Investigadores desarrollan tecnología para aumentar eficiencia de Leds

Científicos del Centro de Investigación en Iluminación (LRC –Lighting Research Center-) en el Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado un método conocido como “SPE” para obtener luminancias significativamente superiores en Leds blancos sin la necesidad de aumentar el consumo energético.

 “Hemos desarrollado una tecnología basada en la extracción de los fotones dispersos que hemos llamado SPE (scattered photon extraction), este método podrá acelerar el desarrollo de Leds para aplicaciones de iluminación y logrará ayudar a conservar la energía para el futuro” menciona el Doctor Nadarajah Narendran, director del instituto. “La nueva tecnología incrementa de manera muy significativa la eficacia de los Leds blancos, y es muy posible que juege un rol fundamental en su evolución para aplicaciones en residencias y oficinas”.

Los Leds disponibles actualmente combinan un semiconductor luminoso y  un fósforo, que es un compuesto químico que ayuda a generar la luz blanca visible. Más de la mitad de la luz generada definida como fotones y  producida por el fósforo es desviada de regreso hacia el Led en donde una gran cantidad de esta se convierte en pérdida debido a un fenómeno de absorción. Esto reduce de manera importante la salida luminosa total generada.

 El grupo de investigación liderado por el Dr. Narendran, ha desarrollado un método para extraer la luz que se dispersa de regreso al Led alejando el fósforo del semiconductor y dando una nueva forma a la geometría del lente que controla la luz. Cuando estos cambios son generados, los fotones, que típicamente eran absorbidos logran escapar en forma de luz visible. Esta nueva tecnología está pendiente de patente.

 “La demostración de este nuevo concepto de “fósforo remoto” generado por  Lighting Research Center es una idea muy prometedora y emocionante para la iluminación en estado sólido” menciona el Dr. Jeffrey Tsao, miembro principal del staff técnico de los laboratorios Sandia (Sandia National Laboratories). “Este avance tiene varias implicaciones de gran significado, entre ellas el desarrollo de más altas eficacias y la extracción de fotones para su manejo.”

Comparado con los Led que se encuentran actualmente en el mercado, los prototipos de la tecnología SPE Led producen entre un 30 y un 60% más flujo luminoso, traducido en lúmenes por watt consumido. Esto significa que más luz visible está siendo generada sin incrementar el consumo de energía. Investigaciones a futuro con tecnología SPE pueden resultar en mayor eficacia de acuerdo a Narendran.

La industria de iluminación mundial se ha puesto como objetivo alcanzar los 150 lúmenes por watt en tecnología Led para el año 2012. La nueva tecnología SPE, bajo ciertas condiciones es capaz hoy en día de alcanzar más de 80 lm/W, mostrando ya un claro avance sobre tecnologías como la incandescente que esta alrededor de los 14 lm/W y la fluorescente que oscila alrededor de los 60 lm/W.

“Conforme los componentes de Led incrementen su eficacia, SPE podrá multiplicar esas posibilidades y ayudar a la industria a alcanzar su objetivo,” menciona Narendram. “La posibilidad de que la tecnología de luz en estado sólido reemplace a la tradicional incandescencia y fluorescencia se aprecia de manera muy promisoria”.

De acuerdo a Narendran, su grupo es el primero en utilizar esta tecnología para mejorar las capacidades de los Leds blancos. La investigación ha sido patrocinada por el departamento norteamericano de tecnologías para edificios y el laboratorio nacional de tecnología en energía (U.S. Department of Energy’s Building Technologies Program & the National Energy Technology Laboratory)  por medio de un programa de desarrollo en un esfuerzo de colaboración con la Universidad de California en Santa Bárbara.

 La investigación inicial sobre extracción de los fotones dispersos ya ha sido publicada en el journal physica status solidi (a), publicada por John Wiley e hijos.

 Aplicaciones de alumbrado que utilizan Diodos Emisores De Luz o luz en estado sólido podrían ir desplazando a las aplicaciones de incandescencia y fluorescencia, logrando un ahorro de consumo energético de hasta un 29% en los Estados Unidos para el año 2025.

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