Oamenii de știință cercetează o tehnologie pentru a face luminile LED mai puternice

Noua tehnologie TIR dezvoltată de Dr. Nguyen Doan Quoc Anh și colegii săi este aplicată reflectoarelor LED pentru a crește eficiența iluminatului și a reduce costurile de operare, primind premiul întâi la Competiția Inițiativei Științifice din 2023.

Proiectul a fost realizat de o echipă de cercetare de la Facultatea de Inginerie Electrică și Electronică a Universității Ton Duc Thang, din care au făcut parte Dr. Nguyen Doan Quoc Anh, Dr. Tran Dinh Cuong, Dr. Ho Dang Sang și Phan Thi Minh Man.

Noua tehnologie a lentilelor TIR este o lentilă cu reflexie internă totală (cunoscută și sub numele de reflector) atașată la lampa LED pentru a ajuta la direcționarea întregii lumini emise înainte și la distribuirea mai uniformă a luminii. Noua tehnologie a lentilelor TIR ajută la reducerea costurilor, la creșterea eficienței și uniformității emisiei de lumină, îmbunătățind astfel calitatea și aplicarea lămpilor LED. Echipa de cercetare a optimizat, de asemenea, tehnologia pentru a putea fi aplicată la numeroase produse LED diferite, utilizate în domeniile iluminatului civil, industrial, agricol și piscicol.

Dr. Quoc Anh, reprezentant al echipei de cercetare, a explicat că soluția cu lentile TIR este utilizată pe scară largă în multe tipuri de lumini LED comerciale, deoarece poate ajusta fasciculul luminos de intrare cu un unghi mai larg decât reflectoarele tradiționale sau alte tipuri de lentile. Cu toate acestea, lentilele TIR adesea nu realizează o reflexie internă totală, așa că este necesar un inel de reținere alb pentru a reține fasciculul emis și a-l focaliza înainte pentru a asigura eficiența. „Inelul de reținere alb poate atinge o eficiență de 95,85%, dar costul este ridicat”, a spus el.

O mostră de lumină LED folosind noua lentilă TIR. Fotografie: Echipa de cercetare. — O mostră de lumină LED folosind noua lentilă TIR. Fotografie: *Echipa de cercetare.*

Cu scopul de a îmbunătăți calitatea și aplicarea luminilor LED, grupul de oameni de știință a cercetat și dezvoltat o nouă tehnologie de lentile TIR care nu necesită utilizarea unui inel de fixare alb (contribuind la reducerea costului produsului cu 30%). În special, aceasta atinge o eficiență luminoasă de peste 95%, cu o creștere a iluminării uniforme mai mare decât lămpile LED comerciale actuale.

Dr. Quoc Anh a spus că echipa de cercetare a venit cu această idee în 2014, a efectuat modificări în distribuția luminii; a studiat schimbările de culoare pentru a găsi modalități de a crește eficiența luminii și de a economisi costuri. În 2016, oamenii de știință au simulat calcule pe software optic specializat, apoi au proiectat și fabricat modelul. După mai bine de 3 ani, a apărut noua lentilă TIR, care include designul unui colimator multi-segment (MSOC) și al unei suprafețe optice multi-structurate (MSOS), pentru a ajusta unghiul de emisie al razelor incidente și a reflecta toată lumina incidentă pentru a crește uniformitatea emisiei luminii. Aceasta înseamnă că noua lentilă poate redistribui radiația luminii albastre și radiația luminii galbene, îmbunătățind astfel calitatea culorii luminii albe.

Pentru a implementa aplicația, grupul a folosit echipamente de măsurare pentru cercetare, a măsurat, a comparat rezultatele cu rezultatele probelor și a calibrat. Rezultatele experimentale care au comparat uniformitatea distribuției luminii au arătat că indicele de uniformitate luminoasă atunci când s-a utilizat noua lentilă TIR a fost superior lentilei 1 cu 122,4% și lentilei II cu 495,3% la o suprafață iluminată de 500 mm2. Acest succes a ajutat cercetarea noii lentile TIR să obțină un brevet USPTO (SUA) în 2022.

După un lung proces de proiectare, fabricare a prototipurilor și apoi brevetare, Dr. Quoc Anh și colegii săi se așteaptă ca produsul să fie comercializat pe piață. „Noua tehnologie a lentilelor TIR este simplu de utilizat, ușor de implementat și poate fi aplicată pe scară largă, aducând valoare economică societății și comunității”, a spus el.

Într-un interviu acordat VnExpress , Dr. Trinh Xuan Thang, director adjunct al Centrului pentru Cercetare și Dezvoltare a Parcurilor de Înaltă Tehnologie din Parcul de Înaltă Tehnologie din Ho Chi Minh City, a evaluat produsul Dr. Quoc Anh și al colegilor săi ca fiind o tehnologie nouă cu idei unice.

Potrivit domnului Thang, una dintre problemele majore atunci când se utilizează LED-uri albe este obținerea unei uniformități ridicate. În plus, eficiența energetică a LED-urilor este, de asemenea, o preocupare majoră pentru producători și utilizatori. Tehnologia lentilelor TIR a contribuit la utilizarea LED-urilor în iluminatul cu surse de lumină de calitate superioară (obținându-se o uniformitate mai mare a culorii luminii LED) și o eficiență energetică ridicată, la egalitate cu tehnologiile de vârf la nivel mondial de astăzi.

„Grupul de autori a venit cu idei și tehnologii care rezolvă probleme majore legate de utilizarea LED-urilor, așadar posibilitatea comercializării este foarte fezabilă”, a declarat Dr. Thang.

Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (centru) a primit Premiul I la Concursul de Inovație Științifică din 2023 cu o nouă soluție de lentile TIR pentru LED-uri de mare putere. Fotografie: Giang Huy — Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (centru) a primit Premiul I la Concursul de Inovație Științifică din 2023 cu o nouă soluție de lentile TIR pentru LED-uri de mare putere. Fotografie: *Giang Huy*

Proiectul Dr. Nguyen Doan Quoc Anh a fost foarte apreciat de juriu, având o idee bună și un proces de cercetare metodic și detaliat. Potrivit oamenilor de știință, comercializarea este complet fezabilă atunci când se respectă standardele industriale. Produsul a primit premiul întâi în valoare de 70 de milioane de VND la Competiția Inițiativelor Științifice din 2023.