• Thứ Tư, 30/03/2011 08:38 (GMT+7)

    LED Công nghệ chiếu sáng tương lai

    Song Minh
    Các doanh nghiệp có thể sớm nhận ra rằng họ có thể nhanh chóng thu hồi vốn nhờ công nghệ chiếu sáng mới – công nghệ LED.
     
    Tòa nhà Agbar Tower tại thành phố Barcelona (Tây Ban Nha) được chiếu sáng bằng các panô đèn LED.

    Đi-ốt phát quang (Light Emitting Diode - LED) đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ màn hình LED siêu mỏng cho đến máy chiếu, máy in (xem trang 66), điện thoại di động, máy ảnh, TV... Và với công nghệ chế tạo LED ngày càng phát triển, LED tiếp tục được các nhà sản xuất ứng dụng vào chiếu sáng. Điểm then chốt trong việc ứng dụng LED vào chiếu sáng công cộng là vì công nghệ này giúp tiết kiệm một lượng điện năng đáng kể cho các doanh nghiệp.

    Tháng 10 vừa qua, chuỗi nhà hàng của Chili (gồm 827 nhà hàng) công bố kế hoạch sử dụng 125.000 bóng đèn LED, giúp tiết kiệm một khoản chi phí khổng lồ, khoảng 3,7 triệu USD/năm và trở thành đơn vị sử dụng LED lớn nhất tại Mỹ từ trước đến nay. Trong khi đó, Best Buy cũng đã cam kết lắp đặt 35.000 đèn LED thay thế cho bóng đèn halogen trên màn hình số và các phòng trưng bày audio và video cao cấp. Với hệ thống siêu thị Walmart, điện năng dùng để chiếu sáng chiếm đến 1/3 năng lượng tiêu thụ tại các siêu thị (ở Mỹ) của họ, và giờ đây họ bắt đầu dùng LED để chiếu sáng cho các tủ đông, tủ nữ trang, bảng hiệu và hàng trăm bãi xe và tiếp tục thí điểm chiếu sáng cho những nơi công cộng ở tầng bán hàng. Theo Walmart, họ sẽ còn thay thế các đèn chiếu sáng khác bằng đèn LED ở một số vị trí khác nữa.

    Đèn LED dài hơn bóng đèn sợi đốt và tiết kiệm khoảng 80% năng lượng tiêu thụ. Từ những năm 1970, đèn LED đã được sử dụng trong các ứng dụng làm dấu hiệu và hiển thị nhưng vì giá thành cao nên không được sử dụng phổ biến trong chiếu sáng công cộng. Vì thế, với việc sử dụng số lượng lớn bóng đèn LED trong chiếu sáng này đánh dấu một bước tiến bộ quan trọng đối với LED.

    Tuy nhiên, những chiếc đèn LED được thiết kế thay thế cho bóng đèn sợi đốt vẫn còn ở mức giá cao (khoảng 800 nghìn đồng), cao hơn giá bóng đèn sợi tóc 60W, và cao hơn khoảng 400 nghìn đồng so với bóng đèn 40W. Bóng đèn LED thường có giá khoảng từ 1-2 triệu đồng (~50-100USD), cao hơn từ 40-200 nghìn đồng so với đèn huỳnh quang với thiết kế tương tự. Tuy nhiên, đèn LED tiêu thụ ít điện năng hơn nên bền hơn, thời gian sử dụng dài hơn. Thông thường, 4 bóng đèn LED chỉ tiêu thụ từ 15-25W, thay vì 30W hay hơn so với đèn huỳnh quang, do đó thời gian sử dụng cũng sẽ dài hơn gần gấp đôi. 

    Tùy vào loại vật liệu bán dẫn chế tạo LED chip mà cho ra các đèn LED với màu sắc khác nhau. Aluminum gallium arsenide (AlGaAs) tạo ra LED đỏ, aluminum gallium phosphide (AlGaP) cho ra LED xanh lá, indium gallium nitride (InGaN) cho ra LED xanh dương, GaP cho ra LED vàng… Đèn LED trắng là sự kết hợp của đèn LED đỏ, xanh lá và xanh dương. Cách thứ hai để tạo ra đèn LED trắng là phủ một lớp phosphor vàng vào đèn LED xanh dương.

    Tăng hiệu quả và giảm chi phí là một trong những tiêu chí làm cho công nghệ này nhận được nhiều sự quan tâm hơn, nhất là trong vài năm tới, và bóng đèn sợi đốt đang trong giai đoạn được thay thế. Vì thế, đèn LED từ lâu đã được dự báo sẽ “làm mới” thị trường chiếu sáng, và cuối cùng điều này cũng dần trở thành hiện thực. Theo nhà phân tích Michael LoCascio của Lux Research, đến năm 2020, một số đơn vị sẽ sử dụng đèn LED thay vì đèn điện quang chuẩn, giúp các hãng thu hồi vốn đầu tư nhanh hơn. Vào thời điểm 2020, công ty dự báo rằng LED sẽ chiếm 60% thị trường chiếu sáng (đèn trần, loại dành cho trần nhà cao dưới 6m) trong các dịch vụ quảng cáo truyền hình, trong khu công nghiệp, tòa nhà và hiện tại con số này đang ở mức khoảng 1%. Lux cũng dự báo rằng, LED sẽ chiếm 42% thị trường chiếu sáng cho khu dân cư vào năm 2020, mà hiện nay, hầu như chưa có nhà nào sử dụng đèn LED.

    Chi phí trang bị đèn LED cao do phải có một số yêu cầu đặc biệt, sử dụng chip và mạch điều khiển điện tử. Nhưng những mạch điện tử mà các đèn LED có thể nối kết với nhau được công ty Digital Lumens cho rằng phần mềm quản lý ánh sáng LED có thể giảm chi phí tiền điện chiếu sáng của doanh nghiệp lên đến 90% và sẽ thu hồi vốn trong vòng 2 năm. Và với nhu cầu càng cao về độ sáng, các nhà sản xuất đã đưa nhiều LED hơn vào chip LED, cho phép chip LED nhận dòng điện cao hơn, các bộ phận còn lại như bộ quản lý nhiệt cũng được thiết kế đơn giản hơn nhằm giảm giá thành sản phẩm.

    Đại diện Walmart cho biết, lần đầu tiên họ chọn Walmart Puerto Rico để lắp hệ thống đèn LED cho bãi xe với lý do đơn giản: chi phí tiền điện cao hơn những nơi khác trong công ty. Walmart cho biết, thời gian hoàn vốn chỉ từ 2 đến 3 năm sau. Sau đó, đèn LED sẽ được triển khai dần cho các hệ thống siêu thị của họ. Được biết, hiện Walmart đang có kế hoạch triển khai thí điểm dùng đèn LED tại Trung Quốc ít nhất trong vòng 2 năm trước khi triển khai rộng rãi cho các hệ thống siêu thị của họ tại nước này.

    Những quy định sẽ đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng nhu cầu đối với LED. LoCascio cho biết, những điều luật mới giúp loại trừ khả năng cạnh tranh của bóng đèn sợi đốt, đèn LED có nhiều triển vọng hơn so với đèn huỳnh quang vốn có chất lượng ánh sáng và thời gian hoạt động thấp hơn. Chất lượng màu sắc ánh sáng của đèn LED đang được cải tiến, giảm thiểu những nhược điểm của công nghệ trước đây như sản xuất ánh sáng trắng phức tạp, giá thành cao.

     
    Các bóng đèn LED trắng do Quasar (Trung Quốc) sản xuất đáp ứng các tiêu chuẩn về sản xuất và môi trường như CE, RoHS và ISO9001.

    LED màu và LED trắng

    Theo Stinet (cesti.gov.vn), LED màu đã thực sự chen vào từng ngõ ngách của cuộc sống. Tuy nhiên, những chiếc đèn LED màu không thể làm nguồn sáng tại các công trình công cộng thay cho những bóng đèn truyền thống vì đèn LED chỉ phát ánh sáng đơn sắc như đỏ, vàng, xanh lá cây. Chỉ đến khi LED trắng xuất hiện thì công nghệ LED mới tạo được chỗ đứng trong ngành chiếu sáng. Để có thể chuyển từ màu qua trắng là cả một quá trình phát triển và nỗ lực không ngừng của công nghệ chiếu sáng. Giáo sư Shuji Nakamura (Nhật) đã giành giải thưởng Công nghệ Thiên niên kỷ (Millenium Technology Prize) cho sáng chế đèn LED ánh sáng trắng.

    Cũng theo Stinet, phòng thí nghiệm công nghệ nano LNT (thuộc Đại học Quốc gia TP.HCM) cũng đã chế tạo thành công đèn LED và được đưa vào sử dụng tại cầu sông Hàn và cầu Thuận Phước ở thành phố Ðà Nẵng. Mỗi bộ đèn có công suất tiêu thụ chỉ 25W, phát ánh sáng trong khoảng cách 20m. Ðây là công nghệ lần đầu được ứng dụng trong chiếu sáng công trình công cộng ở Việt Nam.

    LED là khoản đầu tư thông minh và mang lại lợi ích lớn cho người sử dụng: phân bổ ánh sáng tốt hơn, tiết kiện điện hơn, thời gian dùng LED lâu hơn, nhiệt tỏa ra thấp hơn. Chiếu sáng bằng đèn LED là một công nghệ “xanh” đích thực.
     

    Từ khóa: Song Minh
    ID: A1102_9