한국철도기술연구원(원장 한석윤)이 디젤 기관차를 대체하고, 액화수소 기관차 시대를 앞당길 핵심기술을 개발했다.
철도연은 액화수소 기관차용 핵심기술을 개발, 국내 최초로 조합시험을 진행한다고 5일 밝혔다.
연구진은 철도 기관차 추진인버터 제어기술, 하이브리드 추진기술, 액화수소 저장 기술과 기화 장치를 구현했다.
이 중 철도 기관차 추진인버터 제어기술은 수입에 의존하던 것을 국산화한 추진제어장치 기술이다. 1개 인버터로 390킬로와트(㎾) 모터 1개를 제어하는 방식(1C1M)으로 개발했다. 현재 견인력과 가속력을 시험 중이며 내달 시험인증을 수행할 계획이다.
하이브리드 추진기술은 연료전지, 직류 전압을 변환하는 장치(DC-DC 컨버터)와 배터리팩으로 이뤄져 인버터에 전원을 공급한다.
세계 최초 대용량 병렬 제어 구조며 연료전지 400㎾, 배터리팩 300㎾, DC-DC 컨버터 600㎾로 구성돼 있다. 현재 견인력 시험, 부하변동 시험, 컨버터 고장대체 시험, 가혹한 동작 조건에서 다양한 시퀀스 시험을 하고 있다.
액화수소 저장 기술과 기화장치는 영하 253도 액화수소를 저장 용기에 저장하고, 고효율로 기화할 수 있는 장치다. 연료전지 수소 사용 조건인 영상 이상 수소온도 제어, 17바(bar) 압력 제어가 가능하다.
연구진은 공인 시험절차와 안전관리계획 승인에 따라 액화수소 기관차용 핵심기술 성능을 검증하기 위해 액화수소 저장 용기부터 연료전지, DC-DC 컨버터, 추진인버터, 부하기 조합시험을 11월 중 수행할 예정이다.
김길동 박사는 “70㎏급 액화수소 저장탱크, 380㎾급 연료전지로 이뤄진 모듈 6개를 기관차에 탑재하면 2.7메가와트(㎿)급 상용 디젤기관차 추진기술을 대체할 수 있을 것”이라며 “개발 핵심기술이 수소기관차와 액화수소 트램 등에 탑재될 수 있도록 실용화 연구개발(R&D) 사업 확대를 위해 노력할 계획”이라고 전했다.
한석윤 철도연 원장은 “액화수소 기관차는 디젤기관차를 대체할 시스템으로 장거리 노선에 강점이 있다”며 “기후변화 변화를 위한 다양한 K-철도기술 개발을 위해 더 노력하겠다”고 전했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
