Evaluation of Dynamic Stability under Train Load of Solar Power Generation System for Railway Track

본 연구에서는 유한요소법 수치모델링 기법을 활용하여 철도 선로 태양광 발전 시스템에 작용하는 열차 하중에 대한 동적 수치해석을 수행하였으며, 일련의 수치해석 결과를 바탕으로 동적 안전성 평가를 수행하였다. 철도 선로 태양광 발전 시스템 패널의 형상은 표준화된 모델을 적용하였으며, 횡방향 강성 변화를 고려하여 ANSYS를 활용한 3차원 모델링 기법을 적용하였다. 태양광 패널에 가해지는 동적 하중은 300km/h로 운행하는 KTX 차량의 한 축에 가해지는 무게와 차량의 이동에 따른 동적증폭계수를 고려하여 결정하였으며, 하중의 패턴은 차축간의 거리 및 패널의 길이를 고려하여 결정하였다. 열차 동적 하중에 의한 최대 변위는 2.55mm 수준으로 나타났으며, 이를 바탕으로 태양광 패널에서 발생하는 최대 응력을 역산한 결과 모든 위치에서 인장강도 이하의 응력을 받는 것을 확인하였으며, 이는 현재 설계 중인 철도 선로 태양광 발전 시스템이 KTX 열차 동적 하중에 대해 동적 안전성을 확보한 것을 의미한다.