세계 최초 '대용량 무선전력전송기술' 트램 적용

배터리 용량 1/4, 유지보수 비용 52% 절감올해말1MW급 무선급전시스템 개발..5년 내 상용화 목표

[뉴스토마토 신익환기자] 우리나라가 세계 최초로 대용량(60kHz) 무선전력전송기술을 실제 트램에 적용하는데 성공했다. 이로써 무거운 철도도 무선급전으로 달릴 수 있는 길이 열렸다.

 

한국철도기술연구원은 지난 4일 카이스트와 현대로템, 한국철도시설공단과 함께 세계 최초로 확보한 대용량 고주파 무선전력전송 원천기술을 실제 트램에 적용하는 시험을 실시했다.

 

실제 트램 적용에 성공한 무선전력전송기술은 궤도를 따라 설치된 무선급전장치에서 60kHz의 자기장을 생성시켜 차량에 집전장치와 자기장 공명 방식을 통해 대용량 전력을 무선으로 전송하는 기술이다.

 

이 기술의 트램 적용 성공으로 향후 대용량 전력이 필요한 도시철도와 고속철도 등 모든 철도시스템에 무선전력전송기술을 적용할 수 있는 가능성이 열렸다.

  

이번에 트램에 적용한 대용량(60kHz) 무선전력전송기술은 집전모듈의 크기를 3분의 1까지 줄일 수 있고, 선로주변의  전력변환장치(Inverter) 개수를 최대 9분의 1까지 줄일 수 있어 무게 감소, 급집전장치의 설치비용 절감 등 경제성을 더욱 높였다.

 

또한 비접촉 방식으로 전력을 공급받기 때문에 전차선 설비 등 부푼의 유지보수 및 교체가 필요 없고, 지상에서 보수 작업이 가능해 유지보수 비용을 52% 절감할 수 있다.

 

◇무선전력전송기술로 달리는 트램. (사진=신익환기자)

 

전차선 설비가 필요하기 않기 때문에 지하철에 적용할 경우 터널의 단면적이 20% 축소되며, 건설비는 약 15% 절감 할 수 있다. 또, 고속에서 전력전달 효율성이 떨어지는 전차선과 팬터그래프 시스템을 사용하지 않기 때문에 레일형 초고속열차 개발도 가속화될 것으로 보인다.

 

특히 열차 천장 부분의 전차선이 없어져, 2층 열차 등 객차 및 화차의 복층구조 설계를 지금보다 1.3m 높일 수 있으며, 배터리 용량도 4분의 1 정도로 줄일 수 있어 더욱 경제적으로 운영할 수 있다.

  

철도연은 이번 180kW급 대전력 무선전력전송기술을 트램 적용 실차시험을 성공한 데 이어, 올 연말까지 지금보다 전력전송효율을 높이고 용량을 6배 이상 확대한 1MW급 무선급전시스템을 개발해 차세대 고속열차에 적용, 시험할 계획이다.

 

이와 함께 무선전력전송기술 실용화를 위한 기술개발을 통해 새로운 도시철도 건설 계획 중인 광주, 대전, 창원 등의 지방자치단체에 5년 이내 상용화 할 수 있을 것으로 기대된다.

 

홍순만 철도연 원장은 "이번 철도 대용량 무선전력전송기술을 통해 도시미관을 확보하고, 건설비 절감, 레일형 초고속 열차의 개발 등 기존 철도시스템 전반에 대한 패러다임을 바꿀 것으로 기대된다"며 "무선급전기술 개발을 가속화시켜 빠른 시일 내 상용화시킴으로서 우리의 우수한 철도기술로 국내 및 해외철도시장을 견인하겠다"고 말했다.

 

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