영국의 플라이 휠 기반의 열차 회생제동시스템의 효과

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-17

새롭게 적용된 플라이휠에 기반을 둔 열차 회생제동시스템이 영국의 디젤-구동 열차를 이용하는 철도 이동의 탄소발자국을 줄이고 혼잡한 노선에 용량도 증가시킬 수 있음을 보여주고 있다. [DDflyTrain] 프로젝트는 플라이휠 시스템을 디자인한 리카르도(Ricardo)사, 디지털 하이드롤릭스(hydraulics) 기업인 아르테미스 인텔리전트 파워(Artemis Intelligent Power)사 그리고 철도기술 기업인 봄바르디어(Bombardier Transportation)사 간의 협력의 산물이다. 이 프로젝트는 분당 45,000회의 회전수를 가지는 플라이휠을 사용하여 에너지를 저장하고 재사용하기 위해 리카르도(Ricardo)사의 토크스토(TorqStor) 고속 플라이휠 에너지 저장시스템과 아르테미스(Artemis)사의 디지털 변위 유압 펌프-모터 변속시스템을 결합한다. 이 컨소시엄의 목표는 개발된 기술이 여러 개의 유닛을 가진 철도차량 편성의 디젤 환경에서 원활하게 작동하는 것을 보여주기 위해 실증화시험용 시스템을 구축하는 것이었다. "모든 열차의 이동에는 항상 많은 정지와 출발이 있으며, 많은 제동과 가속이 있다. 만약 우리가 제동으로 발생하는 에너지 일부라도 하베스팅하여 이것을 차량이 다시 속도를 내려고 할 때 사용할 수 있다면, 우리는 많은 양의 디젤 연료와 열차 운영을 위해 투입되는 많은 돈을 절감할 수 있을 것"이라고 리카르도(Ricardo)사의 글로벌 이노베이션분야 부회장인 데이비드 롤랍손(David Rollafson)씨는 말했다. 또한, 오염을 감소시키는 측면에서도 많은 혜택이 있을 것이다. "정거장에서 출발하기 위해, 디젤 엔진은 시끄럽고 많은 오염물질을 배출하게 된다. 가속을 도울 수 있도록 에너지를 저장하는 것은 이것을 감소시킬 수 있다"고 그는 말했다. 전동열차와 비교해 보면, 디젤 열차는 가속하는데 시간도 많이 걸린다. 그런데, 플라이휠에서 나오는 에너지를 사용하게 되면 이것을 개선할 수 있고 이를 통해 기존 철도선의 용량 확장이 가능하다. 또한, 이 시스템은 제3궤도에도 사용이 가능하여, 효율성 개선을 위해 전동차를 사용할 수 있다. 상부에 전력공급원을 가진 전동열차는 제동을 체결할 때 발생하는 에너지를 하베스팅하여 많은 손실이 없이 네트워크에 되돌려 줄 수 있지만, 그 손실이 너무 커서 3궤도는 이것을 효율적으로 만들기가 힘들다. 대신에, 플라이휠에 기반을 둔 시스템은 그 소스에서 에너지를 캡처하여 차량의 전력시스템에 즉시 이것을 되돌려 보내는데, 이것은 캡처된 에너지의 약 80% 정도가 재사용될 수 있음을 의미한다. [DDflyTrain] 시스템은 설치하기 쉽고 모듈화되어 있는데, 이것은 운영회사가 투자능력이 허락하는 만큼 에너지 저장규모를 크게 할 수 있음을 의미한다. 이제, 컨소시엄은 기존 철도차량 내에서 이 기술을 적용하기 위해 많은 영국의 철도 운영회사와 논의를 진행 중이다. 이 기술은 2014년 11월에 [Rail Exec gala dinner]에서 ‘안전과 지속가능성에서 가장 흥미로운 이니셔티브’상을 수상했을 때 알려지기 시작했다. http://www.theengineer.co.uk/regenerative-braking-system-lowers-carbon-footprint-of-trains/1019629.article