光誘漁船LED集魚燈合理配置剖析

崔雪亮，張偉信，譚銀朝

（1.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江舟山 316021；2.威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東威海 264300）

光誘漁船LED集魚燈合理配置剖析

崔雪亮1，張偉信1，譚銀朝2

（1.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江舟山 316021；2.威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東威海 264300）

光誘捕撈是海洋漁業(yè)的高能耗產(chǎn)業(yè)，而我國光誘捕撈漁船占據(jù)了很大比重。集魚燈是光誘漁船的主要助漁設(shè)備，傳統(tǒng)金鹵燈作為光誘捕撈漁船的捕撈燈具。在世界能源缺乏，燃油價(jià)格居高不下的背景下，其高能耗高輻射的缺點(diǎn)被日益放大。新一代的LED集魚燈代替金鹵燈作為我國光誘捕撈漁船的主要燈具是現(xiàn)在的主要發(fā)展趨勢。筆者根據(jù)傳統(tǒng)金鹵燈漁船的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合新型LED集魚燈的特點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)船安裝對(duì)比，并通過對(duì)LED燈參數(shù)、位置的調(diào)節(jié)，讓新型LED集魚燈在漁船上達(dá)到一種合理的配光效果，以更加有效的發(fā)揮LED集魚燈自身優(yōu)勢，為以后LED集魚燈的研究及推廣奠定基礎(chǔ)。

光誘捕撈；漁船；LED集魚燈；配光；推廣

我國是世界第一漁業(yè)大國，現(xiàn)擁有各類遠(yuǎn)洋作業(yè)漁船3 000余艘，實(shí)際生產(chǎn)總值達(dá)數(shù)百億元。其中作為我國三大遠(yuǎn)洋漁業(yè)之一的光誘漁業(yè)，其使用的集魚燈是光誘漁業(yè)的重要裝備之一，對(duì)漁船捕撈的成本和漁貨產(chǎn)量都起到一定的作用。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)大型專業(yè)光誘漁船的集魚燈光照度分布及與捕撈對(duì)象適應(yīng)性方面做了大量的研究工[1-4]，然而我國漁業(yè)捕撈設(shè)備相對(duì)落后，光誘漁船使用的傳統(tǒng)金鹵燈其功率大、能耗高、壽命短、光源浪費(fèi)嚴(yán)重，且所產(chǎn)生的紫外線對(duì)船員健康產(chǎn)生較大的影響，其生產(chǎn)成本高，能耗高，嚴(yán)重制約著我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)的發(fā)展。，而新型LED集魚燈具有壽命長、輻射低、定向性和無光源污染等優(yōu)點(diǎn)，與當(dāng)前所用的金屬鹵化物集魚燈相比，能夠節(jié)約70%以上的燃油消耗。目前我國遠(yuǎn)洋魷魚釣船有近500艘，每年消耗的燃油總量近28×104t，其中集魚燈耗油量約為7.1×104t，約占總耗油量的1/4，按成本價(jià)6 000元/t計(jì)算，集魚燈所需燃油成本近4.2億元。此外，我國近海還有數(shù)千艘的各類燈光漁船，其集魚燈耗油成本也是相當(dāng)高的。

在能源日益短缺的情況下，如何降低成本，提高生產(chǎn)效益，是當(dāng)前我國光誘漁業(yè)急需研究的重大課題，對(duì)我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

1 光誘捕撈燈具的發(fā)展

光誘捕撈作業(yè)方式歷史悠久，至今已有300多年的歷史。最初采用松明、樹根等制成火炬來誘集魷魚，后來逐步采用乙炔燈、液化氣燈和打氣煤油燈。到了20世紀(jì)30年代，以干電池為能源的白熾燈開始充當(dāng)誘魚燈，最后逐步演變成以發(fā)電機(jī)發(fā)電為能源的集魚燈。電光源大致分為白熾燈和氣體發(fā)電燈兩大類。剛開始白熾燈為最早使用的集魚燈電光源，后來氣體發(fā)電燈的問世，因其電光轉(zhuǎn)換率高，壽命長的特點(diǎn)使之逐步代替了白熾燈，成為新型的集魚燈電光源。現(xiàn)在絕大多數(shù)光誘漁船都使用金鹵燈作為集魚燈電光源，由于金鹵燈較之氣體發(fā)電燈具有發(fā)光效率高、使用壽命長、價(jià)格低等優(yōu)勢，被廣泛用于光誘捕撈作業(yè)中，促進(jìn)了光誘漁業(yè)的快速發(fā)展。

隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED集魚燈作為新一代光源，具有高效節(jié)能，無污染，光控好等優(yōu)點(diǎn)[5]，被視為能夠代替電光源的新型誘魚燈。但隨著研究的深入，LED燈的不足也逐漸被發(fā)現(xiàn)。近年，國內(nèi)掀起了LED集魚燈研究熱，通過大量的資金投入，LED集魚燈也有了一定的發(fā)展。在燈具的功率、光效、散熱、防腐等性能上都有了一定的提高，已經(jīng)基本能夠在實(shí)船中使用。然而LED燈具與傳統(tǒng)燈具相比，其成本過高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，集魚效果差強(qiáng)人意等，難以滿足漁民的要求，因此在推廣上遇到了很大的阻力。作為光誘捕撈作業(yè)的重要組成部分，誘魚燈的作用不容忽視。漁船供電量的大小決定了集魚燈功率配置的大小，在自然海區(qū)，魷魚的趨光特性,根據(jù)集魚燈有不同的功率，燈光捕魚生產(chǎn)中的集魚技術(shù)，是以魚眼適宜照度為理論依據(jù)的[6-7]。如何讓新型LED集魚燈完美代替?zhèn)鹘y(tǒng)金鹵燈，是眼下亟需解決的問題。本文以300 W新型LED集魚燈作為研究對(duì)象，進(jìn)行實(shí)船研究，其光譜范圍與頭足類對(duì)光譜的吸收峰值范圍（460～530 nm）十分接近[8]。

2 新型LED集魚燈的實(shí)船配置分析

秘魯漁場是世界四大漁場之一，以生產(chǎn)鳀魚、沙丁魚、魷魚（美洲大赤魷）聞名，一年四季都可以生產(chǎn)作業(yè)，尤其是每年的10-12月為魷魚旺發(fā)季節(jié)，主要產(chǎn)品為南洲大赤魷。由于魷魚的營養(yǎng)價(jià)值高，資源豐富，國家農(nóng)業(yè)部一直鼓勵(lì)發(fā)展遠(yuǎn)洋漁業(yè)，目前該海域的中國籍漁船達(dá)到300多艘，其中60%以上為舟山漁船。實(shí)驗(yàn)船“寧泰7號(hào)”專業(yè)魷魚釣船的作業(yè)海區(qū)在東南太平洋的秘魯和智利海域（78°-82°W，12°-28°S）。其主要參數(shù)：總長53.20 m，型寬8.00 m，型深3.80 m；496 GT，設(shè)計(jì)排水量783.20 t；主機(jī)功率662 kW，發(fā)電機(jī)總功率734 kW。原船配置2 kW傳統(tǒng)金鹵燈100盞，現(xiàn)增設(shè)300 W新型LED集魚燈112盞，并排鋪設(shè)，如圖1。

筆者通過事先設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案進(jìn)行如下三種試驗(yàn)。

方案1：僅開啟112盞LED集魚燈，記錄每日漁獲量。由表1可知，開啟112盞LED燈平均每天可釣10.72 t，實(shí)際使用燈功率為33.6 kW/h。

圖1 寧泰7號(hào)總布置Fig.1 General arrangement of NINGTAI 7

方案2：同時(shí)開啟516盞LED集魚燈和50盞金鹵燈，記錄每日漁獲量。由表1可知，開啟50盞LED集魚燈和開啟50盞金鹵燈平均每天可釣13.03 t，實(shí)際使用燈功率為115 kW/h。

方案3：僅開啟100盞金鹵燈，記錄每日漁獲量。由表1可知，開啟100盞金鹵燈平均每天可釣10.97 t，實(shí)際使用燈功率為200 kW/h。

表1 漁獲產(chǎn)量Tab.1 Fish production

由以上三種方案實(shí)船效果可以分析得出：LED集魚燈有一定的集魚效果，其效果略低于傳統(tǒng)金鹵燈，其能耗量卻很低，最高可達(dá)70%。在同時(shí)混合使用LED集魚燈和傳統(tǒng)金鹵燈時(shí)，可以有效的提高其產(chǎn)量，傳統(tǒng)金鹵燈和LED集魚燈得到優(yōu)缺互補(bǔ)，但也一定程度的提高了其能耗量，增加作業(yè)燃油成本。LED集魚燈的集魚效果與傳統(tǒng)金鹵燈比也不是很穩(wěn)定，有一定的可變性和偶然性。

根據(jù)目前釣魷船柴油發(fā)電機(jī)，用于發(fā)電消耗燃油大約為每千瓦240 g，，以目前每噸柴油5 000元（以公海柴油價(jià)格）價(jià)格計(jì)算，即是每千瓦消耗燃油費(fèi)用為1.2元人民幣，以這個(gè)單位計(jì)算，在為期一個(gè)月的試驗(yàn)中，單獨(dú)使用一種集魚燈時(shí)，倆者漁獲量基本差不多，但是使用LED集魚燈的耗油量僅為普通集魚燈的一半。

實(shí)際上，魷魚釣船一年真正作業(yè)的時(shí)間在10個(gè)月左右。因此使用一年LED集魚燈的話，在產(chǎn)量基本維持現(xiàn)狀情況下，可節(jié)省成本約人民幣60萬元，其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效應(yīng)都十分明顯。

3 結(jié)論與建議

本文通過對(duì)三種方案的實(shí)施和分析總結(jié)，認(rèn)為LED集魚燈節(jié)能效果顯著，集魚效果也有很大提高，有著很大的市場推廣價(jià)值和空間。但其產(chǎn)量的不穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步研究解決。本船對(duì)LED集魚燈和傳統(tǒng)金鹵燈的混合使用配光，集魚效果明顯變好，由此可以分析得出LED集魚燈的發(fā)光角度也影響其集魚效果。進(jìn)一步改變LED集魚燈的投射角度，通過不同投射角度的集魚效果對(duì)比分析，得出LED集魚燈的最佳投射角度，以更加符合其誘魚環(huán)境，進(jìn)一步提高LED集魚燈的集魚效果，是我們今后所要研究解決的重要問題。漁船供電量的大小決定了集魚燈功率配置的大小，在自然海區(qū)，魷魚的趨光特性,根據(jù)集魚燈有不同的功率，燈光捕魚生產(chǎn)中的集魚技術(shù)，是以魚眼適宜照度為理論依據(jù)的。只有解決LED集魚燈與不同魚眼適宜照度的關(guān)系，解決LED集魚燈的實(shí)際生產(chǎn)集魚產(chǎn)量問題，保證其能夠有與傳統(tǒng)集魚燈同樣穩(wěn)定的產(chǎn)量，才能使LED集魚燈得以更大更進(jìn)一步的推廣發(fā)展。

本文進(jìn)一步驗(yàn)證了LED集魚燈的集魚效果，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)了其與金鹵燈混合配光所帶來的集魚優(yōu)勢。我相信，隨著LED集魚燈的大量實(shí)船試驗(yàn)推廣，能更進(jìn)一步的得出更加有效的配光方式，以得到LED集魚燈優(yōu)勢的最大化，能耗的最小化，為光誘漁業(yè)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

致 謝：感謝課題組成員的積極參與，共同討論、分析、解決LED集魚燈的實(shí)際問題，感謝實(shí)驗(yàn)船和燈具生產(chǎn)公司等合作方的大力支持配合。

[1]肖啟華,張麗蕊.光誘漁業(yè)中光強(qiáng)分布的理論研究及其應(yīng)用[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,16(6):613-617.

[2]王 飛,錢衛(wèi)國.智利外海莖柔魚漁場集魚燈燈光的配置[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2008,32(2):279-286.

[3]錢衛(wèi)國,陳新軍,錢雪龍,等.300 W型LED集魚燈光學(xué)特性及其節(jié)能效果分析[J].海洋漁業(yè),2011,33(1):99-105.

[4]錢衛(wèi)國,陳新軍,雷 林.300 W型綠光LED集魚燈的光學(xué)特性[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2012,27(5):471-476.

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[7]龔雅萍.LED誘捕燈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,31(4):371-373.

[8]高山剛,稻田博史,渡部俊廣.燈光に對(duì)するアカイカの網(wǎng)膜運(yùn)動(dòng)反應(yīng)と虹彩の遮光機(jī)能[J].日本水產(chǎn)學(xué)會(huì)誌,1998,64 (4):631-635.

The Rational Distribution Analysis of LED Fish Lamp of Light-fishing Boat

CUI Xue-liang1,ZHANG Wei-xing1,TAN Yin-chao2
（1.Institute of Marine and Fisheries of Zhejiang Ocean University,Marine Fishery Institute of Zhejiang Province,Zhoushan 316021;2.Weihai Ocean Vocational College,Weihai 264300,China）

Light lure fishing is a energy-intensive industries,and the light lure fishing vessels accounted for a large proportion.Under the background of high fuel prices and the lack of energy in the word,traditional metal halide lamp lure fishing vessels’high energy consumption and high radiation shortcomings are increasingly amplified.A new generation of LED fish lamp instead of metal halide lamp as the light fishing lurelight fishing lure is now the main trend.The author based on the job experience of traditional metal halide vessels, combined with features of the new LED fish lamp,and adjustment the LED lamp parameters and position, made the new LED fish lamp reached a reasonable light distribution effect.Effective play the own advantage of LED fishing lamp,to lay the foundation for future LED fish lamp research and promotion.

light lure fishing;fishingvessel;LED fish lamp;light distribution;extension

S97

A

1008－830X(2016)05－0447－04

2016-07-10

浙江省財(cái)政廳項(xiàng)目（浙財(cái)農(nóng)[2014]276號(hào)）

崔雪亮（1986-），男，研究方向：LED集魚燈推廣.E-mail:loulou4sm@163.com