Практика - критерий истины Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Практика - критерий истины

Светодиоды уже давно применяются в технике для решения огромного количества специализированных задач, однако теперь мы можем наблюдать, как они врываются в нашу повседневную жизнь в новом качестве, претендуя на роль основных источников света, причем не только в промышленности, но и в быту. О перспективах развития новой технологии освещения, особенностях светодиодов, потенциале и реализации в конкретных проектах рассказывают ведущие специалисты Центра светодиодных и оптоэлектронных технологий.

- Успешные организации часто, несмотря на формальную дату создания, имеют богатую историю. Можно ли это утверждение отнести к вашему центру?

Юрий ТРОФИМОВ, директор Центра светодиодных и опто-электронных технологий НАН Беларуси, кандидат технических наук: Началом нашей активной деятельности в области оптоэлек-троники, в частности светодиодных технологий, можно считать 1977 г. Тогда, еще в Институте электроники, функционировало три лаборатории, работа которых была напрямую связана с оптической обработкой информации и оптоэлектроникой. Именно они после организационных перестроек стали основой для нашего центра, что во многом и определило область нынешних научных интересов: это исследование и разработка оптоэлектронной элементной базы для создания высокоэффективных фотосенсорных, дисплейных и осветительных устройств, новых технологий для их практической реализации, создание перспективных светодиодных устройств и систем различного назначения.

- Таким образом, центр изначально ориентирован на практическое применение научных идей или все-таки наука находится на первом месте?

Юрий Трофимов: Можно разработать интересную концепцию, систему, но этого недостаточно - ее надо реализовать, причем сделать это так, чтобы она была успешной на рынке - в современных условиях «голые» идеи стоят недорого. Непростая в реализации, но необходимая и важная

задача коммерциализации научных разработок заставляет нас заниматься полным комплексом работ, начиная с НИОКР и заканчивая поиском потребителей и продажами. Здесь, на мой взгляд, уместно вспомнить такое крылатое выражение, как «практика - критерий истины», которое мы рассматриваем, возможно, в несколько необычном контексте: чтобы был долговременный спрос на продукцию, она должна быть непременно качественной и надежной. Достичь этого без научных подходов практически невозможно. Так, с 70-х гг. мы начали контролировать себя практикой, когда впервые стали разрабатывать изделия для приборостроительного завода им. Ленина, куда поставлялись оптоэлектронные преобразователи, подсветки для ЖК-индикаторов и многое другое. Наши научные идеи доказали свою жизнеспособность - и мы в настоящее время плодотворно сотрудничаем со многими отечественными и зарубежными предприятиями.

- Чем обусловлен такой интерес именно к светодиодным технологиям?

Сергей ЛИШИК, ученый секретарь Центра светодиодных и опто-электронных технологий НАН Беларуси, кандидат технических наук: Дело в том, что светодиоды обладают рядом выдающихся характеристик. К ним можно отнести высокую световую отдачу на уровне натриевых газоразрядных ламп и металлогалогенных ламп. Помимо этого, у светодиодов исключительная механическая прочность, виброустойчивость, направленность вывода света и очень длительный срок службы, составляющий от 30 до 100 тыс. часов.

Кроме того, они малоинерционны - включаются сразу на полную яркость, а количество циклов включения-выключения не оказывает существенного влияния на срок службы. При этом светодиоды безопасны, экологичны и работают в широком диапазоне температур. В целом совокупность этих характеристик позволяет говорить о больших перспективах развития светодиодных технологий и их повсеместном использовании в нашей жизни.

- Тем не менее нередко можно услышать утверждения о том, что светодиодный свет малопригоден для применения из-за его относительно низкого качества и высокой цены. Насколько это верно?

Валерий ПОСЕДЬКО, заведующий научно-исследовательским отделом Центра светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН Беларуси, кандидат технических наук: Существует такой показатель, как индекс цветопередачи, который позволяет оценить качество освещения и характеризует уровень соответствия естественного цвета видимому при освещении тем или иным источником света. Чем ниже этот показатель, тем хуже передаются цвета. Так, у натриевых светильников, применяемых в уличном освещении, это значение менее 40, у бытовых люминесцентных ламп он, как правило, составляет 60-90, у галогенных - более 90. Индекс цветопередачи у ламп накаливания и у неба Северного полушария считается равным 100, при этом лампы накаливания очень слабы в освещении синих тонов, а северное небо, в свою очередь, слабо при освещении красных тонов. Особенность же светодиодного

света - в его настраиваемости: изготовить светодиодный светильник можно с индексом цветопередачи,близким к предельному значению. Все вопросы снимает один любопытный факт: в мае 2005 г. светодиодами была освещена «Мона Лиза» в Лувре - индекс цветопередачи системы составил 100, при этом, в отличие от ламп накаливания, были качественно высвечены синие цвета. Качественная цветопередача требуется во многих практических применениях - в медицине, искусстве, текстильной промышленности и других областях. Художники хотят рисовать, а врачи делать операции только при очень качественном освещении, и светодиодный свет может его обеспечить. Наш центр получил предложение заняться освещением в Национальном художественном музее, мы также плодотворно работаем и с медиками. Относительно высокая цена светодиодного света - это его единственный и вместе с тем временный недостаток, который уже сейчас не является определяющим в ряду других достоинств.

- С точки зрения обывателя, работа со светодиодами относительно проста или здесь скрыты свои «подводные камни»?

Юрий Трофимов: При создании готовых изделий всегда приходится решать множество как мелких, так и крайне серьезных проблем. Для получения эффективного и надежного светодиодного устройства со сроком службы более 10 лет необходимо

комплексно оптимизировать тепловую, оптическую и электрическую системы светильника. Мелочей здесь быть не может. Например, светодиодные модули для промышленного применения необходимо покрывать лаком с целью защиты от воздействия окружающей среды и увеличения долговечности. Однако он может иметь свою цветность, менять оптические свойства светодиода, «трещать», накапливать пыль - и эти проблемы нужно решать. В целом, если какие-то элементы в технологии производства будут упущены либо недостаточно разработаны, результаты эксплуатации могут оказаться неудовлетворительными.

- Много организаций, особенно китайских, занимаются вопросами светодиодного освещения, предлагая относительно недорогие решения. В чем преимущества центра?

Юрий Трофимов: Имея достаточно большой опыт работы в области светодиодных технологий, а также обширные контакты в этой сфере, я могу смело утверждать, что наш центр значительно отличается от других. Дело в том, что свою продукцию мы всегда создаем на основе глубокого научного понимания проблемы, анализа элементной базы, множества предварительных исследований и апробаций. Мы контролируем линзы, рефлекторы, отражающие и светоизлучающие поверхности - оценке

подлежат все параметры, которые нужно учитывать при разработке систем освещения. Для повышения качества нашей продукции в течение последних трех лет мы приобрели и запустили прецизионный и эффективный комплекс измерительного и контрольного оборудования производства немецкой фирмы Instrument Systems - мирового лидера в этой области.

- На рынке представлено множество производителей светодиодов, кто из них выступает в роли поставщиков комплектующих?

Валерий Поседько: Мы создаем нашу продукцию исключительно на «брендах» светодиодной отрасли - Philips, Cree, Nichia

- и имеем непосредственные контакты с изготовителями светодиодов. Это обеспечивает высокое качество готовых изделий, позволяет гарантировать многолетнюю безотказную службу. Мы считаем, что это нужно подчеркивать, доносить до покупателя, поэтому ведем переговоры и, возможно, получим право маркировать изделия товарными знаками фирм - производителей светодиодов, например Philips Lumileds Inside.

- Каков вклад импортируемых комплектующих в конечную стоимость продукции?

Юрий Трофимов: Если говорить о степени локализации наших изделий, то в настоящее время она, например, для уличных светильников в зависимости от модели составляет 70-83% - большая часть создается белорусскими подрядчиками. Однако при расчете этого показателя нужно учитывать, что в нем заложена стоимость импортируемых энергоносителей, металла, материалов, и поэтому реальную импортоемкость рассчитать затруднительно. На мой взгляд, рациональнее оценивать количество использованных новых решений, ноу-хау.

- Очевидно, что качественная высокотехнологичная продукция не может стоить дешево. Не отпугивает ли цена потенциальных потребителей?

Валерий Поседько: Анализируя белорусский рынок систем светодиодного освещения, можно сказать, что потребители не всегда согласны платить за экономию электроэнергии. Это во многом связано

с тем, что пока она у нас относительно дешевая, тарифы по сравнению с другими странами отличаются не на проценты, а в разы. Скорее всего, с учетом общемировых тенденций, это временное явление, и вплотную заняться вопросами экономии рано или поздно придется.

Сергей Лишик: Если говорить исключительно про затраты энергии, то энергоэффективность светодиодной лампы по сравнению с лампой накаливания выше в 10-12 раз, галогеновой - в 5-6 раз, компактной люминесцентной - в 2 раза. При этом нужно учитывать, что традиционные источники света по разным причинам вытесняются из производства. Так, например, в Европе к 20l3 г. планируется полностью отказаться от выпуска ламп накаливания и значительно ограничить выпуск неэффективных галогеновых ламп. Что же касается люминесцентных ламп, то они требуют дорогостоящих мероприятий по утилизации, поскольку в них содержится вредное для здоровья человека вещество - ртуть. Показательным примером является поведение всемирно известной компании IKEA, которая, согласно обнародованным планам, в ближайшее время откажется от продаж энергосберегающих газоразрядных ламп, заменив их на светодиодные. Таким образом, можно смело утверждать, что за светодиодным освещением - будущее.

- Планируется ли создание белорусского производства светодиодов?

Юрий Трофимов: Такой вопрос поднимался, но при его рассмотрении нужно учитывать, что только очень технологически развитые страны, такие как Япония, США, Германия, Корея, добились успехов на этом поле, и всего 3-4 компании в мире обладают производством по полному циклу и получают результаты мирового уровня. Эти организации, связанные между собой патентными кросс-лицензиями, образовали своего рода крупнейший научно-технологический конгломерат и вышли на объемы производства в миллиарды долларов. Это свидетельствует о том, что рынок поделен и компании-гиганты завоевали свое место под солнцем. Например, только фирма Philips вложила за последние годы в развитие светодиодной техники 6 млрд евро. Как может с ними

конкурировать гипотетическое белорусское производство? Если же взять другое направление - недорогие светодиоды среднего уровня, - то здесь в качестве основного конкурента выступает Китай с огромным количеством уже существующих заводов - соперничать с ним как по цене, так и по качеству, на мой взгляд, нереально и неперспективно. Непонимание сложившейся ситуации приводит к прожектерству, и одна из наших задач - указывать на ошибки в оценках.

- Какие разработки центра можно отнести к приоритетным?

Юрий Трофимов: У нас есть богатый опыт создания приборов светодиодного освещения, и с 2000 г. мы начали активно сотрудничать с зарубежными компаниями в этой сфере. Среди основных направлений совместной деятельности - RGB прожекторы, управляемые по сетевому протоколу DMX512. В СНГ такое оборудование впервые было создано нашим центром совместно с российской компанией «Лайтмастер». Оно обеспечивает создание цветодинами-ческого освещения и успешно используется в архитектурной подсветке и шоу.

Валерий Поседько: Кроме того, в 2003 г. совместно с российской компанией «Кванд» мы начали плотно работать над созданием светодиодного освещения для VIP-салонов самолетов. Для всего центра это была очень серьезная «контрольная работа» - в мире тогда мало кто занимался решением таких задач, кроме того,

интегрировать новые электроустройства в бортовую сеть самолетов крайне сложно. Чтобы обеспечить высокое качество системы, нам пришлось вместе с партнерами из Летно-исследовательского института им. М.М. Громова проводить апробацию нашего освещения при температурах от -60 до +85 °С, проверять на колоссальные ударные нагрузки, причем все это делалось, можно сказать, впервые. Нам удалось создать светодиодную замену практически для всех традиционных источников освещения и информационных устройств в салоне самолета и установить там светодиодную осветительную технику общей мощностью 2 кВт. Решив эту сложнейшую задачу, показав свои возможности, мы «спустились на землю» - с 2004 г. стали применять аналогичные системы в железнодорожном транспорте, в первую очередь в пассажирских вагонах. Всего с нашим участием в период с 2003 по 2011г. смонтировано порядка 50 салонов самолетов и около 50 вагонов, которые успешно эксплуатируются до сих пор.

Юрий Трофимов: Примерно в это же время мы начали работы по освещению наружного пространства, а затем, образно говоря, спустились еще ниже - под землю, в метрополитен. Кроме того, по просьбе РУП «Белавтострада» создали специализированные дорожные знаки «Пешеходный переход», одновременно освещающие пешеходные переходы. От Орши до Бреста их установлено около 20, при этом стоит

отметить, что эту разработку мы сделали одними из первых в мире. В итоге имеем более чем 6-летний опыт использования таких устройств, который, кстати, показал, что эксплуатационные проблемы светодиодного освещения возникают чаще по причинам некачественного блока питания или корпуса устройства. С надежностью и работоспособностью самих светодиодов вопросов не возникало, несмотря на жесткие условия их работы. Получается, что, помимо технологий, научного базиса, именно опыт позволяет нам успешно участвовать во множестве проектов как в Беларуси, так и за ее пределами.

Сергей Лишик: Еще один крупный проект - разработка уличного светильника. Из опытного образца он превратился в целую гамму серийных осветительных приборов, «закрывающую» требования по освещению всех типов дорог - начиная от проселочных и заканчивая магистральными. Сейчас эти высокотехнологичные устройства, в которых реализован ряд ноу-хау, совместно с Центральным конструкторским бюро НАН Беларуси выпускаются как для внутренних нужд, так и на экспорт.

Валерий Поседько: Востребованными оказались наши разработки по светильникам для швейных машин. Особенность этих светильников - повышенная устойчивость к вибрационным нагрузкам. После апробации опытного образца было изготовлено 250 таких систем освещения, которые на данный момент успешно функционируют на известном предприятии «Элема».

Сергей Лишик: Мы активно работаем и в системе ЖКХ, предлагаем свои светильники для освещения подъездов, лестничных клеток, коридоров, а также оказываем бесплатные услуги по разработке светотехнических проектов. Сначала заказчик может получить модель, с помощью которой еще на этапе проектирования определяется уровень освещенности объектов, а затем уже сам светильник.

Юрий Трофимов: При реализации проектов особое внимание уделяется вопросам экспорта. Так, недавно нами подписан контракт на поставку свыше тысячи сборочных комплектов светодиодных уличных светильников на Украину для освещения объектов инфраструктуры

чемпионата Европы по футболу в 2012 г. Готовится сборочное производство в Азербайджане, планируется продажа систем освещения в Германию, Казахстан, Россию и Латвию. Надо отметить, что требуемое правительством соотношение продукции, реализуемой предприятиями на внутреннем рынке и на экспорт, - 35 и 65% - было заложено в нашем бизнес-плане еще три года назад.

- Занимается ли центр «чистой» наукой?

Валерий Поседько: Значительная доля научной деятельности - это прикладные исследования, определяемые практическими задачами. Тем не менее у нас достаточно публикаций в престижных журналах, а недавно поступило предложение от Санкт-Петербургского академического университета - научно-образовательного центра на-нотехнологий РАН, ректором которого является нобелевский лауреат Жорес Алферов, о проведении совместных исследований и создании белорусско-российской службы метрологии светодиодов. Есть в активе центра и серьезные технологические достижения - получение тонких фотопроводниковых пленок методом трафаретной печати, методы исследования элементной базы, активно ведутся совместные работы с Институтом физики НАН Беларуси, Белорусским национальным техническим университетом, Институтом медико-биологических проблем РАН, Институтом теоретической и прикладной электродинамики РАН, Институтом физики полупроводников НАН Украины и многими другими учреждениями. Для успешной деятельности необходима синергия, определенный гармоничный баланс между наукой и практикой, добиться которого бывает очень непросто.

- Какие разработки, нашедшие применение на практике, можно назвать вашим научным ноу-хау?

Сергей Лишик: Примером может послужить наш биотехнологический комплекс выращивания растений в замкнутых помещениях. У обывателя может возникнуть ощущение, что это очень просто, однако это совсем не так. Сейчас один гектар высокотехнологичного тепличного хозяйства стоит очень дорого - порядка нескольких миллионов евро. Срок окупаемости составляет 15-20 лет, при этом в зимнее время затраты на осве-

щение огромны, и светодиодные системы могут существенно сократить издержки, а значит, сделать инвестиции в оборудование более привлекательными. Этой проблемой занимаются практически во всем мире, и мы не остаемся в стороне - совместно с Институтом экспериментальной ботаники НАН Беларуси, а также российскими коллегами исследуем особенности выращивания растений при искусственном свете. Эти разработки могут иметь широкую область применения - от типовых теплиц до использования в космосе, на морских судах, подводных лодках и т.д. Нужно отметить, что у нас уже есть первые успехи - в недавно законченном проекте «Марс-500» по имитации пилотируемого полета на Красную планету использовалась система, созданная с нашим участием.

- Получает ли правовую охрану интеллектуальная собственность центра?

Юрий Трофимов: Безусловно, у нас есть патенты на промышленные образцы, полезные модели. Однако здесь проявляется несколько специфических для отрасли особенностей - светодиодные технологии быстро обновляются, и патенты не всегда дают преимущества их обладателям, а иногда и вовсе осложняют ситуацию, раскрывая технические тонкости изделий конкурентам. Поэтому патентовать ради самого патентования мы не стремимся, в большей степени рассчитывая на продажу лицензий на производство готовых светодиодных устройств. В этом случае копирование затруднено, поскольку прямой перенос решений без адаптации не будет иметь смысла.

- Когда рядовые потребители смогут увидеть на прилавках магазинов отечественные светодиодные лампы?

Юрий Трофимов: Думаю, что в следующем году - на Брестском электроламповом заводе уже проводятся работы по разработке ламп прямой замены. Что касается цены, то сейчас высококачественные источники света от известных производителей еще дороги - тот же Philips предлагает их по цене около 37 долл. за штуку. Но стоимость со временем будет падать, и думаю, что 13 долл. - разумный уровень для качественной белорусской лампочки, пригодной для домашнего использования.

Павел ДИК