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창문이 스스로 빛 조절…스마트 윈도 시대 ‘성큼’
창문이 스스로 빛 조절…스마트 윈도 시대 ‘성큼’
  • 차종환 기자
  • 승인 2017.10.25 16:53
  • 댓글 0
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유리 사이에 나노입자 삽입
전류 흘려 빛 통과 구조 바꿔

투명도·색상 원하는 대로
채광조절로 에너지관리 효과도
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교대근무를 하는 정 모씨는 침실 창문을 스마트 윈도로 바꾸고 나서 숙면을 취하기가 한결 수월해졌다.

낮에 잠을 자야할 때 쏟아지는 햇살 때문에 잠들기가 힘들었는데 스마트 윈도의 암막 기능으로 외부의 빛을 완전 차단할 수 있었기 때문이다.

스마트폰으로 시간에 따라 집안에 유입되는 광량을 간편하게 조절하기도 한다.

스마트 윈도는 터치스크린 역할도 해 집안 사물인터넷(IoT) 기기를 제어할 수 있다.

 

 

 

스마트 윈도 시장이 기지개를 켜고 있다.

스마트 윈도는 기존 일반 유리가 아닌 신소재를 적용해, 사용자가 원하는 창문의 투명도를 설정하거나 색깔을 달리해 실내 분위기를 바꿀 수 있는 창문을 말한다. 통신 기능이 탑재되면 집안 곳곳의 IoT기기를 제어하는 터치스크린으로도 활용할 수도 있다.

시장조사기관 프로스트앤설리번이 발표한 ‘글로벌 스마트 창문 시장 분석 보고서’에 따르면 2016년 글로벌 스마트 윈도 시장은 1억8930만달러의 수익을 기록했다.

또한 연평균 27.2%의 성장률과 함께 2021년 시장 수익은 6억3050만달러에 달할 것으로 전망했다.

온도에 따라 투명도가 변하는 써모크로믹(Thermochromic) 스마트 윈도가 현재 시장을 지배하고 있지만, IoT 호환으로 향후 5년간 일렉트로크로믹(electrochromic) 기술이 35%의 연평균 성장률을 보이며 확대될 것이라는 분석이다.

단기적으로 구글, 아마존, 애플과 같은 글로벌 기업들이 파트너십을 통해 스마트 윈도 기반의 커넥티드홈과 스마트 빌딩 에코시스템으로 진입할 것으로 보인다.

 

■ 작동원리

스마트 윈도의 작동원리는 기본적으로 유리와 유리 사이에 나노입자를 삽입하는 형태로 이뤄진다.

이 나노입자에 전류를 흘려주면 빛이 통과하지 못하는 구조로 바뀌게 되는데 이것이 유리를 불투명하게 만든다. 전류가 통하는 정도에 따라 불투명한 정도를 조절할 수 있고, 전류를 차단하면 원래 본연의 투명한 유리로 돌아가게 된다.

최근에는 이러한 원리를 건물의 에너지 효율을 높이는 방안으로 활용하고자 하는 움직임이 활발하다. 실내온도를 높여야 할 경우 창을 투명하게 해 태양광으로 온도를 높이는가 하면, 실내온도를 낮출 땐 불투명한 창으로 태양광을 완전 차단하는 식이다.

미국에서는 아예 빗방울과 바람을 이용해 전력을 생산하는 스마트 윈도가 개발되기도 했다.

 

스마트 윈도는 주변 환경 및 쓰임새에 따라 창의 투명도를 조절할 수 있다. 하나의 창을 투명(왼쪽) 혹은 불투명(오른쪽)으로 전환한 모습.[사진: 머크]

■ 업계 현황

스마트 윈도 산업은 아직 활성화되지는 못하고 있지만 잠재적 가치는 여느 산업 못지않다. 산업계와 학계가 소재 및 제품 개발에 활발히 참여 중이다.

한국과학기술연구원(KIST) 광전융합시스템연구단은 자외선 유무에 따라 자동으로 가시광선 영역의 빛을 막거나 투과시킬 수 있는 소재를 만들어 창호형 태양전지와 결합한 스마트 윈도를 개발한 바 있다.

태양전지 일체형 스마트 윈도는 분자구조가 나선형인 액정 소재와 아조 벤젠계 화합물을 혼합한 형태를 띈다. 이렇게 만들어진 액정 양면에 각각 2개의 편광판을 부착, 밤에는 빛을 차단하고 낮에는 투명해지도록 할 수 있다.

창호형 태양전지와 연동하면 전기를 만들며 자체적으로 전력을 공급한다. 기존 스마트 윈도가 별도의 전원이 필요했던 점을 감안하면 추가적인 전력공급 장치를 설치하지 않아도 된다는 이점이 있다.

LG하우시스는 스마트폰으로 창의 개폐는 물론 방범 알람, 환기, 채광 조절 등을 할 수 있는 IoT 스마트 윈도를 출시했다. 창이 강제로 열릴 경우 즉시 스마트폰으로 알려주는 방범알람 기능도 갖췄다.

스마트 윈도에 내장된 자동환기시스템은 방이나 거실 등에 설치돼 있는 실내공기 오염농도 감지 센서와 연동해 스스로 환기구를 열고 닫을 수 있다.

미국의 뷰(View)사는 창 스스로 빛을 조절하는 제품으로 이목을 끈다.

햇빛의 투과를 자동으로 조절하는 센서, 전자회로, 전자물질로 만든 얇은 레이어로 구성된다.

햇빛의 세기와 태양의 위치를 스스로 파악, 빛의 유입량을 조잘한다.

화학소재기업 머크는 네덜란드의 스마트 윈도 제조사 피어플러스(Peer+)를 지난 1일부로 인수했다고 8일 밝혔다. 구체적인 거래 조건은 밝히지 않았다.

​독일의 머크(merck)사는 수 초 내에 명암 상태를 전환하는 스마트 윈도를 선보였다.

향후 광투과율을 미세하게 조절하거나 창문의 특정 부분만 광투과율을 변화시키는 기술을 적용한다는 계획이다.이를 이용하면 큰 면적의 창문 혹은 독특한 모양의 창문은 물론, 각각에 다른 색을 구현할 수 있는 창문도 실현할 수 있을 전망이다.

 


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