Tutkijat kehittivät huipputarkan menetelmän ledien valotehon mittaamiseen

Menetelmä auttaa löytämään tehokkaimmat lamput, mikä voi tulevaisuudessa säästää miljardeja valaistuksen kustannuksissa.

PQED koostuu ilmaisinelementtejä epäpuhtauksilta suojaavasta Brewster-ikkunasta (vas.), säädettävistä palkeista ja itse ilmaisinkammiosta. Mittausepävarmuuden pienentämiseksi entisestään ikkuna poistettiin mittausten aikana ja ilmaisinta suojattiin epäpuhtauksilta typpihuuhtelun avulla.

Aalto-yliopiston ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n tutkijat ovat onnistuneet kehittämään menetelmän, jolla ledien valotehon mittaamisen virhemarginaali pienenee tulevaisuudessa nykyisestä noin viidestä prosentista yhteen prosenttiin. Tulokset julkaistiin juuri arvostetussa  Light: Science & Applications -lehdessä.

­– Tähän asti fotometriassa, eli ihmissilmän havaitseman valon mittaamisessa, on käytetty yleisesti hehkulamppupohjaisia ratkaisuja, selittää Aalto-yliopiston tohtorikoulutettava Tomi Pulli.

– Testi-ilmaisimet, joita valaisinvalmistajat käyttävät kalibroimaan omia laitteitaan, on tehty ja kalibroitu hehkulamppuja varten, mikä aiheuttaa virheitä, kun mitataan ledien tehoa. Me käytimme tutkimuksessa ledilamppua, jonka spektri on hyvin määritelty, ja yhdessä VTT:n sekä eurooppalaisten partnereiden kanssa kehittämäämme PQED-ilmaisinta, jonka spektrinen vaste voidaan laskea erittäin tarkasti.  Tämän takia hehkulamppupohjaisissa sovelluksissa käytettäviä ongelmallisia optisia suodattimia ei tarvittu. Juuri ledin spektrin tarkka määrittäminen ja analyysi oli tutkimuksen haastavin ja ratkaisevin osuus, hän paljastaa.

Tohtorikoulutettavat Timo Dönsberg (takana) ja Tomi Pulli mittaavat ledien valotehoa.

Pisteestä palloon

Pullin ja hänen tutkijakollegoidensa mittauksissa käyttämä ilmaisin mittaa ledien valotehon hyvin pieneltä alueelta. Tutkimusta vetäneen professori Erkki Ikosen mukaan seuraava askel on siirtyä mittauksiin, joissa jäljitellään oikeita valaistusolosuhteita.

– Ledeistähän lähtee valoa joka suuntaan. Siksi tehon mittaukseen tarvitaan integroiduksi palloksi kutsuttua laitetta, joka huomioi eri suunnista tulevaa valoa, hän tarkentaa ja muistuttaa, että ledeillä on hehku- ja loisteputkiin verrattuna vasta lyhyt historia. Siksi niiden todellisesta tehosta ja pitkäikäisyydestä on vasta vähän tietoa. Valotehokkuuden mahdollisimman tarkka selvittäminen onkin olennaista, jotta markkinoille voidaan tuoda ne lamput, jotka muuttavat mahdollisimman suuren osan sähköenergiasta ihmissilmälle hyödylliseksi valoksi.

– Toistaiseksi ledien osuus on globaalisti vain kymmenisen prosenttia, mutta se kasvaa todella kovaa vauhtia, Ikonen kertoo.

– Valaistuksen osuus maapallon sähkönkulutuksesta on noin 20 prosenttia. Kun ledien osuus kasvaa lähelle 50 prosenttia, prosentinkin parannus niiden valotehokkuuden mittaustarkkuudessa ja siten markkinoille tulevien lamppujen tehokkuudessa merkitsee miljardien eurojen säästöä vuodessa.

Lisätietoja:

Tohtorikoulutettava Tomi Pulli
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
puh. 050 408 2782
[email protected]

Professori Erkki Ikonen
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
puh. 050 550 2283
[email protected]

Artikkeli Light: Science & Applications -lehti

 

 

 

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Professori Mika Järvinen
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Mika Järvinen jalostaa kuonasta ja hiilidioksidista kannattavaa liiketoimintaa

Energiatekniikan professorin mielestä tieteen tulee tuottaa ratkaisuja suuriin ympäristöongelmiin.
Infografiikka tietotekniikan sijoituksesta 56:nneksi maailmassa.
Tutkimus ja taide, Yliopisto Julkaistu:

Tietotekniikan ala loikkasi sijalle 56 Times Higher Educationin rankingissa

Insinööritieteiden ja teknologian ala oli sijalla 101–125 maailmassa.
The picture shows Professor Ray Ball giving a keynote speech at the seminar organized at the School of Business.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kaikki hyötyvät yritysten tilinpäätösraportoinnista

Tekoäly, tasapainoilu globaalien ja paikallisten kysymysten välillä sekä sosiaalisten ja ympäristökysymysten entistä vahvempi painottaminen asettavat haasteita tulevaisuuden tilintarkastajille.
Photo: Mikko Raskinen.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kvanttiteknologian kansainvälinen kärki kokoontuu perjantaina 18. lokakuuta Otaniemeen

Kvanttiteknologian paneelissa kohtaavat muun muassa molekyylejä hyödyntävän tietokoneen kehittäjä Kenji Ohmori ja Valkoisen talon kvantti-informaatiotieteen apulaisjohtaja Jake Taylor.