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에너지절감을 위한 디지털 조명제어 기술

박현승.
▲슈나이더 일렉트리 코리아(주) 박현승 과장
지구 온난화는 이산화탄소와 같은 온실가스로 인해 지구 대기 온도가 상승해 전반적으로 지구 전체의 온도상승을 일으키는 것을 말한다. 기후 요건이나 환경에 따라서 온실효과는 때로는 필요하기도 하지만, 지나치게 온실가스가 다량으로 지구 대기로 배출된다면 과도한 온도상승으로 말미암아 지구온난화라는 심각한 문제를 일으킨다.

 

우리가 이런 지구 온난화를 일으키지 않고 단지 에너지를 소비 하고도 탄소 배출을 일으키지 않게 할 수 있는 방법은 태양 에너지, 풍력, 조력에너지를 이용하는 것이다. 하지만 일반적으로 화력 발전을 더 많이 쓰고 있는 것이 우리나라의 현실이며 심지어 우리가 일상에서 먹고 있는 음식물도 대부분 탄소화합물로 이뤄져 있다.

 

인간은 산업혁명 이후 약 200여년간 화석연료로 이뤄진 석탄, 석유를 에너지로 사용해왔고 이 부산물인 이산화탄소를 비롯한 온실가스를 다량으로 지구 대기로 배출해 왔다. 이 온실가스는 대기 중에 축적이 돼 왔고 결국 지구온난화를 초래했으며 백년간 지구평균기온을 0.6도 상승시켰고 남극, 북극의 빙하가 녹고, 해수면상승 및 해양온도 하강 이것은 해류의 이상이 발생을 초래했다.

 

해류 이상은 대기와 기후의 이상을 야기시키며 가뭄이나 폭우, 폭설 등을 초래한다. 이런 지구온난화 및 탄소배출을 억제하기 위해 세계적으로 다각적인 방법을 모색하고 있다. 비단 우리나라도 예외는 아니다.

 

우리나라는 국가 온실가스 배출의 25%를 담당하고 있는 건축물에 대한 온실가스 감축을 강화해 전체온실가스를 감축한다는 목표 아래 2025년까지 모든 신축 건축물에 제로 에너지를 의무화하며 2012년부터 건축물 매매 또는 임대 시 연간 에너지 소비량과 온실가스 배출량을 표시한 에너지 소비 증명서 발급을 의무화하는 등 2020년까지 현재 온실 가스 배출량 대비 30%를 감축한다는 계획이다.

 

에너지 효율인증 건축물에는 세제 감면이나 건축기준을 완화시키기도 한다. 보금자리 주택 100만호에서 현재 에너지 성능 대비 30 % 향상된 그린 홈으로 공급하며, 기존 주택 또한 그린 홈으로 개선한다. 정부는 위와 같이 온실가스 감축에 따른 효율적 산업 소비구조로 전환 국가 경쟁력 향상과 저탄소 녹색성장을 달성하는 데 국가 역량을 집중할 방침이다.

 

지구 온난화는 온실가스로 인해 발생되며 그 중에 큰 비율을 차지하는 부분은 상업용 빌딩이다. 지구온난화와 탄소배출이라는 사회적 논의가 활발한 요즘 빌딩의 관리나 설계면에서도 친환경적인 책임이 요구되고 있다. 따라서 경제적이고 사회적인 이익을 위해 친환경적이며 지속가능한 빌딩이 필요한 실정이다.

 

현재, 상업용 빌딩 내부의 구조는 HVAC , 전력 , 보안 , 조명 , 주차관제 등 여러 가지 통합된 자동제어 시스템 IBS (Intelligent Building System)를 지향하고 있으며, 조명은 상업용 빌딩에서 전력 소비가 전체의 약 25%에 해당되며, 기타 다른 필수적인 비즈니스 시스템보다 많은 전력을 소비하고 있다.

 

이런 전력소비를 줄이기 위한 방법으로 에너지 효율적인 등 기구 교체로는 부족하고 조명제어를 할 수 있는 장비들이 필요하다.

 

에너지 소비를 줄이기 위해서는 단순히 조명의 수를 줄이기 보다는 여러 가지 시스템으로 구성된 최적화된 조명제어가 에너지 비용은 물론 탄소 배출을 줄이며 적절한 시간과 장소에 맞는 조명과 에너지를 공급할 수 있어야 한다.

 

이러한 상황에서 LED 조명은 광변환 효율이 높기 때문에 에너지 소비량이 적어 탄소배출을 절약하는 조명으로 각광받고 있다. LED 조명은 작은 광원이기 때문에 소형화, 박형화, 경량화가 가능하며, 수명이 반영구적이다. 또한 열적, 방전적 발광이 아니기 때문에 여열시간이 필요 없어 점등, 소등속도가 매우 빠르며, 전류에 의한 광출력 제어가 가능하다.

 

뿐만 아니라 안정적인 직류 점등방식을 위한 소비 전력이 적고 고반복, 펄스 동작이 가능하며 시신경의 피로를 감소시킬 수 있다. 인텔리전트 조명 광원인 LED는 반영구적으로 사용할 수 있기 때문에 형광등처럼 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않기 때문에 환경 친화적이다.

 

아울러 디지털조명제어시스템인 DALL도 주목받고 있다. DALL은 기존의 조명 시스템이 가지지 못한 개별 제어의 특징을 가지며 제어기와 DALI Ballast 달리 안정기 간의 표준화된 통신 방식을 채택한다. 기존의 조명 시스템은 전기적인 간섭 때문에 전원과 통신 배선을 할 때 별도로 분리해야 하고 전압 강하

의 단점과 다량의 시간·노력·비용이 소모된다.

 

반면, DALI를 이용한 디지털 조명 제어 기술은 단순함과 유연함을 추구하는 시스템이다. 이 시스템은 저비용의 구성 기기들, 하나의 케이블 안에 전원과 통신을 함께 최소의 배선을 할 수 있으며 각 통신 단자는 무극성이고 동작의 편리성을 각 방 단위로 제어하는 데 초점을 둔다. 현재의 조명 제어는 이러한 목적에 부합해 새로운 디지털 통신의 표준으로 발전됐다.

 

그 동안 많은 전력을 사용해 왔던 조명장치들이 새로운 길을 모색하고 있다. 기존 일반 조명 문제점인 값비싼 전기요금과 짧은 수명으로 인한 관리의 어려움과 높은 유지·관리비용을 해결하고 반영구적인 기대 수명과 일정한 조도유지를 실연해 경제적인 조명 제어로 대체는 빠르게 진행되고 있다.

 

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