철도연구원, 경산시험선에서 차량 운행시연
[이투뉴스] 전차선이나 펜타그래프(집전장치)없이 무선으로 대용량 전력을 공급받는 경전철이 등장했다.
한국철도기술연구원(원장 나희승)은 세계 최초로 60Hz, 1MW급 고주파 대용량 무선급전기술을 개발해 13일 경북 경산 연구원 경전철시험선에서 이를 적용한 차량 운행시연을 가졌다고 밝혔다.
철도연구원이 개발한 무선급전기술은 궤도를 따라 설치한 무선급전 장치에서 기존 상용전력을 60kHz 고주파 전력으로 변환해 물리적 접촉 없이 차량하부로 대용량 공급하는 신기술이다.
2만km의 경전철 신뢰성 시험을 완료해 최근 대도시 광역권에서 확충 예정인 도시철도 노선에도 적용이 가능하다. 무선급전기술은 급전인버터, 급전선로, 집전장치로 구성된다.
급전인버터(1.2MW)가 선로에서 급전선로로 고주파 에너지를 공급하면, 경전철 차량에 부착된 집전장치 모듈이 지상으로부터 전송된 에너지를 변환해 열차 추진 및 보조 전원용으로 공급한다.
에너지저장장치 용량은 48kWh이며, 급전선로와 집전장치를 포함한 전체 무선급전 효율은 90.1%에 달한다.
건설비 및 유지보수비 절감효과도 높다. 기존 경전철에 사용되는 제3궤조나 접촉식 집전장치를 사용하지 않아 기존 전차선로 대비 유지보수비를 약 20% 절감 가능하다.
전차선과 팬터그래프 급속마찰에 의한 미세먼지 발생 우려도 없다. 또 열차 상후 전차선이 없으므로 지하철에 적용할 경우 터널 시공 단면적 축소(10%)로 건설비를 약 5% 낮춰준다.
기존 터널 건설비는 단면적 56㎡, 1km당 192억원 이상이 소요됐다.
이밖에도 대용량 무선급전차량은 주행 중 충전과 무급전 주행, 회생에너지 활용 극대화로 20~30%만 급전구간으로 구축하고 나머지를 비급전 구간으로 운영할 수도 있다.
이를 배터리로 달리는 무가선 트램에 적용할 경우 300kW급 무선급전시스템과 무선급전선로 설치로 배터리 용량을 3분의 1 이하로 줄일 수 있다.
철도연구원은 이번에 개발한 경전철 무선급전 상용모델을 지자체에서 계획 중인 도시철도 노선에서 운영될 수 있도록 실증사업을 진행할 계획이다.
나희승 원장은 “무선급전기술은 철도 전차선 제거로 도시미관에 좋고 터널 단면 축소, 전기안전 확보 등 철도교통의 패러다임을 바꾸는 신기술이 될 것”이라며 “상용화를 앞당겨 국내외 시장을 선도하겠다”고 말했다.
이상복 기자 lsb@e2news.com
