-장우진 서울과학기술대학교 교수-
우리나라는 현재 교류시스템을 사용하고 있으며 전력거래소 통계에 따르면 2010년 총 발전설비용량이 약 7700만kW가 된다. 이 중에서 약 20%를 조명에 사용하고 있으며 만약 조명부문에서 20%정도의 에너지를 절감할 수 있다면 7700만kW× 20%× 20%=308만kW의 발전설비용량을 줄일 수 있는 것으로 계산된다. 원전 1기당 발전용량이 대부분 100만kW임을 생각하면 약 3기 정도의 발전소 건설을 회피할 수 있는 양이 된다. 1회성에 그치는 발전소 건설회피와는 달리 매년 발생하는 전기요금 절감을 생각하면 2010년 전력거래량이 약 44만GWh로서 44만GWh× 20%× 20%× 100원/kWh=1조7600억 원의 액수가 된다. 조명부문에서 20%의 에너지 절감은 고효율 기기를 사용(백열전구를 전구식 형광램프 또는 LED 램프로 교체, 저효율 직관형광램프 + 자기식 안정기 시스템을 고효율 직관형광램프 + 전자식 안정기 시스템으로 교체, 저조도 반사갓을 고조도 반사갓으로 교체)하거나, 오차가 적은 설계 및 표준화 설계로 적정 조명설비를 갖추고, 여기에 더하여 적절한 자동조명제어(재실자 검지, 시간대 별 공간사용에 의한 자동 점소등, 창측 또는 공간사용 용도에 따른 조광제어)를 실시하면 충분히 절감할 수 있는 목표가 된다.
최근 LED 램프의 보급과 더불어 직류배전이 논의되고 있다. 현재 LED 램프를 점등하기 위하여 상용 220V 교류를 적정한 전압의 직류로 변환하여야 하는데, 이때 변환장치의 효율에 따라 전력손실의 다소가 결정된다. LED 램프의 사용 목적 중의 하나가 고효율임을 감안할 때 가능한 손실이 적은 것이 바람직하다. 또한, 우리가 일상에서 사용하는 가전제품의 다수(TV 오디오 컴퓨터 게임기 등)는 내부에 반도체 부품을 사용하고 있으며 이 부품들 구동에는 직류가 사용된다. 이들 가전제품도 LED 램프와 마찬가지로 상용 교류 전원을 직류로 변환하여 사용하고 있으며 이때 변환장치에 의한 손실이 발생하게 된다. 이와 같이 여러 가지의 전기·전자 제품의 작동에 직류가 필요하며 이들을 건전지나 축전지로 전원을 공급하지 않는 이상은 교류를 직류로 변환하여 구동시켜야 하고 변환장치의 손실은 피할 수 없는 것이 된다.
현재 환경을 고려하여 지속가능 에너지원을 개발하고 있으며, 그중에 태양전지 패널을 사용한 태양광 발전과 수소 기체를 사용하는 연료전지가 주목받고 있다. 태양전지 패널과 연료전지에서 발생되는 전기는 직류로서 패널 또는 전지 셀의 조합갯수에 따라 전압을 조절할 수 있다. 이와 함께 연구되고 있는 것이 옥내 직류 배전이다. 배전 계통을 전력회사에서 공급되는 상용 교류전원 공급선과 태양전지 패널이나 연료전지 등의 자가발전에서 공급되는 직류전원 공급선 두 가지를 설치하여 전기전자 기기가 필요에 따라 공급선로를 선택하여 교류를 공급받거나 직류를 직접 공급받는 것이다. 이와 같은 경우 직류를 사용하는 기기 들은 교류를 직류로 변환하는 장치가 없거나 또는 전류를 제한하는 간단한 장치를 부가하여 사용할 수 있으므로 변환장치의 손실을 줄이면서 동시에 기기의 효율을 높일 수 있다. 이에 앞서 직류를 사용하는 기기들의 전압 표준화가 선행되어야 하겠지만 일단 이것이 실행된다면 전력손실을 크게 줄일 수 있는 방법이 된다.
멀지않은 미래에 LED 램프의 보급이 늘어나면-현재 2060 프로젝트, 즉, 2020년까지 조명의 60%를 LED 램프가 담당하는 것으로 계획하고 있다- 직류를 사용하는 전기전자 장치 중 LED 램프가 대표적인 것이 될 것이고 현재 사무건물에서는 전체 전력 중 30~50%를 조명에 사용하고 있다. 직류배전의 필요성을 증대시키는 요인이 될 것이다. 에디슨의 백열전구에 의해 전기의 산업화가 시작되었고 그가 바랐던 직류배전이 LED 램프의 수요증대에 의해 현대에 다시 논의가 되고 있다는 점에서 전기와 조명은 인연이 깊은 것 같다.
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