초록 ▼

최근 이라크전쟁 등으로 촉발된 국제정세의 불안정 속에 유가가 배럴당 40달러 이상으로 치솟는 상황에서 주요 에너지 소비원 중의 하나인 전력소비량은 매년 약 10%씩 증가해 2003년에는 283,599 GWh를 넘어서 우려했던 에너지난이 현실화하기 시작했다 이에 따라 에너지 절약에 대한 사회적인 관심이 고조되어 정부는 자동차 10부제 운행, 심야 광고조명 제한 등 에너지절약에 대한 다각적인 노력을 경주하고 있고, 언론에서도 에너지 낭비의 심각성(KBS 9뉴스[2003. 2. 10.], 조선일보[2003. 3. 7.] 등)을 보도하고

최근 이라크전쟁 등으로 촉발된 국제정세의 불안정 속에 유가가 배럴당 40달러 이상으로 치솟는 상황에서 주요 에너지 소비원 중의 하나인 전력소비량은 매년 약 10%씩 증가해 2003년에는 283,599 GWh를 넘어서 우려했던 에너지난이 현실화하기 시작했다 이에 따라 에너지 절약에 대한 사회적인 관심이 고조되어 정부는 자동차 10부제 운행, 심야 광고조명 제한 등 에너지절약에 대한 다각적인 노력을 경주하고 있고, 언론에서도 에너지 낭비의 심각성(KBS 9뉴스[2003. 2. 10.], 조선일보[2003. 3. 7.] 등)을 보도하고 있는 실정이다.
특히, KBS보도로 사회 이슈화된 광고조명산업은 광고조명을 사용하는 전국 업체수가 200만이 넘어, 미들이 연간 사용하는 전력 소비량은 약 2,920[GWh]에 달하고 이를 전기요금으로 환산하면 약 3,153억원에 이를 것으로 생각되기 때문에 우리나라와 같이 에너지 수입의존도가 높은 나라는 이의 에너지를 절감하는 방안의 수립이 국가적으로 절실한 시점이다. 한편, 광섬유(Optical Fiber)는 빛의 특성상 그 대역폭이 커 많은 정보를 한꺼번에 보낼 수 있다는 장점 때문에 주로 광통신 및 의료기 분야에서 적용해 왔으나 1990년 들어 미국의 ANI-MOTION사에서 광섬유가 빛을 손실 없이 먼 거리까지 색상 그대로 전달하는 특성을 활용하여 광고 및 FASHION 제품 분야에 적용하기 시작하였고, 다양한 제품 생산을 위하여 꾸준히 연구를 해 왔으나, 광섬유의 특성삼 자동화가 어려워서 제품의 양산에 실패하여 수작업에 의존하는 관계로 주문자 생산 방식에 의한 고가인 제품으로써 판매가 되고 있는 형편이다. 그럼에도 불구하고 광섬유 조명은 효율이 낮은 램프를 사용하는 기존의 조명기구에 비해 높은 효율성과 다양한 조명 효과 연출이 가능하며, 전력소모가 적고 유지보수비가 적은 경제적인 장점 때문에 연간 소비전력이 수천 GWh에 달하는 광고조명분야의 소비전력절감을 위한 대안으로 많은 주목을 받고 있다. 이에 따라 앞에서 언급한 광섬유 활용기술의 문제점을 개선한 저 에너지 광고조명 시스템의 대중화를 위해 자동화 생산장비 개발 및 관련 소요부품의 개발 그리고 이를 표준화하여 고품질, 저가로 공급하는 것이 선결과제이다.
그러므로 본 연구의 목적은 전기에너지의 소비를 획기적으로 저감할 수 있는 광고조명장치 및 이를 보급하기 위한 자동생산장비를 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서 제안하는 기술은 고휘도 Full Color Support LED를 사용하는 광원장치 및 관련 Programming 장치와 광섬유를 디스플레이 패널에 자동 식재하는 자동화 장비 및 관련 후공정 처리의 자동화 System개발로 크게 구분할 수 있다. 이를 구체적으로 기술하면 다음과 같다.
첫째, 광원장치 부분에서는 기존의 광원장치가 메탈할라이드 램프(150[W]), 색 스크린 필터, 구동 모터에 의해 구성되어 있어 소비전력이 크고 단지 색 변화에 의한 애니메이션만이 가능하여 다양한 패턴 변화를 줄 수 없는 단점이 있기 때문에 광고소명은 독서 등과 같은 밝기를 요구하지 않는 점에 착안하여 고휘도 Full Color Support LED(80[mW])와 최적의 리플랙터(Reflector)로 광원장치를 구성하여 전기에너지를 절약하고,
둘째, 컴퓨터에서 디자인한 애니메이션 패턴에 따라 광섬유를 디스플레이 패널에 자동 식재하는 자동화 장비를 개발하여 양산 체제 구축에 의한 생산원가 절감으로 광섬유 광고조명의 대중화를 유도하여 광고조명산업분야에서 소비하고 있는 수천 GWh의 전력을 획기적으로 절감하는 방안을 마련하고자 한다. 이상 언급한 본 연구에서 개발하고자 하는 구체적인 기술의 개요를 요약하면 다음과 같다.
ㆍ최적의 리플랙터 설계에 의한 광섬유 전용 고휘도 FULL COLOR SUPPORT LED개발
ㆍ다양한 애니메이션을 위해 One chip 마이크로프로세서에 의한 광원 컨트롤러 개발
ㆍFull Color Support LED Programming S/W 및 관련 장치 개발
ㆍSolar Cell을 활용한 저 에너지 소모 및 고품질의 광고조명용 광원장치 개발
ㆍ광섬유 자동 식재용 Automatic Embroidery Machine 개발

목차 Contents

• 제 1 장 서론...16
• 제 1 절 개발기술의 개요 및 필요성...16
• 1. 개발기술의 개요...16
• 2. 기술개발의 필요성...18
• 가. 기술적 측면...18
• 나. 경제적 측면...20
• 제 2 절 국내외 기술개발 현황...21
• 1. 국내의 경우...21
• 2. 국외의 경우...22
• 3. 국내외 특허 및 기술과의 관련성...22
• 제 3 절 현존기술의 문제점 및 해결방안...24
• 1. 현존 기술의 취약점(문제점)...24
• 2. 기술개발과정에서의 애로사항...24
• 3. 문제점 및 애로사항 해결방안...25
• 제 4 절 기술개발의 목표...26
• 1. 최종 개발 목표 및 핵심기술 확보 방안...26
• 2. 연차별 목표 및 사업내용...27
• 가. 1차년도 사업목표...27
• 나. 2차년도 사업목표...28
• 제 2 장 기술개발의 내용 및 결과...29
• 제 1 절 기술개발의 내용 총괄...29
• 제 2 절 광섬유 자동 식재용(Automatic Embroidery Machine)...30
• 1. 광섬유를 이용한 광고조명 시스템의 공정 설계...30
• 2. Automatic Embroidery Machine...34
• 가. 기술개발 목표...34
• 나. 소형 광섬유 자수기(Automatic Embroidery Machine)...35
• 다. 중형 광섬유 자수기(Automatic Embroidery Machine)...41
• 라. 광섬유 활용 중형 광고조명시스템의 전용부품 개발...48
• 3. 광섬유 자수기의 운영 Software...50
• 가. 광섬유 자수기의 PC Based H/W System...51
• 나. PC Based 운영 S/W(CAM S/W)...55
• 제 3 절 광섬유 LED 광고조명시스템...58
• 1. 광섬유 LED 광고조명시스템...58
• 2. 소형광섬유 LED 광고조명시스템...59
• 가. LED Display Controller 및 Programming...59
• 나. Solar Cell 활용 무전력 광고조명시스템...61
• (1) 제어 시스템 H/W 설계...62
• (2) 제어 시스템 S/W...65
• 3. 중형 광고조명시스템...67
• 가. 광고전용 Fulll Color Support LED...67
• (1) 리플렉터의 최적 설계 및 제작...68
• (2) 광고전총 Full Color Support LED Controller...72
• (3) LED 조명시스템용 Power Supply 제작...76
• 나. Solar Celll 활용한 중형 광고조명시스템...77
• (1) 태양광 시스템...78
• (2) 시스템 H/W 설계...80
• (3) 시스템 S/W...87
• 제 4 절 연구결과...89
• 1. 광섬유 Automatic Embroidery Machine...91
• 2. 광섬유 LED 광고조명시스템...93
• 가. 소형 광섬유 LED 광고조명...94
• 나. 중형 광섬유 LED 광고조명...97
• 3. 광섬유 활용 중형 광고조명시스템의 전용 부품 개발...101
• 제 3 장 기술개발 목표달성도 및 기여도...103
• 제 1 절 최종 목표달성...103
• 제 2 절 기술개발 결과의 기여도...104
• 제 3 절 기술개발의 관련 산업 파급 효과...105
• 1. 생산부문...106
• 가. 투자규모 산정 요약...106
• 나. 파급효과...106
• 제 4 장 기술개발결과의 활용 계획...107
• 제 1 절 개발기술의 경제성...108
• 1. 개발기술의 에너지 자원 효과...108
• 2. 개발기술의 보급환경...109
• 3. 국내외 시장현황...109
• 가. 국내시장...109
• 나. 국외시장...110
• 4. 개발기술의 투자 경제성...111
• 가. 기술개발 효과...111
• 나. 국내외 주요 수요처 현황...111
• 제 2 절 개발기술의 실용화(상용화) 전략...111
• 1. 제품의 우수성에 따른 시장 개척 전략 및 판매 전략...111
• 가. 봉제ㆍ의류 부문...112
• 나. Solar Cell 응용 교통 안전 표시판...112
• 2. 광섬유 자수기의 상용화 개발...113
• 가. 개요...113
• 나. 기술개발 내역...114