dizertační práce

Provozní vlastnosti LED a jejich modelování

Text práce 6 MB Teze 2.37 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Pavelka, Ph.D.

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Oponenti: doc. Ing. Dionýz Gašparovský, Ph.D., Doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.

Abstrakt:

Disertační práce se zabývá vlastnostmi světelných zdrojů LED a jejich statickými a dynamickými změnami v reakci na měnící se provozní podmínky. Na začátku práce je stručně popsána historie svítivých diod, která dovedla LED od neúmyslného pozorování luminiscence až ke světelnému zdroji, který je využíván napříč celým oborem světelné techniky. V práci je věnována pozornost rozboru světelně-technických veličin, které jsou specifické pro polovodičové zdroje světla a jejich vzájemným vztahům. Tyto zákonitosti spolu se znalostí principu emise světelného záření v polovodičových zdrojích umožňují vytvoření základních souvislostí, které jsou dále využity v modelu chování LED. Vzájemné závislosti parametrů LED a faktorů, které je ovlivňují, jsou ověřeny měřeními na vybraných vzorcích. Pro lepší porozumění mechanismů ovlivňujících pracovní veličiny diod jsou také analyzovány současné modely degradačních procesů, včetně dílčích změn v jednotlivých komponentách. Na základě získaných poznatků je vytvořen model LED svítidla, který pracuje nejen s parametry samotných diod, ale také s nedílnou součástí těchto svítidel, tedy chladícím systémem. Pozornost je věnována také vlivům napájecích zdrojů, které jsou pro provoz LED nezbytné. Navržený model pracuje nejen v oblasti statických změn parametrů, ale zohledňuje také dynamické změny výstupních světelně-technických veličin. Představený model je ověřen měřením v základních provozních režimech a částečně i v režimech nestandardních. Zároveň jsou představeny možnosti praktického využití vytvořeného modelu, které spočívají v ověření navrhovaného řešení svítidla pro konkrétní napájecí zdroje, hledání optimálních provozních mezí, optimalizaci chladícího systému, či v možnosti využití soustav veřejného osvětlení pro regulaci změn zatížení v elektrizační soustavě.

Klíčová slova:

LED, simulace, model, degradace, statické změny, dynamické změny, optimalizace chladiče, tepelný odpor, tepelná kapacita, kolísání světelného toku

Termín obhajoby

21.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaPznamka

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika a komunikační technologie (EKT-PK)

Studijní obor

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (PK-SEE)

Složení komise

doc. Dr. Ing. Miroslav Patočka (předseda)
prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc. (člen)
prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Modlitba, CSc. (člen)
doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D. - oponent (člen)
doc. Ing. Dionýr Gašparovský, Ph.D. - oponent (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Student Ing. Tomáš Pavelka vypracoval disertační práci na téma Provozní vlastnosti LED a jejich modelování, což je téma, které ve světelné technice současnosti hraje velmi důležitou roli. V poslední době je kladen nepřehlédnutelný důraz právě na technologii LED a to až na úkor ostatních technologií. Nicméně tento trend je důkazem evoluce technologií a předložená disertační práce plně reflektuje tuto skutečnost. Doktorand v předložené práci rozebírá zejména aspekty chování LED jako spotřebiče elektrické energie a nabízí řešení, jak modelovat tento poměrně značně parametrický systém. Nejedná se totiž pouze o polovodič s jednoduchým náhradním schématem, ale o systém vyvíjející se v čase a za působení různých abnormálních stavů, jako třeba nadproudu, teplotního přetížení apod. Ukazuje vliv těchto parametrů na nejdůležitější světelné vlastnosti, jako je např. světelný tok, teplota chromatičnosti, index podání barev, resp. obecně změna spektrálních vlastností vyzařovaného světla.
Z hlediska obsahové považuji práci za odpovídající stupni doktorského studia a student prokázal schopnost samostatného vědeckého přístupu k dané problematice. Nezpochybnitelné jsou zejména ověření modelů proti provedeným měřením.
Během studia prokázal student vysokou míru flexibility, což je patrné i doloženého seznamu vlastních publikací autora. Podílel se na řadě doplňkových činností na ústavu a v rámci řešených projektů. Jako velmi přínosnou považuji jeho jazykovou vybavenost v angličtině při korekturách anebo překladech publikací z/do anglického jazyka.
Student pracoval víceméně samostatně a konzultoval svou činnost v nezbytně nutné míře. Spolupracoval často s dalšími kolegy na ústavu a svou prací tak přispíval k řešení i jiných témat, která s jeho prací úzce souvisejí. Někdy však byly vedlejší činnosti spíše na úkor vlastního tématu, což vedlo k celkovému prodloužení studia. Na druhou stranu je doktorand příkladem týmového pracovníka, který najde uplatnění ve výzkumných a vývojových centrech na různorodých úkolech. Velmi dobrá je i jeho pedagogická schopnost, kdy se podílel na řadě výukových kurzů a to i v anglickém jazyce.
Závěrem tedy konstatuji, že Ing. Tomáš Pavelka splňuje všechny předpoklady pro závěrečnou obhajobu doktorské práce a doporučuji práci obhajovat.
Zobrazit více
viz posudek ve formátu pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 175,15 kB

Posudek oponenta
Doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.

viz posudek ve formátu pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 871,50 kB

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová