Bilim insanları LED ışıklarını daha parlak hale getirecek teknolojiyi araştırıyor

Dr. Nguyen Doan Quoc Anh ve meslektaşları tarafından geliştirilen yeni TIR teknolojisi, aydınlatma verimliliğini artırmak ve işletme maliyetlerini düşürmek için LED reflektörlere uygulanarak 2023 Bilim Girişim Yarışması'nda birincilik ödülüne layık görüldü.

Proje, Ton Duc Thang Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Fakültesi'nden Dr. Nguyen Doan Quoc Anh, Dr. Tran Dinh Cuong, Dr. Ho Dang Sang ve Phan Thi Minh Man'ın da aralarında bulunduğu bir araştırma ekibi tarafından yürütüldü.

Yeni TIR lens teknolojisi, yayılan tüm ışığın yönlendirilmesine ve daha eşit bir şekilde dağıtılmasına yardımcı olmak için LED lambaya takılan tam bir iç yansıtıcı lenstir (reflektör olarak da bilinir). Yeni TIR lens teknolojisi, maliyetleri düşürmeye, verimliliği ve ışık emisyonunun homojenliğini artırmaya yardımcı olarak LED lambaların kalitesini ve uygulama alanını iyileştirir. Araştırma ekibi ayrıca, teknolojiyi inşaat, endüstriyel, tarımsal ve balıkçılık aydınlatma alanlarında kullanılan birçok farklı LED ürününe uygulanabilecek şekilde optimize etti.

Araştırma ekibinin temsilcisi Dr. Quoc Anh, TIR lens çözümünün, gelen ışık huzmesini geleneksel reflektörlere veya diğer lens türlerine göre daha geniş bir açıyla ayarlayabildiği için birçok ticari LED aydınlatmada yaygın olarak kullanıldığını belirtti. Ancak TIR lensleri genellikle tam iç yansıma sağlamaz, bu nedenle yayılan ışını tutmak ve verimliliği sağlamak için öne odaklamak amacıyla beyaz bir tutma halkasına ihtiyaç duyulur. "Beyaz tutma halkası %95,85 verimlilik sağlayabilir, ancak maliyeti yüksektir," dedi.

Yeni TIR Lens kullanılarak yapılmış bir LED ışık örneği. Fotoğraf: Araştırma ekibi. — Yeni TIR Lens kullanılarak yapılmış bir LED ışık örneği. Fotoğraf: *Araştırma ekibi.*

LED ışıkların kalitesini ve uygulama alanını iyileştirmeyi hedefleyen bilim insanları grubu, beyaz tutma halkası kullanımını gerektirmeyen (ürün maliyetini %30 oranında azaltmaya yardımcı olan) yeni bir TIR lens teknolojisi araştırıp geliştirdi. Bu teknoloji, özellikle mevcut ticari LED ışıklara kıyasla daha yüksek bir homojen aydınlatma artışıyla %95'in üzerinde bir ışık verimliliği sağlıyor.

Dr. Quoc Anh, araştırma ekibinin bu fikri 2014 yılında ortaya attığını, ışık dağılımında değişiklikler yaptığını ve ışık verimliliğini artırmanın ve maliyet tasarrufu sağlamanın yollarını bulmak için renk değişimlerini incelediğini söyledi. 2016 yılında bilim insanları, özel bir optik yazılım kullanarak hesaplamaları simüle etti ve ardından modeli tasarlayıp üretti. 3 yıldan uzun bir süre sonra, gelen ışınların emisyon açısını ayarlayıp gelen ışığın tamamını yansıtarak ışık emisyonunun düzgünlüğünü artırmak için çok parçalı kolimatör (MSOC) ve çok yapılı optik yüzey (MSOS) tasarımını da içeren yeni TIR lensi doğdu. Bu, yeni lensin mavi ışık radyasyonunu ve sarı ışık radyasyonunu yeniden dağıtarak beyaz ışık renginin kalitesini artırabileceği anlamına geliyor.

Uygulamayı hayata geçirmek için grup, araştırma amaçlı ölçüm ekipmanı kullandı, ölçüm yaptı, sonuçları numune sonuçlarıyla karşılaştırdı ve kalibre etti. Işık dağılımının düzgünlüğünü karşılaştıran deneysel sonuçlar, yeni TIR lens kullanıldığında ışık düzgünlüğü endeksinin, 500 mm2 aydınlatılmış bir yüzeyde lens 1'e göre %122,4 ve lens II'ye göre %495,3 daha üstün olduğunu gösterdi. Bu başarı, yeni TIR lens araştırmasının 2022 yılında USPTO (ABD) Patenti almasına yardımcı oldu.

Dr. Quoc Anh ve meslektaşları, uzun bir tasarım, prototip üretim ve ardından patent alma sürecinin ardından ürünün piyasada ticari olarak satışa sunulmasını bekliyor. "Yeni TIR lens teknolojisinin kullanımı basit, kurulumu kolay ve yaygın olarak uygulanabiliyor; topluma ve topluluğa ekonomik değer katıyor," dedi.

Ho Chi Minh Şehri Yüksek Teknoloji Parkı Yüksek Teknoloji Parkları Araştırma ve Geliştirme Merkezi Müdür Yardımcısı Dr. Trinh Xuan Thang, VnExpress ile yaptığı paylaşımda, Dr. Quoc Anh ve meslektaşlarının ürününü benzersiz fikirlere sahip yeni bir teknoloji olarak değerlendirdi.

Bay Thang'e göre, beyaz LED'ler kullanılırken karşılaşılan en büyük sorunlardan biri yüksek düzeyde homojenlik elde etmektir. Ayrıca, LED'lerin enerji verimliliği de üreticiler ve kullanıcılar için en önemli endişelerden biridir. TIR Lens teknolojisi, LED'lerin daha kaliteli ışık kaynaklarıyla (daha yüksek LED ışık rengi homojenliği elde edilerek) ve günümüzün önde gelen teknolojileriyle aynı seviyede yüksek enerji verimliliğiyle aydınlatmada kullanılmasına yardımcı olmuştur.

Dr. Thang, "Yazar grubu, LED kullanımındaki önemli sorunları çözen fikirler ve teknolojiler ortaya koydu, dolayısıyla ticarileştirme olasılığı oldukça yüksek" dedi.

Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (ortada), yüksek güçlü LED'ler için yeni bir TIR lens çözümüyle 2023 Bilim İnovasyon Yarışması'nda Birincilik Ödülü'nü aldı. Fotoğraf: Giang Huy — Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (ortada), yüksek güçlü LED'ler için yeni bir TIR lens çözümüyle 2023 Bilim İnovasyon Yarışması'nda Birincilik Ödülü'nü aldı. Fotoğraf: *Giang Huy*

Dr. Nguyen Doan Quoc Anh'ın projesi, iyi bir fikir ve metodik ve detaylı bir araştırma süreciyle jüri tarafından büyük beğeni topladı. Bilim insanlarına göre, endüstriyel standartlara uygun olduğunda ticarileştirilmesi tamamen mümkün. Ürün, 2023 Bilim Girişimi Yarışması'nda 70 milyon VND değerinde birincilik ödülüne layık görüldü.