CooLED – en ny generation LED-Lyskilde for det tidsløse high-end marked

Fotonik

Projektet har til formål at udvikle og demonstrere en optisk fleksibel LED-pære til tidsløse, eksklusive lampeklassikere. Pæren udnytter LED- teknologiens energieffektivitet optimalt ved hjælp af skræddersyet og udskiftelig ”click on”-optik, der målretter lyset i retning af skærmåbningerne. CooLED muliggør en energibesparelse på op til 90 % i forhold til standard LED-lyskilder.

Projektet havde til formål at udvikle og demonstrere en ny type LED pære, kaldet CooLED, med udskiftelig optik dedikeret til 3 specifikke PH lamper fra Louis Poulsen. Pæren skulle optimere energiforbruget ud fra en betragtning om LOR (light output ratio - lys ud af lampen i forhold til lys fra lyskilden). Og samtidigt skulle pæren levere et æstetisk smukt lys, der lever op til Louis Poulsen’ krav, baseret på designerens intentioner (PH, Poul Henningsen). Og pæren skulle integrere ny piezo-keramisk transformerteknologi, der søgtes modnet gennem projektet, samt optimere køleemnets geometri, der effektivt håndterer varmeafledning fra dioderne. Det færdige resultat var på det tekniske og produktionsmæssige niveau målsat til at levere dokumentation til 0-serie, og funktionsdygtig fysisk prototype til demonstration. Yderligere søgte projektet at undersøge markedet og udarbejde forretningsplan for CooLED produktet/produkterne samt forestå formidling af projektet.

Projektbeskrivelse

Projektet har til formål at udvikle og demonstrere en optisk fleksibel LED-pære, der udnytter LED-teknologiens energieffektivitet optimalt ved anvendelse i tidsløse, eksklusive lampeklassikere som Poul Henningsen PH5, Verner Panton FlowerPot, Verner Panton Globe, Poul Henningsen Koglen etc., hvor standard LED-lyskilder afsætter det meste af lysenergien i lampens skærmenheder på grund af deres rundstrålende eller rettede udstrålingsprofil.

Ved at målrette lyset i de optimale retninger i skærmåbningerne er det muligt at opnå op til 90 % energibesparelse i forhold til rundstrålede LED-pærer.

I projektet anvendes et nyt innovativt kølerprincip, hvor dioderne separeres termisk fra transformerenheden, og dermed sikrer lang levetid for pæren.

Piezoelektrisk transformerteknologi muliggør det specielle termiske design af pæren, da transformerenheden kan laves så kompakt, at den kan placeres i soklen.

CooLED adresserer et marked for retrofit LED-lyskilder, der er optisk skræddersyet til tidsløse ikon-lamper, der vil præge salgs- og især vedligeholdelsesmarkedet i mange år fremover.

Resultater

Projektet har udviklet 3 fuldt funktionsdygtige CooLED prototyper, som er testet og demonstreret i udvalgte PH-lamper fra Louis Poulsen: PH5, PH4½-3½ og Koglen Ø48. Prototyperne har på samtlige områder, med undtagelse af modning og implementering
af piezo-keramisk transformer komponent, leveret tilfredsstillende resultater, der har levet op til målsætningen og i enkelte tilfælde langt overgået dem. Der er rent lysteknisk målt markante forbedringer på LOR, samtidigt med at lyskvaliteten/lysfordelingen i lamperne vurderes tilfredsstillende.

Med hensyn til optimering af køleemnet har vi opnået stabil driftstemperatur på 75 gr. C. ved rumtemperatur på 25 gr. C. Dette betragtes som acceptabelt. Resultatet er opnået ved brug af ca. 38 gram. Aluminium svarende til 3,5 g pr. W brugt i hele systemet/pæren. Gængse LED retrofit pærer anvender typisk ca. 7-8 g pr. W., hvilket er en optimering på mere end 100%.

Det mekaniske design af CooLED pæren er ikke blevet testet, men prototyperne virker robuste og meget lovende både ud fra en kvalitetsbetragtning og rent designmæssigt. Der foreligger CAD dokumentation på alle komponenter og materialebeskrivelser. Hver komponent er tillige udformet så den kan masseproduceres.

Det er ikke lykkedes at modne og integrere piezo-keramisk transformer i CooLED pæren. Teknologien har vist sig at have store problemer med varmeudvikling og ydelse i det ønskede effektområde. Derfor er der i projektet brugt konventionel transformer, hvilket har haft indflydelse på det overordnede design, som er blevet større end ønsket. Ved kommerciel produktion er der i stedet peget på at anvende ”Very High Frequency Switch Mode Power Supplies” (VHF SMPS), leveret af Nordic Power Converters, hvilket muliggør en mere kompakt løsning.

Key figures

Periode:

2013 - 2015

Bevillingsår:

2012

Egen finansiering:

3,17 mio.

Støttebeløb:

2,92 mio.

Støtteprocent:

48 %

Projektbudget:

6,09 mio.

Kategori

Oprindelig title

CooLED – en ny generation LED Lyskilde for det tidsløse high-end marked.

Program

EUDP

Fælles overordnet teknologiområde

Energieffektivitet

Projekttype

Udvikling

Journalnummer

64012-0226

Dokumenter

160131_cooled_slutrapport_tilpasset.pdf

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)

Partner og Økonomi

Partner	Tilskud	Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU)	1.35 mio.	0.24 mio.
AT LIGHTING ApS	0.73 mio.	1.70 mio.
NOLIAC A/S	0.30 mio.	0.47 mio.
Teknologisk Institut	0.22 mio.	0.34 mio.
CB Svendsen	0.30 mio.	0.38 mio.
LOUIS POULSEN LIGHTING A/S	0.02 mio.	0.04 mio.

Kontakt

Kontakperson

Peter Poulsen

ppou@fotonik.dtu.dk