휴대전화 무선충전 기술로 고속철도 달린다

철도연, 1MW급 무선전력전송 고속철도 적용 기술 공개

무선전력전송으로 움직이고 있는 차세대 고속열차

아주경제 이한선 기자 = 무선으로 전기를 공급해 고속철도를 달리게 하는 기술이 공개됐다.

이같은 기술은 휴대전화 무선 충전 방식과 같지만 보다 큰 에너지를 필요로 한다.

한국철도기술연구원은 철로 위의 전차선을 없애고 바닥에 무선 전기 공급 장치를 설치하는 방식으로 고속열차를 구동하는 기술을 20일 공개했다.

시연에는 차세대 고속열차로 시속 430km 속도를 낼 수 있는 해무가 이용됐다.

무선 전기 공급 장치가 켜지고 60kHz의 주파수로 1MW의 전력을 전송하면 해부 열차 하부의 집전장치가 발생된 자기장을 흡수해 전력으로 변환하는 과정을 거친다.

기존에 해외에서 개발된 무선전력전송 기술은 트램 등에 쓰이는 용도로 배터리를 활용하는 가운데 20kHz의 주파수를 이용해 200KW의 전력을 전송할 수 있는 반면 이번 기술은 주파수를 3배 늘리면서 전송 전기 용량은 5배로 높였다.

기존의 기술이 저속열차 위주의 활용을 위한 것인 반면 이번 기술은 주파수와 전력을 높여 고속열차에도 쓰일 수 있는 것이 특징이다.

고속열차를 움직이기 위해서는 2800V의 전압으로 전력을 공급했다.

이준호 철도연 첨단추진무선급전연구단 이준호 박사는 “전력 전송 용량을 높이기 위해 분산형 구조를 개발하고 와이어의 굵기를 줄이는 방안을 찾아야 했다”고 설명했다.

이 기술을 열차에 적용할 경우 전차선 설비와 유지보수 비용이 줄고 열차 높이도 올려 설계할 수가 있는 것이 장점이다.

배터리가 필요 없이 직접 전력을 공급받아 고비용의 교체 비용도 들지 않는다.

열차가 지날 때에만 전기공급장치가 켜지는 것도 특징이다.

철도연은 앞으로 집전장치의 소형화, 경량화, 비용절감을 위한 최적 설계기술 개발 등 기술을 경전철, 고속열차에서 상용화하기 위한 연구를 지속할 예정이다.

현재는 전기공급장치와 집전장치의 간격이 3cm 정도에서 83%의 효율을 내고 있지만 이를 높이는 것도 과제다.

이 기술을 적용하는 경우 km당 25억원의 비용이 들 것으로 예상되고 있는 가운데 전차선 비용인 km당 15억원 수준으로 이를 낮추는 것도 필요하다.