Thiết kế chế tạo bè đèn dùng LED 120w với mục đích dùng cho tàu lưới vây, tăng cao năng suất khai thác và đảm bản an toàn cho ngư dân

1 LỜI CẢM ƠN Hiện nay, nghề lưới vây dùng ánh sáng ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ về số lượng tàu, công suất máy chính, nguồn sáng sử dụng… Tuy nhiên, sự phát triển đó chỉ mang tính chất tự phát không theo một qui chuẩn nào, đặc biệt là cách trang bị nguồn sáng. Ngư dân chưa xác định được công suất nguồn sáng phù hợp với máy phát điện, chưa xác định được những loại đèn nào sử dụng hiệu quả…Hầu hết các tàu chỉ chạy theo xu hướng tăng công suất nguồn sáng trong khi đó qui mô tàu, các trang thiết bị lại không thay đổi làm cho chi phí đầu tư tăng nhưng hiệu quả mang lại thì không tăng nhiều. Vì vậy, tôi đã nghiên cứu chế tạo bè dùng LED 120W dùng cho tàu lưới vây. Để đưa ra sản phẩm bè lưới vây dùng LED để khai thác các loài cá nổi nhỏ (cá nục, cá bạc má…) ở các vùng biển xa bờ miền trung và nam. Đây là một chuyên đề có rất nhiều vấn đề cần giải quyết, có những kiến thức không còn nằm trong chuyên ngành điện - điện tử mà mở rộng ra các lĩnh vực khác. Hơn nữa điều kiện không cho phép để đi theo ngư dân để có thể hoàn thiện bè đèn hoàn chỉnh hơn, vì vậy chuyên để chỉ dừng lại ở một mức độ thành công nhất định. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trần Tiến Phức gợi ý, tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm chuyên đề và các thầy, Cô trong bộ môn đã giảng dạy, cung cấp cho tôi nhiều kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường Đại Học Nha Trang, những kiến thức mà tôi đã nhận được trên giảng đường Đại học sẽ là hành trang giúp tôi vững bước trong tương lai. Do vốn kiến thức của Tôi còn hạn chế nên chắc chắn chuyên đề không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Tôi rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của Thầy cô và các bạn. Nha Trang, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Phan Hội SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 1 2 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 2 3 MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG Nhu cầu ánh sáng nhân tạo trong khai thác thủy sản xa bờ yêu cầu độ sáng ngày càng cao. Trong khi đó kích thước tàu và các trang thiết bị vẫn không đổi. Khi ngư dân chạy đua theo tăng công suất nguồn sáng sẽ tăng thêm chi phí đầu tư nhưng hiệu quả mang lại không cao. Vấn đề tìm kiếm một nguồn ánh sáng nhân tạo có hiệu suất cao hơn và tiết kiệm năng lượng để thay thế những loại đèn thông thường của ngư dân là kết hoạch quan trọng để phát triển khai thác thủy sản ở Việt Nam. Trên thế giới đã áp dụng nguồn ánh sáng LED vào trong khai thác thủy sản để tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu quả khai thác. Ở Việt Nam đèn LED đã và đang bắt đầu phát triển trên nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong khai thác thủy sản bằng ánh sáng thì đèn LED bắt đầu được áp dụng vào trong khai thác nhưng chưa được phổ biến. Ý thức được những lợi ích to lớn không chỉ về kinh tế và an toàn trong khai thác bằng nguồn ánh sáng nhân tạo LED thì nhà nước khuyến khích phát triển nguồn sáng LED cho các ngư dân để đem lại hiệu quả khai thác thủy sản. TÍNH CẤP THIẾT CỦA CHUYÊN ĐỀ Hiện nay ngư dân đang sử dụng các bè đèn do chính ngư dân tự chế tạo. Những bè đèn này hiệu suất mang lại không cao, rất dễ bị hư hỏng trong quá trình sử dụng khai thác và đặc biệt rất nguy hiểm cho ngư dân vì nguồn điện cung cấp cho bè đèn là nguồn điện 220VAC, dây nguồn được thả nổi trên biển rất dễ gây giật điện cho ngư dân và gây chập nguồn điện. Vì vậy, cần có một nguồn sáng nhân tạo mang lại hiệu suất cao hơn và sử dụng nguồn điện có điện áp nhỏ hơn để an toàn cho ngư dân trong quá trình khai thác. Điển hình đó là sử dụng đèn LED. Đèn LED trước đây đã được áp dụng nhiều lĩnh vực với giá thành rất cao, nhưng hiện nay LED đã phổ biển thì giá thành đã giảm rất nhiều tạo điều kiện thuận lợi cho ngư dân áp dụng vào trong khai thác. SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 4 NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI Nhiệm vụ: Đề ra cấu hình tối ưu và thiết kế, chế tạo bè đèn dùng LED 120W dùng cho tàu lưới vây. Phạm vi thực tế của đề tài Đề tài thực hiện phục vụ cho tàu lưới vây. ỨNG DỤNG NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI Thiết kế chế tạo bè đèn dùng LED 120W với mục đích dùng cho tàu lưới vây, tăng cao năng suất khai thác và đảm bản an toàn cho ngư dân. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu về nghề lưới vây kết hợp ánh sáng . - Tìm hiểu bè dùng trong nghề lưới vây. - Thiết kế, chế tạo bè đèn dùng LED 120W - Đánh giá kết quả đạt được. SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 5 TỔNG QUAN Việt nam có một số lượng lớn tàu đánh cá dùng ánh sáng trong đánh bắt, phân bố ở nhiều địa phương. Nhu cầu tăng hiệu suất ánh sáng trong khai thác ngày càng cao. Sản lượng thủy sản của vùng biển Việt Nam rất phong phú và có sản lượng lớn nhưng đòi hỏi cần đến nguồn sáng để có thể dụ cá tập trung lại để dễ dàng đánh bắt. Với nhu cầu đó thì đã có nhiều chương trình giúp ngư dân áp dụng nguồn sáng LED vào khai thác để tăng hiệu quả khai thác như: - Triển khai dự án thí điểm đèn LED trong đánh bắt thủy sản, hải sản 02/2015. [4] - Dự án thay thế đèn metal halide thông thường bằng đèn LED của công ty Satnley Electric 01/2015. [5] - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đèn LED cho tàu đánh bắt thủy sản trên địa bàn phú yên 1/2013 – 12/ 2014. [6] - Ngày 25-3-2015, Quỹ tấm lòng vàng Lao Động phối hợp Liên đoàn lao động tỉnh Quảng Ngãi và Công ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông, tổ chức trao tặng bóng đèn LED chuyên dụng cho 85 tàu cá ngư dân huyện đảo Lý Sơn ra đánh bắt ở ngư trường Hoàng Sa, Trường Xa. [1] SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHỀ LƯỚI VÂY KẾT HỢP ÁNH SÁNG 1.1. Chiếu sáng dưới nước để dẫn dụ cá 1.1.1. Nguồn sáng từ trên không khí Khi ánh sáng được chiếu từ không khí vào trong nước thì ánh sáng sẽ bị phản xạ lại một phần. Vì vậy ánh sáng khi chiếu từ không khí vào trong nước sẽ không tận dụng hết được nguồn sáng. Hình 1.1: Nguồn sáng từ không khí 1.1.2. Nguồn sáng trong nước Khi nguồn sáng được đặt ngầm trong nước thì chúng ta sẽ tận dụng được tối đa nguồn sáng. Khi nguồn sáng đặt trong nước thì ánh sáng có thể chiếu sâu vào trong nước sẽ tăng năng suất hiệu quả dụ cá. Nhưng nguồn sáng đặt ngầm trong nước đòi hỏi kín nước cho nguồn sáng và loại đèn chiếu sáng phải phù hợp. Hình 1.2: Nguồn sáng trong nước SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 7 1.1.3. Độ sâu chiếu sáng Độ sâu phụ thuộc vào góc chiếu Hình 1. 3: Sự khúc xạ tia sáng ở nước biển hn znz 22 coscos − ==∆ β [ 7 ] n: hệ số khúc xạ của mặt nước và không khí. Hệ số khúc xạ phụ thuộc và độ muối của nước biển. ∆ : quảng đường đi của ánh sáng. Khi ánh sáng truyền từ môi trường không khí vào nước sẽ bị phản xạ lại một phần nên lượng ánh sáng xâm nhập vào trong nước sẽ giảm đi. Khi ánh sáng truyền vào trong nước biển sẽ bị nước biển hấp thụ và làm cho ánh sáng giảm năng lượng, lúc này ánh sáng sẽ tắt dần khi đi sâu vào trong nước. SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 8 Hình 1.4: Độ sâu của ánh sáng phụ thuộc vào màu sắc Bảng 1.1: Phụ thuộc hệ số khúc xạ ánh sáng của nước biển vào độ muối [2] 1.2. Nghề lưới vây kết hợp ánh sáng ở Việt Nam Nghề lưới vây kết hợp ánh sáng cũng phát triển khá mạnh mẽ về số lượng tàu thuyền, công suất máy tàu, công suất nguồn sáng, kích thước ngư cụ cũng như công nghệ khai thác, nhưng vùng hoạt động khai thác của nghề lưới vây lại tập trung chủ yếu ở các ngư trường truyền thống làm cho nguồn lợi thuỷ sản ngày càng suy giảm và năng suất khai thác của nghề cũng giảm theo. Tuỳ theo kinh nghiệm và SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 9 thói quen nghề nghiệp mà trên mỗi tàu lưới vây có cách trang bị nguồn sáng, ngư cụ và công nghệ khai thác khác nhau. Nghề lưới vây kết hợp ánh sáng trong nước đang có xu hướng cạnh tranh nhau về công suất nguồn sáng và chủng loại bóng đèn, ngư dân có xu hướng tăng công suất nguồn sáng nhằm tăng năng suất khai thác nhưng việc tăng công suất nguồn sáng cũng không tăng hiệu quả khai thác cao hơn. Điều đó cho thấy tính đa dạng, phức tạp và không đồng bộ của nghề nghiệp, mà điển hình là việc sử dụng nguồn sáng rất khác nhau giữa các tàu trong cùng một vùng biển.  Tình hình phát triển nghề lưới vây các vùng ở việt nam: + Vùng biển vịnh Bắc Bộ: Nghề lưới vây ở vùng biển này phát triển rất yếu. Theo số liệu thống kê 6/1999, có 587 tàu lưới vây, chiếm 12,58% tổng số tàu lưới vây trong cả nước. Tuy vậy, kích thước tàu lưới vây ở vùng biển này rất nhỏ. 97,8% tổng số tàu lưới vây trong vùng có công suất máy nhỏ hơn 23 cv. Riêng tỉnh nghệ an có 27 tàu lưới vây công suất lớn hơn 100 cv, nhưng sản lượng khai thác của các tàu này không ổn định. Sản lượng khai thác của nghề lưới vây chỉ chiếm 4,5% tổng sản lượng nghề lưới vây trong cả nước. Hàng năm, có koảng 500 tàu lưới vây từ các tỉnh miền Trung ra khai thác ở vùng biển vịnh Bắc Bộ. + Vùng biển miền Trung: Có 2972 tàu lưới vây, chiếm 63,69% tổng số tàu lưới vây trong cả nước. Nhóm tàu lưới vây 25 – 45 cv có số lượng cao nhất, 1325 chiếc, chiếm 50,4% tổng số tàu lưới vây trong vùng. Sản lượng khai thác của nghề lưới vây chiếm 38,1% tổng sản lượng nghề lưới vây trong cả nước. Nhìn chung nghề lưới vây ở vùng biển này phát triển tương đối khá, quy mô tàu lớn hơn các tỉnh miền Bắc. + Vùng biển tây Nam Bộ: Đây là vùng biển có nghề lưới vây phát triển mạnh nhất trong cả nước. Có 1107 tàu chiếm 23,72% tổng số tàu lưới vây trong cả nước. So với vùng biển miền SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 10 Trung tuy số lượng tàu ít hơn, nhưng cỡ tàu lớn hơn và sản lượng cao hơn 1,5 lần. Sản lượng nghề lưới vây đạt 57,4% tổng sản lượng nghề lưới vây trong cả nước. [3]  Các vấn đề cần giải viết trong nghề lưới vây kết hợp ánh sáng ở Việt Nam: Kỹ thuất sử dụng ánh sáng: Việc sử dụng ánh sáng để tập trung cá là một kỹ thuật quan trọng, phức tạp và có tính chất quyết định đến sản lượng khai thác của nghề lưới vây. Tuy nhiên, kỹ thuật sử dụng ánh sáng ở nước ta còn rất thô sơ và hoàn toàn theo kinh nghiệm. Để phát triển nghề lưới vây trong tương lai, cần tăng cường nghiên cứu và du nhập kỹ thuật chiếu ánh sáng ở nước ngoài vào nước ta. Kỹ thuật dò tìm và phát hiện đàn cá: Đây cũng là kỹ thuật quan trọng của nghề lưới vây tự do. Hiện nay kỹ thuật phát hiện đàn cá của ngư dân còn rất yếu, chỉ dùng mắt thường để phát hiện đàn cá đang di chuyển. Rất ít tàu được trang bị máy dò cá, nên còn hạn chế nhiều đến năng suất khai thác của nghề này. Kỹ thuật sử dụng những vàng lưới vây cỡ lớn, đánh bắt các loài cá có tốc độ bơi cao, khai thác ở ngư trường xa bờ còn nhiều khiếm khuyết. Tình trạng trên đã hạn chế nhiều đến sản lượng đánh bắt và sự phát triển của nghề lưới vây xa bờ. SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ [...]... CHƯƠNG 2: BÈ ĐÈN DÙNG TRONG NGHỀ LƯỚI VÂY  CÁC KIỂU BÈ ĐÈN TRUYỀN THỐNG 2.1 Bè đèn bóng huỳnh quang Hình 2.1: Bè đèn huỳnh quang  Cấu tạo của bè đèn huỳnh quang Những bóng đèn huỳnh quang được mắc song song với nhau và được đặt dưới một cái máng bằng gỗ được lắp trên một khung gỗ Phía dưới khung gỗ có lắp 2 thanh xốp nhằm giúp bè nổi khi thả xuống nước  Phương pháp cấp điện cho bè đèn Bè đèn được... độ rọi lớn  Nhược điểm SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 14 Chi phí chế tạo bè đèn cao, bóng đèn rất dễ nổ khi bị sóng biển đánh ướt và với nguồn điện 220ACV thả trên biển rất nguy hiểm Công suất lớn nhưng hiệu quả chưa cao SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 15 CHƯƠNG 3: BÈ ĐÈN DÙNG LED 3.1 Cấu tạo của LED công suất Hình 3.1: Cấu tạo của LED công suất LED công suất được kết cấu bởi 4 bộ phận: đế gắn,... nguồn 220VAC thì khi sóng đập vào các đuôi đèn rất dễ gây chập điện 2.2 Bè đèn bóng nung sáng Hình 2.2: Bè đèn bóng nung sáng  Cấu tạo bè đèn bóng nung sáng Bè đèn dùng bóng nung sáng được kết cấu gồm 1 bóng đèn nung sáng gắn vào máng đèn bằng gỗ, được gắn úp lên 2 thanh xốp Bóng đèn được nối 1 dây nguồn để lấy nguồn điện từ trên tàu  Phương pháp cấp điện cho bè đèn Bè đèn được được cung cấp nguồn... trên biển kết nối với nguồn 220VAC trên thuyền  Ưu điểm Có độ rọi lớn và chỉ cần lắp một bóng  Nhược điểm SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 13 Chi phí chế tạo bè đèn cao, bóng đèn rất dễ nổ khi bị sóng biển đánh ướt và với nguồn điện 220ACV thả trên biển rất nguy hiểm Công suất lớn nhưng hiểu quả chưa cao 2.3 Bè đèn bóng nung sáng kết hợp đèn compact Hình 2.3: Bè đèn bóng nung sáng kết hợp đèn compact... suất cho tàu đánh cá Hình 3.4: Sử dụng LED cho tàu đánh cá SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 18 3.3 Đèn pha LED 120W dùng cho bè trong nghề lưới vây 3.3.1 Phân bố LED trong đèn Hình 3.5: Phân bố LED trong đèn Hinh 4.6: Khoảng cách các LED trong đèn SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 19 3.3.2 Phương án cấp nguồn Phương pháp cấp nguồn bằng bình gắn trên bè Hình 3.7: Phương pháp cấp nguồn trên bè Phương... nối ở cuối vỏ LED và nằm bên dưới mắt LED, nó có tác dụng làm tăng vững chắc cho kết cấu đèn LED tránh tác động của bên ngoài, mặt khác nó có tác dụng tản nhiệt cho mắt LED trong quá trình hoạt động Vì cấu tạo phần bán dẫn và dây nối bên trong rất nhỏ nên nếu chúng ta tác động lực quá mạnh vào chân điện cực của đèn led có thể gây phá vỡ kết cấu và có thể làm hỏng đèn  Sử dụng LED công suất trong chiếu... và loại N đặt tiếp xúc với nhau LED công suất lớn hay HPLED tiêu thụ dòng điện vài trăm mA đến vài Ampe, do tiêu thụ dòng điện lớn nên loại này nhất thiết phải gắn với một bộ tỏa nhiệt tốt, nếu không HPLED sẽ hỏng sau vài giây Hiệu suất của HPLED rất cao có thể lên tới 105 lm/W Ứng dụng của HPLED là để thay thế loại đèn chiếu sáng trong nhà (trang trí và chiếu sáng), ngoài trời Bản thân công nghệ LED. .. trong bè và 4 điểm còn lại được đo ngoài bè và cách thành bè 30 cm Đo độ sáng của đèn bằng khoảng cách từ đèn tới mặt nước biển khi bè được thả xuống nước tương đương với chiều cao từ đèn tới thiết bị đo là 27cm 3.3.4.2 Quan hệ giữa độ rọi với điện áp nguồn SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 29 Hình 3.17: phân bố trường ánh sáng Dựa vào bảng 3.25, bảng 3.26, bảng 3.27 để vẽ ra mối liên hệ giữa điện áp và. ..  Cấu tạo Bóng đèn nung sáng được lắp ở giữa và 4 bóng đèn compact lắp xung quanh Các bóng đèn lắp trên một cái máng đèn bằng gỗ và lắp trên một cái khung bên dưới có găn 2 thanh xốp giúp bè nổi trên mặt nước  Phương pháp cấp điện cho bè đèn Bè đèn được được cung cấp nguồn thông qua một đoạn dây điện thả trên biển kết nối với nguồn 220VAC trên thuyền  Ưu điểm Giảm được chi phí lắp đặt so với đèn nung... 19 điểm đo Độ rọi của đèn được đo với khoảng cách từ đèn đến máy đo độ sáng là 27cm tương đương với khoảng cách từ đèn đến mặt nước biển khi bè được thả trên biển Hình 3.18: Biểu đồ mối quan hệ giữa điện áp và độ rọi của đèn LED 3.3.4.3 Độ rọi của đèn với ắc quy 40Ah Bảng 3.9: Độ rọi của đèn 1, mạch 1 và tọa độ 1 đến 6, lần đo thứ nhất Tọa độ 1 2 3 4 5 6 Điện áp ( V ) SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN . vụ cho tàu lưới vây. ỨNG DỤNG NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI Thiết kế chế tạo bè đèn dùng LED 120W với mục đích dùng cho tàu lưới vây, tăng cao năng suất khai thác và đảm bản an toàn cho ngư dân. PHƯƠNG. trong khai thác. SVTH: PHAN HỘI 53 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 4 NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI Nhiệm vụ: Đề ra cấu hình tối ưu và thiết kế, chế tạo bè đèn dùng LED 120W dùng cho tàu lưới. ngư dân tự chế tạo. Những bè đèn này hiệu suất mang lại không cao, rất dễ bị hư hỏng trong quá trình sử dụng khai thác và đặc biệt rất nguy hiểm cho ngư dân vì nguồn điện cung cấp cho bè đèn