한국광기술원이 건물 조명 에너지를 절감할 수 있는 세계 최고 성능의 '실내 차양 자동제어 시스템과 이와 연동하는 광센서 조광제어시스템'을 개발하는 데 성공했다.
개발된 기술은 실내 차양 자동제어를 통해 ▲실내로 유입되어 눈부심을 일으키는 직사광선은 차단하고 ▲눈부심이 없이 확산된 주광 확산 주광 : 직사일광이 없이 청공광(靑空光)과 반사된 빛으로 이루어진 부드러운 빛을 유입시켜 ▲그 양에 따라 실내 LED 조명기구의 밝기를 제어해 조명 에너지를 절감할 수 있다.
특히 이 기술은 온실가스 감축을 위한 제로 에너지 빌딩 건축 단계적 의무화 ▲2020년부터 연 면적 1,000m² 이상 공공건축물 대상 제로 에너지 빌딩 인증 의무화 ▲2025년부터 민간 건축물까지 인증 의무 확대 ▲2030년까지 연 면적 500m²인 공공‧민간 건축물까지 적용 범위를 단계적으로 확대하는 계획 시행에 따른 기술적 요구에 맞춰, 제어 정확도가 96.4%에 이르는 세계 최고 수준의 '실내 차양 자동제어 연동 광센서 조광제어시스템'을 개발했다는 데 의미가 있다.
대부분 노후화되어 에너지 효율성이 낮은 기존 건축물이 정부 정책에 대응하기 위해서는 에너지 진단 솔루션을 통해 각 건축물의 특성에 맞춘 ‘에너지 절감 기술(패시브, 액티브 기술)’ 적용이 필요한 실정이다.
연구팀은 개발시스템의 실증을 위해 전라남도 순천시 별량면 행정복지센터에 설치해 실사용 중이며, 약 13개월간의 실증 연구를 통해 기존 LED 조명 대비 약 21%의 에너지 절감 효과가 있음이 확인되어 관련 결과를 국내 한국조명전기설비학회 춘계 학술대회에 발표했다.
보성군 별량면 행정복지센터 근무자 20명을 대상으로 한 개발시스템 만족도 조사에서도 5점 만점에 3.95점의 매우 높은 만족도를 나타냈으며, 유입되는 주광이나 조명 밝기 제어에 의한 눈부심은 전혀 발생하지 않은 것으로 조사됐다.
별량면 행정복지센터 이태문 면장은 “'실내 차양 자동제어 시스템과 광센서 조광제어시스템 기술'은 실내 차양 높이를 자동으로 조절해 직사일광에 의한 눈부심이 없고 조명기구 밝기가 자동으로 조절되는 것을 느끼지 못할 정도로 자연스러우며 소비전력까지 절감시켜 실사용에 매우 만족한다”라고 소감을 밝혔다.
한국광기술원 스마트조명연구센터 김유신 책임연구원은 “더욱 쾌적한 조명환경 구현이 가능한 사용자 중심의 제어 시스템을 개발하고 고도화해 국내 LED 조명산업이 고부가가치를 실현할 수 있도록 노력하겠다”고 포부를 밝혔다.
연구팀은 후속 연구로 별량면 행정복지센터 적용 기술에 시간(태양 고도) 변화에 따른 외부 환경(주광)의 색온도 변화를 고려해 재실자의 규칙적인 생체리듬을 유지하는 데 도움을 줄 수 있는 ‘외부 환경 반응형 색온도 가변제어 시스템’을 추가로 적용하고, 실증 연구를 통한 근무자의 만족도 평가를 수행할 예정이다.
이와 함께 대표적인 24시간 에너지 소비형 공공건축물인 119안전센터(서울특별시 강서구 소재)를 대상으로 ‘신재생에너지 연동 DC 기반 LED 조명제어 시스템’과 ‘광센서조광제어시스템’을 설치(11월 중 완료)해 에너지 절감 효과 분석 연구를 진행할 예정이다.
한편 해당 기술개발은 한국광기술원(신용진 원장)과 (재)한국건설생활환경시험연구원(주관기관), 한국건설기술연구원, 미래환경플랜건축사사무소, 서울대학교, 한양대학교, 아주대학교, 세종대학교, 한국에너지공단, LX하우시스, 롯데건설 등 총 25개 기관이 산업통상자원부 한국에너지기술평가원의 에너지기술개발사업 '기존 공공건물 에너지 효율 진단 및 리모델링 기술 개발 실증'에 선정되어 총 4년(사업기간 : 2020.07. ~ 2024.06.) 간 국내 기존 공공건물을 대상으로 에너지 절감 기술을 적용하고 성능을 검증하는 실증 연구를 통해 진행됐다.
