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다음 세대부터는 백열전구를 박물관에서만 볼 수 있을지 모른다. 지구 온난화의 여파로 조명세계에서 구조조정될 처지가 됐기 때문이다. 백열전구는 전력을 많이 소모하면서도 5%만 빛으로 전환하고 나머지 95%는 열이나 적외선으로 방출한다.

가장 먼저 백열전구를 퇴출하는 곳은 유럽연합. 유럽연합은 2009년부터 백열전구 사용을 금지하는 법안을 의결했다. 유럽의 환경 전문가들은 이로 인해 유럽의 탄소 배출량이 매년 2500만톤씩 줄어들 것으로 예측했다. 유럽의 뒤를 이어 호주와 미국 캘리포니아주는 2010년, 캐나다 온타리오주는 2012년부터 백열전구 판매를 금지한다.

오래전부터 백열전구는 절전형 형광등에 자리를 내주고 있었다. 절전형 형광등은 백열전구가 소모하는 전력의 33%만으로도 밝은 빛을 내고 수명은 8배나 길다. 백열전구가 사용하던 소켓에 꼽아 바로 사용할 수 있어 대체하기도 쉽다.

그렇다면 2010년에는 절전형 형광등이 1등 조명이 될까? 꼭 그렇지는 않다. 절전형 형광등보다 장점이 많은 LED조명이 등장했기 때문이다.

전기에너지의 40% 빛으로 전환

LED는 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 높다. 현재 기술로는 전기에너지의 40%를 빛으로 전환할 수 있고, 이론적으로는 최대 90%까지도 가능하다. 절전형 형광등은 20%에 불과하다.

또 반도체로 만들기 때문에 크기가 작고 충격에도 강하다. 소형 전자제품은 물론 지속적으로 진동하고 충격을 받는 지하철이나 자동차 같은 차량의 조명으로도 안전하게 사용할 수 있다. 형광등에 들어있는 유해물질인 수은이 없다는 점도 매력이다.

절전형 형광등과 LED조명의 또 다른 차이는 깜빡임이다. 교류 회로를 사용하는 형광등은 전압의 극이 바뀔 때마다 1초에 120번 정도 깜빡인다. 사람은 1초에 30번 이상 깜빡이면 인식하지 못한다. 그러나 눈은 계속된 깜빡임에 피로를 느낀다. 가끔 불이 깜빡인다는 느낌을 받으면 신경이 거슬리고 피곤해지는 이유가 이 때문이다. 그러나 LED조명은 직류 방식으로 깜빡임 현상이 전혀 없어 눈의 피로가 적다.

사진을 찍어보면 두 조명의 차이를 확실히 알 수 있다. 카메라는 짧은 시간 동안 셔터를 열고 빛을 받아들여 사진을 찍는다. LED조명은 지속적으로 빛을 내기 때문에 문제가 없다. 하지만 형광등 아래에서 사진을 찍으면 종종 어둡게 나온다. 형광등은 120분의 1초마다 켜졌다 꺼지기를 반복하기 때문에 셔터를 60분의 1초 동안 열어도 120분의 1초 동안의 빛만 들어오기 때문이다.

나도 반도체라구!

반도체 소자를 사용하기 때문에 갖게 된 LED조명만의 장점도 있다. LED조명은 감성조명으로 활용할 수 있다.

LED조명은 하나의 전자 회로이기 때문에 컴퓨터로 조작해 쉽고 빠르게 1700만개 이상의 다양한 색을 표현할 수 있다.

또 밝으면서도 정확하고 빠르게 깜빡일 수 있어 광섬유 없이 광신호를 주고받는 무선 광통신에 응용할 수 있다. 한국광기술원은 LED조명에 통신 신호를 추가해 조명과 통신의 역할을 동시에 수행하는 ‘가시광 통신 조명시스템’을 개발 중이다.

LED조명이 절전형 형광등을 앞지를 수 있는 가장 큰 힘은 발전속도가 매우 빠르다는 점이다. 작년만 해도 LED조명은 실내조명으로 사용할 수 없었다. LED조명이 형광등보다 어두웠기 때문이다. 그러나 지금은 형광등보다 밝은 LED조명이 등장해 실내조명으로 쓰이고 있다.

LED조명을 사용하려면 교류 전류를 직류로 바꿔주는 컨버터 장치가 필요하다는 점도 문제였다. 하지만 올해 초 백열전구가 쓰던 교류 전원 소켓에 꽂아 바로 켤 수 있는 LED조명이 개발됐다. 가격도 낮고 기존의 백열전구나 절전형 형광등을 대체해 쉽게 사용할 수 있다.

이제 LED조명에 남은 문제는 열이다. 전기에너지를 빛과 열로 방출하는 LED조명은 반도체의 특성상 열에 약하다. 하지만 이 단점도 LED소자가 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율을 높이는 기술이 개발되면 발생하는 열은 상대적으로 낮아지기 때문에 극복할 수 있다.

신호등, 노트북, 자동차, 전광판 속 LED

사실 LED조명은 이미 우리 주변에 자리잡고 있다. 멀리서도 잘 보여야 하는 신호등은 2006년부터 LED조명으로 대체되기 시작해 2010년에는 전량이 교체된다. 휴대전화나 노트북에 들어가는 소형 조명, 자동차의 브레이크등과 방향등도 모두 LED다.

2002년 월드컵 때 붉은 물결을 불러 모은 시청 앞 전광판도, 서울 상암동 월드컵경기장의 전광판도 LED조명을 사용했다.

LED조명의 미래는 밝다. 형광등이나 LED조명 같은 광원을 구입해 조명기구를 만드는 유럽 줌토벨(zumtobel)사는 5년 안에 세계 조명의 75%가 LED조명으로 바뀔 것이라고 전망했다.

한국에서도 LED조명의 점유율은 높아질 전망이다. 산업자원부 기술표준원에서는 2010년까지 LED조명에 대한 15종의 국가표준(KS)을 제정하고, 2015년까지 국내 조명의 30% 이상을 LED조명으로 대체하는 ‘LED 조명 보급 프로젝트’를 추진해 연간 1조4000억원의 전기에너지를 절약할 예정이다.

환경 문제를 해결하고 감성조명시대를 열며 급부상하는 LED조명. LED조명이 1등 조명으로 자리매김할 날이 멀지 않았다.