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

 

 

 

Lisää tästä aiheesta

Wood.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Metsä ja innovaatiot toivat Aalto-yliopistoon yli 30 suurlähettilästä

Kestävyys, vastuullisuus ja ilmastonmuutoksen torjunta ovat tärkeä osa Suomen kuvaa maailmalla.
Kuva: Tuomas Uusheimo.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aalto-yliopisto isännöi EURO2022-konferenssin noin 2500 operaatiotutkijalle

Kesän 2022 konferenssin järjestää Suomen operaatiotutkimusseura yhteistyössä Aalto-yliopiston operaatiotutkimuskeskuksen (ACOR) sekä Aalto-yliopiston matematiikan ja systeemianalyysin ja tieto- ja palvelujohtamisen laitosten kanssa.
Falling Walls
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Voita matka Berliinin Falling Walls –pitchauskilpailuun

Suomen kilpailu järjestetään Design Factorylla Otaniemessä 19. syyskuuta. Ilmoittaudu mukaan 5. syyskuuta mennessä.
Nanocellulose bicycle Photo: Eeva Suorlahti
Yhteistyö, Tiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tulevaisuuden kestäviä elämäntapoja esillä Otaniemessä

Yksi Helsinki Design Weekin päätapahtumista, Designs for a Cooler Planet, esittelee Aalto-yliopiston monialaisia tulevaisuuden ratkaisuja, kuten nanoselluloosapolkupyörän, mikrobikuulokkeet ja Ioncell-vaatteita.
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu