비나텍, 철도용 HESS 적용 제안, 회생전력 재활용과 피크 저감 추진

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비나텍, 철도용 HESS 적용 제안, 회생전력 재활용과 피크 저감 추진 — 철도 에너지 절감 솔루션

철도 전력설비의 급격한 부하 변동과 탄소중립 대응이 과제로 부상하는 가운데, 비나텍은 슈퍼커패시터와 배터리를 결합한 하이브리드 에너지저장장치 적용 방안을 제시했다. 회사는 빠른 출력 대응과 회생에너지 활용은 커패시터가 맡고 장시간 백업은 배터리가 담당하는 역할 분담이 철도 운영비 절감과 전력품질 개선에 도움이 된다고 보고 있다.

하이라이트

비나텍은 철도용 HESS 시스템으로 피크 전력 12.9MW, 회생전력 824kW 등 전력 변동에 대응할 기술 적용을 제안했다.
MMC 기반 커패시터 활용 시스템을 도입해 전압 안정화와 전력품질 개선, 회생에너지 재활용 및 전기요금 절감을 동시에 추진한다.
코레일 및 국가철도공단과 공동 실증을 추진하며 국내 표준화와 해외 시장 진출까지 단계적 확대를 계획하고 있다.

철도 전력변동 대응 기술 구상

전기신문을 인용한 Electimes에 따르면, 송경의 비나텍 상무는 13일 대전에서 열린 ‘철도안전·탄소중립 실현을 위한 전기철도 AI·에너지 융합 학술포럼’에서 철도용 HESS 적용 구상을 발표했다. 그는 커패시터가 배터리를 대체하는 것이 아니라, 가장 빠른 응답이 필요한 구간에 투입되고 장시간 백업이 필요한 영역은 배터리가 맡아야 한다고 설명했다.

송 상무는 핵심 적용처로 열차 제동 시 발생하는 회생전력의 회수와 재사용을 제시했다. 버려지는 에너지를 커패시터에 저장한 뒤 차량 출발 시 쓰거나 변전소 내부에서 활용할 수 있다는 설명이다. 발표에서는 춘향변전소 측정 사례로 역행 피크 약 12.9MW, 회생 피크 약 824kW를 제시하며 급격한 전력 변동에 대응할 필요성을 강조했다.

구현 기술로는 모듈러 멀티레벨 컨버터, MMC가 제안됐다. 여러 서브모듈을 직렬로 연결해 출력 파형을 정현파에 가깝게 만드는 방식으로, 서브모듈을 촘촘하게 구성하면 파형 개선이 가능하고 일부 고장 시에도 바이패스 대응이 가능하다는 설명이다. 비나텍은 커패시터를 연계한 MMC 기반 시스템으로 전압 안정화와 전력품질 개선, 회생에너지 재활용을 함께 추진한다는 구상이다.

운영비 절감과 실증 확대 기대

비나텍은 기술 적용이 전기요금 절감에도 연결될 수 있다고 보고 있다. 송 상무는 피크 부하를 낮추는 것만으로도 전기요금 절감 효과를 기대할 수 있다며, 회생전력 재사용과 피크 저감을 함께 고려해야 한다고 밝혔다.

한전과 진행한 주파수 조정 실증에서는 월 약 15만 회의 조정 동작이 발생한 것으로 제시됐다. 이는 고빈도 반복 운전에 강한 커패시터 특성이 철도 전력설비 운용에도 적합할 수 있다는 점을 보여주는 사례로 제시됐다.

설치 방식은 차량 탑재형과 변전소 설치형을 모두 상정하고 있다. 트램용 무가선 모듈팩처럼 차량에 탑재하거나 철도 전력설비에 저장장치를 배치해 현장 여건에 맞출 수 있으며, 출발 때 전력을 공급하고 제동 때 에너지를 회수하는 방식이 기본 운용 방향이다. 송 상무는 코레일, 국가철도공단과의 공동 실증 추진 의사도 밝히며, 실증을 거쳐 시스템을 표준화하고 국내를 넘어 해외 판매가 가능한 체계로 발전시키겠다고 말했다.

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