요술방망이

농업·어업·의료·국방…LED(발광다이오드)조명은 요술방망이

채소에 쏘이면 생장 촉진ㆍ수확량 늘어…어업용 집어등ㆍ산업용 방폭등 효과만점 그림자없는 수술용 조명도 안성맞춤

LED 조명업체 화우테크놀러지가 올가을에 정식으로 선보일 예정인 LED 식물공장 설비. ＜사진제공＝화우테크놀러지＞ 발광다이오드(LED)가 차세대 성장산업으로 주목 받고 있는 가장 큰 이유는 높은 응용성 때문이다. 칩ㆍ패키지 등 기초 소재와 조명, 평면TV 광원용 모듈(LED 백라이트유닛)이라는 세 가지 큰 틀 외에도 LED는 농어업이나 국방, 의료 등 다채로운 분야에 적용되고 있다. 특히 LED 응용기기 분야 세계시장 규모가 급속히 성장하면서 국내 LED 산업에도 큰 활력을 불어넣고 있다. ◆ 농ㆍ어업 신기술 이끄는 LED = 가장 주목 받고 있는 LED 응용 분야는 `식물공장`이다. 다양한 색을 구현할 수 있는 LED는 식물생장 촉진에 필요한 특정 파장을 생성한다. 업계 관계자는 "적색과 청색 빛을 내는 LED 조명으로 빛을 쪼이면 식물 광합성을 촉진하고 빛의 양도 조절할 수 있어 자연광이 부족한 건물 내부나 지하, 심지어 남ㆍ북극에서도 식물 재배가 가능하다"고 설명했다. 국내에서 가장 먼저 LED 식물공장을 선보인 곳은 인성테크다. 이 회사는 올해 2월 용인시 죽전동 165㎡(50평) 공간에서 롤로로사(유럽 상추류) 등 갖가지 샐러드용 엽채류를 키우고 있다. 7단 높이 재배 베드(bed) 사이에 LED 조명을 설치해 생장에 필요한 광파장을 쬐어줌으로써 파종에서 수확에 걸리는 시기를 한 달 이내로 줄였다. 병원균이나 병충해가 없는 클린룸에서 재배한 채소는 3월부터 롯데ㆍ신세계백화점을 비롯해 대형마트에도 공급하고 있다. 화우테크놀러지도 경기도 부천공장 안에 65㎡(20평) 규모 LED 식물공장을 조성해 테스트 작업 중이다. 가을에는 서울에 330㎡(100평) 규모 공간을 마련해 샐러드 생산에 나설 계획이다. 회사 측은 "330㎡ 공장이면 일반농지 9900㎡(3000평)에서 생산하는 양과 맞먹는다"고 말했다. 정부도 관련 기술 육성에 적극 나서고 있다. 지식경제부는 LED 기반 식물공장 조성을 위한 기술개발 사업에 30억원을 투자해 올해 안에 495㎡(150평) 규모 식물공장을 시범 구축할 계획이다. LED는 어업에도 응용되고 있다. 집어등(어족을 밀집시키기 위해 비추는 조명등)이 대표적이다. 그동안 집어등으로는 메탈핼라이드 소재 조명등이 사용돼 왔지만 최근 이를 LED로 교체하는 작업이 늘고 있다. 메탈핼라이드 방식은 빛을 사방으로 방출해 어족 밀집 공간도 지나치게 넓고 전력 소비가 많은 반면 LED 집어등은 더욱 좁은 공간에 효율적으로 어족을 모아 어획량 증가도 꾀할 수 있다. LED 조명업체 와이즈파워는 최근 120W급 집어등을 개발했다. 제품 수명은 5만시간에 달한다. 이 회사 관계자는 "집어등을 LED 형태로 바꾸면 시간당 80%가량 전력소모량을 줄일 수 있다"며 "10ｔ급 어선을 기준으로 매달 240만원가량 유지ㆍ보수 비용도 절감할 수 있을 것"이라고 설명했다. ◆ 의료ㆍ국방에도 LED 손길 뻗쳐 = 빛이 곧게 뻗는 LED 성질에 착안해 최근 의료 분야에서도 이를 활용하는 사례가 늘고 있다. 국내 의료장비 생산업체 중외메디칼은 국내 최초로 LED를 활용한 무영등 개발에 성공해 올해 하반기부터 판매할 예정이다. 무영(無影)등은 말 그대로 그림자를 없애는 조명으로 외과수술에 쓰인다. 이를 사용하면 외과의사는 수술 부위를 그림자 없이 보면서 수술할 수 있다. LED 무영등은 LED칩 하나가 비추는 불빛으로 그림자가 생기면 다른 각도에서 비추는 LED칩 빛으로 이를 상쇄시켜 그림자를 없애는 원리다. 기존 무영등은 할로겐 제품이 대부분이었으며 외국산 LED 무영등도 일부 국내에 도입됐지만 국산 제품이 나온 것은 이번 중외메디칼이 처음이다. 이 회사 제품은 크고 작은 원 모양 조명등 2개 안에 각각 120개와 88개 LED칩이 박힌 형태다. 가장 큰 특징은 이들 208개 LED칩이 컴퓨터 시뮬레이션을 거쳐 모두 미세하게 다른 각도로 배열돼 있어 그림자 생성을 막는다는 것이다. 중외메디칼 관계자는 "외국산 제품은 LED칩이 300개가량 배열돼 있지만 자사 제품은 이보다 적은 LED칩으로도 배열 각도를 최적화해 효율이 우수하다"며 "제품 가격도 기존 제품보다 30~50%가량 더 낮게 출시될 것"이라고 말했다. 수많은 LED칩을 집적함으로써 강한 빛을 멀리 쏠 수 있는 LED 특성은 국방에도 응용되고 있다. 이른바 투광등이라고 불리는 기능성 조명이다. 최근 국내 LED 조명업체들은 군부대 경계등으로 사용할 수 있는 LED 투광등 생산에 열을 올리고 있다. 순간 점등으로 위기 상황을 포착할 수 있게끔 독창적인 발열 시스템을 갖춘 것이 LED 투광등의 가장 큰 특징이다. 특히 발열 온도가 일반 조명등보다 낮기 때문에 수명이 길고 가시거리를 길게 확보해 준다는 장점이 있어 군부대는 물론 운동장이나 골프장, 수련원 등에서도 활용도가 높아지고 있다. 대형 산업현장에서 쓰이는 방폭등에도 LED가 깊숙이 관여하고 있다. 방폭등은 분진이나 가스 등 폭발 가능성이 높은 화학공장이나 정유소, 가스충전소 등에 사용되는 특수 조명으로 높은 안전성을 요구한다. 그동안 형광등과 백열등, 나트륨등을 혼합한 형태로 방폭등이 제조돼 왔지만 안전에 문제가 있어 최근 LED로 급격히 교체되고 있다. LED 방폭등은 크기가 기존 일반 방폭등보다 작고 무게는 가벼워 설치하기 쉬운 데다 수은이나 연납, 카드뮴 등 인체에 유해한 소재를 쓰지 않기 때문에 더욱 안전하다. 최근 국내 LED 조명업계는 외국 원자력발전 사업 등 대형 산업현장에서 LED 방폭등 수요가 급증하고 있는 사실에 주목해 관련 기술 개발과 생산 확대를 꾀하고 있다. [서진우 기자] [ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]