LỜI CAM ĐOAN Nội dung luận văn nghiên cứu từ sở lý thuyết nguyên lý, cấu tạo LED, phương thức hình thành LED trắng, LED công suất cao, cách thay đổi phân bố trường sáng chip module LED trắng, cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống thiết bị đo quang học thực tiễn số công trình chiếu sáng LED Việt Nam Trong luận văn hướng dẫn TS Lê Hải Hưng, nghiên cứu mặt lý thuyết, tiến hành đo đạc thí nghiệm Phòng thí nghiệm (PTN) Vật lý kỹ thuật ánh sáng trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (ĐHBKHN) tham gia kiểm định chiếu sáng số công trình chiếu sáng TP Hải Phòng Tôi xin cam đoan nội dung đề tài luận văn công trình nghiên cứu riêng Nội dung luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình Các trích dẫn luận văn xác, trung thực thông tin công bố rộng rãi Tác giả Nguyễn Văn Thịnh LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Hải Hưng, người tận tình truyền đạt hướng dẫn cho kiến thức kỹ thuật chiếu sáng nói chung chiếu sáng LED nói riêng, giúp đỡ trình hoàn thành luận văn Tôi vô cảm ơn thầy PGS, TS Lê Văn Doanh, người trực tiếp truyền đạt kiến thức kỹ thuật chiếu sáng mà người giới thiệu đến với thầy TS Lê Hải Hưng PTN Vật lý kỹ thuật ánh sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường ĐHBKHN Chính nơi biết thêm nhiều mẻ Đây kiến thức vô quan trọng không việc hoàn thành luận văn mà vô hữu ích công việc sống Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô môn Thiết bị điện, Viện Điện anh chị em đồng nghiệp tận tình giúp cho suốt trình làm luận văn Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện cho suốt thời gian làm việc nghiên cứu Cuối cùng, vô cảm ơn bố mẹ, anh chị em gia đình người thân dành tình cảm, động viên giúp đỡ vượt qua khó khăn để hoàn thành luận văn Hà nội, ngày 15 tháng 09 năm 2013 Nguyễn Văn Thịnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ LỜI NÓI ĐẦU 10 CHƯƠNG 13 TỔNG QUAN VỀ LED TRONG CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG 13 1.1 Vài nét lịch sử phát triển LED 13 1.2 Nguyên lý hoạt động (phát sáng) LED 14 1.2.1 Nguyên lý: 14 1.2.2 Cấu tạo thực LED: 15 1.3 LED trắng (White LED) 19 1.3.1 Tổng quang LED trắng 19 1.3.2 Tạo ánh sáng trắng chế RGB 19 1.3.3 Tạo LED trắng chế phát huỳnh quang 22 1.4 Phân bố trường sáng LED trắng 26 1.4.1 Phân bố sáng LED thông thường .26 1.4.2 Phương pháp thay đổi phân bố sáng LED 27 CHƯƠNG 32 ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ CỦA MỘT SỐ BỘ ĐÈN LED 32 2.1 Các vấn đề chung 32 2.1.1 Các hệ tọa độ dùng để biểu diễn phân bố cường độ sáng .32 2.1.2 Góc kế quang học (Goniophotometer) .35 2.1.3 Vùng quang thông vùng: 37 2.2 Các thực nghiệm : .40 2.2.1 Thực nghiệm 1: Đo tổng quang thông số đèn LED phương pháp quang thông vùng 40 2.2.2 Thực nghiệm 2: Phép đo phân bố cường độ sáng 47 CHƯƠNG 54 NGHIỆM THU, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG SỬ DỤNG NGUỒN SÁNG LED .54 3.1 Tính toán phân bố độ rọi số đèn mặt phẳng C00 – C1800 .54 3.1.1 Xây dựng phương pháp tính: .54 3.1.2 Kết tính toán cho đèn CDM (Ceramic Discharge Metal) 150W 54 3.1.3 Kết tính toán cho đèn LED số 02: 59 3.1.4 Kết tính toán cho đèn LED số 04: 64 3.1.5 Một số kết khác .70 3.1.6 Nhận xét 76 3.2 Kiểm định số công trình chiếu sáng Hải Phòng 77 3.2.1 Công trình thứ nhất: Đường Lê Hồng Phong, Hải An, TP Hải Phòng 77 3.2.2 Công trình thứ hai: Chiếu sáng khu vực trung tâm TP Hải Phòng 79 3.2.3 Một số kết tham khảo .81 3.3 Kiến nghị việc tiến hành nghiệm thu công trình chiếu sáng LED 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 Kết luận 85 Kiến nghị .85 TÀI LIỆU THAM KHẢO .88 PHỤ LỤC 89 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa ĐHBKHN Đại học Bách Khoa Hà Nội PTN Phòng thí nghiệm LED Light Emitting Diode CDM Ceramic Discharge Metal HPS High Pressur Sodium CRI Color Rendering Index TP Thành phố DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tóm tắt quá trình phát triển của đèn LED 13 Bảng 1.2 Hiệu suất phát quang của số loại đèn 16 Bảng 1.3 Một vài thông số của số loại chip LED 17 Bảng 1.4 Tỷ lệ độ chói của thành phần RGB vài màu sắc 21 Bảng 2.1 : Mô tả quan hệ hệ tọa độ 33 Bảng 2.2 Mô tả vùng hệ số vùng cho góc 20, 50, 100 38 Bảng 2.3 Mô tả việc tính toán quang thông tổng của đèn LED số 01 theo phương pháp quang thông vùng 41 Bảng 2.4 Kết quả tính toán quang thông tổng của số đèn LED khác 47 Bảng 2.5 Mô tả cường độ dòng quang điện, cường độ sáng thực (Cd) của đèn LED số 01 theo phương ngang thẳng đứng 48 Bảng 3.1: Thể số liệu cường độ sáng theo góc với mặt phẳng ngang (C00-C1800) thẳng đứng (C900-C2700) của đèn cao áp CDM 55 Bảng 3.2 Thể độ rọi theo tọa độ của phương dọc đường (ứng với C00-C1800) của cột đèn cao 12m 57 Bảng 3.3: Thể số liệu cường độ sáng theo góc với mặt phẳng ngang (C00-C1800) thẳng đứng (C900-C2700) của đèn LED số 02 59 Bảng 3.4 Thể độ rọi theo tọa độ của phương dọc đường (ứng với C00-C1800) của cột đèn cao 10m 61 Bảng 3.5 Thể độ rọi theo tọa độ của phương dọc đường (ứng với C00-C1800) của cột đèn cao 12m 63 Bảng 3.6: Thể số liệu cường độ sáng theo góc với mặt phẳng ngang thẳng đứng của đèn LED số 04: 65 Bảng 3.7 Thể độ rọi theo tọa độ của phương dọc đường (ứng với C00-C1800) của cột đèn cao 10m 67 Bảng 3.8 Thể độ rọi theo tọa độ của phương dọc đường (ứng với C00-C1800) của cột đèn cao 12m 69 Bảng 3.9 So sánh kết quả tính toán chiếu sáng của ba đèn CDM, đèn LED số 02 đèn LED số 04: 76 Bảng 3.10 Mô tả phân bố độ rọi hai cột đèn LED đường Lê Hồng Phong 78 Bảng 3.11 Số liệu đo độ rọi chân cột của đèn HPS LED 80 Bảng 3.12 Một số tuyến đường thay đèn HPS LED TP Hồ Chí Minh 81 Bảng 3.13 Bảng so sánh tỷ lệ hai phương án HPS LED 84 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Nguyên lý làm việc của LED 14 Hình 1.2 Mô tả cấu trúc thực của mộtchip LED 15 Hình 1.3 Phổ của LED đơn sắc màu xanh lục 18 Hình 1.4 Phổ của LED đơn sắc màu xanh lam 18 Hình 1.5 Phổ của LED đơn sắc màu xanh đỏ 18 Hình 1.6 Phổ của LED trắng 19 Hình 1.7 Đường cong hệ màu RGB 20 Hình 1.8 Tạo LED trắng từ màu RGB 20 Hình 1.9 Mô tả hình CRT hoạt động nguyên tắc RGB 22 Hình 1.10 Đèn ống huỳnh quang 23 Hình 1.11 Hiện tượng phát quang huỳnh quang (1) Phổ kích thích (phổ hấp thụ), (2) Phổ huỳnh quang (phổ phát xạ) 24 Hình 1.12 Quang phổ của LED trắng (a) đèn huỳnh quang thông thường (b) 24 Hình 1.13 Mô tả chip LED với lớp phủ huỳnh quang 25 Hình 1.14 Chip LED (a) phân bố cường độ sáng của LED nguyên bản (b) 26 Hình 1.15 Chip LED (a) phân bố cường độ sáng của LED sau phủ lớp thủy tinh hữu dạng thấu kính hội tụ (b) 26 Hình 1.16 Lăng kính (a) phân bố cường độ sáng của LED qua lăng kính (b) 28 Hình 1.17 Thấu kính (a) phân bố cường độ sáng của LED qua thấu kính (b) 28 Hình 1.18 Mẫu thấu kính bất đối xứng HX-SD135 LED đường Osram 29 Hình 1.19 Mẫu thấu kính bất đối xứng HX-SD142 của Osram 29 Hình 1.20 Một vài mẫu thấu kính bất đối xứng khác của Osram 29 Hình 1.21 Một vài mẫu thấu kính bất đối xứng khác của Saip – Trung Quốc 30 Hình 1.22 Sắp xếp chip module LED theo các phương khác để thay đổi phân bố trường sáng của đèn 30 Hình 1.23 Một số mẫu đèn đường của Saip - Trung Quốc 31 Hình 1.24 Mẫu đèn LED chiếu sáng đường LED Lixway của Inaba, Nhật Bản 31 Hình 2.1 Phân bố cường độ sáng của đèn hệ tọa độ Đề (a), hệ tọa độ cực (b) 34 Hình 2.2 Quy ước mặt phẳng C,  của đèn tọa độ cực 34 Hình 2.3 Đường cong phân bố cường độ sáng của đèn theo hệ C- 35 (CIE 43-1979 Guide) 35 Hình 2.4 Góc kế quang học: (a) Loại nguồn sáng quay (b) Loại gương quay 36 Hình 2.5 Cấu trúc hệ đo góc kế quang học loại gương quay 36 Hình 2.6 Hình ảnh đo phân bố cường độ sáng của đèn Goniophotometer PTN Kỹ thuật chiếu sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường ĐHBKHN 37 Hình 2.7 Mô tả vùng 37 Hình 2.8 Tập liệu trắc quang của đèn huỳnh quang máng parabol 39 Hình 2.9 Hình ảnh mẫu đèn LED số 01 41 Hình 2.10 Các đường cong phân bố cường độ sáng của đèn LED số 01 50 Hình 2.11 Hình ảnh mẫu đèn LED số 02 51 Hình 2.12 Đường cong trắc quang đèn số 02 51 Hình 2.13 Hình ảnh mẫu đèn LED số 03 52 Hình 2.14 Các đương cong phấn bố cường độ sáng của đèn LED số 03 52 Hình 2.15 Hình ảnh mẫu đèn LEDsố 04 53 Hình 2.16 Các đường cong phân bố quang thông của đèn LED số 04 53 Hình 3.1 Xác định tọa độ chiếu sáng 54 Hình 3.2 Hình ảnh (a) phân bố cường độ sáng của đèn CDM 150W (b) 55 Hình 3.3 Phân bố độ của cột đèn phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 12 m 58 Hình 3.4 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 35 m 58 Hình 3.5 Hình ảnh (a) phân bố cường độ sáng của đèn LED số 02 (b) 59 Hình 3.6 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00- C1800) với cột cao 10 m 62 Hình 3.7 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 25 m 62 Hình 3.8 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 12 m 64 Hình 3.9 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 35 m 64 Hình 3.10 Hình ảnh (a) phân bố cường độ sáng của đèn LED số 04 (b) 65 Hình 3.11 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 10 m 68 Hình 3.12 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 30 m 68 Hình 3.13 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 10 m 70 Hình 3.14 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 35 m 70 Hình 3.15 Hình ảnh (a) phân bố cường độ sáng của đèn LED số 01 (b) 71 Hình 3.16 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 10m 71 Hình 3.17 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 25m 71 Hình 3.18 Hình ảnh (a) phân bố cường độ sáng của đèn LED số 03 (b) 72 Hình 3.19 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 10 m 72 Hình 3.20 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 25 m 73 Hình 3.21 Hình ảnh (a) phân bố cường độ sáng của đèn LEDFawoo (b) 73 Hình 3.22 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 10 m 74 Hình 3.23 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 20 m 74 Hình 3.24 Biển đồ phân bố cường độ sang (a), hình ảnh dèn HPS VEGA (b) 75 Hình 3.25 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) với cột cao 12 m 75 Hình 3.26 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 35 m 75 Hình 3.27 Hình ảnh (a) biểu đồ phân bố cường độ sáng (b) của đèn LED công trình chiếu sáng đường Lê Hồng Phong, Hải An, Hải Phòng 78 Hình 3.28 Phân bố độ rọi hai cột đèn công trình chiếu sáng đường Lê Hồng Phong, Hải An, Hải Phòng 78 Hình 3.29 Hình ảnh thực kiểm định chiếu sáng công trình chiếu sáng đường Lê Hồng Phong, Hải An, Hải Phòng 79 Hình 3.30 Đường Trần Hưng Đạo chiếu sáng hỗn hợp 80 LỜI NÓI ĐẦU Lý chon đề tài luận án Hiện nay, hầu hết hệ thống đường phố đô thị nước ta chiếu sáng các loại đèn phóng điện đèn cao áp Natri (High Pressur Sodium: HPS), đèn Metal Halide số địa điểm dùng đèn cao áp thủy ngân (High Pressur Mercury: HPM) Đây loại đèn có công suất tiêu thụ điện cao, phát quang thông lớn phục vụ chiếu sáng không gian rộng Cùng với phát triển khoa học công nghệ, vài năm trở lại đây, đèn LED du nhập ạt vào nước ta chúng có chỗ đứng vững công trình chiếu sáng nhỏ, đặc biệt chiếu sáng quảng cáo Tuy nhiên, từ LED trắng đời, thực vào sống với vai trò chiếu sáng dân dụng LED trắng, đặc biệt LED trắng công suất lớn tạo cách mạng ngành công nghiệp chiếu sáng Không có chất lượng chiếu sáng tốt, LED khẳng định khả tiết kiệm lượng vô lớn, yếu tố định giúp LED khẳng định vị trí vai trò to lớn phát triển ngành chiếu sáng tương lai Ngày nay, hệ thống chiếu sáng đường phố sử dụng đèn LED bước sử dụng thay cho loại đèn truyền thống nước ta Cho đến có số công trình chiếu sáng LED triển khai vài thành phố lớn Việt Nam Cho đến nay, công trình chiếu sáng LED tiêu biểu Việt Nam hệ thống chiếu sáng LED đường Thành Thái (quận 1), đường Nguyễn Thái Bình (quận Tân Bình), đường Hoa Lam (quận Phú Nhuận) TP Hồ Chí Minh, hệ thống 259 đèn LED công suất lớn lắp đặt khu vực trung tâm thành phố Hải Phòng LED mắc để chiếu sáng số tuyến đường thành phố Đà Nẵng lắp đặt số cầu vượt Hà Nội… Tất công trình chiếu sáng LED nói khẳng định tính hẳn chất lượng ánh sáng tiết kiệm điện Tuy nhiên bên cạnh ưu điểm đó, có vài vấn đề lớn thuộc kỹ thuật tồn tại, là: 10 (a) (b) Hình 3.24 Biển đồ phân bố cường độ sang (a), hình ảnh dèn HPS VEGA (b) Phân bố độ rọi theo phương ngang đèn 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 (80.00) (60.00) (40.00) (20.00) - 20.00 40.00 60.00 80.00 Hình 3.25 Phân bố độ rọi của đèn theo phương dọc đường (ứng với C00C1800) với cột cao 12 m Phân bố độ rọi theo phương ngang hai cột đèn (80.00) (60.00) (40.00) 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 (20.00) - Độ rọi cột đèn thứ 20.00 40.00 Độ rọi đèn thứ 60.00 80.00 100.00 120.00 Độ rọi tổng hợp Hình 3.26 Phân bố độ rọi theo phương dọc đường (ứng với C00-C1800) hai cột đèn cách 35 m - Độ rọi trung bình: Etb = 48.25 lx - Độ đồng đều: U = Emax/Emin = 33.79/68.93 = 0.49 75 3.1.6 Nhận xét Bảng 3.9 So sánh kết quả tính toán chiếu sáng của ba đèn CDM, đèn LED số 02 đèn LED số 04: TT Đặc điểm Đèn CDM 150W Đèn LED số 02 Đèn LED số 04 Đèn pha đường: Đèn LED số 02 Đèn LED số 04 Hình ảnh Công suất 150W Cosφ : 0.92 I : 0.74 A U : 220 V Φ = 13.000 [lm] Công suất 149W Cosφ : 0.98 I : 68 A U : 220 V Công suất 80W Cosφ : 0.97 I : 0.37 A U : 220 V Φ = 6,267 [lm] Φ = 9,517 [lm] Đặc điểm Phân bố cường độ sáng Đèn pha đường cổ điển Phân bố rộng (Góc mở α >120º) Đèn LED pha đường có thấu kính thay đổi phân bố cường độ sáng Phân bố rộng Phân bố hẹp ( Góc mở α < 90º) (Góc mở α > 120º) PA01 Etb = 17.11 Etb = 11.79 Etb = 5.54 - Cột đèn cao 12m Emin = 12.36 Emin = 3.36 Emin = 4.34 Emax = 21.29 Emax = 18.12 Emax = 7.63 U = 0.578 U = 0.185 U = 0.569 PA 02 Etb = 19.69 Etb = 9.12 - Cột đèn cao 10 m Emin = 11.49 Emin = 7.46 Emax = 26.14 Emax = 11.22 U = 0.44 U = 0.665 - Khoảng cách 35m Đèn LED pha chưa có thay đổi phân bố cường độ sáng - Khoảng cách 25 m 76 - Với phương án thứ nhất: Đèn cao áp CMD 150W thông thường đèn LED số 04 đáp ứng yêu cầu (>0.5), đèn LED số 02 có hệ số đồng thấp Có tượng phân bố cường độ sáng đèn - Khi thay đổi Phương án chiếu sáng (phương án số 02) độ đồng chiếu sáng tăng lên, cụ thể với đèn LED số 02 độ đồng tăng lên 0,44 (gần đạt yêu cầu) - Với độ rọi trung bình hệ chiếu sáng, phương án thiết kế chiếu sáng, độ rọi đèn CDM đạt mức cao nhất, đèn LED số 02 thấp hơn, đèn LED số 04 thấp Có điều công suất đèn CDM LED số 02 cao, hiệu suất phát quang đèn CDM cao so với đèn LED 3.2 Kiểm định số công trình chiếu sáng tại Hải Phòng 3.2.1 Công trình thứ nhất: Đường Lê Hồng Phong, Hải An, TP Hải Phòng 3.2.1.1 Mô tả công trình:(Số liệu Công ty Chiếu sáng TP Hải Phòng cung cấp) Đường nội đô chiếu sáng LED (thử nghiệm) Độ cao cột đèn: h = 12m, khoảng cách hai cột đèn l = 36m (thiết kế dùng cho đèn HPS 150W trường sáng rộng) Đường gồm có dải phân cách Các cột đèn bố trí tâm dải phân cách, cột mắc hai đèn LED chiếu sáng hai phía đường 3.2.1.2 Mô tả thiết bị chiếu sáng: (Do PTN Vật lý kỹ thuật ánh sáng trường ĐHBKHN cung cấp) Thông số Dải điện áp hoạt động Điện áp Cường độ dòng điện Công suất Hệ số công suất Quang thông tổng Nhiệt độ màu : : : : : : : 77 Kết quả 120V đến 280V 220V O,44A 96W O,99 7300 lm Tc= 6571K (a) (b) Hình 3.27 Hình ảnh (a) biểu đồ phân bố cường độ sáng (b) của đèn LED công trình chiếu sáng đường Lê Hồng Phong, Hải An, Hải Phòng 3.2.1.3 Kết đo phân bố độ rọi hai cột đèn: Bảng 3.10 Mô tả phân bố độ rọi hai cột đèn LED đường Lê Hồng Phong Vị trí (m) -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 Độ rọi (lx) 14,5 13,3 10,6 7,8 5.7 3,5 2,4 1,4 0,9 0,6 Vị trí (m) 10 12 14 16 18 Độ rọi (lx) 0,9 1,3 2,3 3,6 5.6 7,8 10,5 13,4 14,6 Phân bố độ rọi hai cột đèn 16 14 12 10 -20 -15 -10 -5 10 15 Hình 3.28 Phân bố độ rọi hai cột đèn công trình chiếu sáng đường Lê Hồng Phong, Hải An, Hải Phòng Trong đó: Etb = 6,35 lx; U = 0,04 78 20 (a) (b) (c) Hình 3.29 Hình ảnh thực kiểm định chiếu sáng công trình chiếu sáng đường Lê Hồng Phong, Hải An, Hải Phòng (a): Toàn cảnh đường (b): Hiệu ứng bậc thang đường (c): Đo đạc độ rọi đường 3.2.2 Công trình thứ hai: Chiếu sáng khu vực trung tâm TP Hải Phòng 3.2.2.1 Mô tả công trình: (Số liệu Công ty Chiếu sáng TP Hải Phòng cung cấp) Đường nội đô chiếu sáng kết hợp băng đèn HPS LED (thử nghiệm), phía đường lọai đèn Độ cao cột đèn: h = 11m, khoảng cách hai cột đèn l = 30m (thiết kế dùng cho đèn HPS 250W trường sáng rộng) Công trình gồm 259 đèn LED, đèn công suất 103W bố trí phía đường Trần Hưng Đạo, Trần Phú, Nguyễn Đức Cảnh Các đường bao xung quanh nhà hát lớn trung tâm thành phố 3.2.2.2 Mô tả thiết bị chiếu sáng: (Số liệu Công ty Chiếu sáng TP Hải Phòng cung cấp) Thông số Dải điện áp hoạt động Điện áp Cường độ dòng điện Công suất Hệ số công suất Quang thông tổng Nhiệt độ màu 79 : : : : : : : Kết quả 120V đến 280V 220V O,47A 103W O,99 8000 lm Tc= 6500K 3.2.2.3 Kết đo Do đường nói bao bọc công viên trung tâm nên ánh sáng từ đèn trang trí, quảng cáo, chiếu sáng nhà dân tạo trường sáng hỗn hợp Vì đo phân bố sáng riêng biệt LED Kết đo thực cột đèn LED riêng biệt (cạnh trạm xăng) để so sánh với đèn HPS riêng biệt: Bảng 3.11 Số liệu đo độ rọi chân cột của đèn HPS LED Đèn Đèn HPS 250W Đèn LED 103W TT Kết đo (tại chân cột) 79 lx 47 lx Hình 3.30 Đường Trần Hưng Đạo chiếu sáng hỗn hợp Ta thấy: Phía chiếu sáng đèn LED có độ sáng cao thật nhiệu so với phía chiếu sáng đèn HPS Nhận xét: Tỷ lệ độ rọi 47 70 > 103 250 tỷ lệ công suất loại đèn Vậy hiệu đèn LED cao so với đèn HPS Hình 3.31 cho ta thấy cách khách quan chất lượng chiếu sáng đèn LED so với HPS Dễ dàng thấy công suất đèn LED (103W) thấp nhiều so với đèn HPS (250W), có hệ số hoàn màu (CRI = 85) cao 80 nhiều so với hệ số hoàn màu HPS (CRI = 15) ta thấy trường sáng thật Kết ta nhìn thấy cảnh vật trung thực rõ ràng hơn, bên phía đèn LED ta thấy rõ màu xanh sáng bên đèn HPS có màu vàng tối 3.2.3 Một số kết tham khảo Trích từ báo cáo khoa học công ty chiếu sáng thành phố Hồ Chí Minh “Hội thảo công nghệ chiếu sáng LED khả Ứng dụng Việt Nam 07/2012” Thái Bình [6] Bảng 3.12 Một số tuyến đường thay đèn HPS LED TP Hồ Chí Minh Tuyến đường STT Loại đèn hữu Loại đèn thay thế Số lượng (Bộ) Thành Thái nối dài, quận 10 HPS 250W LED 160W 39 Bắc Hải nối dài, quận 10 HPS 250W LED 156W 33 Ngô Quyền, quận 10 HPS 250W LED 133W 28 Nguyễn Thái Bình, quận Tân Bình HPS 250W LED 95W 28 Hoa Lan, quận Phú Nhuận HPS 150W LED 125W 28 3.2.3.1 Đường Thành Thái nối dài, quận 10 (giữa đèn LED 160W đèn HPS 250W lắp đặt năm 2008): Biểu đồ công suất 350 300 20 0.6 16 250 200 18.7 18 287 Biểu đồ độ đồng chung Biểu đồ độ rọi 14 12.2 12 165 100 0.4 0.4 0.3 0.2 0.5 10 150 50 0.54 0.1 Công Suất Độ rọi Đèn HPS 250W Đèn HPS 250W Đèn LED 160W Đèn LED 160W 81 Độ đồng chung Đèn HPS 250W Đèn LED 160W 3.2.3.2 Đường Bắc Hải nối dài, quận 10 (giữa đèn LED 156W đèn HPS 250W lắp đặt năm 2008) Biểu đồ công suất 350 300 Biểu đồ độ rọi 20 19 18 287 Biểu đồ độ đồng chung 0.6 0.55 16 250 0.5 14 12 200 158 0.4 10 150 100 0.3 0.2 50 0.1 0 Công Suất 0.45 12 Độ rọi Độ đồng chung Đèn HPS 250W Đèn HPS 250W Đèn HPS 250W Đèn LED 158W Đèn LED 158W Đèn LED 156W 3.2.3.3 Đường Ngô Quyền, quận 10 (giữa đèn LED 133W đèn HPS 250W lắp đặt năm 1994) Biểu đồ công suất 350 300 Biểu đồ độ rọi 18.5 287 18.2 0.58 18 250 17.5 200 17 Biểu đồ độ đồng chung 0.57 0.57 0.56 150 137 0.55 16.5 100 16 50 15.5 16.3 0.53 0.53 0.52 15 Công Suất 0.54 0.51 Độ rọi Độ đồng chung Đèn HPS 250W Đèn HPS 250W Đèn HPS 250W Đèn LED 133W Đèn LED 133W Đèn LED 133W 82 3.2.3.4 Đường Nguyễn Thái Bình, quận Tân Bình (giữa đèn LED 95W đèn HPS 250W lắp đặt năm 2008) Biểu đồ công suất 350 300 Biểu đồ độ rọi 16.85 287 250 Biểu đồ độ đồng chung 16.8 16.8 0.45 16.75 0.4 16.7 0.35 16.65 0.3 200 16.6 0.25 150 16.55 96 100 50 16.5 16.5 0.15 0.1 16.4 0.05 16.35 Độ rọi Đèn HPS 250W Đèn LED 95W 0.4 0.2 16.45 Công Suất 0.4 Độ đồng chung Đèn HPS 250W Đèn HPS 250W Đèn LED 95W Đèn LED 95W 3.2.3.5 Đường Hoa Lan, quận Phú Nhuận (giữa đèn LED 125W đèn HPS 150W lắp đặt năm 2004) Biểu đồ công suất 200 180 18 178 160 140 16.5 96 Biểu đồ độ đồng chung 16 0.58 14 0.57 0.57 12 120 100 Biểu đồ độ rọi 10 0.56 8.67 0.55 80 0.54 60 40 20 0.53 0.53 0.52 Công Suất 0.51 Độ rọi Độ đồng chung Đèn HPS 150W Đèn HPS 150W Đèn HPS 150W Đèn LED 125W Đèn LED 125W Đèn LED 125W 83 Nhận xét: Bảng 3.12 thể so sánh tỷ lệ công suất, độ rọi độ đồng chung hai phương án đèn HPS truyền thống đèn LED tuyến đường Bảng 3.13 Bảng so sánh tỷ lệ hai phương án HPS LED Tỷ lệ STT Đường Thành Thái nối dài, quận 10 Bắc Hải nối dài, quận 10 Ngô Quyền, quận 10 Nguyễn Thái Bình, quận Tân Bình Hoa Lan, quận Phú Nhuận Công suất Độ rọi 1.739 1.816 2.095 2.989 1.402 1.533 1.583 0.896 1.018 699 Độ đồng chung 1.350 1.222 1.075 1.075 Qua bảng ta thấy đèn LED có hiệu sử dụng lượng lớn HPS Để đạt độ rọi độ đồng yêu cầu với đèn HPS, công suất sử dụng đèn LED yêu cầu nhỏ nhiều 3.3 Kiến nghị việc tiến hành nghiệm thu công trình chiếu sáng LED Thông qua tính toán chiếu sáng cho số đèn LED với công suất dạng phân bố cường độ sáng khác nhau, kết hợp với việc đo đạc nghiệm thu số công trình chiếu sáng Hải Phòng với số liệu tham khảo số công trình thành phố Hồ Chí Minh thấy rằng: Muốn đánh giá (hoặc nghiệm thu) hiệu chiếu sáng trực tiếp công trình chiếu sáng LED, cần phải quan tâm tới nhiều khía cạnh, cụ thể tổng quang thông, hình dạng biểu đồ phân bố cường độ sáng … Tuy nhiên hai thông số vừa nêu định đến độ rọi độ đồng mặt đường, tức phản ánh kết chiếu sáng mặt số lượng Muốn đánh giá toàn diện chất lượng hiệu công trình chiếu sáng nói chung chiếu sáng đường phố nói riêng, phải tính đến hai thông số quan trọng hiệu suất sáng (lm/W) hệ sồ hoàn màu CRI đèn Nói thị trường LED trắng Việt Nam phong phú (nếu không nói hỗn loạn!) tất mặt công suất, kiểu dáng chất lượng màu 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với luận văn chung thực công việc sau: - Tìm hiểu nguyên lý cấu tạo, hoạt động ưu điểm đèn LED hệ thống chiếu sáng LED - Đã bước đầu tìm hiểu nguyên tắc công nghệ tạo LED trắng, phương pháp thay đổi trường sáng chip LED module LED, đặc biệt LED trắng công suất lớn - Đã tìm hiểu nguyên lý, cấu tạo máy đo sáng trực tiếp tham gia đo đạc thông số quang điện số đèn truyền thống đèn LED, qua đánh giá được khác biệt ưu nhược điểm đèn LED so với đèn truyền thống - Đã biết sử dụng biểu đồ phân bố cường độ sáng để tính toán, thiết kế chiếu sáng cho đèn LED riêng lẻ hệ đèn - Đã trực tiếp tham gia kiểm định, đánh giá số công trình chiếu sáng LED nước - Đã đưa kiến nghị với quan quản lý nhà nước mặt đo lường việc xây dựng tiêu chuẩn nhà nước (TCVN) yêu cầu chất lượng, tiêu kỹ thuật, phương pháp đánh giá chất lượng đèn LED phương pháp kiểm định công trình chiếu sáng đường LED Kiến nghị Hiện nay, tất người hoạt động lĩnh vựa chiếu sáng hiểu ưu điểm vượt trội đèn LED so với nguồn sáng truyền thống mặt tiết kiệm lượng giá trị tiện nghi LED hoạt động kinh tế xã hội Theo số thông tin khoa học kỹ thuật, năm gần đây, LED sản phẩm LED phát triển với tốc độ cao Các sản phẩm LED ngày có chất lượng cao giá thành giảm xuống nhanh, mặt hàng điện, nước, xăng dầu ngày tăng giá Điều có nghĩa sản phẩm 85 chiếu sáng LED chắn tham giá vào thị trường chiếu sáng Việt Nam ngày tăng Cũng theo số thông tin kinh tế xã hội, có hàng vài trăm công ty (chủ yếu tư nhân) nước tham gia vào việc xuất nhập khẩu, cung cấp, sử dụng sản phẩm chiếu sáng LED Vì mặt hàng LED Việt Nam vô đa dạng mẫu mã, phong phú chủng loại chất lượng Một thực tế quan chức “đứng cuộc” việc quản lý lưu thông phân phối hệ thống chất lượng loại mặt hàng đặc biệt Theo việc buông lỏng quản lý sản phẩm chiếu sáng LED gây thất thu thuế nhà nước mà không định hướng phát triển chiếu sáng Việt Nam Vì có kiến nghị sau: - Thứ nhất: Cần sớm ban hành tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm LED dùng chiếu sáng Nội dung tiêu chuẩn phải bao hàm đầy đủ thông tin đèn Photometic data mà CIE quy định.Theo quy định này, sản phẩm LED ó đầy đủ chứng nhận xuất xứ, chất lượng thông tin chi tiết Photometric data lưu thông thị trường - Thứ hai: Cần sớm xây dựng trung tâm kiểm định sản phẩm LED quốc gia có đủ lực để kiểm định thông tin sản phẩm LED lưu hành thị trường Việt Nam - Thứ ba: Cần sớm có tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) nghiệm thu công trình chiếu sáng sử dụng nguồn sáng LED - Thứ tư: Về mặt kỹ thuật, công trình chiếu sáng LED nên xây dựng đồng từ hạ tầng sở tức từ chôn cột, dây … để tăng hiệu kinh tế phát huy ưu điểm chiếu sáng LED [6] Trong trường hợp buộc phải thay đèn truyền thống đèn LED cho công trình chiếu sáng, cần lựa chọn sản phầm đèn LED có thông số kỹ thuật phù hợp 86 Với thân tác giả luận văn Nếu có điều kiện học tập nghiên cứu thêm, tiếp tục tìm hiểu sâu hai vấn đề sau Phương pháp xây dựng tệp liệu trắc quang cho đèn LED Xây dựng phần mền hỗ trợ thiết kế kiểm định cho công trình chiếu sáng LED có để ý thích đáng đến tiêu hệ số hoàn màu CRI nguồn sáng 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Doanh, Đặng Văn Đào, Lê Hải Hưng, Ngô Xuân Thành, Nguyễn Anh Tuấn (2009), Kỹ thuật chiếu sáng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, Việt Nam [2] E Fred Schubert (2003), Light-Emitting Diodes, Cambridge University [3] Warren G Julian (1999), “A Department of architectural and design science University ò Sydney” Lighting basic concepts, Fifth edition [4] R H Simons and A R Bean, “Lighting Engineering Applied calculations”, Oxford – Auckland – Boston – Johannesburd – Melbourne – New Delhi [5] Joseph B Murdoch “University of New Hampshire”, ILLumination Engineering – From Edison’s Lamp to the Laser, Macmillan Publishing Company New York, Collier Macmillan Publishers London [6] Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị chiếu sáng toàn quốc lần thứ 10, Thái Bình 2012 [7] M M Garevic (2002), Photometry: Theory, Method and Instrument, NXB Năng lượng Maxcova [8] Lê Hải Hưng (2009), Photometic Data: Measure and Aplications,Efficient Lighting Management Curricula for ASEAN (ELMCA) [9] Tiêu chuẩn Việt Nam (2001), Kỹ thuật chiếu sáng cho nhà công trình, Nhà xuất xây dựng [10] Catalogue số sản phẩm đèn kèm Phillips, Osram, Spaid, Inaba 88 PHỤ LỤC Phụ lục số 01: TCVN 5828 – 1994, Đèn điện chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật chung Phụ lục số 02: TCVN 5829 – 1994, Đèn điện chiếu sáng đường phố - Phương pháp thử 89 ... tiêu chuẩn nghiệm thu công trình chiếu sáng đường với nguồn sáng truyền thống để áp dụng cho công trình chiếu sáng LED Điều gây không tranh cãi kết nghiệm thu công trình chiếu sáng LED nguy hiểm... trình chiếu sáng đường phố sử dụng nguồn sáng LED Mục đích luận án nhằm đo đạc phân tích sâu đặc tính chiếu sáng loại đèn LED sử dụng chiếu sáng đường, từ đưa kiến nghị tiêu chuẩn để áp dụng. .. thống chiếu sáng đường phố sử dụng đèn LED bước sử dụng thay cho loại đèn truyền thống nước ta Cho đến có số công trình chiếu sáng LED triển khai vài thành phố lớn Việt Nam Cho đến nay, công trình