KAIST 무선충전 전기열차 원천기술 개발
60kHZ 대전력 주행중 실시간 충전… 5월 무가선트램에 시험적용
KAIST와 한국철도기술연구원이 무선으로 대용량의 전력을 공급할 수 있는 무선충전 전기열차 원천기술을 개발했다. KAIST와 철도연은 13일 오전 10시 충북 오송 한국철도시설공단 오송기지에서 무선급전 기술을 시연했다. 이 기술은 KAIST가 기존에 개발한 무선충전 전기버스의 20kHZ(킬로헤르츠) 급전기술을 3배 이상 높여 60kHZ의 대전력을 공급할 수 있는 기술이다. 무선충전 전기차 기술은 도로에 전기선을 매설해 자기장을 발생시킨 뒤, 차량에서 이 자기력을 무선으로 공급받아 전기로 변환시켜 동력원으로 사용하는 기술이다.
충전소에 들러 충전을 할 필요없이 달리면서도 실시간 충전을 할 수 있어 대형 배터리를 장착할 필요가 없고, 무게도 가볍다는 장점이 있다.
KAIST는 이번에 개발한 기술을 오는 5월께 노면 전차인 무가선트램에 시험 적용할 계획이다. 무가선트램은 대용량의 배터리를 탑재해 한 번 충전으로 25km 정도를 주행할 수있지만, 배터리 용량의 한계로 장거리를 주행하기 어렵고 전력 공급을 위해 트램 지붕에 전력선을 연결해야 하는 등 문제가 있었다.
대전력 무선전력전송기술을 철도에 적용할 경우, 열차가 접촉하지 않고 전력을 공급받을 수 있기 때문에 급전장치의 마모가 적을 뿐만 아니라 전신주 등 전차선 설비가 필요없고 터널 단면적도 줄일 수 있어 건설비용을 낮출 수 있다. 또 높은 속도에서 팬터그래프(열차 지붕 위 집전장치)와 전차선 간 충돌이나 소음 등의 문제도 해결할 수 있다.
이번 기술이 성공적으로 진행되면 독일 봄바디어(Bombardier)사의 프리모베(Primove)를 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 뭄바디어사의 프리모베 열차는 독일 아우크스부르크 시험선 800m 가운데 275m에설치돼 운영되고 있다.
전력은 20kHz, 최고속도는 50km/h 정도이다. 철도 시스템뿐만 아니라 대전력이 필요한 항만과 공항하역장비 등 물류이송시스템, 휴대전화, 노트북, 로봇, 레저 등 다양한 분야의 무선급전 시장에 활용될 수 있다. KAIST 서남표 총장은 "무선 급전버스에 이어 철도까지 움직일 수 있는 대용량 무선전송 기술 개발에 성공함으로써 무선급전시스템의 완결판을 만들 수 있게 됐다"고 말했다.
철도연 홍순만 원장은 "무선전송 기술을 이용하면 전차선을 설치할 필요가 없어도시미관이 개선되고, 유지 보수비가 절감되는 등 철도시스템 전반에 대한 패러다임을 바꿀 수 있을 것"이라면서 "좀더 용량이 큰 대전력 기술을 개발하고 상용화를 추진해 국내뿐만 아니라 해외시장에서의 기술경쟁력도 높이겠다"고 밝혔다.
