1. 서론 

고체 조명(Solid State Lighting)은 화석연료를 사용한 전기에너지 사용을 감축하여 쾌적한 생활을 가능하게 해주는 수단 및 경제 부흥과 온실가스 저감과 같은 현안 해결 방법으로 각광받고 있으며, 연간 소비하는 에너지만큼 현지에서 에너지를 생산해 총량을 제로(0)로 만드는 순 제로 건물(net zero building)을 가능하게 하는 필수적인 요소가 될 것으로 기대받고 있다. 이에 미국 에너지성(U.S. Department of Energy, DOE)은 이러한 혁신적인 기술을 현실화하기 위해 체계적으로 연구, 개발, 상업화를 위한 노력을 진행 중이다.

2. 조명 혁명

고체 조명은 전기를 빛으로 전환시키는 반도체 물질을 사용하는 것으로 무기반도체 LEDs(Lighting Emitting Diodes)와 유기 LEDs(OLEDs, organic light-emitting diodes)를 의미한다. 고체 조명을 사용 시 예상되는 이점은 다음과 같다.

● 저전력 소비와 디지털 제어 가능

● 영속적 광원 수명과 우수한 내구성

● 낮은 유지비와 수은 미함유

● UV 혹은 IR 미방출

따라서, 미국에서는 2030년까지 고체 조명으로 인하여 조명에 사용되는 전기에너지를 현재 사용량의 25%를 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있으며, 예상되는 감축 에너지의 규모는 다음과 같다.

● 190 테라와트

● 15억 달러

● 1,000-MW 규모 공장의 24시간 생산량

● 2,100만대의 차량이 방출하는 온실가스

화석 연료 사용을 감소하면서 경제적 이점까지 부여하는 고체 조명은 빠른 개발 진척을 보이고 있으나, 아직 극복해야 할 과제가 많으므로, 미국 에너지성에서는 고체 조명의 실현화를 위해 연구, 개발, 상업화를 위한 프로그램을 추진 중이다.

그림 1. 미국 에너지성의 고체 조명의 상업화 추진 경로

3. 미국 에너지성의 역할

고체 조명의 상업화를 위한 미국 에너지성의 중요한 역할은 고효율, 고품질의 가속화이며, 다음과 같은 구체적인 목표를 가지고 있다.

1) 고효율의 고체 조명 개발을 위한 기술적 문제 및 디자인 개발 극복

2) 고체 조명의 성공적인 시장 진입을 위한 기초 설립

● 분야 설명

● 제품 테스트

● 표준 개발을 위한 기술 개발

● 소비자 교육

● 디자인과 기술 경쟁

4. 향후 전망

미국 에너지성에서는 아래 그림에서와 같이 LED 조명이 향후 몇 년 이내에 백열등과 형광등의 효율을 훨씬 추월할 것으로 예상하고 있으며, 현재 고체 조명이 상업화 초기 단계이지만, 거대 시장으로 진출 및 미국의 녹색 에너지 미래를 위하여 지속적인 노력을 기울일 것이다.