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[NET & NEP 인증기업 IR] ‘방열판없는 가로등용 LED’로 세계시장 석권 예약한 비케이테크놀로지

이창훈 기자
입력 2021/12/08 14:05
수정 2021/12/10 08:50
방열판·전구 일체화해 무게 5kg⟶600g 낮추고 절전효과는 2배
‘비타민 LED 살균기’는 코로나 바이러스 3시간 만에 박멸 입증
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가로등 터널등 비롯 실외조명 LED 교체에 청신호


현재 공공기관의 실내조명은 거의 100% LED로 교체됐다. LED조명은 백열전구에 비해 전력효율과 절전효과가 훨씬 높고 수명도 반영구적이니 당연한 결과다. 백열전구는 2014년부터 생산과 수입이 아예 금지됐다.

메탈할라이드 램프를 주로 사용하는 가로등이나 터널 조명등, 공원 보안등 같은 실외조명은 전력 효율이 떨어져 어두운데다 램프 수명도 짧아 꺼진 채 교체되지 않는 경우가 많다.

제대로 관리되지 않은 거리 조명이 교통사고나 범죄를 유발하기도 한다. 그런데도 실외조명의 LED 교체비율은 아직 20%가 채 안 된다. 이유가 뭘까?

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인천 영종도 해안남로 일반 실외조명 설치 상황(왼쪽)과 비케이테크놀로지가 개발한 비타민 LED 전구 교체 상황



실내조명은 백열전구를 LED전구로 바꿔 끼우기만 하면 간단히 해결된다.


하지만 실내등보다 10~20배 이상 밝아야 하는 실외조명은 전구에서 발생하는 열을 빼주는 방열판(히트싱크)이 같이 설치돼야 한다. 100W 밝기 실외 LED조명을 기준으로 5kg의 방열판이 필요하다.

그러다보니 가로등이나 공원 보안등을 LED로 바꾸려면 등을 설치하는 기둥 자체를 바꿔야 한다. 교체에 소요되는 제작비, 설치비와 인건비를 더하면 남는 것이 없는 장사다.

만약 실외조명도 가정용 조명처럼 LED 전구만 갈아 끼울 수 있다면 전력효율이 낮고 유지보수 비용도 많이 드는 기존 메탈할라이드 등이 밝으면서 수명도 긴 LED 조명으로 신속하게 교체될 수 있을 것이다.

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가로등에 사용되는 175W 메탈할라이드 램프를 60W 비타민LED 램프로 교체한 데모 이미지.




실외 LED의 인쇄회로기판으로 열 방출하는 획기적 아이디어


가로등으로 사용되는 고출력 LED전구는 전구와 방열판 외에도 전구의 열과 빛을 제어하는 반도체 모듈이 포함된 인쇄회로기판(PCB)까지 3종 패키지로 돼 있다. 전구를 제외한 방열판과 PCB를 ‘리드 프레임’이라 한다.

비케이테크놀로지(BKT)는 전구와 리드프레임을 일체화시켜 PCB가 방열판 역할을 하게 만들었다. 이 기술을 적용한 구조를 ‘HS 프레임’이라 한다. HS 프레임을 적용한 LED 조명제품의 기술적인 공식 명칭은 ‘컷오프 모듈형 LED 램프’다.



100W 급 전구 무게가 600g에 불과한데다, 5kg 짜리 방열판조차 필요 없어진 것이다.


가로등 램프소켓이 감당할 수 있는 최대 하중이 1.2kg이니 기존 가로등을 그대로 사용하면서 램프만 교체해도 아무 문제가 없다.

더욱 중요한 것은 효율성이 훨씬 높아졌다는 것이다. 일반 LED보다 열방출이 빨라져 30% 정도 낮은 온도를 유지할 수 있다. 같은 밝기를 내기 위해 필요한 전력량은 50~70%이상 줄어 유지비용을 크게 절감할 수 있다. 다른 말로 표현하면 발광효율이 130%~200%로 높아진 것이다. 제품 수명은 2배 이상, 무게는 절반 이하로 줄었다.

여기서 끝이 아니다. 제조공정은 50% 이상 축소되고 수입해야하는 소재와 부품도 80% 이상 절감할 수 있게 됐다고 한다.

컷오프 모듈형 LED 램프의 시판용 명칭은 세상에 유익하고 성능이 좋다는 뜻에서 ‘비타민 LED’로 지었다.


칼텍이 인정한 최고 기술...“세상에 없던 완전히 다른 접근방법”


이 혁신적 기술과 제품에 대한 세상의 평가는 어떨까?

글로벌 특허조사 전문기업인 테크인사이츠(TechInsights)는 BKT의 이 기술에 대해 “어떠한 특허에서도 찾을 수 없는 완전히 다른 접근방법”이라고 평가했다.

미국 최고의 명문 칼텍(캘리포니아 공과대학)이 주최하는 친환경에너지기술경쟁대회에 출전한 세계 152개 기업 중 톱 2개 기업으로 선정돼 ‘로켓(Rocket) 펀드’ 투자지원을 받았다.

캘리포니아 주정부가 친환경 에너지기업에 투자하는 ‘칼시드(CalSEED) 펀드’에 응모한 338개 기업 중 1위로 선정됐다.

국내에서는과학기술정보통신부와 매일경제신문이 선정하는 ‘IR52 장영실상’을 2018년과 2021년 2회 수상했다.

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지난 10월 두번째 IR52 장영실상을 수상한 비케이테크놀로지의 비타민 LED 개발 주역. 이동우 대표(가운데)와 김도형 과장(왼쪽), 정규열 과장.



BKT가 비타민 LED로 받은 수많은 인증과 수상 중에서 가장 괄목할 만한 성과는 2017년 산업통상자원부의 신기술(NET) 인증에 이어 2020년에는 신제품(NEP) 인증까지 석권한 것이다.


NET은 산업통상자원부 소속 국가기술표준원(KATS)이 주관하고 한국산업기술진흥협회(KOITA)가 심사하는 신기술에 대한 국가 신용장이다.

NET은 아직 상용화되기 전 단계(단, 시험인증 받은 시제품이 필요)에서 양산 시설과 판매처 확보 등을 위해 투자가 필요한 기술이 대상이다.

NET이 기술을 대상으로 하는 반면 신제품인증(NEP)은 제품을 대상으로 한다.

NEP은 상용화돼 판매되고 있는 제품(단, 시판 3년이 경과되지 않아야 함)중 우수 제품을 정부가 인증마크를 통해 품질 공신력을 부여해서 판매를 촉진해 주는 제도다.

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비타민LED는 두가지 타입으로 일반 전구의 형태를 가진 ‘비타민램프’와 모듈형으로 제작된 ‘비타민엔진’이 있다.

비타민 LED는 인천 연수구청, 인천 중구청 관내의 가로등과 보안등 400개 이상에 교체 설치됐다.

수원광교신도시 수원컨벤션센터에는 디밍 컨트롤(밝기 조절) 기능까지 갖춘 420여 개 제품을 납품했다.

디밍 컨트롤을 적용하면 70% 이상의 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다고 한다.

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비케이테크놀로지의 양대 제품 라인업인 비타민램프(왼쪽)와 비타민엔진.




동남아 등 세계 16개국 도입 검토...코로나 바이러스 퇴치에도 기여 기대


BKT는 최근 비타민 LED에 가시광선 살균기능을 갖춘 데스크 조명용 ‘비타민 LED 스탠드’를 개발해 시판중이다.

햇빛에 이불을 널어 살균하는 일광소독의 원리를 적용했다고 한다. 세균속 포르피린(Porphyrin)이라는 물질이 가시광선의 특정 파장과 반응해 세포를 파괴하기 때문이다.

비타민 LED 스탠드는 변기보다 바이러스가 많이 서식한다는 컴퓨터 키보드나 스마트폰, TV리모컨 등 핸드헬드형 IT 기기의 위생관리에 효율적이다.

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비케이테크놀로지가 출시한 비타민LED 스탠드가 키보드를 비추는 모습. 데스크 조명과 살균의 일석이조 효과를 얻을 수 있다.



특히 코로나바이러스 살균효과가 뛰어나다. 한국화학융합시험연구원 테스트 결과 비타민 LED 살균기를 30분간 비추면 코로나 바이러스의 95%가 사멸하고, 3시간 비출 때는 99.99% 살균되는 것으로 나타났다.

2010년 BKT를 창업한 이동우 대표는 연구소장을 겸직하면서 연구개발을 진두지휘하고 있다.

이 대표는 “세계 각국이 가로등과 같은 공공시설 조명을 LED로 교체하는 추세를 보이고 있는데 특히 교체율이 낮은 동남아 국가들을 비롯해 16개국이 비타민 LED 도입을 검토하고 있다”며 “조달청 혁신 제품으로 선정된 비타민 LED 살균 스탠드는 공공기관과 가정, PC방에서 사용하는 키보드를 비롯해 노래방 리모컨, 다중이용시설 출입명부 등을 24시간 살균하는데 쓰일 수 있다”고 소개했다.

이창훈기자
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