100년 간 알프스 융프라우 오른 ABB 전기기차…"최첨단 전동장치 결정체"

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스위스 알프스 융프라우요흐역에 도착한 ABB 전기기차 (제공=ABB)
<스위스 알프스 융프라우요흐역에 도착한 ABB 전기기차 (제공=ABB)>

'젊은 처녀'라는 별명을 갖고 있는 스위스 알프스의 해발 4158m '융프라우(Jungfrau)'에는 유명한 것들이 몇 가지 있다. 365일 산을 뒤 덮고 있는 '만년설', '빙하' 그리고 산을 오르는 '산악 전기기차'가 바로 그 것이다. 이미 100년 전부터 관광과 물자 공급을 위해 산을 오르는 전기기차가 달린 융프라우를 찾았다.

융프라우 전기기차는 해발 3453m에 달하는 세계에서 가장 높은 기차역 '융프라우요흐(Jungfraujoch)'까지 운행한다. 운행 구간은 '인터라켄(Interlaken)'에서 출발하는 것부터 중간 중간 위치한 역에서 융프라우요흐까지 가는 것까지 다양하다. 이번에는 '그린델발트(Grindelwald)'를 출발해 '클라인슈나이데크(Klein Schneidegg)'를 거쳐 융프라우요흐까지 약 9㎞ 이상 거리를 45분간 전기기차를 타고 올랐다.

스위스 알프스 클라인슈나이데크(Klein Schneidegg) 역
<스위스 알프스 클라인슈나이데크(Klein Schneidegg) 역>

그린델발트를 출발한 기차는 능선을 돌아가며 해발 2061m인 클라네슈나이데크까지 35분 가량동안 올라갔다. 수직으로는 1㎞ 가량 올랐지만 이동하는 동안 눈, 얼음, 암석을 통과했고, 만년설과 초록이 어우러진 알프스 전경도 볼 수 있었다. 클라네슈나이데크는 구름을 발 밑에 두고 있었다. 이곳에서 열차를 갈아타고 산 능성을 지나 아이거(Eiger) 산을 관통하는 터널을 지나 융프라우요흐에 도착했다.

'그린델발트~클라네슈나이데크' 구간에서 탄 전기기차는 직류(DC) 모터가 장착됐다. 톱니바퀴가 달린 철로도 직경이 약 1미터에 달한다. 클라네슈나이데크에서 갈아탄 기차는 교류(AC)전기를 이용하는 모터가 장착됐다. 높은 경사로를 오르기 위해 좀 더 강력한 힘이 필요하기 때문이다. 철로도 18㎝ 가량으로 좁다. 산을 내려가는 전기기차는 일종의 발전기 역할을 해서 상행선 기차에 전기를 공급해준다. 이때 에너지 효율은 50% 이상이다.

스위스 알프스를 오르는 ABB 전기기차 (제공=ABB)
<스위스 알프스를 오르는 ABB 전기기차 (제공=ABB)>

알프스를 오르는 전기기차는 '스위스의 삼성'으로 불리는 ABB 기술이 중추적인 역할을 하고 있다. 융프라우와 ABB의 만남은 100년 전부터 거슬러 올라간다. 융프라우 철도는 ABB의 전신인 'BBC'가 철도에 전력을 공급하며 시작됐다. 1893년 융프라우 정상까지 통과하는 구간을 개발하기 위해 3분의 2가 터널을 지나야 했기 때문에 기존의 증기기관차로 운행하는 것은 불가능했다고 판단했다. BBC는 전기로 구동하는 철도 기술을 개발했다.

융프라우 철도는 1896년 '클라인슈네이데크~아이거글래처(Eiger Glacier)' 구간부터 운행을 시작했다. 이후 융프라우요흐까지는 1912년 완공됐다. 융프라우 철도와 ABB는 그 이후로도 지속적인 기술 협력을 유지해왔다. 100년이 지난 지금까지도 ABB는 융프라우 철도에 전력공급과 함께 트랙션 변압기, 전력 변환기, 서지 피뢰기 등의 기술을 공급하고 있다. 극한의 고도와 폭설 등의 기후에 관계없이 융프라우 철도는 연중 내내 안전하게 운행이 가능하다.

스위스 알프스를 오르는 ABB 전기기차 (제공=ABB)
<스위스 알프스를 오르는 ABB 전기기차 (제공=ABB)>

유럽 정상까지 운행하는 융프라우 철도에는 트랙션 변압기(Traction transformer)와 소형 전력 변환기(compact power converter)로 구성된 ABB 최첨단 전동장치가 공급됐다. 트랙션 시스템(Traction system)은 기차 위 전력선에서 생성된 전력을 기차의 모터에 필요한 전압 수준 및 주파수로 변환하고 철도의 전력 시스템에 필요한 전기로 공급한다.

트랙션 컨버터(traction converter)는 열차의 가속 페달, 기어 변속기 및 브레이크 역할을 수행하며 산악 철도의 에너지 효율을 높이는 필수적인 기술이며, ABB 서지 피뢰기는 낙뢰로 인해 발생할 수 있는 유해한 과전압 과도 현상으로부터 보호한다.

스위스 알프스를 오르는 ABB 전기기차 (제공=ABB)
<스위스 알프스를 오르는 ABB 전기기차 (제공=ABB)>

융푸라우 철도는 1908년부터 철도의 동력을 인근 뤼츠첸탈(L〃tschental) 지역에 위치한 자체 수력 발전소에서 공급받았다. 1939년 BBC는 철도 트랙션전력망(40Hz)과 일반 전력망(50Hz)을 연결하기 위해 발전소에 혁신적인 정적 주파수 변환기를 설치해 20년간 안정적으로 서비스를 제공해왔다. 최근 ABB는 해당 발전소에 공기절연 스위치기어(Air-insulated switchgear)도 공급했다.

에너지 공급 회사인 BKW의 빌더스빌(Wilderswil) 변전소는 융프라우 전체 지역에 전력을 공급하는 주요 공급 지점이다. 2015~2016년 BKW는 기존의 실외 고전압 개폐 장치를 ABB의 가스 절연 개폐 장치(GIS)로 교체 및 현대화해 이 지역의 지속가능한 전력을 보장해오고 있다.

이런 기술로 공급된 융프라우 철도는 2000년 약 50만명의 승객을 융프라우요흐 역까지 수송한 인상적인 기록을 가지고 있으며, 2015년에는 100만명의 기록을 세웠다. 융프라요흐는 '유럽의 지붕(Top of Europe)' 브랜드의 유럽 여행의 명소로 자리매김했다.

융프라우(스위스)=류종은 자동차/항공 전문기자 rje312@etnews.com