에너지 효율시대
조명기구 4대포인트

글/ 나경수 (사) 전자정보인협회 회장

조명(照明: lighting)은 인공조명을 지칭하는데, 태양이나 달빛(光)과 같은 자연광선이 아닌 인공광선으로써 피사체(被射體)로 하여금 그 선(線)과 색(色) 및 덩어리와 움직임을 그 자체가 지닌 가치 이상으로 돋보이도록 조작하는 일종의 메커니즘(mechanism)의 한 방법이다. 이 방법에는 피사체의 목적에 따라 여러 가지가 있을 수 있다. 어둠을 밝히는 기본적인 방법에서부터 밝게 비추는 것, 가게, 식당 그리고 무대나 영화에 사용하는 것 따위가 있다.
이 밖에도 조명탄, 탐지등(探知燈), 비행장에서의 활주로등 따위와 같이 우리생활, 현대의 일상생활 도처에서 광범위하게 사용하고 있다.

에너지 절약효과 우선

요사이는 에너지절약효과가 높은 조명기구들을 일반 소비자들이 많이 선호하기 때문에 일반 조명 매장에서도 일반인들이 LED조명기구의 선호도가 매우 높은 편이라 한다. 한국의 전기료가 아무리 싸다고 할지라도 에너지절약형 조명기구를 찾는 사람이 많다는 것은 개인의 수지는 물론 국가 경제를 위해서도 상당히 고무적이고 바람직한 소비패턴의 트렌드라 할 수 있겠다.
LED(light emitting diode)는 발광(發光) 다이오드를 말하는데, 전류를 흘려서 반도체의 pn접합면에 소수 캐리어를 주입시키면 전자가 보다 높은 에너지 레벨로 여기(勵起)하고, 그 후 다시 안정된 상태로 되돌아온다. 그 때 가지고 있던 에너지가 빛의 파장대를 가진 전자파로 변환되어서 방사되는 것이다. 이것이 발광소자(素子)로서 널리 이용되며 보통 2V, 10mA 정도로 동작한다.
발광색으로서는 적, 녹, 황 (RGY)의 것이 있으나 최근에는 청색이나 적외선을 발광하는 것도 만들어 지고 있다. 또 장수명, 에너지 절약형, 소형이며 경량(輕量)이기 때문에 조명제품은 물론 광결합 소자, 광통신 장치 외에 발광다이오드 프린터(LED Printer)와 각종 표시장치에 널리 응용되어 사용하고 있다.
출시되어 있는 LED 조명제품은 종류도 다양하고, 국내외 제품이 범람하고 있으며, 중견기업도 제조하고 있으나 중소기업에서도 많이 만들어 판매하고 있다. 하지만 LED조명제품이라고 해서 전부 믿을 수 있는 것은 아니다. LED조명기구의 양대 특징인 긴 수명과 에너지 절약형인 장점을 중심으로 일반인이 구매시에는 다음과 같은 점을 염두에 두고 세밀히 조사, 검토해서 구입하여야 한다.

역률(力率·power factor)

첫째, 역률이다.
역률(力率; power factor)이란 교류 회로에서 전류와 전압의 위상(位相)의 차를 코사인(cosine=餘弦)으로 나타내는 양이다. 실효 전류(實效電流)와 실효 전압의 곱에 역률을 곱한 것이 전력(電力)이다.
원자재에 어떤 화학적 과정을 가하여 원하는 물질을 얻을 때, 실지로 얻어진 분량과 이론상으로 기대했던 분량과의 비율, 즉 수율(收率)이 좋아야 한다. 전기제품에 투입된 전기 에너지 중에서 얼마나 처음에 의도했던 용도와 목적에 도달했는가 하는 점이다. 기계가 한 일의 양과 그에 공급된 모든 에너지와 비(比)가 효율(效率; efficiency)이다. 애쓴 노력과 얻어진 결과의 비율이다. 마땅히 효율적이어야 한다.
요즈음 LED조명제품의 효율이 좋아 역률이 높은 것이 많은 것은 사실이다. 반대로 효율적이 아닌 제품도 많이 출시되어 있으니 구매시 신경을 써서 차근차근히 선택하여야 한다. 지금은 이미 퇴출되어 있는 백열전구도 역률이 나빠 5~10%정도만 빛으로 나오고 나머지 90% 이상이 열(熱)로 없어지기 때문이다.

연색성(演色性·Ra)

둘째, 연색성이다.
될 수 있는 대로 연색성이 높은 LED전구나 직관형 LED램프를 구입하여야 한다. 연색성(演色性; Color Rendering, 略Ra)은 광원(光源)의 색의 성질을 나타내는 말이다. 그 빛으로 물체를 비추었을 때 어떻게 보이는가 하는 성질이며, 물체의 색이 태양광선 밑에서 본 경우에 가까울수록 연색성이 좋다고 한다. 국내외 안전기준에 의하면 대개 연색성이 85Ra 이상이면 괜찮다고 여겨진다. 최근에는 국내의 조명제품의 품질이 높아져서 연색성이 95Ra 정도에 도달한 것도 많이 출시되어 있다고 한다. 자연광을 향하여 태양광을 기준으로 해서 100의 수치에 가까울수록 연색성이 좋은 것이다.

플리커 현상(flickering)

셋째, 플리커 현상이다.
플리커 현상(flickering)은 조명기구를 켰을 때 광원을 담당하는 LED 램프가 계속해서 깜박거리는 현상이다. 이것은 LED조명을 점등하는 데 사용되는 전기와 우리가 일상적으로 사용하는 전기간의 전기적인 특성의 차이에서 오는 것이다. 이것은 전기의 문제 혹은 기기의 문제에서 오는 것이라 할 수 있다.
플리커(flicker)란 원래 텔레비전의 수상 화면이나 형광등의 ‘어른거림’과 같은 광도의 주기적 변화가 시각적으로 느껴지는 것이다. 텔레비전에서는 이 플리커를 적게 하기 위해 비월주사(飛越走査; interlaced scanning)를 하여 한 장의 화면을 2회로 나누어서 송상하고 있고, 형광등에서도 2개 이상인 경우는 점등의 위상을 벗어나게 하여 플리커를 적게 하는 등의 방법이 쓰이고 있다.
이것은 일종의 광전자 섬광(閃光)인데 노출되면 눈의 피로, 어지럼증, 두통 또는 구토증세와 같은 신체적인 이상증세를 겪게 되고, 장기간 노출되어 심하면 실신, 기절, 졸도로 이어질 수 있다. 때문에 구입시에는 필히 현장에서 점등을 해 보아야 한다.
해외 선진국에서는 피로 측정법의 하나로, 플리커 테스트(flicker test)가 있다. 눈의 기능 검사에 의해 중추 기능의 활동 수준을 조사하는 것으로, 주로 정신 피로와 주의력의 판정에 쓰인다.
이와는 조금 다른 글레어(glare) 현상이 있는데, 시야(視野)에 있어서 조명도(照明度)의 분포가 불균형하기 때문에 대상을 잘 볼 수 없게 되거나 일과성(一過性)의 맹복 상태가 되는 현상이다. 강한 빛을 보았을 때, 수정체·유리체에 혼탁이 있을 때 등에 일어난다.

디자인(design)

넷째, 디자인이다.
현대는 바야흐로 디자인(design) 극성시대이다. 건축·공업 세공·복식(服食)·상업예술·산업미술 등 실용적이고 장식적(裝飾的)이며 그리고 분위기와 합당하고 환경친화적(環境親和的)이어야 한다.
실용 생산품의 기능적 형태에 조형적(造形的)디자인을 가미하기 위한 트렌드가 최근의 세계적인 대세라 할 수 있다. 그리고 요즈음 추세는 조명기구도 인테리어(interior)적인 측면이 많이 고려되고 있다. 실내 장식 또는 실내 장식 용품으로서의 역할을 조명제품이 당당히 그 일익을 담당하고 있다.

[본 기사는 월간 경제풍월 제205호 (2016년 9월호) 기사입니다]