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  제목 [칼 럼] LED 조명 개발동향 - LED 집어등 2009-04-30 17:52:33  
  이름 노랑머리  (116.♡.5.11)  조회: 11209    

범 세계적인 경기 불황에도 불구하고, 최근 LED 조명과 관련하여 여러 가지 정부 정책과 시행 과제들이 발표되면서, 차세대 광원인 LED와 LED 조명에 대한 관심이 고조되고 있다.

이를 반영하듯, 얼마 전 1월 28일에는 국회 헌정기념관에서 열린 ‘2009년 LED 보급사업 설명회’에 300여명의 관계자들이 참석하였고, 정부에서도 ‘LED 산업 신성장동력화 발전전략’과 ‘국가 표준화 정책 및 LED 조명 KS 인증 추진계획’ 등을 발표하여, LED 및 LED 조명 관련 산업이 빠르게 발전할 수 있는 틀을 마련했다.

LED 조명 KS인증 추진일정

KS 표준번호

KS 표준명

추진일정

비고

KS C 7651

컨버터 내장형 LED램프의 안전 및 성능요구사항

09.02.27
제정완료 

KS인증제도실시
('09.03.01부터)

KS C 7652

컨버터 외장형 LED램프의 안전 및 성능요구사항

09.02.27
제정완료 

KS인증제도실시
('09.03.01부터)

KS C 7653

매입형 LED 등기구의 안전 및 성능요구사항

09.02.27
제정완료 

KS인증제도실시
('09.03.01부터)

KS C 7654

LED 비상 유도 등기구의 안전 및 성능요구사항

09.02.27
제정완료 

KS인증제도실시
('09.03.01부터)

KS C 7655(잠정)

고정형 LED 등기구의 안전 및 성능요구사항

09.05.29
제정완료예정 

KS인증제도실시
('09.07.01부터)

KS C 7656(잠정)

이동형 LED 등기구의 안전 및 성능요구사항

09.05.29
제정완료예정 

KS인증제도실시
('09.07.01부터)

KS C 7657(잠정)

LED 센서 등기구의 안전 및 성능요구사항

09.05.29
제정완료예정 

KS인증제도실시
('09.07.01부터)

KS C 7658(잠정)

LED 가로등/보안등의 안전 및 성능요구사항

09.05.29
제정완료예정 

KS인증제도실시
('09.07.01부터)

KS C 7659(잠정)

문자 간판용 LED 모듈의 안전 및 성능요구사항

09.05.29
제정완료예정 

KS인증제도실시
('09.07.01부터)

이와 더불어, ‘LED 조명기기 고효율 인증 추진작업’도 거의 마무리 단계에 접어든 것으로 보인다. 2008년 백열전구 및 할로겐 대체형 LED 조명을 시작으로, 2009년 형광등 대체형 및 가로등, 보안등, 센서등, 2010년 LED 투광등 및 터널조명, 2011년 LED 집어등 및 경기장 조명 등의 대형 조명까지 확대될 것으로 예상된다.

이번 칼럼에서는 앞으로 대체될 고효율 LED 조명기기 중 LED 집어등에 관해 살펴보도록 하겠다.

- 집어등 그리고 LED

집어등은 단어 그대로 물고기들을 모이게 하는 조명이다. 밝은 영역으로 대상어종을 모아 그 행동을 제어하는 역할을 하게 되지만, 중요한 점은 사람의 눈이 대기 중에서 느끼는 빛의 밝기와 대상 어종이 물속에서 감지하는 빛의 강도는 다르며, 집어등에서 방사되는 빛이 그대로 바다 속으로 투과되는 것은 아니기 때문에, 바다의 상황에 따른 해면반사, 밤과 낮, 수심의 깊이에 따라 또한 탁도 등에 따라 바다 속의 분광투과율이 변화한다는 것이다.

일반적으로 빛을 이용하는 어업의 대상은 오징어, 갈치 등이 대표적이나 어종의 종류를 가리지 않는 것이 정설이며, 광원이 밝을수록 광범위하게 물고기를 모을 수 있다.

어업용 집어등

오징어의 경우, 어두운 조명의 선박에서는 오징어가 몰리지 않으므로 어획량이 적다는 연구가 있다. 그래서 밝은 집어등이 필요하지만, 많은 광량이 요구되어 연료의 과소비를 유발함으로 조명등 제조사의 전원장치 개발이 당면과제로 주어지게 되었다.

참고로 국내에서도 최근 어업용 면세유 가격이 2배 가까이 폭등함에 따라 조업을 단축하는 어민들이 늘어나면서, LED 집어등이 유류비 절감을 위한 획기적인 방안으로 떠오르고 있는 추세이다.

이러한 모든 요건을 감안하여, 저소비전력을 통해서 발전기 무게를 낮춰 연료를 효율적으로 관리하고, 어류의 행동억제에 필요한 빛을 바다 속 대상 어종에게 효과적으로 조명하여 빛에 대한 행동을 해석하고 개발하는 것이 LED 집어등 개발의 주 목적이라 할 수 있다.

- 일반 조명과 집어등의 차이점

일반 조명과 집어등의 가장 큰 차이점은 사람의 눈과 대상 어종의 눈으로 본 광원이라는 것이다. 일반조명의 경우 광량, 입력(mA), 출력(W)를 고려하고 기계적 작업으로 상대적으로 단순하게 계산할 수 있으나, 집어등의 경우 lm/W, cd/m2 가 대부분 적용되지 않으며, Radient Flux라는 특수단위 사용된다.

실제로 일반 조명에 비해 총 광량이나 효율은 많이 떨어지지만, 이는 대상 어종이 선호하는 특성에 맞춰야 하기 때문이며, 형광체 도포기술을 이용하여 원하는 파장대를 맞춰줘야 하는 것이 필수 요건이다.

LED 집어등에 채용되는 MCP(Multi Chip Package)

위 사진은 국내 LED 집어등을 지속적으로 연구, 개발하고 있는 ㈜싸이럭스의 MCP이다. 현재 3W LED 20개=80W를 이용하여 하나의 등을 만들고 있다

- 기존 집어등 vs. LED 집어등

기존 집어등의 경우 대부분 메탈할라이드 램프를 사용한다. 최근 LED 제조사들의 기술 개발을 고려하면, 현재의 LED 발광효율은 파장에 따라 다르나 메탈할라이드 램프에는 못 미치는 것이 사실이다. (물론 휘도나 발광효율만으로 집어등 기기를 비교하는 것은 무리가 있다.)

기존 집어등과 LED 집어등 비교 - 10톤 선박 기준

메탈할라이드 LED
수명(Year) 1 5~7
가격(1ea/won) 45,000 400,000
설치개수 40 100
소비전력(1ea/W) 1500 80
총소비전력(KW) 60 8
발전기(KW) 100 10

표에서 보듯이, 가격을 제외하고는 모든 면에서 LED가 우수하며, 초기 투자비용(선박 1척당 4,500만원 수준)을 감안 하더라도, 1년이면 유류비용 감소분 만으로 모든 투자비용을 회수할 수 있는 장점이 있다.

또한 메탈할라이드의 경우 자외선 방출, 고열로 인한 파괴, LED에 비해 빛의 손실율이 높은(IR, 가시광선, 방향 등) 단점이 존재한다.

- 결언

새로운 집어등 광원으로 각광받고 있는 LED는 일반적으로 오랜 수명, 저 에너지 소모, 활용의 편이성과 소형의 구조로 발광되며, 파장선택의 자유도와 지향성이 높고 고열을 내지 않으며 순간 점등이 가능하다는 등의 장점이 있으나, 집어등 광원으로서의 조도나 해양이나 어업 분야의 응용에 대한 것은 앞으로 더 고려되어야 할 것이다.

또한 LED의 지향성이나 조광 기능을 살려 육안 및 어군탐지기로 대상 어종의 빛에 대한 행동양식을 상시 모니터링하고 어획으로 이어지는 효율적인 연속기술을 개발해야 할 것이며, 바다 속 빛의 분광투과 특성과 어류의 분광감도에 따른 행동특성 등 종합적인 연구로 이어져야 할 것이다.

어선 모형도 및 실제 LED 집어등

집어등의 광량 증대가 곧 어획량 증대로 직결될 것인가는 앞으로도 고려되어야 할 사항이며, 어획물에 따른 적합한 집어등의 선택과 어획방법에 따른 사용방법이 선행되어야 한다. 그리고 빠르게 추진하는 것도 좋지만, 성수기/비수기 모두가 포함된 최소한 6개월 이상의 시험조업은 이루어 져야 할 것으로 판단된다.

이러한 조건이 만족된다면, 국내뿐 아니라 해외에서도 충분히 인정 받을 수 있는 LED 집어등 관련 기술력과 노하우를 보유하게 될 것이며, 이는 선진기술력의 수출로 직결될 것이다.

실제 LED 집어등을 준비하는 국내 업체들도, 지금은 시장 선점기간이 아닌 기술적 안정과 LED 집어등의 효용성에 대한 연구를 진행할 시기라는 것을 인지하기 바란다.

참고로 국내에는 갈치어선 1,100여척, 오징어 어선 5,500여척이 조업중이며, 정부 예산으로 조만간 갈치어선 200여척이 LED 집어등 교체에 지원될 예정이며, 나머지 900여척도 추후에 예산이 지원될 예정이다.

(참고: 한국과학기술홍보연구원, 사진 및 인터뷰 협조: ㈜싸이럭스)
brian@displaybank.com


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