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바이러스 포비아 시대…자외선 광원 진검승부 ‘램프냐, LED냐’
“UV C램프와 UV C LED, 특징과 장점 맞게 상호 보완적으로 발전할 듯”
UV C 램프, 시그니파이 등 글로벌기업 중심...수십년 간 기술·안전성 검증
UV C LED, 서울바이오시스 중심으로 수명·원가 개선돼 여러분야 보급 확산
대공간 활용은 UV C 램프가, 가전·의료 등 소규모에는 UV C LED 우세 전망
윤정일 기자    작성 : 2020년 09월 28일(월) 10:43    게시 : 2020년 10월 02일(금) 14:58
일반적인 UV C 램프와 UV C LED의 비교 자료.
국내외에서 확산되고 있는 코로나19 여파로 인해 전 세계가 ‘바이러스 포비아’에 휩싸였다. 이에 따라 항균, 항바이러스에 대한 관심이 고조되면서 특히 각광을 받고 있는 게 바로 자외선(UV C) 광원이다.

UV는 파장의 길이에 따라 UV A(400~315nm), UV B(315~280nm), UV C(280~100nm) 등으로 구분된다. 이 중 UV C의 경우 살균력과 살균작용의 지속성, 비용, 내성 부문에서 약품, 열, 오존 등과 같은 다른 살균방법에 비해 강점을 갖고 있다.
지금까지는 주로 수은등이나 제논램프 등과 같은 전통조명 기반의 UV C 특수조명이 살균시장을 장악해왔다. 그러나 UV C LED가 개발돼 본격적으로 확산되면서 기존 살균시장을 점차 잠식하고 있는 상황이다.
업계 관계자는 “UV C의 경우 살균력과 살균작용의 지속성, 비용, 내성 부문에서 약품, 열, 오존 등과 같은 다른 살균방법에 비해 강점을 갖고 있지만 그동안 광원으로 주로 수은등이 사용돼 왔기 때문에 적용대상이 컵소독기, 칫솔소독기 등으로 매우 제한됐었다”며 “그러나 UV C LED가 확산된 이후에는 다양한 분야에서 응용되고 있다”고 설명했다.

다만 UV-C는 인체 피부나 눈에 유해하기 때문에 직접 노출 시 위험할 수 있는 만큼 노출이 되지 않는 기구물 내에 장착해 사용하거나 필요시 특수 환경에서 보호 장비를 갖춰야 한다. 때문에 UV C 광원의 경우 기구물 제작 시 최고 수준의 안전 기준에 따라 설계·제조돼야 한다고 전문가들은 설명했다.

◆전통의 UV-C 램프, 코로나19 바이러스도 박멸
글로벌 조명기업인 시그니파이(구 필립스라이팅)는 2020년 6월 필립스 UV-C(자외선) 램프가 코로나19 바이러스 박멸에 탁월한 효과가 있는 것으로 확인됐다고 발표했다.
미국 보스턴 대학의 국립 신종감염병연구소(NEIDL)와 함께 신종 코로나 감염증을 유발하는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)에 미치는 효과를 검증한 결과 UV-C 램프를 이용해 5mJ/cm2의 양만큼 빛을 쬐어주면 6초 만에 코로나 바이러스를 99% 감소시키는 것으로 확인됐으며, 22mJ/cm2을 쬐어주었을 경우에는 25초 만에 99.9999%의 박멸효과를 나타냈다고 밝힌 것이다.

129년 전통의 시그니파이는 글로벌 조명시장을 대표하는 기업으로, 수십 년간 UV-C 기술 개발을 통해 다양한 제품을 시장에 공급해오면서 기술력과 안전성을 검증받아왔다.
이 같은 살균효과 덕분에 UV C램프는 유통분야 뿐만 아니라 항상 바이러스에 의해 감염위험에 노출된 대중교통과 화장실, 사무실 등 다방면에서 활용되고 있다.

시그니파이 관계자는 “현재 각 산업과 환경에 맞는 다양한 UV-C 램프를 출시하고 있다. 지자체를 비롯해 산업용수 살균 제품에서부터 일반 가정에서 사용할 수 있는 공기·물 살균 제품, 그리고 전문가용 공기 살균 제품도 판매하고 있다”면서 “학교에서 사용할 수 있는 소독 카트와 센서형 배튼도 있으며, 비행기, 버스, 지하철 등 대중교통에서 사용할 수 있는 UV-C 램프도 출시했다”고 설명했다.
특히 현재 시그니파이는 UV-C 빛을 이용해 코로나 바이러스를 비활성화하는 소독용 '터널'을 개발 중이며, 이 터널은 식료품 카트나 공항 수하물 트롤리 등에 적용될 전망이다.

◆UV C LED, 수명과 원가개선으로 다방면에서 보급 확산
UV C LED는 기존의 수은등이나 제논램프가 아닌 반도체 칩에서 나오는 빛의 파장을 이용한 제품이다. 램프와 마찬가지로 코로나19바이러스 살균효과가 입증됐다.

UV LED 글로벌 점유율 1위 기업인 서울바이오시스는 2020년 4월과 5월 두 차례에 걸쳐 고려대 연구팀과 진행한 살균 실험에서 UV 안심청정기술인 ‘바이오레즈’기술을 이용해 신종코로나바이러스를 30초 만에 99.9% 살균했다고 밝혔다.
바이오레즈 기술은 단파장 LED기술력을 활용한 UV LED로, 유해화학성분을 대체하는 신개념 청정기술이다. 빛으로만 대장균, 폐렴균, 살모넬라균 등의 유해 세균과 바이러스를 99.9% 살균할 수 있다.

당초 UV C LED는 수명과 코스트 부담으로 인해 제품 채택이 미뤄지다가 서울바이오시스의 생산캐파 증설에 따른 코스트 혁신과 일반 LED와 동일한 5만 시간 이상의 수명 향상으로 수요처 문의가 크게 늘어나고 있는 상황이다.
특히 국내에서 바이오레즈 기술은 조명기업인 말타니의 살균조명을 비롯해 SK매직, 현대렌탈케어의 정수기에 적용됐으며, 미국 공기청정 시스템 1위 공급업체인 RGF사도 채택해 실내 박테리아 등을 살균하는 냉난방기를 출시, 지난해 말부터 판매 중이다.
서울바이오시스는 살균 기술을 이용해 바이러스와 각종 유해균으로부터 안전한 생활을 할 수 있도록 일반 가전 용품에 적용 가능한 살균 솔루션을 개발 중이며, 최근에는 냉장고, 세탁기, 에어컨, 공기청정기, 정수기, 비데에 ‘바이오레즈’ 기술을 공급 중이라고 설명했다.

◆UV C 램프는 와트당 방사량 효율, UV C LED는 무수은과 장수명 각각 강점
그렇다면 과연 UV C 램프와 UV C LED 가운데 살균조명으로써 더 효율적인 광원은 무엇일까.
UV C 램프의 가장 큰 장점은 와트당 방사량 효율이다.
시그니파이 관계자는 “UV C 램프의 경우 4W~300W급의 로우 와트(low watt) 제품부터 하이 와트(high watt) 제품까지 다양한 출력의 아이템들이 있는 반면 UV C LED의 경우 현재 약 0.3W에서 1W급 정도가 개발된 것으로 알고 있다”고 설명했다.

UV C 램프 중 가장 낮은 4W 제품과 UV C LED 1.4W급을 비교해보면 UV C 방사량의 차이는 약 81배에 달하고, 1W당 환산을 해도 대략 20배 정도 차이가 난다는 설명이다.
뿐만 아니라 LED의 시야각(viewing angle)은 120도(직진성)이며, 램프는 360도 방사이기 때문에 와트당 발산하는 방사량의 효율 역시 UV C 램프가 뛰어나다는 게 시그니파이 측 주장이다.

또 기존 UV C 램프를 대체해서 UV C LED를 사용하는 어플리케이션은 아직 일부 제품에 불과하며 이마저도 가격이 더 비싸고, 이 이상의 하이 와트를 구현해야 하는 UV C 시장은 아직 방사량이 낮은 관계로 사용이 어려운 상황이라고 설명했다.

반면 서울바이오시스 측은 UV C LED의 경우 수은을 포함한 전통 UV램프와 비교해 많은 장점을 갖고 있다고 강조하고 있다.
UV C LED는 대부분 상용 전원을 그대로 쓸 수 있고 에너지 소비를 절대적으로 감소시킬 뿐만 아니라 순간적으로 온·오프 작동이 가능해 UV 수은램프처럼 가동을 위해 사용하지 않을 때도 켜놓을 필요가 없다고 설명한다.

특히 기존 UV C 수은램프와 달리 UV C LED는 오존을 발생하지 않는 다는 게 장점이다.
회사 측 관계자는 “UV램프를 이용하는 장비의 주변에서 일하는 사람들에게서 심각한 호흡기 문제를 발생시키기 때문에 반드시 이를 제거하는 장치를 설치해야 한다”면서 “이 때문에 공기정화 환기구 등 많은 추가 비용과 에너지 소비가 발생한다”고 강조했다.

이에 대해 시그니파이측은 “자사의 UV C 램프의 경우 스페셜 램프 글래스 필터(special lamp glass filter)를 통해 오존을 생성하는 185nm파장을 걸러내 문제가 없다”고 밝혔다.

또 수명 역시 UV 수은램프는 일반적인 제품의 경우 약 2000시간 내외로 알려져 있다.
그러나 LED는 하루에 8시간 동안 지속적으로 온·오프해도 10년 이상 사용이 가능하다. 아울러 Small form factor라는 특징 덕분에 UV를 활용하는 다양한 어플리케이션에 맞춤형으로 디자인돼 적용될 수 있다고 서울바이오시스측은 설명했다.

업계 전문가는 “UV C 램프나 UV C LED의 경우 모두 장점과 함께 단점을 갖고 있기 때문에 살균조명 시장에서 한쪽이 우위를 점하는 것은 쉽지 않을 것”이라며 “앞으로 보다 큰 공간, 사이트 단위의 살균에는 UV C 램프가, 가전·의료 등 소규모 어플리케이션에는 UV C LED가 각각 적용되면서 함께 살균시장을 리딩해 나갈 것으로 전망된다”고 밝혔다.

한 건물 안에 UV C 광원을 이용한 살균조명을 설치한 모습.




윤정일 기자 yunji@electimes.com        윤정일 기자의 다른 기사 보기

키워드 : LED | UV C | 램프
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