光诱渔船LED集鱼灯合理配置剖析

崔雪亮，张伟信，谭银朝

（1.浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江舟山 316021；2.威海海洋职业学院，山东威海 264300）

光诱渔船LED集鱼灯合理配置剖析

崔雪亮1，张伟信1，谭银朝2

（1.浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江舟山 316021；2.威海海洋职业学院，山东威海 264300）

光诱捕捞是海洋渔业的高能耗产业，而我国光诱捕捞渔船占据了很大比重。集鱼灯是光诱渔船的主要助渔设备，传统金卤灯作为光诱捕捞渔船的捕捞灯具。在世界能源缺乏，燃油价格居高不下的背景下，其高能耗高辐射的缺点被日益放大。新一代的LED集鱼灯代替金卤灯作为我国光诱捕捞渔船的主要灯具是现在的主要发展趋势。笔者根据传统金卤灯渔船的作业经验，结合新型LED集鱼灯的特点，进行实船安装对比，并通过对LED灯参数、位置的调节，让新型LED集鱼灯在渔船上达到一种合理的配光效果，以更加有效的发挥LED集鱼灯自身优势，为以后LED集鱼灯的研究及推广奠定基础。

光诱捕捞；渔船；LED集鱼灯；配光；推广

我国是世界第一渔业大国，现拥有各类远洋作业渔船3 000余艘，实际生产总值达数百亿元。其中作为我国三大远洋渔业之一的光诱渔业，其使用的集鱼灯是光诱渔业的重要装备之一，对渔船捕捞的成本和渔货产量都起到一定的作用。国内外学者对大型专业光诱渔船的集鱼灯光照度分布及与捕捞对象适应性方面做了大量的研究工[1-4]，然而我国渔业捕捞设备相对落后，光诱渔船使用的传统金卤灯其功率大、能耗高、寿命短、光源浪费严重，且所产生的紫外线对船员健康产生较大的影响，其生产成本高，能耗高，严重制约着我国远洋渔业的发展。，而新型LED集鱼灯具有寿命长、辐射低、定向性和无光源污染等优点，与当前所用的金属卤化物集鱼灯相比，能够节约70%以上的燃油消耗。目前我国远洋鱿鱼钓船有近500艘，每年消耗的燃油总量近28×104t，其中集鱼灯耗油量约为7.1×104t，约占总耗油量的1/4，按成本价6 000元/t计算，集鱼灯所需燃油成本近4.2亿元。此外，我国近海还有数千艘的各类灯光渔船，其集鱼灯耗油成本也是相当高的。

在能源日益短缺的情况下，如何降低成本，提高生产效益，是当前我国光诱渔业急需研究的重大课题，对我国远洋渔业的可持续发展至关重要。

1 光诱捕捞灯具的发展

光诱捕捞作业方式历史悠久，至今已有300多年的历史。最初采用松明、树根等制成火炬来诱集鱿鱼，后来逐步采用乙炔灯、液化气灯和打气煤油灯。到了20世纪30年代，以干电池为能源的白炽灯开始充当诱鱼灯，最后逐步演变成以发电机发电为能源的集鱼灯。电光源大致分为白炽灯和气体发电灯两大类。刚开始白炽灯为最早使用的集鱼灯电光源，后来气体发电灯的问世，因其电光转换率高，寿命长的特点使之逐步代替了白炽灯，成为新型的集鱼灯电光源。现在绝大多数光诱渔船都使用金卤灯作为集鱼灯电光源，由于金卤灯较之气体发电灯具有发光效率高、使用寿命长、价格低等优势，被广泛用于光诱捕捞作业中，促进了光诱渔业的快速发展。

随着LED技术的发展，LED集鱼灯作为新一代光源，具有高效节能，无污染，光控好等优点[5]，被视为能够代替电光源的新型诱鱼灯。但随着研究的深入，LED灯的不足也逐渐被发现。近年，国内掀起了LED集鱼灯研究热，通过大量的资金投入，LED集鱼灯也有了一定的发展。在灯具的功率、光效、散热、防腐等性能上都有了一定的提高，已经基本能够在实船中使用。然而LED灯具与传统灯具相比，其成本过高，产品质量不稳定，集鱼效果差强人意等，难以满足渔民的要求，因此在推广上遇到了很大的阻力。作为光诱捕捞作业的重要组成部分，诱鱼灯的作用不容忽视。渔船供电量的大小决定了集鱼灯功率配置的大小，在自然海区，鱿鱼的趋光特性,根据集鱼灯有不同的功率，灯光捕鱼生产中的集鱼技术，是以鱼眼适宜照度为理论依据的[6-7]。如何让新型LED集鱼灯完美代替传统金卤灯，是眼下亟需解决的问题。本文以300 W新型LED集鱼灯作为研究对象，进行实船研究，其光谱范围与头足类对光谱的吸收峰值范围（460～530 nm）十分接近[8]。

2 新型LED集鱼灯的实船配置分析

秘鲁渔场是世界四大渔场之一，以生产鳀鱼、沙丁鱼、鱿鱼（美洲大赤鱿）闻名，一年四季都可以生产作业，尤其是每年的10-12月为鱿鱼旺发季节，主要产品为南洲大赤鱿。由于鱿鱼的营养价值高，资源丰富，国家农业部一直鼓励发展远洋渔业，目前该海域的中国籍渔船达到300多艘，其中60%以上为舟山渔船。实验船“宁泰7号”专业鱿鱼钓船的作业海区在东南太平洋的秘鲁和智利海域（78°-82°W，12°-28°S）。其主要参数：总长53.20 m，型宽8.00 m，型深3.80 m；496 GT，设计排水量783.20 t；主机功率662 kW，发电机总功率734 kW。原船配置2 kW传统金卤灯100盏，现增设300 W新型LED集鱼灯112盏，并排铺设，如图1。

笔者通过事先设计的试验方案进行如下三种试验。

方案1：仅开启112盏LED集鱼灯，记录每日渔获量。由表1可知，开启112盏LED灯平均每天可钓10.72 t，实际使用灯功率为33.6 kW/h。

图1 宁泰7号总布置Fig.1 General arrangement of NINGTAI 7

方案2：同时开启516盏LED集鱼灯和50盏金卤灯，记录每日渔获量。由表1可知，开启50盏LED集鱼灯和开启50盏金卤灯平均每天可钓13.03 t，实际使用灯功率为115 kW/h。

方案3：仅开启100盏金卤灯，记录每日渔获量。由表1可知，开启100盏金卤灯平均每天可钓10.97 t，实际使用灯功率为200 kW/h。

表1 渔获产量Tab.1 Fish production

由以上三种方案实船效果可以分析得出：LED集鱼灯有一定的集鱼效果，其效果略低于传统金卤灯，其能耗量却很低，最高可达70%。在同时混合使用LED集鱼灯和传统金卤灯时，可以有效的提高其产量，传统金卤灯和LED集鱼灯得到优缺互补，但也一定程度的提高了其能耗量，增加作业燃油成本。LED集鱼灯的集鱼效果与传统金卤灯比也不是很稳定，有一定的可变性和偶然性。

根据目前钓鱿船柴油发电机，用于发电消耗燃油大约为每千瓦240 g，，以目前每吨柴油5 000元（以公海柴油价格）价格计算，即是每千瓦消耗燃油费用为1.2元人民币，以这个单位计算，在为期一个月的试验中，单独使用一种集鱼灯时，俩者渔获量基本差不多，但是使用LED集鱼灯的耗油量仅为普通集鱼灯的一半。

实际上，鱿鱼钓船一年真正作业的时间在10个月左右。因此使用一年LED集鱼灯的话，在产量基本维持现状情况下，可节省成本约人民币60万元，其经济效益、环境效应都十分明显。

3 结论与建议

本文通过对三种方案的实施和分析总结，认为LED集鱼灯节能效果显著，集鱼效果也有很大提高，有着很大的市场推广价值和空间。但其产量的不稳定性还有待进一步研究解决。本船对LED集鱼灯和传统金卤灯的混合使用配光，集鱼效果明显变好，由此可以分析得出LED集鱼灯的发光角度也影响其集鱼效果。进一步改变LED集鱼灯的投射角度，通过不同投射角度的集鱼效果对比分析，得出LED集鱼灯的最佳投射角度，以更加符合其诱鱼环境，进一步提高LED集鱼灯的集鱼效果，是我们今后所要研究解决的重要问题。渔船供电量的大小决定了集鱼灯功率配置的大小，在自然海区，鱿鱼的趋光特性,根据集鱼灯有不同的功率，灯光捕鱼生产中的集鱼技术，是以鱼眼适宜照度为理论依据的。只有解决LED集鱼灯与不同鱼眼适宜照度的关系，解决LED集鱼灯的实际生产集鱼产量问题，保证其能够有与传统集鱼灯同样稳定的产量，才能使LED集鱼灯得以更大更进一步的推广发展。

本文进一步验证了LED集鱼灯的集鱼效果，同时又发现了其与金卤灯混合配光所带来的集鱼优势。我相信，随着LED集鱼灯的大量实船试验推广，能更进一步的得出更加有效的配光方式，以得到LED集鱼灯优势的最大化，能耗的最小化，为光诱渔业的发展发挥更大的作用。

致 谢：感谢课题组成员的积极参与，共同讨论、分析、解决LED集鱼灯的实际问题，感谢实验船和灯具生产公司等合作方的大力支持配合。

[1]肖启华,张丽蕊.光诱渔业中光强分布的理论研究及其应用[J].上海水产大学学报,2007,16(6):613-617.

[2]王 飞,钱卫国.智利外海茎柔鱼渔场集鱼灯灯光的配置[J].水产学报,2008,32(2):279-286.

[3]钱卫国,陈新军,钱雪龙,等.300 W型LED集鱼灯光学特性及其节能效果分析[J].海洋渔业,2011,33(1):99-105.

[4]钱卫国,陈新军,雷 林.300 W型绿光LED集鱼灯的光学特性[J].大连海洋大学学报,2012,27(5):471-476.

[5]吕 正,姚和军.发光二极管的发展现状与市场前景[J].现代计量测试,2002(3):8-11.

[6]陈新军,钱卫国,郑 奕.鱿钓船灯光有效利用的初步研究[J].上海水产大学学报,2004,13(2):176-179.

[7]龚雅萍.LED诱捕灯的设计与应用研究[J].浙江海洋学院学报:自然科学版,2012,31(4):371-373.

[8]高山刚,稻田博史,渡部俊广.灯光に对するアカイカの网膜运动反应と虹彩の遮光机能[J].日本水产学会誌,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

浙江省财政厅项目（浙财农[2014]276号）

崔雪亮（1986-），男，研究方向：LED集鱼灯推广.E-mail:loulou4sm@163.com