도시철도시스템용 에너지저장시스템 용량설계에 관한 연구

초록

전 세계적으로 에너지의 보전과 재활용의 방안 및 새로운 에너지의 개발을 위한 여러 가지의 연구들 가운데 제3의 에너지원의 개발과 에너지의 소모를 줄이는 전력변환장치 및 시스템의 효율증설을 위한 노력과 더불어 에너지의 재활용을 위한 각종 방안들이 고려되고 있으며, 에너지 재활용의 방안 중에서 소모성의 에너지를 저장하는 기술의 발전이 가장 눈부시다고 할 수 있다. 그중에서 철도시스템의 경우는 에너지의 종류에서도 디젤, 석탄, 가스, 전기 등 다양한 에너지를 활용하고 있는데, 그중에서 가장 많이 활용되는 에너지는 전기에너지를 사용하는 전동차가 주류를 이루고 있는 실정이다. 도시 간을 잇는 고속전철과 도심의 교통을 해소하는 통근형 전동차 지역의 연계를 위한 경량 전철 등이 그 주류를 이루는 시스템이다. 철도 시스템은 에너지의 소모를 통해 추진력을 얻고 이를 기반으로 차량의 동력을 사용하는 시스템으로 제동시에 가선으로의 회귀하는 회생의 에너지를 발전함으로 제동력과 회생전기에너지를 생산하는 특징이 있다. 따라서 이미 여러해 전부터 국외의 선진국에서는 회생에너지의 활용을 위한 여러 가지의 방법들을 연구하였고 그중에서 차량 및 변전소와 역사내부와 역과 역 사이에서 차량의 회생에 의한 전기에너지를 저항에 의한 소모를 배재하고 재활용하기 위한 에너지 저장방식에 관한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시철도 변전소에서 회생에너지를 측정한 후 이에 적합한 에너지저장장치의 용량을 계산하고 에너지저장장치를 설계 및 제작한 내용을 다루고자 한다.