光誘漁船LED集魚燈合理配置剖析

崔雪亮，張偉信，譚銀朝

（1.浙江海洋大學海洋與漁業研究所，浙江省海洋水產研究所，浙江舟山 316021；2.威海海洋職業學院，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.浙江海洋大學海洋與漁業研究所，浙江省海洋水產研究所，浙江舟山 316021；2.威海海洋職業學院，山東威海 264300）

光誘捕撈是海洋漁業的高能耗產業，而我國光誘捕撈漁船占據了很大比重。集魚燈是光誘漁船的主要助漁設備，傳統金鹵燈作為光誘捕撈漁船的捕撈燈具。在世界能源缺乏，燃油價格居高不下的背景下，其高能耗高輻射的缺點被日益放大。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在的主要發展趨勢。筆者根據傳統金鹵燈漁船的作業經驗，結合新型LED集魚燈的特點，進行實船安裝對比，并通過對LED燈參數、位置的調節，讓新型LED集魚燈在漁船上達到一種合理的配光效果，以更加有效的發揮LED集魚燈自身優勢，為以后LED集魚燈的研究及推廣奠定基礎。

光誘捕撈；漁船；LED集魚燈；配光；推廣

我國是世界第一漁業大國，現擁有各類遠洋作業漁船3 000余艘，實際生產總值達數百億元。其中作為我國三大遠洋漁業之一的光誘漁業，其使用的集魚燈是光誘漁業的重要裝備之一，對漁船捕撈的成本和漁貨產量都起到一定的作用。國內外學者對大型專業光誘漁船的集魚燈光照度分布及與捕撈對象適應性方面做了大量的研究工[1-4]，然而我國漁業捕撈設備相對落后，光誘漁船使用的傳統金鹵燈其功率大、能耗高、壽命短、光源浪費嚴重，且所產生的紫外線對船員健康產生較大的影響，其生產成本高，能耗高，嚴重制約著我國遠洋漁業的發展。，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點，與當前所用的金屬鹵化物集魚燈相比，能夠節約70%以上的燃油消耗。目前我國遠洋魷魚釣船有近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6 000元/t計算，集魚燈所需燃油成本近4.2億元。此外，我國近海還有數千艘的各類燈光漁船，其集魚燈耗油成本也是相當高的。

在能源日益短缺的情況下，如何降低成本，提高生產效益，是當前我國光誘漁業急需研究的重大課題，對我國遠洋漁業的可持續發展至關重要。

1 光誘捕撈燈具的發展

光誘捕撈作業方式歷史悠久，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30年代，以干電池為能源的白熾燈開始充當誘魚燈，最后逐步演變成以發電機發電為能源的集魚燈。電光源大致分為白熾燈和氣體發電燈兩大類。剛開始白熾燈為最早使用的集魚燈電光源，后來氣體發電燈的問世，因其電光轉換率高，壽命長的特點使之逐步代替了白熾燈，成為新型的集魚燈電光源。現在絕大多數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電燈具有發光效率高、使用壽命長、價格低等優勢，被廣泛用于光誘捕撈作業中，促進了光誘漁業的快速發展。

隨著LED技術的發展，LED集魚燈作為新一代光源，具有高效節能，無污染，光控好等優點[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現。近年，國內掀起了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，已經基本能夠在實船中使用。然而LED燈具與傳統燈具相比，其成本過高，產品質量不穩定，集魚效果差強人意等，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，魷魚的趨光特性,根據集魚燈有不同的功率，燈光捕魚生產中的集魚技術，是以魚眼適宜照度為理論依據的[6-7]。如何讓新型LED集魚燈完美代替傳統金鹵燈，是眼下亟需解決的問題。本文以300 W新型LED集魚燈作為研究對象，進行實船研究，其光譜范圍與頭足類對光譜的吸收峰值范圍（460～530 nm）十分接近[8]。

2 新型LED集魚燈的實船配置分析

秘魯漁場是世界四大漁場之一，以生產鳀魚、沙丁魚、魷魚（美洲大赤魷）聞名，一年四季都可以生產作業，尤其是每年的10-12月為魷魚旺發季節，主要產品為南洲大赤魷。由于魷魚的營養價值高，資源豐富，國家農業部一直鼓勵發展遠洋漁業，目前該海域的中國籍漁船達到300多艘，其中60%以上為舟山漁船。實驗船“寧泰7號”專業魷魚釣船的作業海區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：總長53.20 m，型寬8.00 m，型深3.80 m；496 GT，設計排水量783.20 t；主機功率662 kW，發電機總功率734 kW。原船配置2 kW傳統金鹵燈100盞，現增設300 W新型LED集魚燈112盞，并排鋪設，如圖1。

筆者通過事先設計的試驗方案進行如下三種試驗。

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，實際使用燈功率為33.6 kW/h。

圖1 寧泰7號總布置Fig.1 General arrangement of NINGTAI 7

方案2：同時開啟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，實際使用燈功率為200 kW/h。

表1 漁獲產量Tab.1 Fish production

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

根據目前釣魷船柴油發電機，用于發電消耗燃油大約為每千瓦240 g，，以目前每噸柴油5 000元（以公海柴油價格）價格計算，即是每千瓦消耗燃油費用為1.2元人民幣，以這個單位計算，在為期一個月的試驗中，單獨使用一種集魚燈時，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。

實際上，魷魚釣船一年真正作業的時間在10個月左右。因此使用一年LED集魚燈的話，在產量基本維持現狀情況下，可節省成本約人民幣60萬元，其經濟效益、環境效應都十分明顯。

3 結論與建議

本文通過對三種方案的實施和分析總結，認為LED集魚燈節能效果顯著，集魚效果也有很大提高，有著很大的市場推廣價值和空間。但其產量的不穩定性還有待進一步研究解決。本船對LED集魚燈和傳統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集魚燈的發光角度也影響其集魚效果。進一步改變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境，進一步提高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，魷魚的趨光特性,根據集魚燈有不同的功率，燈光捕魚生產中的集魚技術，是以魚眼適宜照度為理論依據的。只有解決LED集魚燈與不同魚眼適宜照度的關系，解決LED集魚燈的實際生產集魚產量問題，保證其能夠有與傳統集魚燈同樣穩定的產量，才能使LED集魚燈得以更大更進一步的推廣發展。

本文進一步驗證了LED集魚燈的集魚效果，同時又發現了其與金鹵燈混合配光所帶來的集魚優勢。我相信，隨著LED集魚燈的大量實船試驗推廣，能更進一步的得出更加有效的配光方式，以得到LED集魚燈優勢的最大化，能耗的最小化，為光誘漁業的發展發揮更大的作用。

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

[1]肖啟華,張麗蕊.光誘漁業中光強分布的理論研究及其應用[J].上海水產大學學報,2007,16(6):613-617.

[2]王 飛,錢衛國.智利外海莖柔魚漁場集魚燈燈光的配置[J].水產學報,2008,32(2):279-286.

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

[4]錢衛國,陳新軍,雷 林.300 W型綠光LED集魚燈的光學特性[J].大連海洋大學學報,2012,27(5):471-476.

[5]呂 正,姚和軍.發光二極管的發展現狀與市場前景[J].現代計量測試,2002(3):8-11.

[6]陳新軍,錢衛國,鄭 奕.魷釣船燈光有效利用的初步研究[J].上海水產大學學報,2004,13(2):176-179.

[7]龔雅萍.LED誘捕燈的設計與應用研究[J].浙江海洋學院學報:自然科學版,2012,31(4):371-373.

[8]高山剛,稻田博史,渡部俊廣.燈光に對するアカイカの網膜運動反應と虹彩の遮光機能[J].日本水產學會誌,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

浙江省財政廳項目（浙財農[2014]276號）

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