상단여백
HOME 신재생에너지기자단
에너지 소비 절감과 micro-LED

도심의 에너지 소비
기술이 진보함에 따라 세계 각국의 대도시에는 빌딩 숲이 들어섰고, 그 빌딩들이 밤새 내뿜
는 빛은 관광자원이 될 만큼 아름다움을 자아낸다. 하지만, 그 마천루를 이루는 대규모 건축물
들은 에너지 입장에서 전기 먹는 하마이다. 건물 전력소모의 상당부분이 발광 장치로부터 발생한다. 건축물에서 사용되는 일반 전구와 LCD 등 저효율 발광장치에 의해 전기에너지를 효율적으로 빛에너지로 전환하지 못하고 에너지소비량만 증가하는 것이다.

일본의 에너지 소비 절감 정책
일본은 후쿠시마 원전 붕괴 이후 전력공급 문제를 경험하였다. 일본 정부는 에너지 소비 절감 사업의 일환으로 ‘LED’를 선택하였다.

2015년 11월 26일
일본 정부는 2020년까지 일본 전역의 형광등 백열등을 LED로 완전 전환하는 정책을 내놓았다.
각 LED 제품에 있어 톱 러너 제도*를 도입하고, 16년 상반기까지 사업에 필요한 조명 품목을 하나로 모으고, 5년 뒤에는 에너지 소비가 많은 형광등과 백열등의 국내제조와 국외 수입을 금지할 계획이다.
(*톱 러너 제도 : 가장 우수한 제품의 에너지소비효율을 목표효율로 설정해 일정기간 후 업체 전체 모델의 평균효율이 목표효율 이상이 되도록 하는 제도)


이 제도의 추진 배경으로는 ‘파리 기후 협약’에서 체결한 일본의 온실가스 배출 저감 목표 달성에 다가가기 위함이다. 또한 후쿠시마 원전 사고 이전, 전체 전력의 28%였던 원자력 의존도를 20%까지 낮추기 위함이다.

■ 634m 도쿄 스카이 트리 사례
RGB 삼색 LED로 전면 교체(1995개) 이후 전기료 40% 절감
■ LED 완전 교체 성공했을 때 효과
한해 922억kW, 즉 총 비전력의 9% 절감 가능하다. 한 가정집의 LED 완전 교체로 전력 소비의 70%를 절감 가능하다. 하지만 가정 당 10만엔(약 94만원)의 교체 비용이 필요하다

터키의 에너지 절감 사업 관심
터키는 빠른 산업화와 경제 발전, 대도시화를 이룸에 따라 2002년부터 에너지 소비량에 대해 연평균 6.7%의 증가율을 기록하고 있다. 2007년 에너지 절감 정책 도입과 함께 LED 기술에 대한 관심을 가져왔으며, 2012년에는 LED 조명 박람회를 개최하여 산업계 및 일반 가정의 에너지 절감에 대한 기술 확보에 노력을 가하고있다.
터키는 우선적으로 공공시설, 일반조명을 LED 조명으로 대체할 계획이다. 약 700만 개의 발광장치를 대체하여 75%의 전력을 절감하는 것이 목표이다. 또한 그림1.에서 보였듯 평방미터 당 전력 소비가 큰 병원과 같은 보건시설까지 확대할 계획이다.

발광 장치 비교
LED의 광효율은 형광등의 1.5~2배, 백열등의 10배이며, 밝기 조절이 가능하고 장치 수명도 길어 건축물에 적용될 경우 에너지 측면에서 효과가 탁월하다.

micro-LED의 등장
LED의 새로운 기술로 micro-LED가 등장하였다. Micro LED란 100μm 이하로 LED의 크기를 줄인 것으로 최근 기술은 수 μm 까지 소형화에 성공하였다.

소형화를 이룬다는 것은 단순히 크기가 작아지는 것 이상의 의미를 가진다.

기존의 LED는 Si산화막인 사파이어 기판위에 반도체 물질을 성장시킨 후 적층된 LED소자를 사파이어 기판채로 절단하여 사용하는 반면, Micro-LED는 사파이어 기판과 반도체 물질 사이에 임시적인 고정층을 삽입하고 LED소자의 성장 이후 고정층을 제거 하는 방식으로 사파이어 기판을 제거한다. 즉, micro-LED는 기존의 LED보다 3차원적으로 소형화, 박형화 되어 제작된다. 따라서 발광과정에서 소자 내부를 흐르는 전류는 절대적으로 짧아진 거리를 흐르게 되고, 저전력화에 유리하다. 동일한 발광효과를 얻는데, 필요한 전류가 줄어들어 에너지 측면에서 뛰어나다.

이처럼 micro-LED는 OLED에 비해 power saving 측면에서 10배 이상의 효율을 가진다.

micro-LED의 잠재가치
일본은 에너지 소비절감 정책으로 LED 전면 교체를 계획하면서 ‘정책에 필요한 품목의 일원화’를 계획하였다. LED 교체에 들어가는 비용을 줄이기 위한 것이다. 일반 LED 보다 에너지 효율이 높은 Micro-LED는 일원화에서도 일반 LED 보다 유리하다. 크기가 작기 때문에 소자의 활용이 다양하기 때문이다.
현재 탈원전을 시도하고 있는 우리나라는 풍력발전과 태양광발전으로 20%의 에너지를 신재생에너지로 대체하는 목표를 가진다. 하지만 우리는 단순히 ‘풍력발전과 태양광발전의 효율이 몇 %에 도달하였는가?’하는 데에만 관심을 가지고 탈원전의 가능/불가능을 가늠하고 있다. 이처럼 에너지의 소비를 줄이는 방법으로 탈원전에 한 걸을 다가갈 수 있음에도 말이다. 우리는 이와 같이 다양한 시각으로 에너지에 접근해야 할 필요가 있다.

 

문한태  attract319@gmail.com

<저작권자 © 에너지설비관리, 무단 전재 및 재배포 금지>

icon인기기사
기사 댓글 0
전체보기
첫번째 댓글을 남겨주세요.
여백
여백
여백
여백
Back to Top