[01353737]高功率LED集鱼灯研制及其应用示范

1.1 总体目标 针对当前灯光渔业中集鱼灯燃油消耗过度浪费、紫外线影响严重等问题,通过自主开发高功率、节能生态型的LED集鱼灯,降低渔船的燃油成本,改善渔船的作业环境,提高渔船的经济效益和生态效益。通过该项目的研究,拟研制多种高功率具有自主知识产权的LED水上集鱼灯（功率为300W）和水下集鱼灯（功率为1000W）,并实现在在1艘大型专业鱿钓渔船进行示范,与同功率的传统集鱼灯相比燃油成本的节约30%以上。 1.2 主要研究内容 1)高功率LED水上集鱼灯的研制。目前,Led 单一模块一般为10W左右,为此,需要不同的LED模块组装方式,解决LED模块布局、高功率灯的散热等问题,使每个水上集鱼灯功率达到300W以上。同时,由于LED灯具有很强的指向性,因风浪引起的渔船摇摆会导致渔船周边灯光强度的不稳定性,从而影响鱼类诱集效果和鱼群的稳定性,为此需要通过研究LED集鱼灯安装模式,使得集鱼灯照射在渔船周边的水中光强相对较为稳定。 2)高功率LED水下集鱼灯的研制。重点研究不同安装界面（如圆柱形、球形等）的LED模块组装方式,解决LED灯水下耐压和散热等问题,使每个水下集鱼灯功率达到1000W以上。同时,由于高功率的LED水下灯在水中诱集范围很广,渔船周边的灯光强度高,因此需要研制具有根据鱼群影像调节水下光强的LED集鱼灯,将引诱的鱼类能够更加密集地聚集在渔船周边,从而提高捕捞效率和捕捞产量。 3)不同光色的LED集鱼灯比较与优化。通过白、蓝、绿色和混合色LED灯,与传统1KW或2KW金属卤化物灯在水中光照强度和光曲线的比较,结合鱿鱼等捕捞对象的趋光特性,筛选出合适光色的LED集鱼灯。 4)Led 集鱼灯灯光强度模型建立。研究不同排列的白色、蓝色和绿色灯LED的光照度分布,并推广到M×N的LED阵列的情况,推导相应的光照度分布公式,对LED阵列中相邻LED之间的间距、角度作出定量分析,用计算机仿真模拟加以验证,建立光照度分布模型。结合实际照明工程的情况,研究采用LED阵列作为集鱼灯的海面的光照度分布以及影响其分布的因素,建立LED集鱼灯的配光曲线,推导出适合于海洋环境下的光照度分布公式。根据LED集鱼灯在水中光照强度分布及其所建立的模型,结合不同类型渔船的参数和不同捕捞对象的趋光特性,通过数值模拟提出不同类型渔船的LED集鱼灯配置优化方案,得到不同渔船的合适作业间距,为降低渔船间灯光的相互干扰、减少诱集效果提供了技术支撑。 5)LED集鱼灯在专业鱿钓渔船中示范与应用。在上海金优远洋渔业有限公司选择1艘大型专业鱿钓船,结合LED集鱼灯的光学特性以及鱿鱼趋光特性,以及Led 集鱼灯灯光强度模型,提出LED集鱼灯的布置方案;在大型专业鱿钓船进行LED集鱼灯的安装,以及海上灯光强度的实测;大型专业鱿钓船拟在西南大西洋或东南太平洋海域进行捕捞生产,根据海上渔获钓捕情况以及水中光照强度分布情况,提出集鱼灯灯光配置的改进方案。 6)与同类鱿钓船经济效益比较。选择一艘同类大型专业鱿钓船为参照渔船,在同一海域同一时间进行生产,海上试验时间为1-2个月。期间,分别统计燃油量、捕捞产量、渔获价格和燃油价格等,比较分析2种不同鱿钓船的效益和成本。 1.3 成果形式和考核指标 成果形式为：发表研究论文,申请专利和软件著作权,实现业务化运行和示范,人才培养。 1)研制具有自主知识产权的LED水上集鱼灯和水下集鱼灯,水上集鱼灯功率为300W,水下集鱼灯功率为1000W,耐压水深为100米; 2)设计LED集鱼灯的布局模式,仿真LED集鱼灯的光场分布并建立模型; 3)申报发明专利2项,申报实用新型专利3项;申报软件著作权1项;发表论文5篇以上;制定3项以上企业标准; 4)在1艘大型专业鱿钓渔船上进行推广示范; 5)单船节约集鱼灯燃油成本30%以上; 6)培育渔业装备集鱼灯科研团队,培养硕士研究生3名和博士研究生1名。