Đánh giá hiệu quả sử dụng đèn led trong khai thác thủy sản nghề lưới vây xa bờ tỉnh Khánh Hòa

Sử dụng đèn LED trong khai thác thủy sản nghề lưới vây tại Khánh Hòa đã đem lại nhiều lợi ích, trong đó thể hiện: Độ sâu chiếu sáng, độ rọi trung bình trong phạm vi chiếu sáng của đèn LED hơn hẳn so đèn của ngư dân đang sử dụng; sản lượng khai thác của tàu thử nghiệm cao hơn tàu đối chứng từ 1,1 lần; tiết kiệm hơn 70% nhiên liệu so với tàu đối chứng.

Từ khóa: Đèn LED; lưới vây; ánh sáng.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Qua điều tra khảo sát tại các địa phương trong tỉnh Khánh Hòa cho thấy, các loại bóng đèn huỳnh quang, sợi đốt, cao áp… được ngư dân trang bị trên tàu lưới vây là chủ yếu, việc ứng dụång công nghệ đèn LED còn có những hạn chế nhất định.

Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 03/6/2013 tại Hội nghị Trung ương 7 khóa XI về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường và cam kết của Chính phủ Việt Nam về sử dụng năng lượng sạch, chống phát thải. Đến năm 2020, Việt Nam sẽ giảm mức phát thải khí nhà kính trên đơn vị GDP từ 8 – 10% so với năm 2010; chuyển đổi cơ cấu sử dụng năng lượng theo hướng tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo, năng lượng mới lên trên 5% tổng năng lượng thương mại sơ cấp…

Việc sử dụng đèn LED trên tàu khai thác lưới vây xa bờ Khánh Hòa là thể hiện hành động cụ thể thực hiện chủ trương của Đảng. Do đó, việc cập nhật thông tin, nghiên cứu và chuyển giao công nghệ về đèn LED cho ngư dân đánh cá kết hợp ánh sáng nói chung và nghề lưới vây nói riêng là vấn đề hết sức cấp thiết, tạo điều kiện cho ngư dân có cơ hội tiếp cận công nghệ đánh bắt mới, giảm chi phí, tăng hiệu quả đánh bắt và tăng thu nhập.

II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Thu thập nguồn thông tin thứ cấp

Thu thập số liệu giai đoạn 2010 – 2017 tại Cục Thống kê Khánh Hòa, Chi cục Thủy sản Khánh Hòa, Phòng Kinh tế TP Nha Trang. Các số liệu thu thập bao gồm: Số lượng tàu thuyền, tổng công suất, sự phân bố tàu thuyền ở mỗi địa phương trong tỉnh Khánh Hòa và năng lực tàu thuyền của từng nghề…

2.2. Thu thập nguồn thông tin sơ cấp

Thu thập số liệu bằng cách tiến hành phỏng vấn chủ tàu, thuyền trưởng làm nghề lưới vây ánh sáng khai thác ở TP Nha Trang, Cam Ranh, Ninh Hòa, Vạn Ninh theo phiếu điều tra về ngư trường và mùa vụ khai thác, loại đèn sử dụng trên tàu.

2.3. Phương pháp thiết kế lắp đặt đèn LED

– Thiết kế và lắp đặt hệ thống đèn LED: Theo phương pháp thực nghiệm và phi thực nghiệm.

+ Phần thiết kế: Theo phương pháp tương tự kết hợp điều tra trực tiếp theo mẫu.

+ Phần thực nghiệm: Sau khi lắp đặt hệ thống đèn LED hoàn chỉnh sẽ được đánh bắt thử nghiệm trên biển để so sánh hiệu quả với đèn truyền thống.

2.4. Phương pháp đánh giá

Đánh giá hiệu quả sử dụng đèn LED trong khai thác thủy sản nghề lưới vây xa bờ tỉnh Khánh Hòa thông qua các kết quả thực nghiệm về: mức độ tiết kiệm nhiên liệu, sản lượng khai thác, độ bền đèn LED…

2.5. Phương pháp xử lý số liệu

Trên cơ sở số liệu điều tra, tiến hành phân nhóm công suất, lập bảng thống kê, xây dựng biểu đồ dựa trên hàm MS Excel.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3. Một số kết quả sử dụng đèn Led thử nghiệm trên tàu lưới vây xa bờ của ngư dân tỉnh Khánh Hòa

3.1. Hiệu quả về sản lượng khai thác

Từ bảng 3.1 cho thấy, qua 4 đợt thử nghiệm giữa đèn cao áp đối chứng và đèn LED thử nghiệm cho thấy, sản lượng khai thác của tàu sử dụng đèn LED cao hơn gấp 1,34 lần sản lượng của tàu đối chứng. Sở dĩ đạt được hiệu quả khai thác cao như vậy là do đèn LED có sử dụng chóa đèn, điều chỉnh góc treo đèn từ 450 lên 500 đảm bảo mức độ thu hút cá (hướng quang) trên cả tầng mặt và tầng nước sâu hơn đối với các loài cá nổi; trong khi, đèn cao áp không sử dụng chóa, chỉ có thể tập trung cá ở tầng nước mặt.

3.2. Hiệu quả về tiêu thụ nhiên liệu

Từ bảng 3.2 cho thấy, lượng dầu tiêu thụ trong 4 chuyến biển thử nghiệm của tàu đối chứng là 4.282 lít, tàu sử dụng đèn LED là 921 lít. Như vậy, trong 4 chuyến biển, sử dụng đèn LED tiết kiệm được 3.361 lít dầu, lượng nhiên liệu chỉ bằng 21,5% của tàu đối chứng. Hay nói cách khác, sử dụng đèn LED phát sáng tập trung cá tiết kiệm được 78,5% chi phí nhiên liệu so với sử dụng đèn cao áp truyền thống của ngư dân.

Từ bảng 3.2 cho thấy, 1 lít dầu phục vụ phát sáng cho đèn LED khai thác được 34,53 kg sản phẩm, trong khi, tàu đối chứng sử dụng đèn cao áp chỉ khai thác được 7,39 kg sản phẩm. Hiệu quả khai thác tính trên một đơn vị dầu tiêu thụ của nguồn sáng đèn LED cao gấp 4,67 lần so với tàu đối chứng sử dụng đèn cao áp.

Như vậy, đèn LED cho năng suất đánh bắt cao hơn và tiết kiệm nhiên liệu nhiều hơn so đèn cao áp truyền thống ngư dân đang sử dụng.

3.3. Hiệu quả về mặt môi trường

Theo nghiên cứu của tác giả Ozaki [3], 1 kg dầu diesel đốt cháy sẽ thải ra môi trường 3,19 kg khí CO2. Việc tiết kiệm được 8.162 lít dầu diesel trong 4 chuyến biển góp phần làm giảm 21,66 tấn khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính.

Ngoài việc tiết kiệm 72,3% chi phí về nhiên liệu, tàu sử dụng đèn LED còn giảm thiểu tác hại tới môi trường so tàu đối chứng. Như vậy, nếu toàn bộ đội tàu lưới vây kết hợp ánh sáng tỉnh Khánh Hòa đều sử dụng hệ thống đèn LED thì sẽ có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về mặt bảo vệ môi trường.

3.4. Đánh giá hiệu quả đầu tư trang bị nguồn sáng

Từ bảng 3.3 cho thấy, giá thành của bóng đèn LED cao hơn 9,8 lần so đèn cao áp ngư dân đang sử dụng, nhưng tổng giá thành của toàn bộ hệ thống đèn LED chỉ cao hơn 2,5 lần so với hệ thống đèn cao áp. Bởi vì, khi sử dụng đèn LED thì công suất máy phụ dùng để lai đi na mô nhỏ hơn, cho nên giá thành của chúng cũng thấp hơn.

Từ bảng 3.4 cho thấy, chi phí dầu cho việc sử dụng hệ thống đèn LED là 143.937.500 đồng, nếu sử dụng hệ thống đèn cao áp, chi phí 501.025.000 đồng. Như vậy, trong 1 năm sử dụng đèn LED, tàu lưới vây sẽ tiết kiệm được 178.543.750 đồng/tàu.

Từ bảng 3.3 và bảng 3.4, ta có:

– Số tiền chênh lệch khi đầu tư ban đầu cho hệ thống đèn LED và đèn cao áp:

1.068.500.000 – 426.400.000 = 642.100.000 đồng/2 tàu = 321.050.000 đồng/tàu

– Số tiền tiết kiệm chi phí nhiên liệu trong 1 năm đi biển khi sử dụng đèn LED cho 1 tàu:

501.025.000 – 143.937.500 = 357.087.500 đồng/2 tàu = 178.543.750 đồng/tàu

Từ kết quả tính toán trên cho thấy, chỉ tính riêng về chi phí dầu tiêu thụ trong năm, chủ tàu đã hoàn vốn được 33,4% số tiền đầu tư ban đầu cho hệ thống đèn LED nhờ tiết kiệm nhiên liệu. Sau 3 năm, có thể hoàn 100% vốn đầu tư ban đầu.

Bên cạnh đó, tuổi thọ của đèn LED cao gấp 5 – 10 lần so đèn cao áp, cho nên hiệu quả khai thác cho một chu kỳ phát sáng của đèn LED cũng rất lâu.

Đối với sử dụng đèn cao áp, hàng năm chủ tàu cần phải thay thế, bổ sung các loại bóng bị vỡ, bị hỏng, thất thoát này chiếm khoảng 10% chi phí đầu tư do tác động của môi trường biển và các yếu tố chủ quan khác…

4.  Đánh giá ưu, nhược điểm của đèn LED

Qua kết quả của 4 chuyến thử nghiệm với số liệu đã trình bày về kết quả thực hiện, chúng tôi có một số kết luận ban đầu như sau:

* Ưu điểm:

– Các chỉ số ánh sáng của đèn LED như quang thông, độ rọi, hiệu suất chiếu sáng, tuổi thọ… đều vượt trội so đèn cao áp và huỳnh quang.

– Về sản lượng khai thác, tàu sử dụng đèn LED khai thác gấp hơn 1,34 so tàu đối chứng. Thành phần sản lượng của tàu sử dụng đèn LED tương đương với tàu đối chứng. Dấu hiệu thử nghiệm ban đầu cho thấy, tính thích nghi của các đối tượng cá nổi đối với đèn LED là rất cao, chẳng hạn như các loài cá nục, cá ngừ.

– Tiết kiệm trên 70% chi phí nhiên liệu chạy máy phát điện.

– Trong thời gian thử nghiệm, các đèn LED vẫn hoạt động bình thường, đảm bảo độ rọi chưa có dấu hiệu giảm quang thông hay sự cố. Để khẳng định độ bền của đèn LED trong môi trường nước biển, cần có thêm thời gian và nhiều đợt thử nghiệm nữa mới xác định được.

* Nhược điểm:

– Giá thành của đèn LED còn khá cao;

– Ngư dân chưa quen với quy trình sử dụng đèn LED.

5. So sánh quy trình vận hành hệ thống đèn LED so hệ thống đèn cao áp

5.1. Ưu điểm:

– Trên mỗi pha đèn LED có gắn hộp Driver, việc lắp đặt cầu dao tổng và hệ thống aptomat phân phối điện đến các pha đèn LED theo thứ tự đã được đánh số sẵn nên việc vận hành hệ thống đèn LED thắp sáng tập trung cá, cũng như khi tắt đèn gom cá về bè đèn tiến hành nhanh gọn, đơn giản.

– Ngay khi đóng cầu dao cung cấp điện cho hệ thống, đèn LED được bật sáng ngay và thời điểm, sau đó cá tập trung nhanh về nguồn sáng. Khi có sự cố bất ngờ, việc khởi động lại đèn LED vẫn nhanh hơn so đèn cao áp nên có thể duy trì sự tập trung cá tại vị trí chong đèn.

– Hệ thống bè đèn sử dụng đèn LED lấy điện từ nguồn pin mặt trời lắp trên tàu có thể điều chỉnh được độ rọi ở nhiều mức công suất khác nhau, nên rất tiện lợi và an toàn khi sử dụng so với bè đèn gắn bóng cao áp của ngư dân. Bình ắc quy được đặt trong thúng đấu nối qua bè đèn nhờ bộ cáp điện nên quá trình thao tác dắt bè đèn cũng thuận tiện và an toàn.

5.2. Nhược điểm của việc vận hành hệ thống đèn cao áp

– Việc bố trí bảng điện, hệ thống dây dẫn, bộ tăng áp trong ca bin tàu khá cồng kềnh chiếm nhiều diện tích làm cho việc thao tác chậm, không an toàn.

– Với loại bóng cao áp có chấn lưu bên ngoài, khi bóng đèn bắt đầu nháy sáng, dòng điện qua đèn tương đối lớn không an toàn cho người sử dụng.

– Trong nghề vây kết hợp ánh sáng, nếu nguồn điện từ máy phát điện không ổn định, điện áp giảm đột ngột, có thể làm cho bóng cao áp bị tắt, ánh sáng chậm phục hồi làm cho cá hoảng sợ và phân tán.

– Sau khi tắt đèn, phải đợi khoảng 5 đến 10 phút, chờ đèn nguội cho áp suất bên trong giảm xuống, sau đó đóng cầu dao điện bóng đèn mới sáng trở lại.

– Đèn cao áp bố trí ở hai bên mạn tàu và sau lái không có chóa đèn, góc treo đèn 3600 chiếu sáng 4 phía nên không làm tăng hiệu suất phát sáng của bóng, độ rọi thấp gây lãng phí về nguồn điện sử dụng.

– Bè đèn sử dụng bóng cao áp phải lấy điện trực tiếp từ máy phát điện trên tàu thông qua dây dẫn điện ra đến bè rất nguy hiểm khi có sóng gió lớn. Khi có sự cố đứt dây cáp điện, có thể gây điện giật cho người chèo thúng dắt bè đèn.

6. Bảo dưỡng hệ thống đèn LED trên tàu lưới vây

6.1. Ý nghĩa và tầm quan trọng của nguồn sáng đèn LED

Có nhiều người cho rằng việc bảo dưỡng đèn thắp sáng trên tàu cá là vấn đề phụ, bóng đèn hỏng đến đâu, thay thế đến đó, mà họ không biết rằng trong môi trường biển, hơi nước mặn làm cho chất lượng dây dẫn điện và vỏ đèn rất nhanh xuống cấp, đặc biệt là quang thông của đèn sẽ giảm theo thời gian sử dụng. Do đó, khi đã lắp đặt nguồn sáng trên tàu, bảo dưỡng đèn và dây dẫn là việc làm thường xuyên để đảm bảo chất lượng nguồn sáng tập trung cá, kể cả hệ thống chiếu sáng trên tàu và bè đèn nhằm kịp thời xử lý những tình huống bất trắc do mất điện hoặc sự cố nào khác làm cho cá mất phương hướng và phân tán.

Một hệ thống chiếu sáng tập trung cá có chất lượng sẽ góp phần quan trọng vào hiệu quả sản xuất của tàu và tăng thêm thu nhập cho thuyền viên. Dưới tác động của thời gian và môi trường biển cùng với sự nhạy cảm của các thiết bị phụ kiện như hộp Driver, cầu dao, công tắc điện, hệ thống chiếu sáng rất dễ dàng xảy ra những rủi ro, hỏng hóc trong quá trình hoạt động. Những sự cố xảy ra với hệ thống chiếu sáng không chỉ làm trì hoãn hoạt động của mẻ lưới, giảm chất lượng khai thác mà còn có thể nghiêm trọng hơn với các rủi ro nguy hiểm khác như cháy nổ, rơi đèn… Do đó, chủ tàu và thuyền trưởng cũng như thuyền viên trên tàu cần tăng cường kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED để có hướng sửa chữa thay đổi kịp thời, đảm bảo chất lượng hệ thống chiếu sáng tốt nhất và an toàn nhất cho chuyến biển.

6.2. Quy trình bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng

a) Bảo dưỡng bóng đèn LED: Kiểm tra lại các bóng hư, thiếu hụt và kém chất lượng để thay thế, đảm bảo độ rọi sáng đạt yêu cầu chiếu sáng trên mặt nước và dưới nước để thu hút cá đến nguồn sáng.

b) Bảo dưỡng giá đỡ đèn, vỏ bên ngoài của pha đèn LED: Lau chùi giá đèn sau mỗi chuyến biển, có thể mỗi tháng vệ sinh 1 – 2 lần, đặc biệt là vào mùa mưa, biển động sóng gió hắt lên ca bin tàu. Các ốc vít ở 2 đầu giá đèn cần phải được bôi mỡ định kỳ để tránh gỉ sét, khi cần tháo giá thay bóng cũng dễ dàng. Định kỳ sau một vụ mùa khai thác, tiến hành sơn lại vỏ đèn để chống ôxy hóa do nước mặn bắn vào. Thay thế những giá đỡ đèn đã có dấu hiệu hư hỏng.

c) Bảo dưỡng hệ thống dây dẫn điện: Kiểm tra đường dây, tránh rò rỉ điện gây cháy bóng đèn, nặng hơn gây có nguy cơ cháy nổ, kịp thời thay thế khi phát hiện hư hỏng trên đường dây, tại bảng điện, các aptomat…

Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống đèn trên tàu là việc làm thường xuyên vì hệ thống đèn hoạt động ở ngoài trời, luôn chịu tác động của môi trường nước mặn. Để tiến hành bảo dưỡng cần chuẩn bị những dụng cụ: kìm, tournevis, bút điện, đồng hồ đo, giẻ lau… Khi bảo dưỡng, phải ngắt hết điện để đảm bảo an toàn.

Kiểm tra tình trạng hoạt động của bóng đèn bằng cách bật tắt, đo điện áp vào, đo điện trở cách điện, vệ sinh chóa đèn. Kiểm tra vỏ đèn nếu bị vỡ hoặc hỏng thì tiến hành thay thế, khắc phục ngay. Sau đó tiến hành vệ sinh chụp đèn bên ngoài.

Sau khi kiểm tra và bảo dưỡng xong, ta phải bật aptomat lên, kiểm tra độ bật tắt đèn sao cho tiết kiệm năng lượng nhất.

IV. KẾT LUẬN

Sản lượng khai thác của tàu sử dụng đèn LED cao hơn gấp 1,34 lần sản lượng của tàu đối chứng. Như vậy, đèn LED đảm bảo mức độ thu hút cá (hướng quang) trên cả tầng mặt và tầng nước sâu hơn đối với các loài cá nổi

Sử dụng đèn LED tiết kiệm được 3.361 lít dầu, lượng nhiên liệu chỉ bằng 21,5% của tàu đối chứng.

Hiệu quả khai thác tính trên một đơn vị dầu tiêu thụ của nguồn sáng đèn LED cao gấp 4,67 lần so với tàu đối chứng sử dụng đèn cao áp.

Giá thành của bóng đèn LED cao hơn 9,8 lần so đèn cao áp ngư dân đang sử dụng, nhưng tổng giá thành của toàn bộ hệ thống đèn LED chỉ cao hơn 2,5 lần so hệ thống đèn cao áp. Bởi vì, khi sử dụng đèn LED thì công suất máy phụ dùng để lai đinamô nhỏ hơn, cho nên giá thành của chúng cũng thấp hơn.

Trong thời gian thử nghiệm, các đèn LED vẫn hoạt động bình thường, đảm bảo độ rọi chưa có dấu hiệu giảm quang thông hay sự cố. Để khẳng định độ bền của đèn LED trong môi trường nước biển, cần có thêm thời gian và nhiều đợt thử nghiệm nữa mới xác định được.

Đèn LED vẫn còn vài nhược điểm: Giá thành của đèn Led còn khá cao. Ngư dân chưa quen với quy trình sử dụng đèn Led. 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Quốc Khánh (2015), “Nghiên cứu ứng dụng đèn LED cho nghề lưới vây xa bờ tại tỉnh Ninh Thuận”.

2. Nguyễn Đức Sĩ (2016), Nghiên cứu ứng dụng điện mặt trời trên tàu lưới vây tỉnh Quảng Nam.

3. Ozaki, M., J. Davison., J. Minamiura., E. S. Rubin., D. W. Keith., C. F. Gilboy., M.Wilson., T. Morris., J. Gale and K. Thambimuthu, “Marine Transportation of CO2”, Proceedings of the 7th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, Vancouver, 5-9 September 2004, pp. 2535 – 2539.