전기 단가가 싼 시간에 켜면, 총요금도 더 쌀까요? 기기를 켤 시간을 정하기 전에 청구서의 두 항목을 따로 계산해 볼까요?
미국 에너지부 안내는 전력량에 따른 요금과 최대수요에 따른 요금을 구별해요. 다음은 두 15분 구간만 계산하는 자체 요금 모형이에요. 기존 기기들의 전력은 첫 구간 6kW, 다음 구간 2kW로 일정해요. 추가 가열기는 4kW로 한 구간 내내 켜야 하며, 앞이나 뒤 구간 중 하나만 골라요. 작업을 나누거나 다른 시간으로 옮기지는 않아요.
전력량 단가는 앞에서 1, 뒤에서 3입니다. 별도로 두 구간 중 큰 전력값에 2를 곱한 수요요금을 더해요. 가격은 가상 비교 단위이고 다른 사용·기본료·세금은 제외해요. P1·P2는 기기들을 합친 각 구간의 전력(kW), E는 총전력량(kWh), C는 총요금이에요. 15분은 1/4시간이므로
앞에서 켜면 전력쌍은 (10,2), 뒤에서 켜면 (6,6)입니다. 둘 다 E=3이라 작업의 전력량은 같아요. 전력량 요금은 앞 선택이 10/4+3×2/4=4, 뒤 선택이 6/4+3×6/4=6입니다. 이 항목만 보면 앞이 유리해요.
하지만 큰 전력값은 10에서 6으로 줄어 수요요금이 20에서 12로 낮아진다. 두 항목을 합치면
주어진 두 안에서는 단가가 비싼 뒤 구간을 고르면 합계가 6 줄어들어요. 청구서에 전력량 요금만 적었다면 수요요금 줄을 보완한 뒤 선택을 다시 확인해 볼까요? 실제 가정의 요금표나 모든 운영 시간의 최적안을 계산한 결과는 아니에요.
착안: U.S. Department of Energy, Evaluating Your Utility Rate Options. 알려진 전력량·최대수요 요금의 구분을 바탕으로 자체 두 운영표와 합산 검사를 구성했어요. 실제 단가·월별 규정·원전 도표나 기기 성능 자료는 재사용하지 않았어요.