동일본대지진 이후 에너지절약 성능이 높은 LED 조명이 빠른 속도로 보급되고 있다. LED 전구나 다운라이트, 베이스라이트, 실링라이트 등 제품의 종류도 다양해지고 연색성 등 성능도 크게 향상됐다. 또 가격도 저하되어 보급 속도가 빨라지고 있다. 여기서는 LED 조명의 보급 상황과 과제는 무엇인지에 대해 정리했다.

LED 조명의 보급 상황

LED 조명의 보급이 빠르게 진행되고 있는데, 실태는 어떨까?

관계자에 따르면, 일본에서의 판매량 등의 정확한 통계 데이터는 없다고 한다. LED 조명은 지금까지의 백열등이나 형광등과는 달리 반도체의 성질을 이용한 제품이다. 그만큼 지금까지의 조명기구 메이커 이외의 분야나 해외에서의 신규 참여도 적지 않다. 때문에 수입 제품이나 벤처기업의 제품 출하 수를 파악하기 어렵다는 것이다. 

하지만 일본에서 유통하는 조명기구를 제조하는 주요 메이커가 회원으로 구성된 (사)일본조명기구공업회에서는, 회원 기업의 생산 출하 수량·출하 금액을 공표하고 있다. 이 데이터를 보고 출하 대수의 증감 등 대부분의 경향을 알 수 있다. 

표 1은 공표되어 있는 출하 대수인데, 이 표에 의하면 2011년 LED 기구는 3배 가까운 신장세를 보였다. 

▲ 표 1. 2011년도 (사)일본조명기구공업회 출하 대수(자주통계)

경제산업성에서 LED 전구의 출하 통계를 정리한 자료가 있다(그림 1 참조). 이것을 보면 백열등, 전구형 형광관과 비교하여 2009년 이후 LED 전구가 크게 증가한 것으로 해석된다. 

▲ 그림 1. 일반 전구류의 일본 시장 동향(출처 : 경제산업성)

신설되는 조명의 대다수는 LED 조명으로 대체된 느낌도 있다. 또 기설 조명기구에서도 LED 전구를 설치하는 것이 일반화됐다. 

그러면, LED 조명 시장은 앞으로 어떻게 될까? 말할 필요도 없이 시장이 커지는 것은 분명한 사실이다. 백열등이나 전구형 형광등이 설치되어 있는 소켓도 아직 많다. 선행하여 일반 가정으로 보급하는 LED 전구도 아직은 도입될 여지가 충분히 남아 있다. 베이스라이트인 LED 조명이나 LED 실링라이트는 효율 향상이나 가격 저하도 급속하게 진행되고 있다. 지금부터 본격적인 도입이 진행될 것으로 예상된다. 

2010년 6월에 각의 결정된 일본의 ‘신성장전략’에 의하면 LED 조명이나 유기EL 조명 등의 고효율 차세대 조명을, 2020년까지 판매하고 있는 모든 조명에, 또 2030년까지는 사용되는 조명의 모든 것을 LED로 교체하는 것이 목표다. 이것은 현재 급속하게 보급되는 트렌드가 앞으로도 계속되는 것을 의미하고 있다. 

실제로 조명 메이커의 카탈로그를 보면 다운라이트의 대부분이 실링라이트나 펜던트 등의 조명기구에도 이미 대다수 LED로 전환됐다. 게다가 어느 상품이든 저가격화가 진행되고, 어느 정도의 빈도로 이용하여 단기간에 회수할 수 있도록 비용이 설정되어 도입 문턱이 낮아졌다. 

또 2012년 7월에 각의 결정된 ‘일본재생전략’에서는 2020년까지 공적 설비·시설의 LED 등 차세대 고효율 조명의 도입률 100% 달성 방침을 나타내고 있다. 관공청에서도 앞으로 도입이 촉진될 것이다. 

LED 조명의 장점을 살린 오피스 수요

LED 조명의 장점 중 하나는 기존 광원 조명과 비교하여 에너지 절약성이 높다는 것이다. 여름철과 겨울철 전력 사용 피크 시에는 전력 수요가 피크에 달해 전기요금이 올라가므로 에너지 절약 성능은 점점 중요해지고 있다. 또 수명이 길고 고도의 조광·색온도 등의 제어도 하기 쉽다. 고령화 사회를 맞이해 전구를 교환할 필요가 없고, 최적의 조명 환경으로 조절할 수 있는 최적의 주택용 조명으로 기대를 모으고 있다. 

LED 조명의 이점을 보다 유용하게 발휘할 수 있는 장소는 에너지 절약이 강하게 요구되는 사무실이나 공장을 비롯해 옥외, 체육관 등 조명 기구의 전구 교환이 어려운 높은 천장 등도 있다. 

특히 장시간 점등하고, 또 대수도 많은 사무실에서는 아직 도입이 추진되고 있지 않지만 앞으로 증가할 것이다. 

무엇보다 앞으로 계속해서 시장이 확대될지 어떨지에 대해 업계에서는 반드시 낙관적이지만은 않다. 첫 번째는 현재의 LED 조명의 급속한 보급에는 일본이 원자력발전 사고와 그에 따른 전력 부족이라는 문제에 직면한 것에 따른 조기 집행의 교체 도입이라는 측면이 강하다는 점이다. 

즉 기존 조명을 대체하기 위한 것이지 원래의 LED 조명의 특성을 살리면서 시장이 형성된 것은 아니라는 것이다. 두 번째는 장수명이기 때문에 한번 설치하면 전구를 교환할 수요가 없어 시장 규모가 축소되는 결과도 예상된다. 앞으로는 기술이 발전하여 LED 조명의 특성을 십분 살린 제품을 개발함으로써 도입 의사를 환기시키는 등의 모색이 필요하다. 

과제는 소비자에의 정보 제공

LED 조명이 순조롭게 보급되고 있지만, 해결해야 할 과제는 몇 가지 있다. 연색성이나 용도 범위가 좁은 제품 자체의 문제는 기술이 개발됨에 따라 해결되고 있다. 

한편 소비자의 LED 조명 자체에 대한 이해는 한창 뒤떨어져 있다. 관계자에 따르면, 소비자에게 ‘올바른 사용법, 올바른 제품 선정법’에 관한 정보 제공이 아직 충분치 않다고 한다. 

예를 들면, 성능 표시를 어디 정도까지 이해하고 있냐 하는 점이다. 일반적으로 점광원인 LED 조명은 특정 방향에 강한 조사 성능을 가진 특성이 있다. LED 조명기구의 바로 아래는 밝지만 주위는 어둡다. 최근에 광배광형이 등장하기는 했지만 가격이 높은 편이다. 

이런 점에서 기존의 백열전구나 전구형 형광등과 달리 밝기를 광속(lm, 루멘)으로 표시하고, 참고적으로 전구의 W 상당의 수치를 표시하고 있다. 광속은 광원에서 발하는 빛의 양 전체를 나타내는 단위이므로 기술자라면 쉽게 이해할 수 있다. 그러나 일반 소비자는 그 단위를 알지 못하는 경우도 있고, 표시나 특성은 더 이해하기 힘들다. 

연색성에 대한 이해도 아직은 부족하다. 초기의 LED 조명은 연색성이 문제였다. LED의 광원은 백열전구나 형광등의 빛과 다른 빛의 특성(분광분포)을 갖기 때문이다(그림 2 참조). 

▲ 그림 2. LED 전구와 백열전구의 분광 분포 차이

그 결과, 사과의 붉은 색이나 사람의 피부색이 자연광이나 기존 광원의 조명기구와 비교해 선명하지 않는 경우가 있었다. 최근에는 이 문제를 개선한 높은 연색성을 갖는 제품이 등장하고 있다. 그러나 연색성이 높은 기구는 가격을 무시할 수 없으므로 가격만으로 제품을 선정하면 기대하는 연색성을 얻을 수 없다. 또 같은 W수의 기구로 연색성이 개선되면 효율이 떨어지는 경향이 있기 때문에 이 점도 고려해야 한다. 

마찬가지로 LED 조명 특유의 눈부심(글레어)에도 대응해야 한다. 글레어에 신경을 써야 하는 장소인지, 어느 정도 허용되는 장소인지에 따라 제품 선택 기준이 달라진다. 도광판 등을 잘 사용하여 LED의 글레어나 알알이 분산되는 느낌을 전혀 느끼지 못하도록 하는 조명기구도 등장하고 있다. 이와 같은 기구를 효과적으로 이용하는 것도 필요하다. 

메이커들도 보다 높은 성능의 LED 조명 개발을 진행하고 있어 소비자들이 안심하고 선택할 수 있도록 노력하고 있다. 

소비자의 안전과 안심에 대한 이해

소비자에 대한 정보 제공과는 별도로 제품 자체의 안전도를 높여 안심하고 사용할 수 있는 구조도 정비되고 있다. 

우선 전기용품안전법의 대상으로 지정되어 안전성을 확실히 확인할 수 있게 됐다. 2012년 7월 1일부터 LED 램프, LED 조명기구로서 국가가 정하는 기준에 적합한 제품에는 PSE 마크를 붙이도록 의무화하고 있다(그림 3 참조). 단, 직관형 LED 램프 등 PSE 마크의 대상에서 제외된 제품도 있다. 

▲ 그림 3. PSE 마크

또 일본 정부는 LED 조명의 밝기에 대해서, 인정기관을 만드는 방안을 검토하고 있다. 미국 에너지성이 여러 점의 LED 조명의 발광효율(lm/W)을 측정한 결과, 실측값과 표시값에 큰 차이가 있었다는 데이터가 있다. 반면 형광등을 측정, 비교한 결과 표시값은 정확했다. 같은 테스트를 (사)일본전구공업회에서 실시하고 있는데, 역시 일부 제품은 차이를 보였다. 경제산업성에서는 LED 조명 자체의 측광이 어려운 데다가 신규 참가자가 증가한 것을 원으로 지적하고 있다. 

인정제도가 실시되면 인정기관에서 인정한 측정값만이 밝기의 지표가 인정받아 카탈로그에 기재된다. 또 에너지절약법의 톱러너 제도를 LED 전구 등의 조명에 적용하는 방향으로 검토가 진행하고 있다. 이것 역시 인정기관이 설립되면 인정을 받아야 하는 것이 조건이 될 것으로 보인다. 

직관형 LED 램프의 선택은 신중하게

고객으로부터 사무실의 베이스라이트를 LED 조명으로 교체하고 싶다는 상담을 받은 전기공사 회사로서는 판단하기 어려울 수 있다. 

신축공사나 대규모 리폼 공사의 경우, LED 일체형 베이스라이트가 적합하겠지만, 기설 조명기구를 LED 조명으로 교체하는 경우에 기설 조명기구에 직관형 LED 램프를 설치하는 것을 희망하는 고객이 있을 것이다. 

기설 형광등 기구와 동일한 꼭지쇠(소켓에 끼우는 금속 부분)로 급전하는 직관형 LED 램프는 안전상의 우려가 지적되고 있다. 예를 들면, 도쿄도에서는 직관형 LED 램프의 설치 방법을 조사하여 조합 시험으로 불량을 확인했고, 그 결과를 토대로 주의를 환기하고 있다. 이미 꼭지쇠 부분이 경년열화하고 있기 때문에 직관형 LED 램프가 무거워서 떨어질 위험이 있고, 기구와 LED 램프의 상성에 따라서는 발열이나 감전으로 이어지는 경우도 있다. 기설 형광등 조명기구에 직관형 램프를 설치할 때의 전기안전법 기술기준과의 적합과 우려 사항에 대해서는 (사)일본조명기구공업회가 표 2와 같이 정리했으니 참고하기 바란다. 

직관형 LED 램프를 사용할 때, 일반적으로는 기설 조명기구에, LED 전용 꼭지쇠의 LED 램프로 교환하는 방법이다. (사)일본전구공업회가 책정한 규격으로서, JEL801와 JEL802 형식이 있으며, 이와 같은 표준화된 규격이라면 기술적으로 안심할 수 있다. 독자적인 꼭지쇠를 사용하는 메이커도 있지만, 메이커마다 꼭지쇠가 다르면 향후 생산 중지가 될 가능성도 있다. 때문에 신뢰할 수 있는 규격이나 실적이 있는 메이커 등을 하나의 지표로서 생각할 수 있을 것이다. 

▲ 표 2. 직관형 LED 램프의 전기용품안전법 기술기준의 적합과 기설 형광등 조명기구에 설치할 때의 주의사항 ((사)일본조명공업회)

폐기물로서의 LED 조명

또 형광등의 경우는 미량이지만 수은이 포함되어 있기 때문에 회수해 처분하는 것이 일반적이다. 하지만 LED 조명은 유해물질이 전혀 없기 때문에 형광등에 비해 폐기물을 처분하는 것이 용이하다. 제품의 수명이 긴 만큼 아직 LED 조명의 폐기에 대한 사례는 별로 없지만, 고객의 문의에 대비해 알아둘 필요가 있다. 

산업으로서의 LED 조명

그림 4는 경제산업성이 나타내는 ‘LED 조명의 등장에 따른 조명산업의 구조 변화’이다. 

여기서 명확히 나타낸 것은 산업의 가치가 ‘엔드유저에게 밝은 빛을 제공’에서 ‘엔드유저를 위한 조명 솔루션의 실현’으로 진화하고 있다. 전기공사 회사가 서비스를 제공하는 중요한 입장으로 나타내고 있다고 말할 수 있을 것이다. LED 조명을 계기로 각 사에서는 미리 어떤 제안을 할 것인지를 생각해 두어야 한다.

▲ 그림 4. LED 조명의 등장으로 인한 조명 산업의 구조 변화(출처 : 경제산업성)

편집부

本 記事는 日本 OHM社가 發行하는  「電氣と工事」 誌와의 著作權協約에 依據하여 提供받은 資料입니다.