Thương mại hóa thành công các kết quả nghiên cứu là bài toán lớn, không chỉ của các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp ứng dụng hay cơ quan nhà nước, mà cần sự phối hợp toàn diện từ tất cả các bên. Xây dựng mối quan hệ chặt chẽ giữa “3 nhà” (nhà nước – nhà khoa học - nhà doanh nghiệp) sẽ đẩy mạnh hoạt động thương mại hóa các kết quả nghiên cứu.
“Công thức” phát triển thị trường KH&CN
Liên kết giữa trường đại học và doanh nghiệp là xu hướng phổ biến trên thế giới, đóng vai trò quan trọng trong việc đẩy mạnh ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn. Doanh nghiệp luôn có nhu cầu cải tiến kỹ thuật, áp dụng công nghệ mới trong sản xuất - kinh doanh và quản trị để đem lại lợi nhuận cao nhất. Trong khi đó, các trường đại học có vai trò là trung tâm nghiên cứu, sở hữu các tri thức và công nghệ mới. Việc hợp tác với các trường đại học giúp doanh nghiệp tiếp cận được những phát minh, sáng chế, những sản phẩm KH&CN có tính khả thi để tăng sức cạnh tranh trên thị trường. Đối với nhà khoa học, doanh nghiệp là một trong những nguồn tài trợ cho các hoạt động nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu khoa học sẽ được ứng dụng cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả nghiên cứu.
Để thúc đẩy mối quan hệ giữa nhà khoa học và doanh nghiệp, nhà nước đóng vai trò định hướng, là cầu nối giữa nhà khoa học và doanh nghiệp. Sở KH&CN TP.HCM đã triển khai mô hình “3 nhà” cùng đồng hành nghiên cứu, phát triển sản phẩm và đạt được thành công nhất định. Đại diện Sở KH&CN TP.HCM, ông Phạm Văn Xu (trưởng phòng Quản lý Khoa học) cho biết, Sở KH&CN TP.HCM đang ưu tiên kết nối các doanh nghiệp với các đơn vị nghiên cứu KH&CN, ưu tiên tuyển chọn những nhiệm vụ KH&CN có tính ứng dụng thực tế cao, tạo ra những sản phẩm có thể nhanh chóng áp dụng thực tế, phục vụ các ngành công nghiệp trọng điểm. Hợp tác giữa trường Đại học Bách khoa TP.HCM và Công ty Cổ phần Bóng đèn Điện Quang để phát triển công nghệ chiếu sáng công cộng thông minh sử dụng đèn LED là một dự án điển hình cho mô hình hợp tác “3 nhà” mà Sở KH&CN TP.HCM đang thúc đẩy.
Làm chủ công nghệ LED chiếu sáng công cộng thông minh
Đèn LED có những ưu điểm như tiết kiệm 50-70% năng lượng so với các loại đèn thông thường, chi phí bảo dưỡng thấp, tuổi thọ cao và có thể điều khiển độ sáng một cách linh hoạt và hiệu quả. Nhờ vậy, đèn LED đang là lựa chọn tốt nhất trong thiết kế lắp đặt hay cải tiến hệ thống chiếu sáng nói chung và hệ thống chiếu sáng công cộng nói riêng. Đèn LED có công suất lớn, mang lại hiệu suất ánh sáng mạnh ra đời đã thay thế những sản phẩm truyền thống (như đèn thủy ngân cao áp, halogen,…) vốn hao tốn nhiều năng lượng mà chất lượng (độ sáng) lại nhanh giảm sút. LED được xem là một công nghệ xanh, thân thiện với môi trường, được ứng dụng nhiều cho chiếu sáng đường phố, nhà xưởng sản xuất, khu công nghiệp, khu chế xuất, kho hàng, bến bãi, nhà máy…
Theo nghiên cứu của IMARC Group, thị trường đèn LED Việt Nam có giá trị khoảng trên 520 triệu USD vào năm 2023, tốc độ tăng trưởng giai đoạn 2018 – 2023 khoảng 18%/năm. Trong nước có nhiều thương hiệu cung cấp đèn LED chiếu sáng như Philips, Điện Quang, Osram. Tuy nhiên, việc ứng dụng phát triển công nghệ chiếu sáng LED ở Việt Nam hiện còn gặp nhiều khó khăn. Các LED Driver công suất 150W-250W chưa được nghiên cứu chế tạo bởi các nhà sản xuất Việt Nam. Trên 60% thị phần đèn LED Việt Nam là các sản phẩm nhập khẩu từ Trung Quốc... Nguyên nhân là do các doanh nghiệp ở Việt Nam chưa làm chủ được công nghệ, chưa có dây chuyền công nghệ sản xuất từ khâu kết nối chip LED, chế tạo Driver cho đến chóa đèn và hệ thống tản nhiệt, vì vậy, sản phẩm thường có chất lượng không cao, không cạnh tranh được với sản phẩm nhập ngoại và khó khăn rất lớn khi sửa chữa, bảo trì, vận hành thiết bị. Việc nghiên cứu phát triển LED Driver theo hướng điều khiển thông minh tích hợp công nghệ không dây còn rất hạn chế. Các LED Driver vẫn chưa được nghiên cứu thiết kế một cách tổng thể để sử dụng triệt để những thế mạnh của đèn LED như khả năng điều khiển độ sáng theo nhu cầu nhằm giảm điện năng tiêu thụ, nâng cao hiệu suất của hệ thống. Một số nghiên cứu về Driver nói chung và LED Driver nói riêng đã được đề cập ở Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tuy nhiên các nghiên cứu về LED Driver mới chỉ ở dạng nghiên cứu cơ bản, chưa có sản phẩm cụ thể.
Cấu trúc bộ đèn LED chiếu sáng công cộng. Ảnh: BK
Trong đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển thông minh đèn LED chiếu sáng tiết kiệm năng lượng sử dụng nguồn năng lượng mặt trời và lưới điện kết hợp trong điều kiện biển đảo” năm 2016, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Bách Khoa TP.HCM đã thiết kế và thử nghiệm thành công hệ thống đèn LED với dải công suất từ 3W-150W, điều khiển thông minh tích hợp công nghệ không dây. Kế thừa kết quả từ những nghiên cứu trước, nhóm đề tài tiến hành thiết kế chế tạo LED Driver công suất 150W-250W trên cơ sở nghiên cứu thiết kế các bộ biến đổi công suất, bộ chỉnh lưu AC/DC, bộ DC/DC tần số đóng ngắt cao, đồng thời, phù hợp các yêu cầu kỹ thuật chung cho thiết kế LED Driver, cũng như các yêu cầu của Công ty Cổ phần Chiếu sáng Công cộng TP.HCM [1] và Công ty Cổ phần Bóng đèn Điện Quang [2].
Kết quả, đã chế tạo được bộ LED Driver công suất 150W-250W tích hợp điều khiển thông minh ứng dụng trong chiếu sáng công cộng. Hiệu suất của bộ LED Driver thiết kế đạt trên 93%, tương đương với các sản phẩm hiện có trên thị trường. LED Driver đạt các tiêu chuẩn chất lượng về điện, chuẩn bảo vệ IP-67 (Vinacontrol cấp chứng chỉ); có thể làm việc với dải điện áp từ 150-260V với hiệu suất hầu như không đổi (đạt 91,76-93%, hệ số công suất đạt 0,99-0,998). Khi độ sáng thay đổi từ 10-110%, hiệu suất thấp nhất là 77,3% và cao nhất là 93,2% (hệ số công suất 0,795-0,984). Khả năng ổn định dòng điện trong cả dải điện áp đạt 2,35% (yêu cầu <3%). Ngoài ra, sản phẩm của nghiên cứu còn là các phần mềm tự động tính toán và lựa chọn linh kiện cho LED Driver công suất 150W-250W, phần mềm kiểm tra mạch Driver và phần mềm giao tiếp hiệu chỉnh thông số định mức LED Driver trên nền C/C++ hoặc sử dụng giao diện web.
Để thương mại hóa các kết quả nghiên cứu này, triển khai mô hình hợp tác “3 nhà”, từ tháng 9/2018, Sở KH&CN TP.HCM đã kết nối Trường Đại học Bách khoa TP.HCM với Công ty Cổ phần Bóng đèn Điện Quang để thực hiện nhiệm vụ “Phát triển công nghệ chế tạo hệ thống chiếu sáng công cộng thông minh sử dụng đèn LED”, chế tạo trung tâm xử lý dữ liệu, tủ điều khiển và các đèn LED công suất 100W-200W phục vụ chiếu sáng công cộng (tích hợp Driver thông minh và hệ thống truyền dữ liệu không dây) tại khuôn viên Đại học Quốc gia TP.HCM. Năm 2020, các sản phẩm của dự án đã được đưa vào sử dụng tại khuôn viên Đại học Quốc gia TP.HCM, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, khu Công nghệ cao, Công ty Cổ phần Bóng đèn Điện Quang. Thực tế vận hành cho thấy, công nghệ giúp tiết kiệm khoảng 70% điện năng so với sử dụng đèn cao áp, đảm bảo độ sáng, có thể điều chỉnh độ sáng theo yêu cầu và dễ dàng quản lý vận hành từng đèn.
Giải pháp chiếu sáng thông minh được lắp thử nghiệm tại Trường Đại học Bách khoa TP.HCM
Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM hiện đang xây dựng hệ thống máy chủ hạ tầng mạng và hoàn thiện những bước cuối cùng để đáp ứng yêu cầu cầu sản xuất đại trà. PGS.TS Lê Minh Phương (chủ nhiệm đề tài), cho biết “khi sản xuất đại trà, sản phẩm hoàn toàn có khả năng cạnh tranh với giá thấp hơn so với các sản phẩm nhập ngoại”.
Như Hà
--------------------------------------------------------------------------------
Tài liệu tham khảo chính
PGS.TS Lê Minh Phương. Báo cáo kết quả nhiệm vụ KH&CN “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo nguồn điều khiển đèn LED công suất lớn từ 150W-250W cho chiếu sáng công cộng”. 2018.