Nghiên cứu ứng dụng nguồn sáng đèn led tập trung cá trên tàu lưới vây xa bờ ở tỉnh Quảng Nam
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nguồn sáng đèn Led trang bị trên tàu thực
nghiệm có công suất 3,632kW, góc treo đèn
500 cho sản lượng đánh bắt cao nhất.
Sử dụng đèn Led tiết kiệm được 78,5%
nhiên liệu so với sử dụng đèn cao áp.
Hiệu quả khai thác của nguồn sáng đèn Led
cao hơn 6,8 lần so với sử dụng đèn cao áp.
Tiếp tục nghiên cứu nguồn sáng đèn Led
đặt ngầm dưới nước.
Tiếp tục nghiên cứu về tập tính của cá
trong vùng được chiếu sáng của đèn Led.
7 trang |
Chia sẻ: linhmy2pp | Ngày: 23/03/2022 | Lượt xem: 238 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu ứng dụng nguồn sáng đèn led tập trung cá trên tàu lưới vây xa bờ ở tỉnh Quảng Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 69
THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NGUỒN SÁNG ĐÈN LED TẬP TRUNG CÁ
TRÊN TÀU LƯỚI VÂY XA BỜ Ở TỈNH QUẢNG NAM
APPLIED STUDY LED LIGHT SOURCE CONCENTRATED FISH
ON SHORE PURSE SEINE VESSEL IN QUANG NAM PROVINCE
Nguyễn Đức Sĩ1
Ngày nhận bài: 28/9/2015; Ngày phản biện thông qua: 21/01/2016; Ngày duyệt đăng: 15/6/2016
TÓ M TẮ T
Bài báo trình bày kết quả đánh bắt thử nghiệm đèn Led tập trung cá trên tàu lưới vây ở Quảng Nam nhằm
xác định các thông số tối ưu của việc trang bị nguồn sáng, bố trí góc treo đèn, mức tiêu hao nhiên liệu của máy
phát điện phục vụ chiếu sáng và hiệu quả khai thác trong chuyến biển.
Trong 3 chuyến biển thử nghiệm đèn Led, với ba lần thay đổi công suất nguồn sáng và thay đổi góc treo
đèn thì công suất nguồn sáng 2,632 kW ứng với góc treo đèn 500 cho hiệu quả đánh bắt cao nhất.
Mức tiêu hao nhiêu liệu của máy phát điện phục vụ chiếu sáng đèn Led tiết kiệm được 78,5% nhiên liệu
so với tàu đối chứng sử dụng nguồn sáng đèn cao áp.
Hiệu quả khai thác tính trên đơn vị dầu tiêu thụ của tàu thực nghiệm sử dụng đèn Led cao hơn 6,8 lần so
với tàu đối chứng sử dụng nguồn sáng đèn cao áp.
Từ khó a: đèn cao áp, đèn Led, máy phát điện
ABSTRACT
The paper presents test results caught fi sh LED focus on purse seiners in Quang Nam in order to
determine the optimal parameters of the fi tted light, hanging light angle layout, the fuel consumption of the
machine generator service and effi cient lighting during sea mining.
In experiment 3 LED fi shing trips, with three times the capacity of the light source changes and change
the angle hanging lamp light source power 2,632 kW with 500 lamps hanging corner to catch the highest
effi ciency.
Fuel consumption rate of the generator serves LED lighting saves fuel 78.5% compared with the control
vessels using high-pressure lamp light source.
Extraction effi ciency per unit of ship oil consumption LED experimental use 6.8 times higher than the
control vessels using high-pressure lamp light source.
Keywords: high-pressure lamps, LED lamps, Generators
1 Viện Khoa học và Công nghệ khai thác thủy sản – Trường Đại học Nha Trang
I. ĐẶ T VẤ N ĐỀ
Nghề lướ i vây kế t hợ p á nh sá ng ở Quảng
Nam có 351 tà u thuyề n, trong đó 236 tà u thuyề n
công suấ t từ 50 CV trở lên, chiế m tỷ lệ 5,7%
tổ ng số tà u thuyề n toà n tỉ nh, hoạ t độ ng ở tuyế n
lộ ng và tuyế n khơi. Tuy nhiên, do công nghệ
khai thác lạc hậu, chi phí chuyến biển cao,
nhất là chi phí nhiên liệu chiếm 50 - 60% trong
tổng số chi phí nên hiệu quả kinh tế thấp.
Trang bị nguồn sáng trên tàu lưới vây của
ngư dân Việt Nam nói chung và Quảng Nam
nói riêng, chậm được đổi mới về công nghệ
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
70 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
để theo kịp tốc độ phát triển của nghề đánh
cá kết hợp ánh sáng trên thế giới. Tàu thuyền
đánh cá kết hợp ánh sáng có sự cạnh nhau
quyết liệt về trang bị nguồn sáng. Qua tìm hiểu
chúng tôi nhận thấy đa số thuyền trưởng đều
cho rằng trang bị nguồn sáng mạnh chừng
nào, thì đánh cá được nhiều chừng ấy, trong
khi đó, việc trang bị ngư cụ như thế nào để
phù hợp với việc tăng công suất nguồn sáng
thì ngư dân chưa quan tâm, chưa có sự điều
chỉnh nào về chiều dài lưới khi tăng công suất
nguồn sáng.
Nguồn sáng ngư dân sử dụng trên tàu lưới
vây xa bờ ở Quảng Nam đa số là loại bóng đèn
cao áp có công suất 1000W, mỗi tàu trang bị
từ 20 đến 30 bóng với tổ ng công suấ t nguồ n
sá ng từ 20 - 30kW và có xu hướng ngày càng
tăng số lượng bóng đèn. Số lượng bóng đèn
càng nhiều đòi hỏi máy phát điện có công suất
càng lớn, do đó mức tiêu hao nhiên liệu phục
vụ phát sáng tập trung cá càng cao.
Các nước có nghề cá phát triển như Nhật
Bản, Hàn Quốc hầu như đã thay thế toàn bộ
nguồn sáng bóng đèn cao áp bằng nguồn sáng
đèn Led, và có xu hướng chung là đưa nguồn
sáng ngầm xuống nước. Nguồn sáng bằng
đèn Led được xác định là loại nguồn sáng tiết
kiệm được rất nhiều chi phí về nhiên liệu, thân
thiện với môi trường và cho năng suất đánh
bắt cao hơn so với nguồn sáng sử dụng bóng
đèn cao áp.
Tuy nhiên, ở Việt Nam việc xuất hiện nguồn
sáng đèn Led trên tàu lưới vây còn rất hạn chế,
đang ở trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm
hiệu quả sử dụng nguồn sáng này. Giá thành
đèn Led có công suất lớn còn cao, rất ít ngư
dân biết thông tin về loại nguồn sáng này.
Do đó, việc cập nhật thông tin, nghiên cứu
sử dụng và chuyển giao công nghệ đèn Led
cho ngư dân đánh cá kết hợp ánh sáng là vấn
đề hết sức cấp thiết, tạo điều kiện cho ngư dân
có cơ hội tiếp cận công nghệ mới về ánh sáng
nhân tạo, giảm tiêu hao nhiên liệu phát sáng,
tăng hiệu quả đánh bắt và tăng thu nhập.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu
Hiệu quả sử dụng đèn Led trong nghề lưới
vây xa bờ ở Quảng Nam.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Phương pháp bố trí nguồn sáng Led thử nghiệm:
Tàu được chọn làm mẫu bố trí hệ thống
đèn Led là tàu lưới vây xa bờ, có công suất
máy chính 450CV. Trang bị hợ p lý đèn Led
trên tà u lướ i vây thự c nghiệ m có phạ m vi chiế u
sá ng tương ứ ng vớ i phạ m vi chiế u sá ng củ a
nguồ n sá ng tàu đối chứng, cần phả i tí nh số
lượ ng bó ng đè n trên tàu theo công thứ c:
(1)
Trong đó: n - số lượng bóng đèn
ETB: độ rọi trung bình tính theo phương
nằm ngang từ vị trí đặt nguồn sáng đến vị trí
độ rọi 1lux.
S: diện tích bề mặt được chiếu sáng theo
phương nằm ngang (m2)
k: hệ số sử dụng, phụ thuộc hiệu suất
quang của bộ đèn và phương án bố trí đèn,
thường lấy từ 2 ÷ 3. Chọn k = 2; Ф - Quang
thông bóng đèn (lumen).
Số lượng bóng đèn Led tính theo công
thức (1) được bố trí làm 3 đợt thực nghiệm
trong 3 chuyến biển như sau:
- Chuyến biển thứ nhất: Trang bị 15 bóng
đèn Led, công suất mỗi bóng là 100W, được
bố trí ở 2 bên cabin tàu, mỗi bên 6 bóng; bố
trí 3 bóng ở phía sau lái. Độ cao treo đèn 5m,
góc treo đèn 450. Tổng công suất nguồn sáng
là 1,5kW.
- Chuyến biển thứ hai: Số lượng đèn Led
bố trí tăng lên 14 bóng so với chuyến biển thứ
nhất, nâng tổng số bóng đèn Led lên 29 bóng,
được phân bố về 2 phía cabin tàu, mỗi bên
11 đèn pha Led cùng với 7 bóng tuýp Led đặt
trên giá đèn. Độ cao treo đèn của pha đèn Led
không thay đổi, máng đèn tuýp Led đặt ở độ
cao 4,5m so với đợt thử nghiệm lần 1, góc
treo đèn 480. Tổng công suất nguồn sáng là
2,368 kW.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 71
- Chuyến biển thứ ba: Số lượng đèn Led
được tăng lên 11 bóng, nâng tổng số lượng
đèn Led bố trí trên tàu là 40 bóng. Trong đó, 11
pha đèn Led cùng với 1 máng đèn 5 tuýp Led
bố trí ở mỗi bên cabin tàu, 8 tuýp Led bố trí trên
2 máng đèn sau đuôi tàu. Có 18 pha Led đặt ở
độ cao 5m; 4 pha Led và 10 tuýp Led đặt ở độ
cao 4,5m, góc treo đèn là 500. Tổng công suất
nguồn sáng thử nghiệm lần 3 là 2,632 kW.
Từ vị trí chiếu sáng trên mặt nước ứng với
các khoảng cách 0m; 5m; 10m, 15m, 20m vv
đo từ mạn tàu, thả đĩa Secchi xuống nước theo
từng độ sâu khác nhau, đọc giá trị độ trong của
nước biển khi không còn nhìn thấy màu trắng
của đĩa. Số lần đo: 15 lần
Thể tích vùng nước được chiếu sáng trên
tàu thử nghiệm tính gần đúng theo công thức:
(2)
Trong đó: di: khoảng cách theo phương
nằm ngang tính từ vị trí đặt nguồn sáng đến vị
trí Lux kế chỉ 1 lux; hi: độ sâu tính từ mặt nước
được chiếu sáng đến vị trí độ rọi bằng 1 lux.
2.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
Trên tàu đối chứng và tàu thực nghiệm hệ
thống đèn Led, bố trí cán bộ kỹ thuật đi theo
để ghi chép số liệu về ngư trường, vị trí đánh
bắt, thời gian thắ p đèn, thời điểm vây lưới, sản
lượng từng loài... Dựa trên những số liệu ghi
chép qua các chuyến biển thử nghiệm, đánh
giá hiệu quả khai thác, hiệu quả sử dụng nhiên
liệu của tàu thực nghiệm và tàu đối chứng.
Xử lý số liệu theo thống kê mô tả trên phần
mềm Microsoft Excel 2003.
2.3. Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng
nguồn sáng đèn Led
2.3.1. Đánh giá về thông số kỹ thuật nguồn
sáng: Trên cơ sở xác định độ rọi của nguồn
sáng đèn Led sau 3 chuyến biển thử nghiệm
kết hợp quan sát mật độ cá tập trung trên máy
dò cá và sản lượng đánh bắt thực tế, chúng tôi
xác định được công suất nguồn sáng, độ cao
treo đèn và góc treo đèn tối ưu.
2.3.2. Đánh giá mức tiêu hao nhiên liệu phục
vụ phát sáng đèn Led
Đánh giá mức độ tiêu hao nhiên liệu chạy
máy phát điện phục vụ chiếu sáng tập trung cá
trên tàu thử nghiệm sử dụng đèn Led dựa vào
định mức tiêu hao nhiên liệu: 200g nhiên liệu/
mã lực/giờ chiếu sáng * số giờ chiếu sáng/đêm
* 60% công suất định mức.
So sánh mức tiêu hao nhiên liệu chạy máy
phát điện của tàu thử nghiệm sử dụng đèn Led
và tàu đối chứng sử dụng đèn cao áp, trong
một đêm phát sáng sẽ xác định được mức tiết
kiệm nhiên liệu giữa hai tàu.
2.3.3. Đánh giá về hiệu quả khai thác
Xác định hiệu quả khai thác của tàu thử
nghiệm đèn Led và tàu đối chứng dựa vào chỉ
tiêu sản lượng trên đơn vị dầu tiêu thụ trong từng
chuyến biển. Sản lượng đánh bắt của chuyến
biển được xác định thông qua số mẻ lưới đánh
bắt. mMức tiêu hao nhiên liệu của động cơ chạy
máy phát điện được xác định theo mức tiêu hao
nhiên liệu qua mỗi đêm phát sáng.
2.4. Phương tiện, dụng cụ nghiên cứu: Máy đo
độ rọi: Lux kế có thang đo: x 200; x 2000; x
20.000 lux; dây đầu dò đo độ rọi dưới nước:
Tự chế; đĩa Secchi; máy quay phim; máy ảnh;
thước đo góc.
2.5. Thời gian thử nghiệm: Đợt 1: Từ ngày
10/11/2014 - 30/11/2014; đợt 2: 06/4/2015 -
26/4/2015; đợt 3: 06/7/2015 - 25/7/2015.
Vị trí ngư trường đánh bắt: Vĩ độ j = 15030’
÷ 15040’ N; kinh độ l = 113059’÷114034’ E. Độ
trong nước biển đo theo đĩa Secchi lấy mức
trung bình 30m.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
72 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông số nguồn sáng đèn Led trên tàu tàu thử nghiệm
Bảng 1. Thông số nguồn sáng đèn Led tàu thử nghiệm
Thử nghiệm Tổng công suất nguồn sáng (kW)
Độ cao
treo đèn (m)
Góc treo đèn
(độ)
Diện tích
chiếu sáng (m2)
Thể tích
chiếu sáng (m3)
Chuyến 1 1,50 5,0 45 1095 26.166
Chuyến 2 2,368 5,0 48 1163 21.195
Chuyến 3 2,632 5,0 50 1185 22.896
Bảng 2. Thông số nguồn sáng đèn cao áp tàu đối chứng
Thử nghiệm Tổng công suất nguồn sáng (kW)
Độ cao
treo đèn (m) Góc treo đèn
Diện tích
chiếu sáng (m2)
Thể tích
chiếu sáng (m3)
Chuyến 1 15 4,5 360 7.793 31.662
Chuyến 2 15 4,5 360 8.070 26.166
Chuyến 3 15 4,5 360 7.635 24.858
Hình 1. Phân bố độ rọi nguồn sáng tàu thử nghiệm đèn Led đo lần 1
Hình 2. Nguồn sáng đèn Led tập trung cá
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 73
Hình 3. Phân bố độ rọi nguồn sáng tàu thử nghiệm đèn Led đo lần 2
Hình 4. Phân bố độ rọi nguồn sáng tàu thử nghiệm đèn Led đo lần 3
Hình 5. Độ rọi nguồn sáng tàu đối chứng đo lần 1
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
74 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Từ bảng 1, bảng 2 và các hình 1;3;4;5;6;7
cho thấy:
- Công suất nguồn sáng đèn Led, diện tích
chiếu sáng trên mặt nước, thể tích vùng sáng
dưới nước của tàu thực nghiệm thấp hơn so
với tàu đối chứng sử dụng đèn cao áp theo tỷ
lệ: 1:6,9; 1:6,8; 1:1,18.
- Sự phân bố độ rọi sáng đèn Led trên
mặt nước và dưới nước thay đổi theo góc treo
đèn; ứng với công suất nguồn sáng 2,632kW,
góc treo đèn 500 cho diện tích chiếu sáng trên
mặt nước và thể tích vùng sáng dưới nước là
lớn nhất.
- Các đường đẳng lux phân bố không đều
nhau là do sai số hệ thống của máy đo và do
tác động của điều kiện ngoại cảnh lúc đo (sóng
gió, thuyền thúng bị lắc).
2. Mức tiêu hao nhiên liệu và hiệu quả khai
thác trên tàu thử nghiệm và tàu đối chứng
Mức tiêu hao nhiên liệu trên tàu đối chứng
và tàu thử nghiệm được xác định dựa vào
định mức tiêu hao nhiên liệu của máy phụ lai
dynamo phục vụ cho chiếu sáng đèn cao áp và
đèn led theo chỉ tiêu: 200g nhiên liệu/mã lực/
giờ chiếu sáng * số giờ chiếu sáng/đêm * 60%
công suất định mức.
Hình 6. Phân bố độ rọi nguồn sáng tàu đối chứng đo lần 2
Hình 7. Phân bố độ rọi nguồn sáng tàu đối chứng đo lần 3
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 75
Từ bảng 1 và bảng 3 cho thấy:
- Nguồn sáng đèn Led trang bị trên tàu
thực nghiệm có công suất 3,632kW, góc treo
đèn 500 cho sản lượng đánh bắt cao nhất.
- Mức tiêu hao nhiêu liệu của máy phát
điện phục vụ chiếu sáng đèn cao áp trên tàu
đối chứng cao hơn 4,65 lần so với mức tiêu
hao nhiêu liệu của máy phát điện phục vụ
chiếu sáng đèn Led trên tàu thực nghiệm. Hay
nói cách khác, sử dụng nguồn sáng đèn Led
tiết kiệm được 78,5% nhiên liệu so với sử dụng
nguồn sáng đèn cao áp.
- Hiệu quả khai thác tính trên đơn vị dầu
tiêu thụ của tàu thực nghiệm sử dụng đèn Led
cao hơn 6,8 lần so với tàu đối chứng sử dụng
đèn cao áp.
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nguồn sáng đèn Led trang bị trên tàu thực
nghiệm có công suất 3,632kW, góc treo đèn
500 cho sản lượng đánh bắt cao nhất.
Sử dụng đèn Led tiết kiệm được 78,5%
nhiên liệu so với sử dụng đèn cao áp.
Hiệu quả khai thác của nguồn sáng đèn Led
cao hơn 6,8 lần so với sử dụng đèn cao áp.
Tiếp tục nghiên cứu nguồn sáng đèn Led
đặt ngầm dưới nước.
Tiếp tục nghiên cứu về tập tính của cá
trong vùng được chiếu sáng của đèn Led.
Bảng 3. Mức tiêu thụ nhiên liệu của máy phát điện trong các chuyến biển thử nghiệm
Thử nghiệm
Tàu đối chứng sử dụng đèn cao áp Tàu thử nghiệm sử dụng đèn Led
Tổng số
giờ phát
sáng (giờ)
Lượng
tiêu hao
nhiên liệu
(lít)
Tổng sản
lượng
(kg)
Hiệu quả khai
thác/đơn vị
dầu tiêu thụ
(kg/lít)
Tổng số
giờ phát
sáng (giờ)
Lượng tiêu
hao nhiên
liệu (lít)
Tổng sản
lượng
(kg)
Hiệu quả khai
thác/đơn vị dầu
tiêu thụ (kg/lít)
(kg/lít)
Chuyến 1 199,1 1439 7.900 5,5 199,4 353 9.800 27,8
Chuyến 2 187,5 1350 7.600 5,6 183 242 8.000 33,0
Chuyến 3 155,4 1493 10.500 7,03 154,9 326 20.150 61,8
Trung bình 180,7 1427,3 8.700 6,0 179,1 307 12.700 40,9
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Công ty Vietnam Schréder (2002), Hội thảo kỹ thuật chiếu sáng hiệu suất cao.
2. Nguyễn Đức Sĩ (2006), Nghiên cứu một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sáng trong nghề
lưới vây xa bờ kết hợp ánh sáng, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Nha Trang.
3. Nguyễn Viễn Sum (2000), Sổ tay thiết kế điện chiếu sáng, NXB Thanh Niên, Thành phố Hồ Chí Minh, 19-28.
4. Văn Thỏa (2012), Đèn LED - Sự lựa chọn tối ưu.
5. Nhicônôrôp I.V. (1963), Đánh cá bằng ánh sáng (bản dịch tiếng Việt), Mat-xcơ-va.
Tiếng Anh
6. Yukiko Yamashita, Yoshiki Matsushita, Toru Azuno (2012a). Catch performance of coastal squid jigging
7. boats using LED panels in combination with metal halide lamps. Fisheries Research. Volume 113 (2012).
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nghien_cuu_ung_dung_nguon_sang_den_led_tap_trung_ca_tren_tau.pdf