2001년 기준 국가 총 전력의 21%(54,167GWh, 총 에너지의 약 6%)을 조명용으로 사용하고 있다. 또한 지난 15년 간 전기소비 증가율이 10.7%인 반면 조명용 전기소비 증가율은 11.9%로 조만간 선진국 수준인 25%로 증가될 전망이다. 이와 같이 막대한 량의 에너지를 소비하는 조명기술은 광원, 구동장치 (안정기), 등기구가 일체화된 시스템 기술로써 (표 1)에서 보듯 에너지 이용효율이 0.3∼2.0%로 매우 낮아 다른 어느 기술보다 에너지 절약 잠재량이 크고, 실현가능성이 높으며, 시장 침투력이 큰 기술분야이다. (중략)
어두운 밤에도 불편함 없이 생활할 수 있도록 도와주는 것은 인공 빛, '조명'이다. 그런데 대다수는 이 조명에 대해 별로 특별하게 생각하지 않는다. 사람의 편의를 위해 발명된 전화나 자동차처럼 조명도 그 중 하나라고 생각하기 때문이다. 한국조명연구원 공영식 원장은 조명을 '공기와 같은 것'이라고 표현했다. 생활에 필수적이지만 너무 당연해서 그 소중함을 인지하지 못한다는 것이다. 그는 빛, 조명의 소중함을 역설하며 빛은 차세대 에너지 산업에 아주 중요한 영향을 미친다고 거듭 강조했다. 한국조명연구원 공영식원장이 말하는 조명의 모든 것, 지금부터 들어보자.
세계적으로 환경문제 및 에너지고갈과 관련하여 에너지 절감에 대한 노력이 활발하다. 특히 각국에서는 조명분야의 에너지 절감을 위하여 구체적인 보급전략을 수립하고, 이에 따라 여러 가지 사업을 활발히 수행하고 있다. 본고에서는 여러 나라의 조명 기기의 보급과 관련하여 각국의 사업 내용 및 보급전략, 법규 등에 관하여 고찰하기로 한다.
코리아나호텔은 지난해 11월 절전형 전자식 안정기를 설치하고, 냉난방수 순환펌프를 고효율 펌프로 교체하는 ESCO사업을 진행했다. 이에 앞선 5월에도 기존 백열전구를 삼파장 전구로 교체하여 조명효율을 높인 바 있다. 뿐만 아니라 녹색조명운동을 통한 조명교체사업을 지속적으로 실시하는 등 정부에서 추진하는 에너지절약사업 동참에 앞장서왔다.
최근 건물 내 에너지 소비량의 30%를 점유하고 있는 조명 에너지 절감을 위해 자연광을 이용하여 인공조명의 의존도를 낮추고 에너지 사용을 최소화하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 조명 에너지 소비 절감 및 재실자의 작업 능률 향상을 위해 조명시뮬레이션 소프트웨어인 Relux를 이용하여 소규모 사무 공간을 3D로 모델링하고, 이를 기준으로 시간대별 자연광의 유입량에 따라 조명장치를 점멸제어, 조광제어, 스텝제어의 다양한 제어방법을 적용하여 반복적인 시뮬레이션 과정을 통해 각 제어방법에 따른 에너지 절감률을 비교 및 분석하였다. 분석 결과 조광제어가 60.5%로 가장 높은 에너지 절감률을 보였다.
쾌적한 환경을 제공하기 위한 조명은 보건 위생 및 작업 능률 등에 커다란 영향을 미친다. 그러나 적절하지 못한 조명은 전술한 내용을 약화시키며 에너지 낭비를 초래하게 된다. 그러므로 적절한 조도기준이 필요하다. 본 연구에서는 세계각국의 조도기준 자료를 수집 분석하고 우리나라 사람을 대상으로 한 실험결과를 적용하여 우리나라에 적합한 조도기준을 설정하였다. 본 연구의 결과는 조도설계 및 관리의 효율화 및 작업능률의 극대화를 이룰수 있으며, 조명 에너지 관리의 효율화를 통한 에너지 절감의 효과를 얻을 것이라 기대된다.
LED 조명 전문가에게 LED 조명 발전 방향을 물었다. 국내 LED 기술동향은 어떠한지, 新성장 동력산업으로써의 성장가치, 국내 기업들의 LED 개발현황과 친환경 고효율 LED조명엔진 개발현황에 대해, 그리고 LED 조명시스템 발전을 위해 연구되어야 할 과제에는 무엇이 있는지. 한국조명연구원 연구사업부 이세현 팀장과 나눈 이야기가 시작된다.
현재 조명의 효율화 및 제어시스템 개선을 통해 에너지절감을 추진한다는 계획을 수립하고 조명자체의 고효율화와 조명제어시스템의 성능 향상을 통해 에너지 절감을 추구하는 노력이 한층 강화될 것으로 보인다. 조명시스템에서 LED를 광원으로 사용할 경우 기존 대비 약 50% 이상의 고효율 조명 구현이 가능하다. 본 논문은 LED 디지털 조명을 제어하기 위해 USN을 활용해 유무선 통신을 지원하는 스마트 디머 와 스마트 스위치를 적용한 LEMS(Lighting Energy Management System)를 개발했다. 이 시스템은 유/무선 네트워킹 장치 및 시스템 S/W를 통해 실내외 조명 및 경관 조명을 포함한 특수 목적 등을 효율적이고 신뢰성 있게 제어 한다. 본 시스템은 LED조명의 Digital System Lighting을 통한 USN 원격통합제어기능 및 에너지 효율성을 증대하여 실내외의 조명에너지 사용량을 최소화 하고, 웹 또는 스위치를 통해 조명 에너지 사용량을 사용자가 측정하여 조명 사용량을 피드백 할 수 있게 하는 참여형 시스템이다.
본 논문은 수요 자원으로 활용이 가능한 조명제어 시스템을 연구하였다. 기존의 조명제어 알고리즘은 에너지수요에 관계 없이 에너지량을 절감하거나 수요자원으로 활용하기 위하여 수용가의 불편을 감수하면서 강제적으로 조명을 차단하는 알고리즘을 사용하고 있다 이 논문에서는 사용자의 근무 괘적성을 유지하면서도 수요자원으로서 활용이 가능한 새로운 조명제어 알고리즘을 제시하고, 시뮬레이션을 통하여 유용성을 검증하였다.
본 연구에서는 1992년부터 정부에서 시행하고 있는 조명기기에 대한 에너지효율등급표시제도를 최저에너지효율기준 규제 제도로 전환하기 위하여 2003년∼2004년부터 단계적으로 적용할 현행 최저에너지효율기준을 상향조정한 새로운 최저에너지효율기준 설정에 대하여 연구하였다. 본 연구결과로 2002년 2월에 산업자원부고시 제2002-20호 '효율관리기자재의 운영에 관한 규정'이 개정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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