경량전철 회생에너지 저장장치 적용 실효성 향상에 관한 연구

Abstract

오늘날 우리는 지구 온난화에 따른 기후 변화 등 환경위기와 고유가로 대표되는 자원위기를 동시에 직면하고 있어 친환경 에너지 자원의 개발과 그 비중을 높이기 위한 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 전기철도 분야에서도 철도차량의 제동 시 생성되는 회전운동에너지를 전기에너지로 회수하여 가선에 되돌리는 회생제동 기술을 적용함으로써 효율적 활용을 기대할 수 있으나 이를 대부분 활용하지 못하고 있다. 전기철도에서는 회생제동차량 운행(95% 이상)으로 열차 제동 시 열차 관성에 의한 운동에너지가 전기에너지로 변환되어 회생되며, 이러한 회생전력은 동일 급전구간에서 운행되고 있는 인접 열차의 역행에너지로 사용되고 있다. 이때 역행운전에 사용되고 남는 잉여 회생전력이 있는 경우 전차선로의 전압이 상승하게 된다. 이러한 경우 열차의 회생 제동력이 실효하게 되며, 기계적 제동으로 전환하게 되어 마찰소음과 진동이 발생하여 정숙 운행을 할 수 없게 되고, 승객에게 불쾌감을 주게 된다. 따라서 회생제동차량의 안정적인 운행을 위하여 회생 잉여전력을 활용하기 위한 적정 회생전력 활용장치의 설치가 필요하게 되며, 회생전력 활용장치는 회생 잉여전력 에너지의 효율적 이용과 부가적으로 기계적 제동에 따른 제동장치의 마모와 소음, 유지관리비 절감 및 정숙운행을 가능케 하고 대민 서비스 향상을 도모할 수 있게 된다. 본 논문에서는 회생에너지 활용장치 선정과 경량전철에 적용된 회생에너지 저장장치의 구성을 고찰하고 설치 가동을 통한 초기 투자비용 대비 운영비용 감소 측면에서 경제적 효과와, 효과가 있다면, 기본 장치의 RAM 성능을 고려하여 실효성을 연구한다.