여러분,
미국 에너지 자립의 중요한 요소 중 하나는 조명에 사용되는 에너지 사용량을 줄이는 것입니다. 백열등은 당시에는 역사상 가장 위대한 발명품 중 하나였지만 에너지 효율이 매우 낮습니다. 연구에 따르면 전체 전기의 19%가 전기 조명에 사용된다고 합니다. 백열등에 사용되는 에너지의 최대 90%는 실제로 빛이 아닌 열을 발생시킵니다. 따뜻한 기후에서는 사무실과 집을 시원하게 유지하기 위해 더 많은 에어컨이 필요할 수 있기 때문에 이러한 추가 열은 더 많은 전기 사용량을 초래할 수 있습니다.
LED 조명은 이러한 에너지 문제를 해결하는 데 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다. 백열등의 와트당 15루멘에 비해 LED 조명은 와트당 약 100루멘의 전기 에너지를 생산합니다. 에너지 효율이 6배 이상 높다는 장점뿐만 아니라 수명이 백열등의 1,000시간의 30배인 약 30,000시간 동안 지속된다는 점도 LED의 강점입니다.
단점은 현재 LED 조명이 더 비싸고 LED의 빛은 방향성이 있기 때문에 전구 설계가 어려운 과제였다는 점입니다(이 문제는 상당히 잘 해결되었습니다). 그림 1을 참조하세요. 또한 많은 사람들이 LED의 청백색 빛이 다소 거칠다고 생각합니다.
그림 1. LED의 빛은 방향성이 매우 강하지만, 이와 같은 디자인은 표준 백열등의 전방향성 빛을 그대로 재현합니다.
LED 조명의 가격이 빠르게 하락하고 있으며 다양한 색온도로 LED를 구매할 수 있게 되어 더욱 만족스러운 백색광 색상을 만드는 것은 시간 문제일 뿐입니다. 이러한 LED 조명에 대한 문제는 이미 충분히 논의되었습니다.
백색광 LED는 존재하지 않습니다. 백색광을 생성하기 위해 그림 2와 같이 빨간색, 녹색, 파란색 LED를 함께 사용하는 경우가 많습니다.
그림 2. 백색광을 생성하기 위해 빨간색, 녹색, 파란색 LED의 빛이 혼합되는 경우가 많습니다.
이러한 단색 LED는 알루미늄 갈륨 인화 인듐, 인듐 갈륨 질화물 및 기타 인듐 또는 갈륨 반도체 화합물과 같은 반도체 재료에 인듐과 갈륨을 통합하여 빛을 생성합니다.
적색, 녹색, 청색 LED 중에서 청색 LED는 생산하기가 가장 어려웠으며, 많은 사람들이 불가능할 것이라고 생각했습니다. 청색 LED가 없으면 효율적인 LED 백색광을 만드는 것은 어려운 일이었기 때문입니다. 하지만 1990년대 초에 나카무라 슈지, 아카사키 이사무, 아마노 히로시의 연구로 고효율 청색광 LED를 구현할 수 있었습니다. 이 연구로 이들은 "밝고 에너지 절약형 백색 광원을 가능하게 한 효율적인 청색 발광 다이오드를 발명한 공로"로 2014년 노벨 물리학상을 수상했습니다.
따라서 LED 조명 혁명이 펼쳐지는 과정을 지켜보면서 갈륨과 인듐이 하루를 조금 더 밝게 만드는 동시에 엄청난 양의 에너지를 절약하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 기억하세요.
건배,
론 박사
