Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ bảy, 12/09/2009 20:40 (GMT+7)

LED được dùng để thắp sáng trên diện rộng

Torraca là một ngôi làng nhỏ của Ý với khoảng 1200 người dân và cũng là nơi đầu tiên trên thế giới được thắp sáng hoàn toàn bằng những Diode phát quang (light emitting diodes- LED). Điều này làm nhiều người nhớ lại sự thay đổi lớn lao vào năm 1878, khi mà cầu Holborn của London lần đầu tiên được phát sáng nhờ đèn điện. Giờ đây, khoảng 700 ngọn đèn đường (mỗi ngọn đèn chứa 54 LEDs) được đặt khắp các trục lộ chính của Torraca. Và ở nhiều nơi trên thế giới, chẳng hạn như sân vận động olympic Bird"s Nest của Bắc Kinh hay Trung tâm hội thảo Raleigh ở Bắc Carolina, LED đã bắt đầu được sử dụng để thắp sáng suốt đêm. "Đã có hơn 30 nơi lắp đặt hệ thống chiếu sáng như Torraca trên khắp thế giới, nó đang phát triển rất nhanh chóng"- Mark McClear, giám đốc phát triển kinh doanh tại  công ty sản xuất LEDs Durham, dịch vụ đã lắp đặt các ngọn đèn ở Torraca nói.

Trong tương lai, có lẽ đèn điện sẽ được thay thế bằng những mảnh nhỏ bán dẫn. Không giống những bóng đèn đốt nóng dây tóc làm bằng tungsten lên hơn 1700 độ C, hay kích thích khí huỳnh quang, cơ chế phát sáng của LED tiêu tốn rất ít điện năng. Diode là những linh kiện được kết hợp bởi hai loại vật liệu, ví dụ như silicon hoặc germanium, sự phát sáng của LED thay đổi tùy thuộc vào vật liệu như  gallium arsenide, những chất này sẽ phát ra photon khi có dòng điện chạy qua chúng.

Công nghệ LED đã được nghiên cứu hàng chục năm qua, nhưng vẫn không thể thay thế các sản phẩm phát sáng mạnh khác, vì giá thành của LED rất cao. Một đèn LED với công suất ngang với đèn sợi đốt thông thường (100 watt) sẽ tiêu tốn khoảng 80 USD, trong khi đó đèn truyền thống chỉ tốn khoảng 3 USD.

Tuy chi phí là một trở ngại lớn đối với LED, nhưng thời lượng chiếu sáng của nó lại đạt tới 50000 giờ (10 năm, nếu dùng 12 giờ mỗi ngày,  mờ dần theo thời gian) , còn bóng đèn thông thường chỉ đạt tới 800 giờ sử dụng. McClear nói:" thường thì bạn dùng đèn khoảng 2 giờ mỗi ngày, với cường độ như vậy thì một đèn LED có thể có tuổi thọ 136 năm", ông nói thêm:"nếu bạn lắp một đèn LED cố định và sử dụng 2 giờ mỗi ngày, nó sẽ sử dụng lâu hơn cả ngôi nhà bạn, thậm chí hơn cả tuổi thọ của bạn".

Dù chi phí lắp đặt cao, nhưng LED vẫn có thể được các thành phố và công trình lựa chọn, đó là vì LED có khả năng tiết kiệm năng lượng. Theo bộ năng lượng Hoa Kỳ, khoảng 22% tổng điện năng sử dụng ở nước này được dùng vào việc chiếu sáng, do đó nếu chuyển sang dùng LED thì đến năm 2028, có thể tiết kiệm được 280 tỷ USD. Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu ở Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, N.Y., cũng đã ước lượng việc thay đổi các đèn chiếu sáng thông thường bằng LED có thể tiết kiệm được 1830 tỷ USD tiền điện năng trên toàn thế giới trong thập niên tới. "Việc cho một dòng điện chạy qua một dây dẫn để đốt nóng lên đến nhiệt độ phát sáng là một việc làm thiếu hiệu quả, thậm chí làm mất khoảng 95% hiệu suất," McClear nói, "Những LEDs tốt nhất hiện nay sẽ tăng hiệu suất đó lên 35%".

Trong những nơi đang sử dụng LED để thắp sáng, đại học Bắc Carolina ở Raleigh, nơi từng lắp đặt 730 đèn LED vào khu nhà tập thể đã tiết kiệm được 44% năng lượng mỗi ngày, so với mức điện năng tiêu thụ do việc chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang trước đó. Và  thành phố Los Angeles cũng đã lên kế hoạch thay thế 140,000 đèn đường bằng đèn LED cố định, kế hoạch kéo dài đến 2014 với chi phí khoảng 57 triệu USD, số tiền này được cung cấp bởi Viện Môi Trường Clinton và Sở Điện Nước Los Angeles.

Đèn LED loại mới có thể chiếu sáng ngang với đèn sợi đốt 100 watt mà chỉ cần tiêu thụ 13 watt. Chúng cũng có thể phát sáng như một đèn huỳnh quang, nhưng tiết kiệm được 50% năng lượng, và tránh được sự độc hại do thủy ngân. Cục bảo vệ môi trường của Hoa Kỳ (EPA) ước lượng khoảng 670 triệu đèn huỳnh quang bỏ đi mỗi năm dưới dạng rác thải, dẫn đến việc thải ra 2 đến 4 tấn thủy ngân vào môi trường.

Sự phát triển của công nghệ đã cho phép các hãng sản xuất nâng khả năng phát sáng của một diode 1 mm vuông lên đến 161 lumen/watt. Do đó, cục Dư Trữ Liên Bang đang sử dụng LED để chiếu sáng trần phòng họp, Lầu Năm Góc cũng lắp đặt 4200 LED cố định để giảm điện năng tiêu thụ và tăng cường chất lượng chiếu sáng, theo thông tin của Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ.

Bất lợi của LED là các đèn LED phải được giữ lạnh. Trong các đèn cố định sử dụng nhiều LED thì sẽ có các quạt nhỏ để giữ mát cho hệ thống. Vấn đề là các chi tiết làm mát này có tuổi thọ rất ngắn so với LED. Nhiều nhà sản xuất, bao gồm Brite Components, Cree, General Electric, Liting Science Group, Osram và Philips cho biết hiện nay họ đang cố giải quyết vấn đề này.

Dù vậy, LED cũng không thay thế hoàn toàn được các đèn truyền thống, bởi vì chúng chiếu sáng chỉ trên một hướng, như laser, chứ không phải trên một diện tích. Để cung cấp đủ ánh sáng cần thiết, các công ty đang chế tạo OLED (organic LED), chúng có thể phát ra ánh sáng ở mọi góc độ và đã được ứng dụng vào việc chế tạo các Tivi, màn hình công nghệ cao. Những OLED như thế được làm từ vật liệu hữu cơ như polyacetylene chứ không phải kim loại bán dẫn, chúng hứa hẹn những giải pháp cho tương lai còn hấp dẫn hơn cả LED về mặt hiệu suất và chất lượng phát sáng. BASF và Osram đã chế tạo được một OLED trắng có khả năng chiếu sáng 60 lumen/watt. Các hãng khác cũng đạt được mức 100 lumen/watt trong phòng thí nghiệm, theo Barry Young, giám đốc điều hành của Hội Liên Hiệp OLED (OLED Association).

Đáng tiếc là những bản OLED như thế có chi phí khoảng 75 USD cho mỗi food vuông (800 USD trên mỗi met vuông) nên vẫn chưa thể thương mại hóa, Young nói. Nhưng ông ấy tin rằng giá cả có thể được giảm đáng kể bằng việc sử dụng nhựa polyme và những chất khác thay thế cho thủy tinh. Chiếu sáng bằng OLED đang dần trở nên khả thi và có thể được mở rộng sử dụng vào năm 2011, theo lời của Tex, chuyên viên đồ họa firm của DisplaySearch ở Austin. "Nó có vẻ như có tuổi thọ lâu hơn cả LED bởi vì nó không có gì để hư hại và cũng không làm việc ở nhiệt độ cao", Young nói, "Nếu xét về hệ thống điều hòa nhiệt độ thì OLED sẽ không sản sinh ra các vấn đề về nhiệt như LED".

Mặc dù Young cho rằng LED và OLED có thể phối hợp với nhau, nhưng vẫn còn đó sự khác biệt cơ bản về nguyên tắc:" LED có thể sử dụng để chiếu sáng thay cho các bóng đèn truyền thống, còn màu sắc sặc sỡ của OLED dùng trong các thiết bị trong văn phòng". McClear nói "Nó đang diễn ra rất nhanh, không ai ngờ nó có thể diễn ra nhanh như vậy."

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

GS.TSKH Nguyễn Đức Cương: Khoa học là một hành trình dài và không phải lúc nào cũng có kết quả ngay
Sinh năm 1945 tại Huế, ông là nhà khoa học hàng đầu về hàng không - vũ trụ của Việt Nam, đã có hơn nửa thế kỷ cống hiến cho ngành khoa học kỹ thuật hàng không vũ trụ. Không chỉ là người đặt nền móng cho các sản phẩm bay tiết kiệm chi phí cho Việt Nam, ông còn là người thầy tâm huyết, truyền cảm hứng và kiến thức cho nhiều thế hệ, góp phần đưa ngành hàng không Việt Nam đạt được những bước tiến mới.
Đắk Lắk: Ứng dụng AI “nghe” độ chín sầu riêng
TS. Lê Minh Tân và CN. Hoàng Ngọc Trung Nguyên (Trường Đại học Tây Nguyên) đã nghiên cứu thành công giải pháp: “Máy phân loại quả sầu riêng theo độ chín sử dụng AI phân tích âm thanh”. Giải pháp này đã đọat giải Nhì Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk (2024-2025) khu vực phía Tây.
Toàn văn phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt và triển khai Nghị quyết 10-NQ/TW
Sáng 30/6, tại Hà Nội, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm dự và phát biểu chỉ đạo Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết số 10-NQ/TW ngày 8/6/2026 của Bộ Chính trị về phát triển kinh tế có vốn đầu tư nước ngoài. Ban biên tập vusta.vn trân trọng giới thiệu toàn văn phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị.
Một năm chính quyền địa phương hai cấp: Nhìn từ chiều sâu văn hóa làng xã
Một năm thực hiện chính quyền địa phương hai cấp không chỉ là câu chuyện về tinh gọn bộ máy, tổ chức lại địa giới hành chính màcòn là phép thử về năng lực quản trị những giá trị mềm: tên làng, ký ức cộng đồng, di sản, thiết chế văn hóa, không gian tín ngưỡng và cảm giác thuộc về của người dân.
Hội nghị AFEO Midterm 2026
Ngày 30/6, tại Yangon, Myanmar, Liên đoàn các tổ chức kỹ sư ASEAN (AFEO) chính thức khai mạc phiên toàn thể Hội nghị giữa kỳ lần thứ 25. Đây là diễn đàn thường niên được tổ chức nhằm để các nhà khoa học, các kỹ sư, các chuyên gia cùng chia sẻ, thảo luận các giải pháp trong việc xây dựng một tương lai bền vững cho khu vực ASEAN.