빛공해로 인한 자연생태계 교란방지를 위한 LED 조명디자인의 조향해석 및 시뮬레이션

Steering Analysis and Simulation of LED Lighting Design to Prevent Disturbance of Natural Ecosystem due to Light Pollution: Analysis of Steering and Light Distribution of LED Lights

가로등이나 보안등과 같은 조명등이 필요한 영역 외에 조명됨으로써 자연의 생태계를 교란시키고 있다. 기존 조명등을 대체하는 LE D조명등의 경우, 자연의 생태계 교란을 방지하기 위해서 좌우 빛 확보와 전후방의 빛을 제어하고 상향광을 제어하여 빛공해(lighting pollution)를 방지할 수 있는 BUG(Back light, Up light, Glare) 제어기술의 조향해석 및 시뮬레이션한다. 그 방법으로 빛의 분산이 적은 LED 조명의 경우, 좌우의 빛 확보와 전후방의 빛을 제어하고 상향광을 효율적으로 제어할 수 있는 BUG(Back light, Up light 및 Glare) 제어가 가능한 알고리즘을 제시한다. 이를 통해 종래 LED 조명등의 빛공해 문제점과 조명 사각지대의 생성에 대한 균제도를 확보하고, 에너지를 줄이는 등 자연중심의 빛환경조성과 광학성능의 BUG(Back light, Up light 및 Glare) 제어를 통한 빛공해를 효과적으로 방지할 수 있다. 최근 파워LED 소자를 통한 강력한 광원을 기반으로 조명장치를 다양하게 응용할 수 있게 되었다. 그 결과 이를 통해 종래 LED(Light Emitting Diode) 조명등의 빛공해 문제점과 조명사각지대의 생성에 대한 균제도를 확보하고 에너지를 줄이는 등 자연중심의 빛환경조성과 광학성능의 BUG 제어를 통한 빛공해를 효과적으로 방지할 수 있다. 기존 가로등 특히 보안등의 경우, 도시와 농촌 할 것 없이 설치되어 빛의 과도한 반영으로 인해 피해가 심각함을 인지하는 상태이다. 이에 보안등의 빛 반사각도를 조정하여 설계함으로써 빛공해를 줄일 수 있다. 빛공해는 산업화와 도시화가 인간과 공존하여 살아가고 있는 많은 생물들의 삶의 터전을 침범하고 이는 역으로 인간에게 폐해가 돌아올 수 있음을 여러연구를 통해 자각하게 되었다. 특히 야간에도 낮처럼 밝은 상태를 유지하기 위해 인공조명을 사용하여 조명영역을 지나치게 확대함으로써 식물은 밤과 낮을 구분하지 못하여 비정상적인 성장통과 피로증후군을 겪고 있으며 야행성동물의 경우 먹이사슬이 변함에 따라 사냥이나 짝짓기를 제대로 하지 못해 결국 생태계가 교란되고 있음을 많은 과학적인 연구를 통해 나타나고 있다. 그 사례로 철새들이 길을 잃고 헤메거나 무정자난을 부활하여 개체수가 줄어들거나 밤늦게까지 매미가 울어대는 일들이 자연생태계를 파괴하는 공해요소가 됨으로써 꼭 필요하다고 판단되는 위치와 방향에 따라 LED 조명을 활용할 수 있는 조명기술을 적용한다.

Lighting lights such as streetlights and security lights are being illuminated outside the required area, disturbing the ecosystem of nature. In the case of LED lights that replace existing lighting lights, steering analysis and simulation of BUG (Back light, Up light, Glare) control technology that can prevent light pollution by securing left and right light, controlling light in the front and rear, and controlling upward light to prevent disturbance of the ecosystem of nature are performed. By doing so, we present an algorithm that can secure light from left to right, control light from the front to the back, and control light from the front and rear, and efficiently control upward light in the case of LED lighting. Through this, it is possible to effectively prevent light pollution through BUG control of nature-centered light environment and optical performance, such as reducing energy, and securing a uniformity of light pollution problems and the generation of lighting blind spots of conventional LED lights. As a result, it is possible to effectively prevent light pollution through BUG control of natural light environment and optical performance, such as securing a uniformity system for light pollution problems and the generation of lighting blind spots such as conventional LED lights. Various applications of lighting devices have recently been made possible based on powerful light sources through power LED devices. However, from the perspective of nature, industrialization and urbanization have destroyed the living grounds of many living things that coexist with humans, and in turn, they have come to realize that the harm can be brought back to humans. In particular, plants suffer from abnormal growth pains and fatigue syndrome because they cannot distinguish between night and day by using artificial lighting to excessively expand the lighting area to maintain bright conditions as day at night, and many scientific studies have shown that nocturnal animals are unable to hunt or mate properly as the food chain changes, resulting in disturbance of the ecosystem. For example, the use of LED lighting technology is applied according to the location and direction deemed essential, as migratory birds are lost, lost, or recovering from heartless poverty, reducing the population, or cicadas crying until late at night become pollution factors that destroy the natural ecosystem.