Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Výzkum využití LED a OLED světelných zdrojů ve speciálních aplikacích

SP2013/88

Novák Tomáš doc. Ing., Ph.D.

prof. Ing. Karel Sokanský, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
doc. Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D.

01. 01. 2013 - 31. 12. 2013

Vývoj světelných zdrojů na bázi polovodičů stále pokračuje rychlým tempem. Měrné výkony LED zdrojů jsou v současnosti na hodnotě cca 160 lm/W a jejich cena stále klesá. Novinkou dostupnou pro osvětlování jsou OLED – organické LED moduly, které jsou schopny ve formě malých panelů primárně homogenně vyzařovat. V souvislosti s tímto rozvojem se bude výzkum zaměřovat na kvalitativní parametry těchto moderních světelných zdrojů a jejich efektivní využívání a řízení. U LED je aktuální větší rozšíření napříč různými aplikacemi. Především se jedná o svítidla s vysokým příkonem pro průmyslové použití, automobilové světlomety s přesným směrováním světelného toku a nouzové osvětlení. Využití LED může v kombinaci s denním světlem a stmíváním umělých osvětlovacích soustav přinášet i nemalé energetické úspory. Odhad těchto úspor už při návrhu osvětlovacích soustav bude řešit tento výzkum. Na stále širší působnost těchto zdrojů navazuje nutnost zkoumání působení jejich světla na živé organizmy a zejména na člověka. Tyto světelné zdroje, díky dominantnímu vyzařování v oblasti modré barvy, mohou ovlivňovat psychickou pohodu člověka i biologické pochody v organizmu (cirkadiánní rytmy). LED a OLED světelné zdroje jsou mimo osvětlování vhodné i pro přenos digitálních signálů modulovaných na světelném toku. Tato komunikace může být využita například pro komunikaci mezi automobily navzájem, ve veřejném osvětlení, nebo pro osobní komunikaci – přenos dat mezi PC, mobilními telefony a okolím.

doc. Ing. Roman Hrbáč, Ph.D.
doc. Ing. Václav Kolář, Ph.D.
Ing. Miroslav Kopřiva
Ing. Petr Koudelka, Ph.D.
Ing. Jan Vitásek, Ph.D.
Ing. Petr Závada
Ing. Jan Látal, Ph.D.
Ing. Jaroslav Šnobl
Ing. Jan Šumpich, Ph.D.
Ing. Stanislav Hejduk, Ph.D.
Ing. Zbyněk Carbol
Ing. Zdeněk Bláha, Ph.D.
Ing. Aleš Vanderka
Ing. Tomáš David
Ing. Barbara Helštýnová
Ing. Josef Zajíček
Ing. Patrik Hanulák
Ing. Petr Hawliczek
Ing. Vít Kaplan
doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.
prof. Ing. Karel Sokanský, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
doc. Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D.

- Měření LED a OLED – pro následnou práci s moderními světelnými zdroji, je nejdříve nutné přesně popsat jejich základní parametry: jasy, barevné podání, elektrické parametry, vhodnost pro nouzové osvětlení, parametry z hlediska přenosu komunikačních signálů, nasazení v automobilovém průmyslu, porovnání se zdroji LED, apod.

- Výzkum v oblasti fotobiologického působení světla LED/OLED zdrojů na člověka bude realizován i díky spolupráci s biomedicínskými techniky. Měřením bude u vybraných zdrojů světla stanovena cirkadiánní účinnost a bude možné dále sledovat vliv těchto parametrů na člověka v průběhu dne.

- Sledování chování moderních světelných zdrojů v různých provozních režimech. Cílem práce je přesný popis reálných vlastností svítidel, světelných zdrojů a jejich parametrů (zejména účinností, teplot jednotlivých komponentů, předpokládané životnosti, apod.) při stmívání i dalších změnách vnějších podmínek.

- Modelování potenciálu energetických úspor při stmívání osvětlovacích soustav. V osvětlovacích soustavách lze, při respektování příspěvku světla od denního osvětlení, uspořit značnou část elektrické energie. Modelováním chceme přesněji kvantifikovat možnost úspor. Data bude možno využít i pro energetické štítkování budov a odhad úspor již ve fázi projektu.

- Modelování různých typů zdrojů záření pro bezvláknovou komunikaci (atmosférické jevy ovlivňující optický svazek, simulace využití různých zdrojů záření pro komunikaci atp.).

- Pokračování ve výzkumu bezvláknové komunikace v kombinaci se základní osvětlovací funkcí. Předpokládá se propojení LED zdrojů záření v kombinaci s LD, výsledkem tohoto spojení by měl být zcela unikátní typ komunikace a osvětlení v rámci vnitřních prostor.

- Návrh a optimalizace driverů pro speciální LED svítidla (automobilový průmysl, nouzové osvětlení).

Dílčí výsledky budou publikovány na mezinárodních konferencích EPE 2013, Kurz osvětlovací techniky 2013, LUXEUROPA 2013, CIE 2013, EWOFS 2013, TSP 2013, SPIE 2013 a v časopisech Světlo, Przeglad Elektrotechniczny atd.