60㎑ 대전력 무선 전송하는 시대 열려
독일 봄바디어 Primove 열차 뛰어넘는 최고 수준

 

지난해 12월 대용량 고주파 무선 전력 전송 원천 기술을 세계 최초로 확보한 KAIST와 한국철도기술연구원은 2월 13일 오전 10시 오송 무가선 트램 시험선에서 단위 모듈 시험을 공개했다. 60㎑ 대전력 무선 전력 전송 기술을 확보함으로써 대전력이 필요한 철도 시스템, 항만과 공항 하역 장비 등 물류 이송 시스템은 물론 휴대폰과 같은 휴대 기기 등에도 광범위하게 활용돼 전송 효율을 높이는 데 기여할 것으로 전망된다.

60㎑, 180㎾ 대전력 무선 전력 전송 기술은 2011년 KAIST가 개발한 무선 충전 전기 버스로 검증된 20㎑ 급집전 기술을 크게 발전시킨 것으로, 3배 이상의 전력 전송 밀도를 향상시켰다. 이로써 집전 모듈의 크기와 무게 감소, 급전과 집전장치의 제작비 절감 등 경제성을 높여 무선 급전 시스템 상용화에 성큼 다가섰다. 그동안 소규모의 전기를 사용하는 버스만을 움직일 수 있었던 무선 전력 전송 기술은 60㎑ 대전력 전송 기술의 확보로 대전력이 필요한 철도 시스템, 항만과 공항 하역 장비 등 물류 이송 시스템은 물론 전송 효율 증대로 기존 무선 급전 시장이었던 휴대폰, 노트북 등 휴대 기기 및 가전제품, 로봇 분야, 레저 분야 등에도 광범위하게 활용될 것으로 보인다. 이 기술을 철도에 적용할 경우 열차가 비접촉 방식으로 전력을 공급받기에 급전 장치의 마모가 없어 유지 보수 비용이 절감된다.

또한 전신주 등 전차선설비가 필요치 않아 철도 부지 소요 면적이 줄어들고, 터널 단면적도 크게 축소돼 건설비를 낮출 수 있다. 높은 속도에서도 팬터그래프와 전차선 간에 이선 문제와 소음 문제 등이 해결돼 레일형 초고속 열차 개발도 가속화될 것으로 보인다. KAIST와 철도연은 이번에 성공한 대전력 무선 전력 전송 기술을 실제 차량인 무가선 트램(5월경)과 차세대 도시철도 및 고속열차(9월경)에 적용해 시험할 계획이다. 성공적으로 진행될 경우 독일 봄바디어Bombardier사의 Primove*를 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술을 확보하게 된다.

KAIST 조동호 교수는“2009년 무선 충전 전기 버스 기술 개발 시작 당시 관련 부품의 기술 수준 한계로 20㎑ 공진주파수를 이용하는 등 많은 고비가 있었으나 철도기술연구원과 협력해 60㎑ 대용량 급집전 원천 기술을 개발할 수 있었고, 향후 철도에 적용할 수 있는 가능성을 증명한 것”이라고 밝혔다. 철도연 홍순만 원장은“무선 전력 전송 기술은 철도 건설 시 건설비 절감을 비롯해, 전차선이 없어 도시 미관이 개선되고, 유지 보수비가 절감되는 등 철도 시스템 전반에 대한 패러다임을 바꿀 것으로 기대한다”고 전했다.

*독일 봄바디어 Primove 열차: 아우크스부르크 시험선 총 800m 중 275m에 무선 급전 시스템 설치 운영 중 20㎑, 200㎾ 용량, 최고 속도 50㎞/h