와트
1. 개요
Watt, 일률[1]을 표기하는데 쓰이는 SI 단위이다. 세계 최초로 증기기관을 개량하여 실용화한 스코틀랜드의 제임스 와트의 이름을 딴 것으로, 기호로는 대문자 W를 쓴다. 사람 이름(정확히는 성씨)으로부터 왔기 때문에 대문자다. 와트는 기본단위를 조합해서 만든 유도단위이며, J/s 와 같다.
2. 정의
2.1. 와트
1 와트는 1 초당 1 줄의 일을 할 때의 일률이다.
예를 들어, 1와트는 역학적으로는 1 N의 힘으로 초당 1 m를 움직이는 것(1 Nm/s), 전기적으로는 1 암페어의 전류가 1 볼트의 전위차에서 흐르는 것(1 VA)에 해당한다. 실생활에서는 전기 관련해서만 쓰이지만, 다양한 형태의 에너지(일)가 시간당 발생/소모되면 모두 와트로 표기하는 것이 원론적으로 맞는다.
2.2. 와트시
단어가 비슷하지만 전혀 다른 단위로서 와트시(watt hour, Wh)가 있다. 이는 일의 양으로서, 1 와트의 일률로 1 시간 일을 했을 때 1 와트시라 한다. 단위 시간 당 하는 일을 나타내는 것이 와트인데, 여기에 시간을 곱해서 주어진 시간 동안 한 일의 총합을 나타낸 것이다. 와트시는 따라서 (수치는 달라지지만) 간단히 줄로 표기할 수 있다. 와트시와 줄의 관계는
이 된다. 개인용으로는 와트시만으로 충분하지만, 발전소 단위로 봤을 때 와트시는 비교적 작은 양이므로 1000을 뜻하는 킬로(kilo, k)를 붙인 킬로와트시(kWh)를 많이 사용한다.전세계적으로 노는 모 전력회사는 킬로와트시도 너무 적은 양인지라 테라와트시(TWh)를 사용한다]]
3. 기타
참고로 일률의 다른 단위로 마력이 있다. 1 마리의 말이 평균적으로 낼 수 있는 일률을 1 마력이라 하며, 프랑스 마력(PS) 기준으로 735.49875 와트(0.735 kW)에 해당한다. 보통 인간의 지속적 노동력은 대충 60-100 와트 정도. 말 한마리는 0.5 kW 정도, 승용차는 대충 100~150 kW 가량이다.
부품의 테스트 결과를 위조한 문제로 2013년 4월에 가동 중단된 신월성 1호기와 신고리 2호기가 각각 100만 kW를 발전할 수 있다. 이렇게 단위가 커지면 kW로는 표시가 불편해지므로 그 1000배인 메가 와트 (MW), 또는 1백만배인 기가 와트( G W )를 사용한다. 보통 원자력 발전소의 원자로 1기는 1,000 MW = 1 GW 가량 정도이고 화력발전소는 보일러 당 그 절반 정도인 500 MW = 0.5 GW 정도이다. 최신형 원자로 1기는 1,400 MW 정도. 최신형 유연탄 화력발전기는 1기당 1,000 MW 가량, LNG 발전기는 150 MW 가량.[2] 한국의 발전소의 총 발전용량은 2016년에 109 GW 정도이다. 즉 대충 원자로 100기 용량. 전세계의 총 전력 발전용량 합계는 2011년 기준으로 5300 GW 정도 이다. 실제 전력 사용 부하량은 전세계 전계절 종일 평균해서 대충 3000 GW 를 좀 넘는 수준이다.
한국의 발전소들의 2015년 1년간 총발전량은 528,091 백만kWh = 528,091 GWh = 528.091 TWh.[3]
와트시/킬로와트시를 써야 할 곳에 와트/킬로와트를 잘못 쓰는 경우가 많다. 와트는 시간당 얼마나 많은 에너지를 쓰는지/만드는 지를 뜻하고, 와트시는 기간 동안 쓴/만든 에너지의 총합이다. 60와트 전구의 전력 양은, 1시간 켜놓으면 60 와트시, 2시간 켜놓으면 120와트시다. 반면 전구의 성능 쯤에 해당하는 소모 전력은 몇 시간을 켜 놓든 60와트로서 변하지 않는다.헷갈리면 와트는 속도, 와트시는 거리에 해당한다고 생각하자.
매달 나오는 전기요금 고지서에 나오는 것은 킬로와트시(kWh)다. 요금 관련해서는 한 달 내내 쓴 에너지의 총량이 중요하지, 시간 당 얼마나 많은 양을 썼는 지는 별로 중요치 않기 때문이다.
반면 발전소의 용량은 킬로와트로 표기된다. 발전시설은 항상 필요한 에너지보다 더 많은 양의 에너지를 공급할 수 있어야 하기 때문에 같은 시간에 얼마나 많은 에너지를 만들어 낼 수 있는지가 중요하기 때문이다.
[1] 단위 시간 당 하는 일[2] 영화 백 투 더 퓨처 시리즈 1편에서 타임머신인 드로리안으로 시간여행 하는데 드는 전력이 1.21 GW 라고 한다. 원자력 발전소 1개분 이상. 영화 내에서 박사의 발음이 "지가와트" 인데, 기가를 잘못 발음한 것이 아니라 G단위는 기가/지가 양쪽 모두 맞는 발음이다. SI단위 사용시 접두어로 일반화가 되었지만 이렇게 널리 쓰이기 이전의 과거에는 기가보다는 지가 쪽이 오히려 더 일반적으로 쓰이던 발음이었다.[3] 한국의 보도나 통계에서는 주로 백만 KWh 라고 표시하는데 k 라는 1000 스케일 펙터를 쓰면서 또 백만이라는 배수를 붙이는 건 어색하다. 통계에서도 백만 kWh 는 GWh 로 통일하는 것이 알아보기 쉽고 합리적이다.