최근 에너지 절감과 환경 문제에 대한 관심이 커지면서 친환경적이고 에너지 효율이 높은 LED에 대한 관심이 대두되고 있으며, 국가 저탄소 녹색성장에 맞는 신성장동력산업의 하나로 LED가 선정되어 적극적으로 육성되고 있다. LED를 활용한 조명등은 현재까지 활발한 연구개발이 진행되었으며 백열전구를 능가하는 조명 효율을 확보하여 조명 광원으로서 이용되고 있다. 그런데 선박용 조명등의 경우에는 아직 관련 기술개발이 초기단계에 머물러있어 대부분의 선박들이 기존의 백열등 및 형광등과 같은 조명등을 사용하고 있다. 이러한 유리 조명등은 고소비전력과 제한된 수명에 따른 높은 유지비 및 제품 누수나 파손 등과 같은 안전성의 문제가 있다. 이에 따라 장기적인 관점에서 선박용 LED 조명 등에 대한 기술 개발이 필요할 것으로 보이며 기술 개발을 저해하는 요소인 방열, 가격 등에 대한 추가적인 기술개발이 뒷받침 되어야 할 것으로 보인다. 한국생산기술연구원에서는 부산광역시 지원사업의 일환으로 선박용 LED 조명등을 개발하고 있으며, 체계적인 연구를 위하여 선박용 LED 조명등의 요소기술에 대한 연구동향과 기술특성을 분석하고 있다. 본 논문에서는 선박용 LED 조명등 개발에서 요구되는 요소기술에 대한 기술개발동향을 살펴보고자 한다. 고효율의 선박용 LED 조명등 개발에 필요한 요소기술로는 방열, SMPS, 광학, 제품 내진동, 제품 방수 등의 설계 및 제작기술이 있다. 이러한 요소기술을 알아보고 선박용 LED 조명등 개발의 방향을 제시하고자 한다.
수은이 함유된 방전등과 같은 조명기구의 사용이 제한되는 특수구역의 산업용 조명설비로 200 W 이상의 높은 소비전력의 백열등기구들이 사용되고 있다. 인공광원으로 백열전구는 매우 낮은 발광효율로 전력소모가 많고, 높은 방사열로 인해 화재의 염려가 있어 램프보호유리구를 장착하므로 낮은 조명률로 광 손실이 높게 발생한다. 또한 산업지역 내에서는 일반적으로 각종 전동기 및 공기조화 설비의 가동으로 진동이 심하며 여기에 백열전구 사용 시 당초 예상되는 수명보다 더욱 단축되고 있다. 이러한 지역에 설치된 백열등을 조명등기구 효율(Luminaire Efficacy)이 높은 친환경 에너지 절감형 차세대 광원인 LED조명등으로 대체하여 산업설비 지역 내 공급되는 조명용 소비전력을 크게 줄여 에너지 절약효과를 높임과 동시에 양호한 조명율의 LED광원을 사용함으로써 조명환경 개선에 따른 작업능률을 높이기 위해 특수지역의 산업용 LED조명등을 개발하였다.
전 세계적으로 에너지 소비가 지속적으로 증가하고 있는 가운데 석유, LNG와 같은 에너지 가격 또한 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 에너지 절약을 유도하고 전력생산원가를 절감하고 전력수급의 안정을 도모하기 위한 수요관리가 대두되고 있다. 본 논문에서는 기존의 자료를 토대로 선형, 비선형 회귀분석을 실시하여 2015까지의 에너지 회피비용과 고효율 조명기기의 보급량을 추정한다. 그 후 에너지 회피비용의 변화를 고려하지 않은 현행 방식과 에너지 회피비용의 변화를 고려한 수정된 방식을 비교하여 경제성 평가에 대한 에너지회피비용의 영향에 대해 분석한다. 그리고 경제성 평가 결과를 통하여 고효율 조명기기 정책의 방향을 제시한다.
본 연구에서는 국내 이미 수립되어진 에너지사용계획서를 표본으로 삼아 각 분과별 및 전기 에너지 이용효율 향상 설비별로 전기에너지 절감효과를 조사 분석하였다. 에너지사용계획서 작성 시 본 연구를 바탕으로 문제점을 분석하고 개선 방안을 제시함으로써 새로이 효율 개선을 목표로 하고 있는 전기에너지 사용계획 수립에 도움이 되고자 한다. 특별히, 전기에너지 절감 기기 적용의 최근 현황과 문제점을 분석하고, 합리적인 에너지 사용과 목적에 부합한 분석 결과가 우리나라의 최근 에너지사용 계획서에 기여하고자 한다.
우리 나라의 터널 조명은 운전자의 시야상태를 저해하는 불균일한 조도 균제도, 터널 내의 플리커 현상, 심한 눈부심 등과 함께 낮은 기구효율, 낮은 조명률, 높은 에너지 소비 등의 문제점을 갖고 있다. 이러한 것들을 개선하기 위해서 터널용 고효율 조명기구의 반사판을 개발하였고, 개발된 조명기구는 기구 자체 효율이 10%이상 상승함으로써 에너지의 절감과 조명효과의 상승을 가져왔으며, 기구 대수의 저감으로 건축비를 축소시켰다. 또한 이것을 이용한 터널조명에서는 평균조도 200[lx]이상, 전반 균제도 0.4이상, 차선축 균제도 0.7이상, 단위 면적당 소비전력 3.7 [W/$m^2$]이하의 효과를 얻었다.
LG실트론 구미1공장은 지난해 보일러 절탄기를 설치하는 ESCO사업을 처음 실시한 데 이어 고효율 조명과 폐열회수, 각종 공정개선 등 다양한 아이템의 ESCO사업을 전개해 에너지절약에 주목할만한 성과를 거두고 있다. 올해 계획된 사업만도 15건이 넘을 정도로 적용범위를 넓혀 이제 이 공장에서 ESCO사업분야를 찾는 것은 결코 어려운 일이 아니다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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