태양 에너지를 이용해 사인의 조명이 반짝이는 시대가 초래했다. 결코 남의 일이 아니다. LED가 지금처럼 이렇게 상용화할줄 누가 알았겠는가? 국가 기반 사업에만 적용했던 태양열 에너지가 옥외광고 시장에도 수문을 열었다. 이렇듯 사인 업계에 대체 에너지원이 등장했고 그 배경은 괜한 것이 아닐 것이다. 2008년도 대한민국 주요 정책 중 하나가 에너지 절감이라는 것만 봐도 느낄 수 있다. 태양 에너지, 그리고 이를 이용한 사인, 관심을 갖기에 충분하다.
글, 사진: 서정운
이미 오래전부터 태양열을 이용한 사인 연구, 개발 대한민국 옥외광고시장의 광원 시장 현 주소는 형광등이 가장 많은 비율을 차지하고 있지만 낮은 전력소비와 친환경적 그리고 빛으로 디자인을 무한하게 표현할 수 있다는 LED가 차세대 주자로 떠오르고 있다. 정부에서도 LED를 권장하는 이유는 장기적인 경제성과 친환경적이라는 두 가지 요인으로 좁힐 수 있다. 불과 2~3년 만에 놀라울 만큼 성장해버린 LED는 머지않아 국민광원으로까지 거듭날 것으로 예상을 하게 만든다. 그러나 LED가 기존 광원에 비해 장기적인 경제성과 친환경성이 높은 것이지 이 두 가지 요건를 완벽하게 충족시키는 광원은 아니라는 점을 간과해선 안 될 것이다. 특정 전문가에 국한한 것이 아니라 우리 모두는 대체 에너지에 관심을 보일 시대에 살고 있다. 오래전 초등학교 교과서에나 잠시 스쳐보았던 풍력발전, 원자력발전, 태양력발전이 더 이상 교과서에나 묻혀버릴 얘기가 아니다. 20여 전 꿈 같이 느껴졌던 화상 전화가 이젠 더 이상 신기하지도 않은 물건이 돼버린 것처럼 몇 십 년 후에는 대체 에너지만으로 세상이 돌아갈 수도 있기 때문이다. 현재 태양열에너지는 대체 에너지 중에선 가장 활발하게 사용하고 있는데 건축 시장에서는 태양열 주택이 머지않아 트랜드가 될 것이라는 견해를 보이기도 했다. 태양열에너지는 무한정한 미래 에너지 확보와 산업구조 전환에 필수적이며 지속가능한 에너지로 기존 에너지생산을 대체함은 물론 환경문제도 해결해 인류가 풍요롭고 쾌적한 삶을 영위하기에 필요한 미래 산업분야다. 옥외광고 산업에서도 태양열을 활용하려는 움직임을 오래전부터 보여 왔지만 시대적 여건에 맞지 않아 묻혀버린 상태였는데 에너지 절감이라는 이유로 LED가 부상하고 있고, 2008년도 국가 정책 중 하나가 에너지 절감이라는 조류를 타 최근 들어 몇몇 업체에서 태양열을 이용한 사인을 수면위로 내보이기 시작했다. 솔라시스템을 위한 대규모 공장을 세울 업체도 생겨나 백 라이트 시스템을 바탕으로 아크릴과 크리스탈 제품을 생산하는 (주)인터스피아에서는 몇 해 전 태양열에너지를 이용한 블록사인을 연구, 개발했는데 차세대 사인시장을 열어가겠다는 일념아래 꾸준히 블록사인의 보완점을 연구, 수정해 최근 상용화할 계획을 두고 있다. (주)인터스피아 김대용 대표는 “원자력발전소로 유명한 경북 울진은 친환경엑스포를 몇 해 전부터 개최하는 등 친환경적인 지역으로 각광받고 있는데 이러한 산업기반 환경을 힘입어 오는 2008년 4월에 태양열에너지를 이용한 사인을 제작할 대규모 공장을 설립할 예정이다. 태양열에너지를 활용한 사인 산업은 미개척분야이기 때문에 진행에 다소 무리수가 따를 수 있겠지만 이미 기술적, 실용성 등에 대한 준비를 모두 마쳤고 산자부 산하 기관인 에너지관리공단으로부터 지원도 큰 변수가 없는 한 가능할 것이다”라고 말한다. 김 대표는 말하는 태양열 사인의 적용 분야를 살펴보면 사인뿐만 아니라 버스정류장, 공원, 등산로, 전봇대, 가로등, 호텔, 행사장 등에 적용해 경관조명으로도 그 범위가 상당하다. 태양에너지를 활용한 사인의 시스템 구조를 살펴보면 크게 셀과 축전지로 구성한 솔라 시스템과 솔라 시스템에서 나오는 에너지를 빛으로 전환시켜줄 수 있는 광원으로 나눌 수 있다. (주)인터스피아 한정호 대리는 “솔라시스템은 태양열이나 인공광에서 나오는 에너지를 축적시키고 축전한 에너지를 빛을 낼 수 있는 광원으로 보내주는 구실을 하는 것이지 자체적으로 빛을 발광하는 것은 아니다. 이 때 광원은 형광등부터 LED까지 종류에 구애받지 않고 다양하게 사용할 수 있는데 그 중 디자인을 표현하기 쉽고 가장 에너지 효율이 뛰어나기 때문에 LED를 광원으로 사용하고 있다. 앞으로 더 낳은 광원이 개발된다면 그것을 적용한다고 보면 된다”라고 말한다. 솔라시스템을 구성하고 있는 셀은 어렵지 않게 볼 수 있는 태양열주택의 지붕위에 설치된 대형 장판 같은 것을 말하고 축전지는 태양열이나 인공광을 모아두는 집이라고 보면 된다. 더 구체적으로 말하자면 태양력 발전시설의 구성은 태양열을 직접 받아 모으는 솔라셀로 구성된 집진판(솔라모듈)과 모아진 전기를 계속적으로 저장하고 감시하는 기능을 수행하는 전자식 배터리 충전기(축전지) 등으로 구성한다. 솔라모듈은 더 구체적으로 말하자면 솔라셀이 모여 연결되고 환경에 견딜 수 있도록 조립된 것으로 전류는 대체로 16~18볼트 전압을 가지며 성능은 조립된 솔라셀의 숫자와 각도에 따라 차이가 있다. 상용화한 솔라셀 모델은 크게 3가지로 구분할 수 있는데 20년 이상 오랜 내구성을 띠었으며 높은 성능을 갖춘 모노크리스탈식 솔라셀과 비용절감형으로 모노크리스탈식 솔라셀과 유사한 성능을 갖춘 폴리크리스탈식 솔라셀 그리고 내구성이 약 5~6년 정도로 성능이 다소 뒤떨어지는 아모프 솔라셀이 있다. 태양열 1시간 충전에 일주일 사용 모노크리스탈식으로 된 모듈은 예컨데 55W 급 출력을 가지며 표시는 Wp로 표시한다 (Wp= W - 최대출력). 이는 태양빛이 있을 때 최대발전 능력을 말한다. 날씨가 흐릴 때는 출력이 떨어지지만 일기가 나쁠 때도 전력을 생산한다. 솔라모듈의 수명은 현재까지 약 20년 이상이다. 솔라모듈에 의해 생산된 전력은 전기제어기를 통하여 배터리에 저장된다. 솔라모듈은 반드시 전압 조정기가 필요한데 전자식 배터리 조정기는 배터리를 최적으로 충전하고 과전압이나 과부족으로부터 보호한다. 충전기의 수명에 이러한 전자조정기가 큰 영향을 준다. 배터리는 저장고로서 무엇보다 태양력발전기용으로 특별히 개발된 충전기(accumulator)를 사용한다. 자동차 배터리를 적용할 수도 있으나 지속적인 충전과 사용을 통해 급속히 성능을 잃고 사용할 수 없게 된다. (주)인터스피아의 솔라블록의 경우 독일 지멘스사의 셀을 사용하고 있으며 태양열이나 인공광을 30분에서 1시간 정도 받으면 약 70시간을 사용할 수 있다. 일반적으로 조명을 탑재한 사인을 사용하는 경우 하루에 10시간 정도 야간에만 사용하기 때문에 솔라블록의 경우 1시간 충전으로 일주일 동안 사용할 수 있다. 김 대표는 “솔라블록의 메리트는 전기를 일체 사용하지 않고 태양열이나 인공광으로부터 빛 에너지를 받아 구동한다는 점이다. 이때 밝기는 광원의 성능에 의해 좌우하는데 주로 사용하는 LED로 예를 들면 LED의 품질에 따라 밝기가 달라지는 것이다. 여기서 LED는 단순히 태양에너지를 빛으로 전환해주는 매개체의 구실을 하는 것뿐이다”라며 “솔라블록의 특징은 빛 센서가 탑재해 있어 어둠을 감지하면 자동으로 점등한다는 것이다. 그리고 조명에 아크릴과 실사출력을 통해 상징하는 마크나 이미지를 나타낼 수 있고 다양한 컬러와 형태로 주문 제작이 가능해 친환경적이고 경제적일뿐만 아니라 디자인 심미성도 높다”라고 언급했다. 현재 솔라블록은 특허제품으로써 독창적인 제품 이미지를 연출할 수 있다. 태양광뿐만 아니라 인공광에서 받는 에너지까지 이용해 주?야간 모두 효율성 뛰어나 (주)엘씨디싸인에서도 태양열과 인공광을 이용해 사인, P.O.P 등을 몇 해 전부터 제작해 왔고 축적한 기술과 노하우로 국내에서 나아가 현재 미국, 일본, 프랑스, 벨기에, 이탈리아 등 세계적으로 수출에 박차를 가하고 있다. (주)엘씨디싸인 민병기 대표는 “과거에는 전기유입 없이 제품이 발광한다는 사실에 신기해하며 많은 호기심을 불러일으켰는데 한 두 해 전부터는 호기심에서 나아가 그 기술력을 인정받아 수요가 상당하다. 그러나 현재까지는 P.O.P., 인테리어, 액자 등 실내용 사인에 국한해서 사용하고 있다. 물론 외부용으로 시도를 해보지 않은 것은 아니다. LCD사인패널을 외부용 사인으로 적용하기 위해 지속적인 연구를 하고 있다. 인위적인 문제점이 아니라 기온, 풍압, 비와 눈, 자외선 등 자연현상에 최적화할 수 있는 제품을 만들기 위한 연구다. 그러나 쉽지 않아 아직까지 상용화하지 못하고 있다”라고 말한다. 그러나 앞서 언급했듯이 국가 정책 사업 중 하나가 에너지절감이다. 그렇다면 태양에너지나 인공광을 이용한 사인이 그 기술력만 뒷받침 한다면 지금까지 나왔던 그 어떤 전기를 이용한 광원보다 에너지절감이나 친환경적인 성격이 뛰어날 것은 틀림없다. 민 대표는 “태양광과 인공광을 이용한 제품이 그 밝기만 개선한다면 상당한 제품이 될 것이다. 그러나 그 밝기 문제가 상당히 까다롭다. LCD사인패널의 핵심 부품인 편광필름의 자체 색상이 어둡기 때문에 이미지가 그만큼 어두워지는 것은 어쩔 수 없다. 편광필름의 경우 자본력을 갖춘 일부 대기업에서 생산하는 소재이기 때문에 독자적인 개선은 어렵다. 그래서 완제품 커버의 빛 투과율을 최대로 높이는 등 부수적으로 밝기를 개선시키기 위한 노력을 했다”라면서 “최근에는 점멸기능에서 나아가 이미지에 부분적으로 움직임을 넣어주는 기술을 개발했다”고 언급했다. 낮 시간에 조명을 사용하는 외부사인은 거의 없다. 낮에 조명을 사용하면 기능 대비 효율성이 떨어질뿐더러 오히려 역효과가 날수도 있다. 그렇다면 여기서 노련하게 짚고 넘어가야 할 맹점이 있다. 외부사인으로 적합한 LCDsign패널 등 태양에너지를 이용한 사인이 개발되고 야간 효율성뿐만 아니라 주간 효과도 노릴 수 있을 뿐더러 에너지절감과 친환경성까지 일석다조라는 것이다. 민 대표는 “태양에너지 사인을 외부사인으로 주간에 적용한다면 효과가 뛰어날 것이다. 주간 동안만 운영하는 업체에는 적격일 수도 있다. 그러나 야간에 적용한다 해도 큰 무리는 없을 것이다. 야간에는 타 업체에서 뿜어져 나오는 빛과 도시의 경관조명에서 나오는 빛 등 인공광을 받아 운용할 수 있기 때문이다”라고 말한다. 아직까지 선진국에 비해 국내 태양열에너지이용은 산업화 여건과 지원제도 미흡 그리고 태양열에너지에 대한 국민의식 부족 등으로 성장할 수 있는 사업 환경이 취약해 대체에너지 산업화 여건과 지원제도 개선, 지속적인 기술개발과 인프라 구축, 개발된 기술의 실증시범사업과 인증평가제도 등이 절대적으로 필요한 시점이다. 대체 에너지가 필요하다는 것은 초등학생도 아는 사실이다. 태양열에너지를 이용한 사인, 관련하지 않더라도 관심을 갖고 응원해줘야 할 분야다.
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