도시철도시스템의 운행시격에 의한 에너지저장시스템 에너지절감율 분석연구

초록

현재 정부에서는 2020년까지 국가온실가스 감축을 배출전망치 대비 최대 30%를 절감하는 것을 목표로 제시하였다. 국가 온실가스 배출의 17%를 차지하고 있는 교통부문에서는 온실가스를 2020년까지 배출전망치 대비 33～37%를 감축해야한다. 따라서 도시철도 운영기관은 에너지 절감을 위한 가장 현실적인 방안으로서 에너지저장시스템을 도입해야만 할 것이다. 에너지저장시스템은 회생시 회생전력이 한전으로 넘어갈 수 없는 다이오드 방식의 직류 도시철도 구간에서 전동차 제동시 발생한 회생에너지를 에너지저장시스템에 저장하고, 저장된 에너지를 전동차 역행시에 전동차에 공급하기 위해 적용된다. 에너지저장시스템은 전동차가 멈출 때 발생하는 회생에너지의 양을 스스로 판단하여 저장하였다가 전동차가 다시 운행할 때 저장된 에너지를 공급하여, 에너지를 절감할 수 있게 해준다. 회생에너지는 주변에 역행 전동차가 있으면 공급되어 사용된다. 그러나 역행하는 전동차가 없으면 전동차 내 저항기 및 전차선의 저항에 의해 열로서 사라지게 된다. 주변에 전동차가 유,무의 가능성은 운행시격과 밀접한 관계가 있다. 운행시격이 짧으면 주변에 전동차기 있을 가능성이 많고 운행시격이 길면 주변에 전동차가 없을 가능성이 많다. 우리나라 각 노선별 운행시격이 다르게 운행되고 있다. 가장 짧은 운행시격은 2.5분이고 가장 긴 운행시격은 10분이다. 이렇게 운행시격이 짧으면 회생에너지가 주변에 있는 다른 전동차에 활용될 가능성이 많아서 에너지저장시스템의 에너지 절감율이 낮아질 수 있다. 반면에 전동차 편성당 량수가 많으면 회생에너지 량이 많아 투자비 회수기간이 짧아질 수 있다. 따라서 본 논문은 전국 노선에 대해 에너지저장시스템 적용시 운행시격별 에너지절감율을 분석하고자 한다.