치보다 약 0.3% 더 이산화탄소 배출량을 줄인다고 추정했습니다. 이는 이전 연구들이 태양광 시스템이 천연가스 발전소에서 생산될 전기를 대체할 때 배출량을 줄인다는 점은 고려했지만, 태양광 시스템의 여름철 발전량과 천연가스 발전소의 여름철 비효율성 사이의 역관계에서 비롯되는 추가적인 절감 효과는 고려하지 않았기 때문입니다.

출처: 보스턴 대학교 (Boston University)

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