전기열차 가선없이 무선충전해 달린다

▶무선충전 전기열차 운행을 위한 집전장치 사진=KAIST 제공

KAIST(총장 서남표)와 한국철도기술연구원(이하 철도연·원장 홍순만)은 대용량 고주파(60㎑, 180㎾) 무선전력전송 원천기술을 세계 최초로 확보하고 13일 오전 10시 충북 오송 철도연 무가선트램시험선에서 공개 시험 행사를 가졌다.  무선전력전송 기술은 지난 2011년 KAIST가 개발한 무선충전전기버스로 검증된 20㎑ 급집전 기술을 3배 이상 향상시킨 것으로 집전모듈의 크기와 무게를 줄이고 급전과 집전장치의 제작비를 절감하는 등 경제성을 높였다.  지금까지 무선전력전송기술은 소규모의 전기를 사용하는 버스를 움직이는 수준이었다. 60㎑ 대전력 무선전력전송기술이 확보되면서 대전력이 필요한 철도시스템, 항만과 공항 하역장비 등 물류이송시스템은 물론 전송효율 증대로 기존 무선급전 시장이었던 휴대폰, 노트북 등 휴대기기 및 가전제품, 로봇분야, 레저분야 등에도 광범위하게 활용될 전망이다.  대전력 무선전력전송기술을 철도에 적용할 경우 열차가 비접촉 방식으로 전력을 공급받기 때문에 급전장치의 마모가 없어 유지보수 비용이 절감되고 전신주 등 전차선 설비가 필요하지 않아 철도부지 소요면적도 준다. 터널단면적도 크게 축소돼 건설비 절감 효과도 있다. 높은 속도에서도 팬터그래프와 전차선 간에 이선문제와 소음문제 등이 해결돼 레일형 초고속열차 개발에도 파란불이 켜질 전망이다.  KAIST와 철도연은 오는 5월 무가선트램과 9월 차세대도시철도 및 고속열차에 적용해 시험할 계획이다. 무선급전기술이 성공적으로 이뤄지면 독일 봄바디어(Bombardier)사의 '프리모베(Primove)'를 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술을 확보하는 셈이다. 프리모베는 아우크스부르크 시험선 총 800m 중 275m에 무선급전시스템을 설치해 운영하는 열차다. 최고속도는 50㎞/h다.  KAIST 서남표 총장은 "KAIST가 개발한 무선급전버스에 이어 철도까지 움직일 수 있는 대용량 무선전송기술개발에 성공함으로써 무선급전시스템의 완결판을 만들 수 있게 돼 기쁘다"고 말했다.  KAIST 조동호 교수는 "2009년 무선충전전기버스 기술개발 시작 당시 관련부품의 기술 수준 한계로 20㎑ 공진주파수를 이용하는 등 많은 고비가 있었다"며 "한국철도기술연구원과 협력해 60㎑ 대용량 급집전 원천기술 개발에 성공하면서 향후 철도에 적용할 수 있는 가능성을 증명한 것"이라고 말했다.  홍순만 철도연구원장은 "무선전력전송기술은 철도시스템 전반에 대한 패러다임을 바꿀 수 있을 것"이라며 "향후 더 용량이 큰 대전력 기술 개발과 상용화 추진을 통해 첨단의 새로운 미래철도 기술을 개발하고 해외시장 진출을 위한 기술경쟁력 강화를 위해 노력하겠다"고 말했다.