PLS (Plasma lighting system)

LG전자 – 디앤지라이텍 공동개발 PLS 조명 소개

1. 기업소개

인사말

당사는 2002년 부터 LG전자와 공동으로 무전극 태양광 광원을 개발하기 위해, 끊임없는 투자

와 기술개발을 통하여 세계 최초로 PLS( Plasma Lighting System) 핵심부품 개발 및 양산에 성

공하였습니다.

PLS관련 핵심 부품을 개발 및 생산하고 있는 1차 협력사 ㈜디앤지테크와, PLS 완제품조립 및

LED 부품을 조립하여 자체 브랜드로 판매 할 수 있는 ㈜디앤지라이텍을 설립하여 핵심 부품의

생산 및 판매를 One – Stop 으로 진행, 고객의 요구에 구체적이고 신뢰성 있는 PLS 및 LED 조명

제품을 공급할 수 있는 토대를 마련 하였습니다.

특히 전세계 가전제품 시장의 3배에 가까운 시장을 지금까지 해외제품의 독점 속에서 국내 자

체 기술을 통해 3세대 태양광 광원기술을 확보함으로써 새로운 신 성장동력이 될 것입니다.

이러한 시장 환경속에서 저희 ㈜디앤지테크와, ㈜디앤지라이텍은 향후 급변하고 있는 패러다

임에 신속하고 완벽하게 적응하고 지속적으로 시장지향적인 기술을 개발함으로써 고객의 요구

와 기대에 100% 부응할 수 있도록 최선을 다하겠습니다.

+

2. 기업현황

1999년 디앤지테크 설립

2004년 ㈜디앤지테크 법인으로 전환

2011년 ㈜디앤지라이텍 판매법인설립

• 경기도 안산시 단원구 원시동 769-1

• PLS핵심 부품 개발 및 부품생산

• 자본금 1억원 ㈜디앤지테크

• 경기도 안산시 단원구 목내동 504-1 (본사)

• 경기도 화성시 양감면 요당리 191-17(조립공장)

• PLS 및 LED 완성품 조립 및 판매

• 자본금 3억원

㈜디앤지라이텍

+

2001년 LG전자와 PLS 핵심부

품 개발시작

2005년 PLS 데모 샘플(700w

급)제작 및 특허취득

(전세계 9개국 119건 특허취

득(현)

2007년 1kw급 샘플제작 및

Reference Site 에 2만대 현장

설치 후 2만시간 신뢰성 평가

(SCR)

2012년 1.8kw급 PLS개발 완료.

2007년-2011년 12월기준

최종 신뢰성 평가

SCR 0.3% 확보

2012년 NEP 신기술 인정

2012년 11월 PLS 700w /

1kw / 1.8kw (2013년초 출하)

판매확정

2012년 ㈜디앤지라이텍 조달등

록 및 생산 제품 인증 진행중

+ 2. PLS 개발 및 진행 현황

1. PLS 소개 +

1. PLS 소개 + + Why PLS ? - ① 기술력 : LG전자 전자레인지의 기술력을 이용, 전자레인지의 마이크로웨이브와

플라즈마 발광원리를 응용한 세계 최초의 무전극 조명시스템

② 개발인력&품질수준 : LG전자 250여명의 조명개발전문가, 전문 컨설팅 및 설계인원으로

구성되어 있으며, 그에 준하는 높은 수준의 내부 품질 Process를

거치고 있음

열 마그네트론 빛

빔각도 테스트 신뢰성 테스트 설계 가상시뮬레이션 광특성 테스트 램프 개발

1. PLS 소개 – LG PLS + + PLS 역사 – 1999년부터 많은 특허를 통해 지금까지 LG만의 차별화된 조명으로 개발

1,200W 최초개발

1,250W 출시

300W 가로등개발

900W 실내용 조명

900W 실외용 조명

700W/1,000W 실내/실외용 조명

1,800W 실외용 조명

… 1999 2000 2002 2003 2005 2006 2011

+ PLS 특허 - 국내 99개 및 미국 54개 이상의 특허를 보유

국내

미국

99

54 17

PLS는 플라즈마 라이팅 시스템(Plasma Lighting System)의 약어로 마이크로웨이브(Microwave) 를

이용하여 램프에 플라즈마 상태를 유지함으로써 연속적으로 빛을 발산합니다. 즉, 전자레인지의 음식

이 마이크로웨이브에 의해 데워지는 원리를 응용한 조명기구입니다

1. PLS 소개 – PLS 발광원리 +

Plasma

아르곤(Ar), 황(S)

아르곤(Ar) 이온화

램프 내로 마이크로웨이브 전달

가스 방전 → 황 가열

빛 발광

Micro

wave

Microwave

황(S) 이온화

황 이온화

Microwave

+ 발광원리 + 발광 사진

황이온화에 의한

가스 방전 시작상태

플라즈마 상태에서의

빛 발광 상태

1. PLS 소개 – PLS 구조

① 상단 케이스

③ 광원 모듈 핵심부품 - Resonator - Bulb

④ 마그네트론 (고주파 발생장치)

- Microwave Generator

- Air Cooling System

① 하단 케이스

② 전원 공급 장치

- 전자식 안정기

각 모듈은 쉽게 교체될 수 있도록 4개의 기본모듈로 구성되어 있습니다

+

2. PLS의 특징 및 장점 +

LG PLS 조명은 인공광원 중 태양광에 가장 가까운 빛으로 건강하고 쾌적한 조명환경을 제공합니다

혁신적이고 친환경적인 LG전자 고유의 차별화된 조명 기술이 접목되어 세계 최초로 상용화된 조명기구

입니다

2. PLS의 특징 및 장점 +

+ 빠른 재점등

+ 고효율 인증 + 자연광 + 높은 광속유지율 + 에너지절약

+ 인간중심의 조명

+ 친환경

3,000 10,000 20,000 (시간)

100

80

60 나트륨등

형광등

수은등

20

30

40

50

70

90

(%)

메탈할라이드

높은 광속 유지율

2. PLS의 특징 및 장점

기존조명은 필라멘트의 성능저하로 인해 광속저하가 발생하나

PLS조명은 무전극으로 램프의 광속저하가 거의 없음.

+

+ 초기 광속 대비 시간에 따른 램프 광속 유지율(%)

램프종류 유지율(%)

PLS 90%

나트륨등 73%

메탈 할라이드

68%

형광등 62%

수은등 53%

10,000 시간일 때 램프 광속 유지율(%)

PLS 램프

에너지 절약 (실내)

2. PLS의 특징 및 장점 +

35m

38m

- 조명 설계 조건

1. 실내 규모 : W38m X L35m X H9m

2. 조명기구 설치높이 : H7.2m

3. 조도기준 : 500~600lx 기준으로 설계

구분 평균

조도(lx) 균제도

(최저/평균) 수량 (set)

총 소비전력

(kW)

MH 593 0.67 40 17.2

PLS 575 0.85 20 14.6

동일 적정조도기준 전력량 감소

+ 실내 체육관 700w 설계 사례 + 시뮬레이션 Data

* 사용시간 ▶ 5시간/일, 250일

▶ 1,250시간/년 사용

+ 균제도

MHL 400W PLS 700W

기존대비27%↑

+ 월간전력량

MHL 400W PLS 700W

기존대비15%↓

국내 D사 MH 400W

LG PLS 700W

에너지 절약 (실외)

2. PLS의 특징 및 장점 +

- 조명 설계 조건

1. 전체 운동장 크기 (track & fence 포함) : 194m x 115m

2. 축구장 Field 크기 : 100m x 64m (정식 경기장 규모)

3. Pole의 높이 : 35m

4. 축구장 조도기준 :

300~400lx (균제도 : 0.6 이상)으로 설계

구분 기존 P사 조명 LG PLS

램프 MH 2kW PLS 1kW

적용 빔 각도 10°,20°,30° 10°,20°

수량 60ea 112ea

소비전력 128kW 112kW

LG PLS 1kW 설치 시 조도시뮬레이션 Data

+ 축구장 1000w 설계 사례

동일 적정조도기준 전력량 감소

평균 조도(lx) 382 lx

최고 조도(lx) 417 lx

최저 조도(lx) 335 lx

균제도 (최저/평균)

0.88

* 사용시간 ▶ 5시간/일, 240일 ▶ 1,200시간/년 사용

90

100

120

150

200

250

300

350

400

450

80

(lx)

MHL 2000W PLS 1000W

기존대비12% ↓

+ 월간전력량

자연광 인공조명 중 태양과 가장 유사한 빛을 구현하여 자연스럽고 쾌적한 조명환경 제공

2. PLS의 특징 및 장점

+ 메탈등

프리즘

+ PLS

태양 분광분포도 메탈할라이드 분광분포도

PLS 분광분포도

+

+ 스펙트럼 분포

프리즘

적색파장 저조

모든 색상(무지개색)의 분광이 뚜렷

태양 분광분포도

인간의 시감도를 고려한 광원 어두운 곳에서 명암 및 움직이는 대상의 감지능력이 기존조명 대비 우수

야간 시야반응에 적합

야간 시야 환경에 적합한 연속스펙트럼(Full Spectrum) 분포를 가지고 있으며,

이는 운전자의 생체리듬에 영향을 주어 눈의 피곤함을 줄이고, 반응시간은 약 15% 향상됨

2. PLS의 특징 및 장점

- 사물의 명암구분 - 시세포 중 간상세포 자극

- 사물의 색상구분 - 시세포 중 추상세포 자극

+

+ 명소시 + 암소시 + 분광 분포도

PLS 암소시

박명시

명소시

고압나트륨

메탈할라이드

* 한국 조명기술연구소 참조

플리커 현상 자기식 전원공급 장치들을 사용하는 기존조명에서는 빛의 깜박거림 현상이 발생할 수 있음

전자식 전원공급 장치를 사용하는 PLS는 빛의 깜박거림인 플리커가 없는 편안한 조명

2. PLS의 특징 및 장점 +

나트륨 메탈할라이드 PLS A PLS B

빛의 깜박거림 현상 발생

빠른 재점등 비상시(경기 진행 중) OFF상태가 되더라도 타 등기구보다 재점등 시간이 짧으므로

원활한 조명환경과 안정성 확보

2. PLS의 특징 및 장점 +

PLS Lighting

메탈할라이드등 수은등

13~16 분

6~8 분

5~6 분

+ 등기구별 재점등 시간 비교 + PLS 1KW vs. P사 MH 1KW 재점등 비교 테스트

PLS, MH소등 5초 후 전원 재인가

PLS 점등시작

PLS 점등

MH 점등시작

MH 점등

PLS MH

0분

30분 점등 후 소등

5분

6분

13분

16분

친환경 유럽 선진국의 친환경 관련 규제 법안 제정 및 세계로 전파되는 상황임

2. PLS의 특징 및 장점

* RoHS: Restriction of the use of certain Hazardous Substances, 2002/95/EC * REACH: Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals * WEEE : Waste Electrical and Electronic Equipment

일본, 가전 Recycle법

EU, WEEE* Directive

국제표준화 : IEC/TC 111 WG4 진행 중

US, SB20, 50

한국, 자원순환법

중국, 폐가전 회수처리 관리조례

국제표준화 : IEC/TC 111 WG1 진행 중

US, RoHS

한국, 자원순환법

EU, RoHS* Directive

US, SB20, 50

EU, REACH* Directive

중국, China RoHS

일본, J-Moss

제품 친환경설계

규제

Eco Labeling

국제표준화 : IEC/TC 111 WG2 진행 중

EU, ErP Directive

+

친환경 수은, 납 등을 전혀 사용하지 않음으로 자연과 인체에 무해한 제품

2. PLS의 특징 및 장점 +

PLS 메탈할라이드등 형광등

100~150

10~20

+ 램프 별 수은 함유량

200~250

0 수은등

125

250 mg

친환경

인체에 유해한 중금속 물질인 수은(Hg)이 기존조명에는 포함되어 자외선이 방출되지만

PLS는 수은을 사용하지 않음으로 자외선 방출이 거의 없음

2. PLS의 특징 및 장점 +

Note: 1) 자외선 A 영역 : 파장 315 nm– 400 nm, 2) 자외선 B 영역 : 파장 280 nm– 315 nm

+ PLS와 HID 의 자외선 방출 비교 + 자외선 방출테스트

PLS 1kW와 MH 1kW 의 자외선 방출테스트:

자외선이 많이 방출되는 메탈할라이드의

등기구로 벌레가 유입되는 것을 확인

PLS는 자외선 방출이 적음

PLS 1kW

MH 1kW

0.012

0.009

0.001

자외선 A1) 자외선 B2)

메탈할라이드 400W

메탈할라이드 250W

-92%

PLS 700W

-84%

메탈할라이드 400W

메탈할라이드 250W

세기 [W/㎡]

세기 [W/㎡]

PLS 700W

3. 제품소개 +

소비전력[W] 730

램프 광속[lm] 54,000 58,000 58,000

연색지수[Ra] 75 80 80

색온도[K] 4500 6500 7500

빔각도[D] 50˚, 90˚, 120˚

정격전압 220V/50, 60Hz

무게[kg]1) 20

친환경 Hg-free, Lead-free

실내 작업장 및 공장, 체육관, 대형 홀과 같은 산업 현장 및 공공시설 등 다양한 환경에

적용 가능한 옥내용 조명

3. 제품소개

PSH07 Series

•고효율, 친환경 광원

•천정 높이가 6m 이상인 공간에 유용

•넗은 공간에 균일한 조도 구현 용이

•고천정의 경우, 원격 조명릴을 사용한

안전한 서비스 가능

+ PSH 0731B

+ +

1) 무게: 안정기 포함

실내 작업장 및 공장, 체육관, 대형 홀과 같은 산업 현장 및 공공시설 등 다양한 환경에

적용 가능한 옥내용 조명

3. 제품소개

PSH07 Series – 타 조명기구 사양 비교

구분 LG 제품

(PSH 0731B) P 사

(400W) G 사

(400W)

이미지

소비전력[W] 730 428 459

연색성[Ra] 75/ 80/ 80 70 65

색온도[K] 4500/ 6500 /7500 4500/6700 4000

빔 각도 [D] 50˚,90˚,120˚ 60˚,100˚ 60˚,90˚,104˚

점등시간 ~30 sec 3min 2~5min

재점등시간 5min 6min 10~15min

수명[Hrs] 20,0001) 10,000 15,000

광속 유지율 [5,000Hrs] 90 % 80% 80%

무게 [Kg] 20 - 15~20

+ +

실내 작업장 및 공장, 체육관, 대형 홀과 같은 산업 현장 및 공공시설 등 다양한 환경에

적용 가능한 옥내용 조명

3. 제품소개

PSH07 Series - 적용공간

+ +

PSF10 Series 경관조명, 스포츠 조명, 사인보드 조명 등 다양한 옥외에 적용 가능한 투광 조명

3. 제품소개

•고효율, 친환경 광원

•고반사율의 반사판 구조

•사물 본연의 색상을 재현

•편안하고 안락한 조명 환경 구현

+

소비전력[W] 1,000

램프 광속[lm] 91,000 89,000 87,000

연색지수[Ra] 76 78 80

색온도[K] 5500 6500 7500

빔각도[D] 10˚, 20˚, 60˚

정격전압 220V/50, 60Hz

무게[kg]1) 21

친환경 Hg-free, Lead-free

IP지수 IP 55

+ PSF1032A

+

1) 무게: 안정기 포함

3. 제품소개

PSF10 Series – 타 조명기구 사양 비교 경관조명, 스포츠 조명, 사인보드 조명 등 다양한 옥외에 적용 가능한 투광 조명

+ +

구분 LG 제품

(PSF1032A) P 사

(1000W) G 사

(1000W)

이미지

소비전력[W] 1,000 1,078 1,078

연색성[Ra] 76/ 78/ 80 80/ 90 65

색온도[K] 5,500/6,500/7,500 4,200/5,600 4000

빔 각도 [D] 3종 (10, 20, 60˚) 8종 5종

점등시간 ~30sec 3min 2~5min

재 점등시간 5min 6min 10~15min

수명[Hrs] 20,0001) 6,000~7,000 11,000

광속 유지율 [5,000Hrs] 90 % 78 % 80 %

무게 [Kg] 21(안정기 포함) 16~20 17~21

3. 제품소개

PSF10 Series - 적용공간 경관조명, 스포츠 조명, 사인보드 조명 등 다양한 옥외에 적용 가능한 투광 조명

+ +

3. 제품소개

PSF18 Series 경관조명, 스포츠 조명, 사인보드 조명 등 다양한 옥외에 적용 가능한 투광 조명

•고효율, 친환경 광원

•고반사율의 반사판 구조

•사물 본연의 색상을 재현

•편안하고 안락한 조명 환경 구현

+

소비전력[W] 1,850

램프 광속[lm] 180,000

시스템 광속[lm] 135,000

연색지수[Ra] 80

색온도[K] 7500

빔각도[D] 6˚, 10˚, 20˚, 30˚, 40˚

정격전압 220V/50, 60Hz

무게[kg]1) 17.5

친환경 Hg-free, Lead-free

IP지수 IP55

[Module(Lamp, Power supply) : IP65]

+ PSF1831A

+

1) 무게: 안정기 포함

구분 LG 제품

(PSF1831A)

P 사 M 사

Model #1 Model #2

이미지

소비전력[W] 1,850 2,093 2,133 1,500

연색성[Ra] 80 90 90 65

색온도[K] 7,500 5,600 5,600 4,200

빔 각도 [D] 5종

(6, 10, 20, 30, 40) 7종 8종 -

시스템 효율[lm/W] 73 67 72 63

점등시간 ~30sec 3min 3min 3~5min

재 점등시간 5min 6min 6min 10~15min

수명[Hrs] 15,0001) 4,000~5,000 5,000 3,000

광속 유지율 [5,000Hrs] 90 % 60 % 70 % -

무게 [Kg] 17.5(안정기 포함) 16~20 16~20 -

3. 제품소개

PSF18 Series – 타 조명기구 사양 비교 경관조명, 스포츠 조명, 사인보드 조명 등 다양한 옥외에 적용 가능한 투광 조명

+ +

3. 제품소개

PSF18 Series - 적용공간 경관조명, 스포츠 조명, 사인보드 조명 등 다양한 옥외에 적용 가능한 투광 조명

+ +

PLS 1.8kW ▣ 조도 분포(lx) & PLS 설치 수량

Average : 258

Maximum : 501

Minimum : 101

Min/Avg : 0.39 - 설치 수량 : PLS 1.8kW (PSF1831A) 24set

(Beam Angle 30˚ : 4set + Beam Angle 20˚ :2set = 24set)

*실측조도는 좀더 밝아질수 있습니다.

▣ 이미지 Grayscale

Pseudo Color

안성시 사회인 축구장 설계

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

5. Reference site 소개 +

[ 기존 메탈등 2KW 10pcs ] [ PLS 1KW 16pcs ]

+ 5. Reference site 소개

PLS 소개 동영상

PLS와 메탈등 비교 동영상

PLS(1.8Kw) 조명 실제 설치 동영상

Test 시행일시 : 2012. 12. 18 PM 11:00 – 익일 AM 2:00

시행장소 : 경기 남양주 종합운동장 A

촬영장비 : Canon EOS 5D Mark 3 + EF lenses

촬영시 조리개 값과 셔터스피드는 고정되어 촬영함.

조도계를 촬영시 함께 두어 수치로 도달광량을 측정

PLS제품과 경쟁사 조명 광량 비교 Test

• 이 문서에 포함된 이미지는 촬영 이후 보정되지 않음.

•PLS 제품과 경쟁사인 P사의 제품은 동일한 조건 (광방향, 각도, 제공전압)하에 촬영됨.

• 주변에 다른 광원 및 간접조명을 최소화 시킨 후 촬영하였으며 이 역시 동일한 조건임.

• 측정결과 : PLS 조명이 경쟁사보다 2.2~2.9배 높은 밝기를 유지함

30m 50m 80m 100m

PLS 740 lux 313.8 lux 110.4 lux 70.9 lux

P사제품 334 lux 139.8 lux 37.9 lux 24.1 lux

비교 2.21배 ↑ 2.24배 ↑ 2.91배 ↑ 2.94배 ↑

후경 (100미터 거리에서 바라본 조명)

조리개 F/8 노출 1/60

PLS 1kW P사 1kW

전경 PLS 1kW P사 1kW

110.4 lux - 80M /광속 2.91배증가

조리개 F/8 노출 1/60

37.9lux - 80M

PLS 1kw 경쟁사 1kw

70.9 lux -100M / 광속 2.94배 증가

24.1 lux -100M

전

력

요

금

구분 소비전력(kw) 요금

(Kw/h)

日사용

시간

사용기간 비고

수량 일 월 1년 3년 6년 9년

PLS 1.8kw 1.8 100

원

5

Hrs.

250 225,000 6,750,000 81,000,000 243,000,000 486,000,000 729,000,000 램프 + 안정기

(실제소비전력) 메탈 2kw 2.2 250 275,000 8,250,000 99,000,000 297,000,000 594,000,000 891,000,000

유

지

비

구분 수명 임률 가격 수량 교체횟수

비고 일 월 1년 3년 6년 9년

PLS 1.8kw 8.3년

(15K)

100,000

150,000 250 0 0 0 0 0 0

램프 : 초기광속율 20%이하 시간

기준 메탈 2kw

1.1년

(램프3K) 570,000 250 0 0 0 142,500,000 285,000,000 427,500,000

4년

(안정기) 280,000 250 0 0 0

52,500,000

(0.75회교체)

105,000,000

(1.5회교체)

157,500,000

(2.25회교체)

경

제

성

구분 일 월 1년 3년 6년 9년 평균 절감율

절감 효과

(투자/설치비 제외)

메탈 2kw

/PLS 1.8kw

대체시

50,000 1,500,000 18,000,000 249,000,000 498,000,000 747,000,000

* 메탈등 대비 80%

이상의 절감.

* 전력단가는 평균단가 : 100원/Kw 기준

* 임률 : 전기공 일반노임(100,000원)기준, 日 8시간 50ea 교체를 하루 작업량으로 산정

* PLS 제품 초기투자 비용은 기존 메탈조명에 비해 고가이지만 이는 5-6년 내에 초기투자비용 회수될 수 있음

Payback 시점 : 5년

PLS 1.8kw-250대 VS 메탈 2kw-250대

PLS Lighting Solution 절감 효과

절감 효과

감사합니다

경기도 안산시 단원구 목내동 504-1번지 (http://www.dnglightech.com)