מדענים חוקרים טכנולוגיה שתהפוך את נורות הלד לבהירות יותר

[מודעה_1]

טכנולוגיית TIR החדשה שפותחה על ידי ד"ר נגוין דואן קווק אן ועמיתיו מיושמת על מחזירי תאורה מסוג LED כדי להגביר את יעילות התאורה ולהפחית את עלויות התפעול, וזכתה בפרס הראשון בתחרות יוזמת המדע לשנת 2023.

הפרויקט בוצע על ידי צוות מחקר מהפקולטה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה, אוניברסיטת טון דוק טאנג, שכללו את ד"ר נגוין דואן קווק אן, ד"ר טראן דין קואנג, ד"ר הו דאנג סאנג ופאן טי מין מאן.

טכנולוגיית עדשות ה-TIR החדשה היא עדשת החזרה פנימית מלאה (הידועה גם כמחזיר אור) המחוברת למנורת ה-LED כדי לסייע לכוון את כל האור הנפלט קדימה ולפזר את האור בצורה שווה יותר. טכנולוגיית עדשות ה-TIR החדשה מסייעת להפחית עלויות, להגביר את היעילות והאחידות של פליטת האור, ובכך לשפר את האיכות והיישום של מנורות ה-LED. צוות המחקר גם ייעל את הטכנולוגיה כדי שתוכל ליישם אותה במוצרי LED רבים ושונים, המשמשים בתחומי התאורה האזרחית, התעשייתית, החקלאית והדיג.

ד"ר קוק אן, נציג צוות המחקר, שיתף כי פתרון עדשות TIR נמצא בשימוש נרחב בנורות LED מסחריות רבות משום שהוא יכול להתאים את אלומת האור הנכנסת לזווית רחבה יותר מאשר מחזירי אור מסורתיים או סוגים אחרים של עדשות. עם זאת, עדשות TIR לרוב אינן משיגות החזרה פנימית מלאה, ולכן יש צורך בטבעת תמיכה לבנה כדי לשמר את הקרן הנפלטת ולמקד אותה קדימה כדי להבטיח יעילות. "טבעת התמיכה הלבנה יכולה להשיג יעילות של 95.85% אך העלות גבוהה", אמר.

דוגמה של תאורת LED באמצעות עדשת TIR החדשה. צילום: צוות המחקר. — דוגמה של תאורת LED באמצעות עדשת TIR החדשה. צילום: *צוות המחקר.*

במטרה לשפר את האיכות והשימוש של נורות LED, קבוצת המדענים חקרה ופיתחה טכנולוגיית עדשות TIR חדשה שאינה דורשת שימוש בטבעת תמיכה לבנה (מה שעוזר להפחית את עלות המוצר ב-30%). בפרט, היא משיגה יעילות הארה של מעל 95%, עם עלייה אחידה גבוהה יותר בתאורה בהשוואה לנורות LED מסחריות נוכחיות.

ד"ר קוק אן אמר שצוות המחקר הגה את הרעיון בשנת 2014, ביצע שינויים בחלוקת האור; סקר את שינויי הצבע כדי למצוא דרכים להגביר את יעילות האור ולחסוך בעלויות. בשנת 2016, מדענים ביצעו סימולציה של חישובים בתוכנה אופטית ייעודית, ולאחר מכן תכננו וייצרו את המודל. לאחר יותר מ-3 שנים, נולדה עדשת ה-TIR החדשה, הכוללת תכנון של קולימטור רב-מקטעי (MSOC) ומשטח אופטי רב-מבני (MSOS), כדי להתאים את זווית הפליטה של הקרניים הפוגעות ולהחזיר את כל האור הפוגע כדי להגביר את אחידות פליטת האור. משמעות הדבר היא שהעדשה החדשה יכולה לפזר מחדש קרינת אור כחולה וקרינת אור צהובה, ובכך לשפר את איכות צבע האור הלבן.

כדי ליישם את היישום, הקבוצה השתמשה בציוד מדידה למחקר, מדדה, השוותה את התוצאות לתוצאות המדגם וכיילה. תוצאות ניסוי שהשוו את אחידות פיזור האור הראו כי מדד אחידות האור בעת שימוש בעדשת TIR החדשה היה גבוה יותר מעדשה 1 ב-122.4% ומעדשה II ב-495.3% במשטח מואר של 500 מ"מ רבוע. הצלחה זו סייעה למחקר עדשות TIR החדשות לקבל פטנט של USPTO (ארה"ב) בשנת 2022.

לאחר תהליך ארוך של תכנון, ייצור אבות טיפוס ולאחר מכן רישום פטנטים, ד"ר קוק אן ועמיתיו צופים שהמוצר יהיה מסחרי בשוק. "טכנולוגיית עדשות ה-TIR החדשה פשוטה לשימוש, קלה לפריסה וניתנת ליישום נרחב, ומביאה ערך כלכלי לחברה ולקהילה", אמר.

ד"ר טרין שואן טאנג, סגן מנהל מרכז המחקר והפיתוח של פארקי היי-טק בפארק ההיי-טק של הו צ'י מין סיטי, העריך את המוצר של ד"ר קווק אן ועמיתיו כטכנולוגיה חדשה בעלת רעיונות ייחודיים, בשיתוף עם VnExpress .

לדברי מר טאנג, אחת הבעיות העיקריות בשימוש בנורות LED לבנות היא השגת אחידות גבוהה. בנוסף, יעילות האנרגיה של נורות LED היא גם דאגה מרכזית עבור יצרנים ומשתמשים. טכנולוגיית עדשות TIR סייעה להשתמש בנורות LED בתאורה עם מקורות אור איכותיים יותר (השגת אחידות צבע גבוהה יותר של נורות LED) ויעילות אנרגטית גבוהה, ברמה לטכנולוגיות המובילות בעולם כיום.

"קבוצת המחברים הגתה רעיונות וטכנולוגיה שפותרים בעיות מרכזיות בשימוש ב-LED, כך שהאפשרות למסחור היא בהחלט אפשרית", אמר ד"ר טאנג.

ד"ר נגוין דואן קווק אן (במרכז) זכה בפרס הראשון בתחרות החדשנות המדעית לשנת 2023 עם פתרון עדשות TIR חדש לנורות LED בעלות הספק גבוה. צילום: *ג'יאנג הוי*

הפרויקט של ד"ר נגוין דואן קווק אן זכה להערכה רבה מצד חבר השופטים, בשל רעיון טוב ותהליך מחקר שיטתי ומפורט. לדברי מדענים, מסחורו אפשרי לחלוטין כאשר הוא עומד בתקנים תעשייתיים. המוצר זכה בפרס הראשון בשווי 70 מיליון דונג וייטנאמי בתחרות יוזמת המדע לשנת 2023.