Công nghệ LED và chiếu sáng bằng LED

Công nghệ chiếu sáng là quá trình nghiên cứu lâu dài của các nhà khoa học từ công nghệ sợi đốt (dây vônphoram), đến huỳnh quang (thủy ngân) và hiện tại là công nghệ led (chất bán dẫn). Sự khác biệt khá xa về tiêu thụ điện năng và hiệu quả kinh tế xã hội mà “công nghệ Led” đem lại là rất lớn.

Led (viết tắt của Light Emitting Diode, dịch ra là đi ốt phát quang) là các đi ốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại. Đèn Led đã có mặt từ những thập niên 60 của thế kỉ trước, nhưng hầu hết chỉ dùng hiển thị thời gian của đồng hồ báo thức hay dùng để làm đèn báo cho các thiết bị máy. Do một thời gian dài, đèn Led đã không được dùng làm nguồn sáng bởi vì chúng chỉ cho ánh sáng đỏ, xanh lá cây và vàng mà hông cho ánh sáng trắng. Đến năm 1993, công ty hóa chất Nichia của Nhật Bản cho ra đời loại đèn LED xanh dương, là sự kết hợp giữa ánh sáng đỏ và xanh lá cây để cho ra ánh sáng trắng. Sự kiện này đã mở ra một lĩnh vực mới về công nghệ LED.

Vấn đề này ở nước ta, là một trong các đơn vị đi đầu phát triển công nghệ chiếu sáng tại Việt Nam, trung tâm Hỗ trợ phát triển công nghệ và dịch vụ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã triển khai chương trình “Sản xuất thử nghiệm các sản phẩm chiếu sáng thương mại bằng LED hiệu suất cao”, tại khu sản xuất thử nghiệm công nghệ Nghĩa Đô. Các kết quả hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm của chương trình đã co phép sản xuất ra các sản phẩm chiếu sáng hiệu quả cao, có hàm chứa nhiều công nghệ mới...

Để đưa các sản phẩm chiếu sáng hiệu quả cao vào cuộc sống cần có sự quan tâm đi đầu của nhà nước và các tổ chức nghiên cứu, sản xuất, nhằm giảm giá thành sản phẩm, tiếp đó là nhận thức sâu sắc của nhân dân trong vấn đề tiết kiệm điện năng để tăng cường sản xuất, từ việc dùng các thiết bị có công suất tiêu hao ít điện năng này.

Sự phát triển xã hội loài người được đánh dấu bởi các cuộc cách mạng khoa học và kỹ thuật, trong đó năng lượng, điện khíchiếm lĩnh vị trí hết sức quan trọng. Kinh tế xã hội càng phát triển thì nhu cầu dùng điện tăng theo tỉ lệ thuận, trong khi đó vấn đề đặt ra là nhu cầu điệnphục vụ sản xuất, chiếu sáng và sinh hoạt của các tổ chức và cá nhân ngày càng nhiều, nếu không được điều tiết cũng như các thiết bị điện không quan tâm đến mức độ tiêu thụ điện năng thì tình hình thiếu điện sẽ thường xuyên xảy ra.

Tiếu điện ngày càng phổ biến, nguyên nhân do nhiều yếu tố hợp thành như: Hiện tượng hạn hán kéo dài dẫn đến thiếu nước cho các nhà máy thủy điện. Một thành tố có tính chất sâu xa đó là các thiết bị tiêu thụ điện năng ngày càng nhiều và có công suất tiêu tốn khá lớn, đi cùng với đó là các đường truyền tải bị xuống cấp và chưa có tính khoa học trong thiết kế và lắp đặt.

Được đánh giá là công nghệ chiếu sáng của tương lai, so với công nghệ chiếu sáng cũ, công nghệ chiếu sáng bằng LED có những ưu điểm vượt trội sau:

So sánh tiêu thụ điện năng: Hiện nay, các đèn LED chiếu sáng đã trở thành các sản phẩm chiếu sáng tiết kiệm điện năng vượt trội so với các sản phẩm chiếu sáng truyền thống. Với hệ số công suất cao (≥0,9), và hiệu suất phát quang cao các LED thương mại đạt từ 80 - 120 ml/W). Bảng sau đây cho phép so sánh mức độ sáng giữa các đèn LED so với các sản phẩm chiếu sáng truyền thống đang bán trên thị trường.

Các đèn LED thân thiện với môi trườnghơn do sử dụng nguồn một chiều, không sử dụng thủy ngân trong sản xuất, không sinh nhiệt, gây tác động đến các thiết bị bên cạnh, không hại mắt, sáng ngay sau khi cấp nguồn (hông gây ra hiệu ứng nhấp nháy như đèn huỳnh quang sử dụng chấn lưu sắt từ...).

Tuổi thọ cao: Hiện tại các đèn LED chiếu sáng có tuổi thọ cao hơn tuổi thọ của đèn sợi đốt từ 50 - 60 lần và cao hơn tuổi thọ của đèn huỳnh quang và đèn compact từ 10 - 15 lần.

Kết cấu: Các sản phẩm chiếu sáng bằng LED cho phép thiết kế các kiểu đèn đa dạng, có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, tạo thẩm mỹ đẹp mắt cho thiết kế. Công nghệ LED dễ tích hợp với các công nghệ mới như tự động điều khiển, sử dụng năng lượng mặt trời, thủy điện cực nhỏ... các nguồn điện có thể được khai thác tại chỗ: (điện mặt trời, thủy điện). Vì vậy dễ triển khai hơn ở những vùng điện lưới quốc gia khó vươn tới, thích hợp với các mô hình chiếu sáng ở vùng sâu, vùng xa.

Tiết kiệm điện: Là sự ưu việt của LED. Nhu cầu tiết kiệm điện có ý nghĩa rất lớn và giảm sức ép trong quá trình truyền tải điện năng như chi phí của gia đình cho việc chiếu sáng.

Theo tính toán trong hơn một năm nếu dfng 01 bóng đèn sợi đốt chúng ta phải chi phí hết 205.000 đồng thắp sáng, trong khi đó với 01 bóng đèn LED hết khoảng 45.000 đồng. Tính tổng thể trong vòng 20 năm chúng ta dùng hết 20 cái bóng đèn sợi đốt 10 cái bóng đèn huỳnh quang trong khi đó mới hết 01 bóng đèn LED.

Bóng đèn huỳnh quang tiêu thụ bằng 1/3 điện năng so với bóng đèn sợi đốt.

Bóng đèn LED tiêu thụ bằng ¼ bóng đèn sợi đốt.

Chi phí ban đầu: Bóng đèn sợi đốt 60w hết 6.000 - 7.000 đồng.

Đèn huỳnh quang 40w hết 40.000 - 45.000 đồng.

Đèn LED 7w hết 100.000 - 120.000 đồng.

Vậy tổng chi phí tiền điện và tiền mua bóng LED (dùng trong 20 năm) hết 1.000.000 đ, trong hi với bóng đèn sợi đốt tổng chi phí trong 20 năm là 4.140.000 đ.

Kết cấu đặc biệt, nên chịu được sự tác động của môi trường cũng như sự va đập, hay vận chuyển, lắp đặt, cũng là lợi thế của led. Công nghệ led đã mở ra một lợi thế cho nghiên cứu và kinh doanh của nước ta hiện nay.