Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Možnosti využití LED technologií v průmyslových aplikacích

SP2014/77

Novák Tomáš doc. Ing., Ph.D.

prof. Ing. Karel Sokanský, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
doc. Ing. Jan Žídek, CSc.

01. 01. 2014 - 31. 12. 2014

Vývoj průmyslových svítidel - využití LED modulů s vysokým příkonem a světelným tokem - vývoj průmyslových svítidel osazených LED moduly s vysokým příkonem Modulátory pro řízení LED - komunikační řetězec - měření přenosu Jasová analýza měřených zdrojů a svítidel - UGR – optimalizace výpočtů oslnění - Vyhodnocování jasů zdrojů a svítidel Energetická bilance osvětlovacích soustav - využití denního světla - maximální využití světelného toku LED (účinnost, činitel využití) Simulace prosvětlení prostoru - světelně-technické výpočty - distribuce informačních signálů ve viditelném spektru Modulování atmosférických jevů - přenos signálu (pokles optického výkonu) - denní světlo (využití denního světla – průběhy)

doc. Ing. Roman Hrbáč, Ph.D.
Ing. Jan Látal, Ph.D.
doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.
Ing. Petr Koudelka, Ph.D.
Ing. Jan Vitásek, Ph.D.
prof. Ing. Radek Martinek, Ph.D.
Ing. Jan Šumpich, Ph.D.
Ing. Stanislav Hejduk, Ph.D.
Ing. Zbyněk Carbol
Ing. Zdeněk Bláha, Ph.D.
Ing. Andrej Líner
Ing. Aleš Vanderka
Ing. Lukáš Hájek
Ing. Barbara Helštýnová
Ing. Petr Hawliczek
prof. Ing. Karel Sokanský, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
doc. Ing. Jan Žídek, CSc.

Vývoj průmyslových svítidel
- Světoví výrobci začínají uvádět na trh LED moduly s vysokým příkonem. Z těchto modulů je nutné volit optimální varianty s nejvyšším potenciálem pro využití v průmyslových svítidlech.
- V současné době stále nejsou k dispozici svítidla s příkonem nad 100 W, která jsou schopna distribuovat koncentrovaný světelný tok tak, aby bylo možné realizovat průmyslové osvětlovací soustavy s vysokými závěsnými výškami nad 8 m.

Modulátory pro řízení LED
- Výzkum v oblasti modulátorů určených pro nasazení pokročilejších modulačních formátů. Specifikace segmentu LED s ohledem na parametry LED (bílá LED složená z čipu vyzařujícího optické záření v modré viditelné oblasti a luminoforu, RGB LED s kombinací s Y LED). Z těchto navržených LED zdrojů bude výsledné záření vztaženo k parametru SNR a normám pro osvětlování vnitřních pracovních prostorů.
- Výzkum v oblasti simulace a měření rozložení optického záření v daném prostoru z hlediska modelování optické bezvláknové komunikační mikrobuňky. Simulace bude prováděna pomocí sofistikovaného programu LightTools. Výsledky tohoto výzkumu budou sloužit pro návrh požadavků na osvětlování tak, aby splňovaly normy na osvětlování vnitřních pracovních prostorů a na vytvoření optického komunikačního spoje (SNR).

Jasová analýza měřených zdrojů a svítidel
- Ověřování doposud využívaných metod pro výpočet oslnění pro klasické světelné zdroje u výkonových LED diod pomocí jasových analyzátorů vyhodnocujících celý zorný úhel s jasy světelných zdrojů v kritických úhlech pohledu a jasy pozadí.
- Vyhodnocování maximálních a průměrných jasů u LED svítidel a světelných zdrojů v návaznosti na křivky svítivosti svítidel ve formátech ldt. Tyto formáty jsou v současnosti využívány pro světelně-technické výpočty při návrzích osvětlovacích soustav a nekorespondují se subjektivním vnímáním oslnění.

Energetická bilance osvětlovacích soustav
- Projektování osvětlovacích soustav regulovaných na konstantní hladinu osvětlenosti na základě znalostí o průbězích denního osvětlení tak, aby bylo možné predikovat potenciál úspor elektrické energie vytvořený stmíváním osvětlovací soustavy.
- Zvyšování účinnosti osvětlovacích soustav kombinací LED světelných zdrojů a vysoce účinných svítidel. Optimalizace volby těchto zdrojů a svítidel pro konkrétní pracovní prostory vede k výraznému snižování energetické náročnosti osvětlovacích soustav.

Simulace prosvětlení prostoru
- Světelně-technické výpočty se zaměřením na stanovení integrálních charakteristik světelného pole s cílem posuzování velikosti namodulovaného informačního signálu v různých místech světelného pole.
- Výzkum v oblasti nasazení pokročilejších modulačních formátů v rámci optických bezvláknových komunikací určených pro vnitřní i venkovní prostory. Cílem této oblasti je reagovat na nové progresivní trendy ve světě a na normu IEEE 802.15.7, která definuje pouze modulační formáty VPPM a OOK. Cílem nasazení pokročilejších modulačních formátů je zlepšení kvalitativních parametrů optického komunikačního spoje (SNR, propustnost, zpoždění, jitter).

Modelování atmosférických jevů
- Modelování vlivu atmosférických jevů na optické bezvláknové komunikační systémy pomocí softwarové aplikace Ansys Fluent z důvodu využitelnosti přenosu modulovaného informačního signálu v oblasti viditelného spektra i ve venkovních osvětlovacích soustavách (veřejné osvětlení).
- Denní světlo bude měřeno a modelováno v souvislosti s nutností znalosti nasycení vnitřních pracovních prostor denním světlem a zároveň z důvodu projektování stmívatelných osvětlovacích soustav umělého osvětlení pracujících v součinnosti s osvětlovacími soustavami denního osvětlení.

Dílčí výsledky budou publikovány na mezinárodních konferencích EPE 2014,
Kurz osvětlovací techniky 2014, LUMEN V4 2014, CIE 2014, TSP 2014, SPIE 2014 a v časopisech Světlo, Przeglad Elektrotechniczny, Advances in Electrical and Electronic Engineering atd.