教你怎么選擇合適的水產養殖LED燈具

文章來源:恒光電器

發布時間:2015-04-07

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 我國是世界水產養殖第一大國。2012 年，中國漁業經濟總產值17321.88億元，超市照明， 同比增長15.44%; 水產品總產量5907.68 萬噸，比上年增長5.43%;水產養殖面積808.84萬公頃，比上年增長3.23%，食用魚類養殖產量占世界總產量的69.8%。目前，水產養殖對高技術支撐的工業化養殖模式的需求日增，其中包括營造科學的人工光環境等。光照是魚類代謝系統的主導因子，光作為能量進入水域生態系統，不僅為水生動植物注入必需的能量，而且可以獨立地對魚類的攝食、生殖、內分泌起著直接或間接地影響。現代工廠化水產養殖光照是指按照魚類光環境需求規律和水產養殖的生產目標，利用人工光照創造適宜光環境或彌補自然光照的不足，調控魚類的生長發育和繁殖，以實現水產養殖業“優質、高產、生態、安全”生產目標的一種農藝物理措施。

目前，有關光照對魚生長與生殖影響的研究比較少，水產養殖車間光源的使用簡單粗放，絕大多數養殖工廠建成時沒有二次光照設計。隨著半導體技術的發展，車間照明，LED天花燈，人們逐漸認識到LED人工光照作為一種物理手段，不僅可以增加水產養殖生長效率，而且可以促進魚類生長、控制魚類性腺發育，LED筒燈，獲得綠色高品質的食品。LED是安全、健康的“綠色光源”，廢棄后無污染，環保節能。當今，LED光源已經規模化的應用在植物工廠、家禽養殖業中，水產養殖業也必將越來越多的應用LED人工光源，通過人工光環境來實現水產養殖按需生產的功能，顯著提高生產效率和效益。

水產養殖生產車間光源的現狀

長期以來，在水產養殖車間使用的人工光源絕大多數是民用建筑室內常用的直管熒光燈或緊湊型熒光燈。熒光燈是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發出可見光的原理發光的。這種光源目前優勢是購買方便、安裝簡捷。然而，在水產養殖行業使用這種光源引起的問題很多，甚至是不能克服的問題。首先這種產品平均壽命在1萬個小時左右，但在潮濕環境下壽命往往只有幾千個小時。其次是這種氣體放電燈不能調光，不能滿足魚類個體在不同生長時期的光需求。而且，熒光燈的廢棄會嚴重污染水源。有研究表明，水環境汞污染愈重，水生動物含汞量愈高。汞容易被動物體吸收和富集，不易被動物體排除，更不能被動物體分解。它經食物鏈進行傳遞，會對人的身體造成傷害。一個節能燈的燈管平均含有2～3mg 的汞，1mg的汞能使360噸水受到污染，若燈管在養殖池破碎會立刻污染整個車間的養殖水體。因此，傳統氣體放電光源已經不適應綠色環保、節能減排以及優化光環境參數的要求。

生產車間燈具選擇

根據公開出版的相關文獻或通過實驗獲得魚類的生理節律、攝食行為、生長發育和繁殖性能的最佳光環境參數，可以確定LED燈具的芯片波長、功率及電子控制系統。同時，照明資質，根據芯片封裝形式、透鏡配光、燈具外型、防護等級就可以設計整體燈具，并生產出科學適用的LED 燈具，應用在水產養殖業的光照環境中。

燈具已有國家、行業或地方標準的，應符合相應的標準要求；對沒有國家、行業或地方標準的，廠房照明，針對水產養殖應用的特殊場合，LED燈具至少應滿足下列要求。

1、光色、光強和光周期的選擇

褪黑激素對魚類下丘腦－腦垂體－性腺軸具有一定調節作用。魚類褪黑激素合成與分泌的節律主要受到光照和溫度的影響，魚類褪黑激素參與生殖、發育和生長方面的調節。光照尤其是光周期明顯抑制魚類松果體合成與分泌褪黑激素。人工營造光照環境的三個重要因子是光色、光強和光周期。只有給出這3個主要參數，燈具廠家才能生產出符合要求的燈具。

目前工廠化水產養殖的主要品種有石斑魚、鯛類、鮭鱒魚、鲆鰈類、鱸魚、鰤魚、黑鮶條紋鱸、河豚、美國紅魚等幾十種。每種魚在獨特的地理環境條件下生長發育，包括鹽度、溫度、水深、海流、含氧量、營養鹽、海拔、地形地質、食物資源量與食物鏈結構，以及歷史上的海陸變遷等。在上億年的野生環境生活進化中，魚類形成了獨特的生理、行為、感覺適應等，種群在長期的進化適應過程中，與自然環境相互作用，使個體選擇適合度達到最大的生存光環境。如海水中層魚類的視色素適于接受藍色的短光譜波段，視覺細胞大部分由視桿細胞組成。春夏季節產卵的魚是長光照型魚，秋冬季節產卵的魚是短光照型魚。

已有實驗證明，通過人工調節光環境，對長光照的魚提前把日照時間比自然狀態延長一些，對短光照型的魚提前把日照時間比自然狀態縮短一些，通常能使魚類提前成熟和產卵。許多研究證明秋季產卵的鮭鱒魚類就是這種情況，即光周期對魚性腺等的影響最為明顯。其次光色、光強的因素也不可忽視，比如歐洲鱸與鰨目幼魚在符合其野生環境的藍光條件下，達到最佳發育速率。250lx光照時中華鱘可獲得最佳孵化率( 83.9%)。配置光色時，要考慮魚類視覺色素中視紫紅質與視紫質的比例，即產卵場是在淡水還是在海水。養殖廠家需要根據養殖魚類品種，查閱相關文獻及開展前期的光環境實驗，國際資訊，國內資訊，根據不同種類的在自然環境魚洄游的水深或棲息特點，可以大致推算出需要的光環值，再選擇合適的燈具。最后現場反復比較實驗數據，篩選出最優的光環境參數。

2、燈具二次配光設計

水產養殖魚池有育苗池、成魚池、親魚池等，多為水泥池、塑膠池或玻璃鋼池，形狀有圓形、長方形、長圓形、環道型等。方形魚池邊長一般為6～7m，養殖鮃鰈魚類池深0.8～1.0m，養殖游泳類，如真鯛、石斑魚、美國紅魚等，水深1.8～2.0m。

傳統燈具的透鏡與反光罩配光方式基本不適合水產車間養魚池光照覆蓋要求，循環水養魚池形狀特點大都是規則幾何形狀，所以LED 的透鏡與反光罩要配合一起設計，采用高折射率的透鏡材料，照明資質， led質量，既要水面光斑均勻，又要恰好覆蓋整個魚池，以節約電能。其次根據魚池水深淺程度不同，應考慮光源發光強度并科學地采用公式準確計算。

3、防護等級安全要求

防護等級應滿足設計要求， 并符合GB7000. 5—2007。水產養殖車間濕度大都在90%以上，所以對燈具防水要求比較高，防護等級標準要達到IP65，如果為節能考慮將燈具安裝到養殖魚池水下，IP等級至少達到IP67以上。養殖車間燈具的安裝位置容易與人接觸，如果緊固螺釘觸及帶電電路板等情況漏電，在車間潮濕環境下，極易使人觸電，造成危險。所以選擇燈具時，一要注意防護等級IP 是否達到IP65 以上; 二是要用隔離式恒流電源，留有最小爬電距離，并且最好使用集中式外置電源，集中式外置電源是指采用一個大功率的AC /DC 開關電源，統一供電。

4、色溫與顯色指數