Ứng dụng led trong lĩnh vực đánh cá biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

Nguyễn Tuấn Anh

ỨNG DỤNG LED TRONG LĨNH VỰC ĐÁNH CÁ BIỂN

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. Lê Văn Doanh

TS. Lê Hải Hưng

Hà Nội – 2014

-0-


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..........................................................................
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 0
1. Lý do lựa chọn đề tài luận văn ..................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................... 3

3. Nội dung nghiên cứu: ................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1 THỰC TRẠNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG ĐÁNH CÁ KẾT HỢP
ÁNH SÁNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM .................................................. 4
I. Tập quán đánh cá dùng đèn .......................................................................................... 4
1. Ánh sáng và vai trò của nó đối với đời sống của thủy sinh vật ..................................... 4
2. Quá trình hình thành và phát triển nghề cá kết hợp ánh sáng ........................................ 6
3. Các loại đèn thường dùng trong đánh bắt thủy hải sản ................................................. 7
3.1. Đèn tìm cá................................................................................................................. 7
3.2. Đèn thu hút (tập trung) cá ......................................................................................... 8
3.3. Đèn hướng (gom) cá ................................................................................................ 9
4. Các phương pháp đánh bắt kết hợp ánh sáng ở Việt Nam........................................... 10
4.1. Lưới vây ................................................................................................................. 10
4.2. Lưới mành .............................................................................................................. 10
4.3. Lưới vó ................................................................................................................... 11
4.4. Lưới chụp mực ........................................................................................................ 11
4.5. Pha xúc (vó mạn tàu). ............................................................................................. 11
II. Các loại sản phẩm chiếu sáng được dùng trong đánh cá ở Việt Nam. ........................ 12
1. Đèn sợi đốt ................................................................................................................ 12
1.1. Sự phát sáng khi đốt nóng ....................................................................................... 12
1.2. Cấu tạo của đèn....................................................................................................... 13
1.3. Các đặc tính của đèn sợi đốt .................................................................................... 15
1.4. Phổ năng lượng của đèn sợi đốt............................................................................... 15
2. Đèn Huỳnh quang ...................................................................................................... 16
2.2. Phân loại đèn huỳnh quang ..................................................................................... 17
2.2.1. Huỳnh quang ống thẳng ....................................................................................... 17
2.2.2. Đèn huỳnh quang tích hợp (đèn compact) ........................................................... 18
-1-


2.3. Phổ năng lượng của đèn huỳnh quang ..................................................................... 18

3.Đèn halogen kim loại (Metal halide) ........................................................................... 19
III. Những kết luận về thực trạng hoạt động đánh cá kết hợp ánh sáng ........................... 20
1. Thực trạng hoạt động đánh cá kết hợp ánh sáng ở Việt Nam hiện nay ........................ 20
2. Hướng đi mới cho hoạt động đánh cá sử dụng ánh LED sáng ở Việt Nam ................ 23
CHƯƠNG 2 ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ ĐÈN LED SIÊU SÁNG
DÙNG TRONG ĐÁNH CÁ BIỂN SO SÁNH VỚI BỘ ĐÈN METAL HALIDE ..... 26
I. LED siêu sáng ............................................................................................................ 26
1. Giới thiệu về LED ...................................................................................................... 26
2. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của LED .................................................................. 27
2.1. Nguyên lý ............................................................................................................... 27
2.2. Cấu tạo.................................................................................................................... 28
3. LED trắng .................................................................................................................. 33
3.1. Tạo ánh sáng trắng bằng cơ chế RGB ..................................................................... 33
3.2. Tạo LED trắng bằng cơ chế phát huỳnh quang. ....................................................... 34
II. Đo đạc các thông số bộ đèn LED siêu sáng và đèn Metal Halide dùng trong đánh cá
biển ở cùng một điều kiện .............................................................................................. 37
1. Các yêu cầu chung ..................................................................................................... 37
1.1 Các hệ tọa độ dùng để biểu diễn phân bố cường độ sáng. ......................................... 38
1.1.5 Góc kế quang học (Goniophotometer). .................................................................. 41
2. Thực nghiệm 1: Phép đo phân bố cường độ sáng bộ đèn LED pha 93W (như hình
2.17) so sánh với bộ đèn Metal Halide 400W ở cùng điều kiện ...................................... 43
2.1. Mô tả phép đo: ........................................................................................................ 43
2.2. Các kết quả thực nghiệm thu được khi đo bộ đèn LED pha 93W............................. 44
2.3.Tính toán độ rọi của 1 bộ đèn LED pha 93W khi lắp đặt trên tàu cá ......................... 51
2.4. Tính toán độ rọi của 1 bộ đèn Metal Halide 400W khi lắp đặt trên tàu cá ................ 55
2.5. So sánh kết quả thu được khi sử dụng bộ đèn LED pha 93W và Metal Halide
400W trong cùng điều kiện trên tàu cá ........................................................................... 58
3.Thực nghiệm 2: Phép đo phân bố cường độ sáng bộ đèn LED pha 150W (như hình
2.25) so sánh với bộ đèn Metal Halide 1080W ở cùng điều kiện .................................... 60
3.2.Tính toán độ rọi của 1 bộ đèn LED pha 150W khi lắp đặt trên tàu cá ....................... 68

3.3. Tính toán độ rọi của 1 bộ đèn Metal Halide 1080 W khi lắp đặt trên tàu cá ............. 72
3.4. So sánh kết quả thu được khi sử dụng bộ đèn LED pha 150W và Metal Halide
1080W trên tàu cá .......................................................................................................... 75

-2-


CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, LẮP RÁP MỘT DÀN
ĐÈN LED TUBE CÓ IP CAO ĐỂ TRANG BỊ CHO TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI VÂY 77
1. Giới thiệu một dàn đèn LED TUBE ........................................................................... 77
2.Chíp LED ................................................................................................................... 77
3. Sơ đồ mạch của hệ thống chíp LED ........................................................................... 78
4. Thân đèn LED TUBE ................................................................................................ 79
5. Hình vẽ tổng thể của một dàn gồm 5 đèn LED TUBE có IP cao ................................ 79
1 Thân máng bằng thép dầy 0,4mm được sơn tĩnh điện.................................................. 80
2. Bát đầu 1 bằng thép dầy 0,8mm sơn tĩnh điện ............................................................ 80
3. Nguồn điện ............................................................................................................... 80
4. Nắp chặn dưới............................................................................................................ 80
5. Nắp chặn 1 ................................................................................................................. 80
6. LED TUBE thân nhựa................................................................................................ 80
7. Nắp chặn 2 ................................................................................................................. 80
8. Bát đầu 2.................................................................................................................... 80
CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 84

-3-


LỜI CAM ĐOAN
Luận văn được nghiên cứu từ thực tiễn, từ nhu cầu thực sự cần thiết ứng dụng

LED trong đánh cá biển của Ngư dân Việt Nam. Trong luận văn này dưới sự hướng
dẫn của TS. Lê Hải Hưng, tôi đã nghiên cứu về mặt lý thuyết, tiến hành đo đạc thí
nghiệm tại Phòng thí nghiệm (PTN) Vật lý và kỹ thuật ánh sáng trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội (ĐHBKHN) và tham gia kiểm định chiếu sáng tại một số tàu cá của Ngư
dân tại Hải Phòng. Tôi xin cam đoan những nội dung trong đề tài luận văn này là công
trình nghiên cứu của riêng tôi. Nội dung luận văn hoàn toàn trung thực và chưa được
ai công bố trong bất kỳ các công trình nào. Các trích dẫn trong luận văn là chính xác,
trung thực và đã là các thông tin được công bố rộng rãi.
Tác giả

Nguyễn Tuấn Anh

-4-


LỜI CẢM ƠN
Tôi vô cùng biết ơn thầy TS. Lê Hải Hưng, thầy đã trực tiếp tận tình truyền đạt
và hướng dẫn cho tôi những kiến thức về kỹ thuật chiếu sáng nói chung và chiếu sáng
bằng LED nói riêng, cũng như đã hết sức giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận
văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS, TS. Lê Văn Doanh, thầy đã
không những trực tiếp truyền đạt những kiến thức cơ bản về kỹ thuật chiếu sáng mà
còn là người giới thiệu tôi đến với thầy TS. Lê Hải Hưng và PTN Vật lý và kỹ thuật
ánh sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường ĐHBKHN. Chính ở nơi đây tôi đã biết thêm rất
nhiều điều mới mẻ. Đây là những kiến thức vô cùng quan trọng đối với tôi không chỉ
trong việc hoàn thành luận văn mà còn vô cùng hữu ích trong công việc và cuộc sống.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Viện Điện và các anh chị
em đồng nghiệp đã tận tình giúp cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã
tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian làm việc và nghiên cứu

Cuối cùng, tôi vô cùng cảm ơn gia đình, bạn bè và những người thân đã dành
những tình cảm, động viên giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn để hoàn thành luận
văn.
Hà nội, ngày 15 tháng 09 năm 2014

Nguyễn Tuấn Anh

-5-


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng1. 1 Vùng quy ước sự truyền sóng ánh sáng ............................................................. 4
Bảng 2. 2. Các vật liệu thuộc nhóm III - V thường được dùng để chế tạo LED .............. 32
Bảng 2.3 Hiệu suất phát quang của một số loại đèn hiện nay ......................................... 37
Bảng 2.4 Mô tả quan hệ giữa các hệ tọa độ. ................................................................... 39
Bảng 2.5: Các thông số đo i(qđ) của bộ đèn LED pha 93W trong PTN Kỹ thuật chiếu
sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường ĐHBKHN ................................................................ 47
Bảng 2.6. Phân bố cường độ sáng của bộ LED pha 93W ............................................... 50
Bảng 2.7. Thông số độ rọi của bộ đèn LED pha 93 W trên tàu cá .................................. 54
Bảng 2.8: Thông số độ rọi của 1 bộ đèn Metal Halide 400W ......................................... 57
Bảng 2.11: Các thông số đo i(qđ) của bộ đèn LED pha 150W trong PTN Kỹ thuật
chiếu sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường ĐHBKHN ...................................................... 63
Bảng 2.12. Phân bố cường độ sáng của bộ LED 150W .................................................. 67
Bảng 2.13: Thông số độ rọi của bộ đèn LED pha 150W trên tàu cá ............................... 71
Bảng 2.14: Thông số độ rọi của một bộ đèn Metal Halide 1080W ................................. 74
Bảng 4. 1: So sánh công suất điện của 2 hệ thống. ......................................................... 81
Bảng 4.2: So sánh lượng dầu và kinh phí trong 3 tháng đi biển (8,9,10/2013) ................ 82
Bảng 4.3: So sánh năng suất đánh bắt trong 3 tháng đi biển (8,9,10/2013) ..................... 82

-6-

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Ảnh chụp đèn sợi đốt 2000W ........................................................................... 8
Hình 1.2. Ảnh chụp tàu cá dùng đèn huỳnh quang T10 .................................................... 9
Hình 1.3. Ảnh chụp tàu cá dùng đèn Metal Halide không có chóa ................................... 9
Hình 1.4. Một loại đèn gom cá trên phao của ngư dân Ninh Thuận ................................ 10
Hình 1.5. Hệ thống đèn pha xúc (gồm các đèn sợi đốt 2000W) ...................................... 12
Hình 1.6 Cấu tạo đèn sợi đốt .......................................................................................... 13
Hình 1.7. Năng lượng bức xạ của sợi đốt theo bước sóng............................................... 14
Hình1.8. Quang phổ của đèn sợi đốt, CRI xấp xỉ 100 ..................................................... 15
Hình 1.9. Cấu tạo đèn huỳnh quang ............................................................................... 16
Hình 1.10 Phổ năng lượng của đèn huỳnh quang thông thường...................................... 18
Hình 1.11 Ảnh chụp đèn Metal Halide ........................................................................... 19
Hình 1.12. Các bóng đèn Metal Halide 1000W trên tàu cá ............................................ 21
Hình 1.13. Đèn sợi đốt 4000W tại tàu cá Ninh thuận ..................................................... 21
Hình 1.14.Phổ của đèn Metal Halide 1000W ................................................................. 23
Hình 2.2 Mô tả cấu trúc thực của một chíp LED ............................................................ 28
Hình 2.3. Phổ của LED đơn sắc màu đỏ ........................................................................ 30
Hình 2.5. Phổ của LED đơn sắc màu vàng + xanh lá cây .............................................. 31
Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động của LED ........................................................................ 28
Hình 2.7. LED trắng được tạo ra từ các màu RGB ......................................................... 34
Hình 2.8. Đèn ống huỳnh quang..................................................................................... 35
Hình 2.9. Hiện tượng phát quang huỳnh quang .............................................................. 36
Hình 2.10. Quang phổ của LED trắng (a) và đèn huỳnh quang thông thường (b) ........... 36
Hình 2.11. Mô tả chip LED với lớp phủ huỳnh quang .................................................... 37
Hình 2.12: Phân bố cường độ sáng của một bộ đèn hệ tọa độ Đề các (a), hệ toạ độ cực
(b) .................................................................................................................................. 40
Hình 2.13. Quy ước các mặt phẳng C,  của bộ đèn trong tọa độ cực. ............................ 40

Hình 2.14. Đường cong phân bố cường độ sáng của một bộ đèn theo hệ C- ................. 41
1.1.5 Góc kế quang học (Goniophotometer). .......................................................... 41
Hình 2.15. Góc kế quang học: (a) Loại nguồn sáng quay.

(b) Loại gương quay .......... 42

Hình 2.16. Cấu trúc hệ đo góc kế quang học loại gương quay ........................................ 42
Hình 2.17. Hình ảnh đo phân bố cường độ sáng của bộ đèn bằng Goniophotometer tại
PTN Kỹ thuật chiếu sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường ĐHBKHN ................................ 43
-7-


Hình 2.18. Phương pháp đo cường độ sáng trong phòng thí nghiệm .............................. 47
Hình 2.19 a. Đường cong phân bố cường độ sáng của bộ LED trên tọa độ Decartes ...... 51
Hình 2.20. Vị trí treo đèn trên mạn tàu cá ..................................................................... 52
Hình 2.21. Đồ thị phân bố độ rọi của bộ LED pha 93W trên tàu cá ................................ 55
Hình 2.22. Bố trí đèn Metal Halide trên khoang lái tàu cá .............................................. 56
Hình 2.23: Đồ thị phân bố độ rọi của bộ đèn Metal Halide 400W trên tàu cá ................. 58
Hình 2.24: Đồ thị so sánh phân bố độ rọi của bộ LED pha 93W và Metal Halide
400W trên khoang lái tàu cá.......................................................................................... 59
Hình 2.25: Hình ảnh đo phân bố cường độ sáng của bộ đèn LED pha 150W bằng
Goniophotometer tại PTN Kỹ thuật chiếu sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, trường
ĐHBKHN ...................................................................................................................... 60
Hình 2.18: Phương pháp đo cường độ sáng trong phòng thí nghiệm .............................. 64
Hình 2.26 a. Đường cong phân bố cường độ sáng của bộ LED 150W ............................ 67
Hình 2.20: Vị trí treo đèn trên khoang lái tàu cá ............................................................. 69
Hình 2.27: Đồ thị phân bố độ rọi của bộ LED pha 150W trên tàu cá .............................. 72
Hình 2.22: Bố trí đèn Metal Halide trên khoang lái tàu cá .............................................. 73
Hình 2.28: Đồ thị phân bố độ rọi của bộ đèn Metal Halide 1080W trên tàu cá ............... 75
Hình 2.29: Đồ thị so sánh phân bố độ rọi của bộ LED pha 93W và Metal Halide 400W

trên tàu cá ..................................................................................................................... 76
Hình 3.1. Dàn đèn LED TUBE ...................................................................................... 77
Hình 3.2. Hình ảnh chíp LED 2835 ............................................................................... 77
Hình 3.3. Kết quả đo các thông số quang điện của chíp LED 2835 ................................ 78
Hình 3.3. Ma trận chíp LED 2835 của 1 bộ đèn LED TUBE ......................................... 78
Hình 3.4. Thân đèn LED TUBE ..................................................................................... 79
Hình 3. 5. Cấu trúc tổng thể của một dàn 5 đèn LED TUBE ......................................... 79
Hình 4.1: So sánh phân bố độ rọi sáng trên mặt nước..................................................... 81
Hình 4.2: Biểu đồ so sánh độ chiếu sâu. ......................................................................... 82

-8-


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Ý nghĩa

ĐHBKHN

Đại học Bách Khoa Hà Nội

PTN

Phòng thí nghiệm

LED

Light Emitting Diode

RGB

Red-Green-Blue

CRI

Color Rendering Index – Hệ số hoàn màu

UV

Bức xạ UV hay còn gọi là tia tử ngoại hoặc tia cực tím
là sóng điện từ

IP

Index Protection – Cấp bảo vệ

-9-


LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài luận văn
Việt Nam là một quốc gia có bờ biển trải dài hơn 3000 km dọc từ Bắc vào Nam.
Theo dự báo của nhiều nhà nghiên cứu trong nước và trên thế giới thì vào khoảng
những năm 50 của thế kỷ 21, các nguồn lợi mang lại từ biển của nước ta trong đó có
thủy hải sản có thể chiếm tới 50% tổng sản phẩm của nền kinh tế quốc dân.
Tuy nhiên so với các nước trong khu vực, hiện nay ngành thủy sản nói chung và
đánh bắt xa bờ nói riêng vẫn thuộc loại sản xuất nhỏ, manh múm. Nguyên nhân cơ bản
dẫn đến tình trạng trên là năng lực của đội tàu đánh bắt cá nước ta còn ở trình độ thấp
cả về số lượng và chất lượng trang thiết bị, rất nhiều ngư dân đã phải bỏ nghề do thua

lỗ.
Dùng đèn để dụ cá vào khu vực đánh bắt là một truyền thống và kinh nghiệm
của ngư dân Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Theo các số liệu thống kê thì hiện
nay nước ta có khoảng 120.000 tàu khai thác thủy hải sản, trong đó có khoảng 30.000
tàu khai thác kết hợp ánh sáng. Các đèn truyền thống mà ngư dân Việt Nam dùng
trong đánh bắt hải sản thường là đèn sợi đốt (hiệu suất phát sáng khoảng 10 – 20
lm/W, tuổi thọ 500 – 1000 giờ), đèn Metal Halide (hiệu suất phát sáng khoảng 60
lm/W, tuổi thọ trên biển khoảng 2000 giờ). Hiện nay các ngư dân ở phía Bắc thường
dùng hàng trăm đèn Metal Halide công suất 1000W cho kiểu đánh bắt cá chài chụp, ở
phía Nam ngư dân thường dùng nhiều đèn sợi đốt công suất 4000W trong kiểu đánh cá
pha xúc. Để tăng năng suất đánh bắt cá thì cần phải tăng công suất chiếu sáng đã dẫn
tới rất nhiều hệ lụy như:
Thứ nhất: Tiêu thụ quá nhiều dầu:
+ Theo tính toán thực nghiệm, cứ 1kW điện chiếu sáng trong 10h (ứng với một
đêm thắp sáng) thì tiêu thụ 4 lít dầu diesel. Xét trên bình diện quốc gia, giả sử cứ mỗi
tàu trang bị hệ thống đèn công suất chiếu sáng 25kW thì lượng dầu tiêu thụ cho chiếu
sáng trên tàu của cả nước trong 1 năm là 720.000.000 lít dầu diesel ứng với 18.000 tỷ
VNĐ hay 900 triệu USD.
+ Hệ thống đèn chiếu sáng công suất đã làm tăng đáng kể chi phí cho một
chuyến đi biển, làm giảm lợi nhuận của ngư dân. Nhiều ngư dân không đủ kinh phí
nên đã không đủ sức ra khơi, không thiết tha với nghề, thậm chí kiệt quệ về tài chính
-1-


đến mức phải bỏ nghề. Theo số liệu thống kê thực tế có những thời điểm có tới 30%
ngư dân không ra khơi vì giá dầu tăng.
Thứ hai: Tận diệt thủy hải sản và ảnh hưởng đến sức khỏe ngư dân:
+ Hệ thống chiếu sáng với cường độ quá lớn không những tận diệt nguồn thủy
sản mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người lao động. Nhiều ngư dân
do tiếp xúc với nguồn sáng cường độ quá cao đã bị giảm thị lực nghiêm trọng đến mức

mất khả năng lao động. Nhiều ngư dân đã bị bỏng nặng do nhiệt và bức xạ UV khi tiếp
xúc với các đèn pha Halogen 4000W. Hệ thống chiếu sáng thô sơ trên tàu cũng thường
xuyên gây nguy hiểm cho sức khỏe của ngư dân.
Thứ ba: Hủy hoại môi trường biển:
+ Lượng dầu diesel sử dụng trên các tàu cá tạo ra cặn nhớt phủ trên mặt nước
làm ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái biển.
+ Trung bình cứ 1 lít dầu diesel cháy sẽ thải ra khoảng 3kg khí CO2 như vậy
hàng năm để thắp sáng đội tàu cá Việt Nam đã thải vào bầu khí quyển khoảng 2 triệu
tấn CO2 lượng khí này đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của con người
và sinh vật biển.
Thay thế hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED một giải pháp hiệu quả.
Ưu điểm của đèn LED: So với các nguồn sáng truyền thống, đèn LED có những
ưu điểm nổi trội như, hiệu suất phát sáng cao (trên 100lm/W), độ bền cao (khoảng
30.000 đến 50.000 giờ), có thể chế tạo với nhiều mức công suất khác nhau tùy theo
mục đích sử dụng, có độ an toàn cao, thậm chí có thể hoạt động ngay trong môi trường
nước biển. Ngoài ra, có thể lựa chọn các đèn LED với màu sắc khác nhau để thích hợp
với từng loại cá, từng vùng biển, từng thời kỳ sinh trưởng của các loài hải sản. Chính
vì những ưu điểm trên, trong thời gian gần đây, nhiều nước có ngành đánh cá phát
triển như Hàn Quốc, Nhật Bản đã áp dụng rộng rãi phương pháp đánh cá băng LED.
Với các đặc tính ưu việt cũng như ứng dụng rộng rãi của đèn LED, đèn LED đã
và đang được sử dụng trong lĩnh vực đánh cá biển tại Việt Nam. Bằng cách thay đèn
sợi đốt bằng đèn LED siêu sáng sẽ giúp tiết kiệm dầu chạy máy phát điện, tăng tuổi
thọ của thiết bị và tăng năng suất đánh cá. Tuy nhiên bộ đèn LED siêu sáng phải được
chế tạo đáp ứng với các điều kiện khắc nghiệt của biển như sóng, gió, muối…Để tìm
hiểu kỹ hơn tôi đã chọn đề tài “Ứng dụng LED trong lĩnh vực đánh cá biển”.

-2-


2. Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu truyền thống, kinh nghiệm đánh cá kết hợp ánh sáng trên thế giới
nói chung và ở Việt Nam nói riêng
- Nghiên cứu về LED siêu sáng và LED siêu sáng dùng trong lĩnh vực đánh cá
biển.
- Nghiên cứu chế tạo, lắp ráp một dàn đèn LED Tube có IP cao để trang bị cho
tàu cá lưới vây.
3. Nội dung nghiên cứu:
Chương 1: Thực trạng của các hoạt động đánh cá kết hợp ánh sáng trên thế giới
và ở Việt Nam
Chương 2: Đo đạc các thông số của bộ đèn LED siêu sáng dùng trong đánh cá
biển so sánh với bộ đèn Metal Halide
Chương 3: Thực nghiệm nghiên cứu chế tạo lắp ráp một dàn đèn LED Tube có
IP cao để trang bị cho tàu đánh cá lưới vây.
Chương 4: Đánh giá và kiến nghi
Đánh giá kết quả đạt được sau khi ứng dụng bộ LED siêu sáng vào lĩnh vực
đánh cá biển về ưu điểm, nhược điểm và hướng nghiên cứu tiếp theo.

-3-


CHƯƠNG 1
THỰC TRẠNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG ĐÁNH CÁ KẾT HỢP ÁNH SÁNG
TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM
I. Tập quán đánh cá dùng đèn
1. Ánh sáng và vai trò của nó đối với đời sống của thủy sinh vật
Ánh sáng gồm nhiều tia sáng, mỗi tia sáng được đặc trưng bới tính chất sóng
của nó. Bản chất phức tạp của ánh sáng có thể coi ánh sáng là những dao động điện từ
gây ra cảm ứng thị giác. Quá trình dao động được đặc trưng bởi bước sóng λ và biên
độ a. Bước sóng thể hiện tính chất dao dộng khách quan của ánh sáng mà cơ quan thị
giác có thể cảm ứng được độ chói của ánh sáng. Tần số dao động, tốc độ và bước sóng

của ánh sáng quan hệ với nhau qua biểu thức:
F =c/λ
Đơn vị đo bước sóng là Angstrôm (Ă); 1 Ă=10-8cm
Vùng quy ước sự truyền sóng ánh sáng theo quang phổ nhìn thấy được như bảng 1.1:
Bảng1. 1 Vùng quy ước sự truyền sóng ánh sáng
Tia sáng màu

Bước sóng (Ă)

Đỏ

7200-6200

Da cam

6200-5950

Vàng

5950-5650

Xanh lá cây

5650-4900

Xanh nước biển

4900-4400

Tím

4400-3900

Phổ nhìn thấy của cá gần như giống với của người, giới hạn λ = 4000-7000Ă. Sự
hiểu biết về quang phổ của ánh sáng mà mắt các loài cá khác nhau thụ cảm được cho
ta cơ sở khoa học để chọn nguồn sáng thích hợp nhất.
Tại sao ánh sáng thu hút cá?
Ban đêm ánh sáng là một yếu tố rất quan trọng thu hút cá và các sinh vật biển.
Tương tự như trên cạn, ánh sáng ban đêm thu hút các loại côn trùng, ánh sáng trên
biển thu hút các loại phù du (do tập tính sinh sản), những loại phù du này là thức ăn
cho các loại cá nhỏ và đến lượt mình các loại cá nhỏ lại là nguồn thức ăn cho các loại
-4-


cá lớn hơn. Chính vì việc tạo ra chuỗi thức ăn này, ánh sáng nhân tạo đã giúp ngư dân
thu hút tập trung các loại cá, đánh bắt dễ dàng và hiệu quả hơn.
Ánh sáng có vai trò to lớn đối với đời sống của thủy sinh vật, nó góp phần
quyết định sự sinh trưởng và tạo nên tập tính của hầu hết các loài sinh vật, đặc biệt đối
với thủy sinh vật. Ánh sáng có thể làm thay đổi tập tính sinh sản của đàn cá bố mẹ, tốc
độ sinh trưởng của trứng và ấu trùng, thay đổi tập tính và khả năng bắt mồi của đàn cá
trưởng thành, ảnh hưởng đến tập tính kết đàn của hầu hết các loài thủy sinh vật…Ánh
sáng tự nhiên (ánh sáng ban ngày) tạo nên tập tính di cư thẳng đứng, ánh sáng nhân tạo
(ánh sáng từ các đống lửa, đèn hơi, đèn dầu, đèn điện…) tạo nên tập tính kiếm mồi, kết
đàn, trốn chạy…của hầu hết các loài thủy sinh vật.
Các nghiên cứu về tập tính của cá trong vùng sáng nhân tạo nhằm nâng cao
hiệu suất sử dụng ánh sáng trong khai thác hải sản. Các nghiên cứu về lĩnh vực này
đều có kết luận chung rằng tập tính của cá, năng suất khai thác của ngư cụ phụ thuộc
vào trạng thái sinh học của đối tượng như độ no dạ dày, độ chín muồi tuyến sinh
dục…và các yếu tố môi trường bên ngoài như thức ăn, nhiệt độ, sóng, gió…Các
nghiên cứu về tập tính tự nhiên (đêm, ngày) của một số loài cá của Harder-Hempel

(1954), Karker (1958, 1964), Radakov-Solovyev (1959), Cloudsley-Thomson (1961),
Kruuk (1963), Groot (1964) đều có kết luận rằng các loài cá hoạt động kiếm mồi vào
ban đêm, ban ngày chúng chậm chạp và ít di chuyển. Zucser (1958) cho rằng ánh sáng
nhân tạo có tác dụng như một tín hiệu mồi, cá đói dễ bị hấp dẫn hơn cá no. Dragezund
(1957, 1958) thấy rằng một số loài cá có thể bị choáng, nhảy vọt lên và lao đến nguồn
sáng chiếu đột ngột, nhưng sau đó nó tản đi hoặc tập trung ở vùng sáng có cường độ
ánh sáng thích hợp. Năm 1952, Hsiao thấy cá ngừ tập trung trong vùng nước ánh sáng
trắng, có độ rọi từ 700-4.500 lux, Uthed (1955) đã phát hiện hoạt tính của cá trích phụ
thuộc vào cường độ chiếu sáng, chúng có hoạt tính mạnh ở độ rọi sáng từ 20-4.000
lux. Hoạt tính của chúng giảm dần khi tăng độ rọi sáng đến 65.000 lux và độ rọi sáng
thích hợp nhất của chúng khoảng 100 lux. Uda (1959) thấy rằng cá non ở hầu hết các
loài thí nghiệm có phản ứng mạnh và nhạy cảm hơn các cá lớn tuổi hơn. Trong mùa
sinh sản hoặc đẻ trứng các đàn cá thường có tính hướng quang giảm hoặc không có
phản ứng với ánh sáng nhân tạo.
Các nghiên cứu của I.V Niconorop (1965) cho rằng cá có phản ứng thăm dò với
ánh sáng nhân tạo sau đó phát sinh các phản ứng định hướng có điều kiện như kiếm
-5-


ăn, kết đàn…và nhận thấy các cá thể không tập trung thành đàn kiếm mồi, các cá thể
trong đàn chuyển động trong vùng sáng không ăn mồi, dạ dày trống rỗng. Các nghiên
cứu khác của Danilevski, Semenchenko…sử dụng ánh sáng nhân tạo để điều khiển đối
tượng đánh bắt vào vùng tác dụng của ngư cụ.
Các nghiên cứu về nghề cá kết hợp ánh sáng còn khá ít, có thể chia các nghiên
cứu đã thực hiện theo hai hướng chủ yếu là nghiên cứu sử dụng ánh sáng để tăng năng
suất khai thác và nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đến cấu tạo mắt cá. Các nghiên
cứu thực hiện theo hướng thứ nhất được thực hiện với sự giúp đỡ của các nhà khoa
học Liên Xô (1977-1978) đã xác định được độ rọi sáng thích nghi của một số loài cá,
phương pháp sử dụng nguồn sáng tập trung cá. Các nghiên cứu của Viện Nghiên cứu
Hải sản từ 1963-1984 tập trung vào các nghiên cứu áp dụng ánh sáng đèn măng xông

và ánh sáng đèn điện trên các tàu lưới vó và lưới vây. Nghiên cứu sử dụng bơm hút cá
cơm của Trường Đại học Thủy sản (1984) mặc dù hiệu quả đánh bắt không cao nhưng
đã rút ra được một số nhận xét và kết luận quan trọng. Hướng nghiên cứu thứ hai,
nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ ánh sáng mạnh, cưỡng bức đối với tôm, cá được
Nguyễn Văn Lục (1992) và Vũ Duyên Hải (2001) thực hiện. Các nghiên cứu này đã
xác định được một số ngưỡng độ rọi sáng làm thay đổi lâu dài cấu trúc võng mạc mắt
cá và đưa ra các kết luận ban đầu về mức trang bị ánh sáng cho phép đối với các tàu
khai thác hải sản kết hợp ánh sáng.
2. Quá trình hình thành và phát triển nghề cá kết hợp ánh sáng
Việc đánh bắt cá có sử dụng ánh sáng đã được thực hiện từ xa xưa. Lúc đầu,
người ta sử dụng ánh sáng để tìm cá, sau đó sử dụng ánh sáng để lôi cuốn, tập trung cá
đến quanh nguồn sáng. Người xưa đã dùng các đống lửa để lôi cuốn cá, sau đó sử
dụng các nguồn sáng phát ra từ các đèn cháy hơi kali, axêtilen và các loại đèn khác.
Năm 1824, giả thuyết đầu tiên về khả năng sử dụng ánh sáng trên mặt nước để lôi
cuốn cá đã được hình thành. Năm 1882, ở biển Địa Trung Hải đã sử dụng ánh sáng để
đánh bắt cá và hiệu quả khai thác đạt rất cao, sản lượng cá đánh được không thể tiêu
thụ hết. Năm 1885 ở Nauy và năm 1888 ở Nga đã thực hiện thí nghiệm dùng đèn dưới
nước để thu hút cá trích nhưng kết quả thí nghiệm không cao. Vào thời gian này, Nhật
Bản cũng đã đưa ánh sáng điện vào nghề cá một cách rộng rãi. Cho đến năm 1930,
Nauy tiếp tục thực hiện dùng ánh sáng điện để thu hút cá, kết quả thí nghiệm đạt được
khá cao. Sau chiến tranh thế giới lần thứ II, các nghiên cứu và áp dụng ánh sáng điện
-6-


để tăng năng suất đánh bắt cá được thực hiện rộng rãi và kết quả thu được rất to lớn,
nổi bật là các nghiên cứu của Liên Xô trước đây về sử dụng ánh sáng để đánh cá trích.
Trong thời gian này, loại đèn hơi, mạng măng xông và các đèn điện sợi đốt được sử
dụng rộng rãi trong nghề cá kết hợp ánh sáng toàn cầu. Năm 1955, các thí nghiệm
dùng đèn huỳnh quang để lôi cuốn cá được thực hiện, kết quả thí nghiệm khá tốt
nhưng chưa đưa vào sử dụng phổ biến do tính phức tạp của nó. Đến năm 1962, đèn

huỳnh quang được đưa vào sử dụng phổ biến do tính hiệu quả của nó cao hơn nhiều so
với các loại đèn khác.
Cho đến nay, nghề cá kết hợp ánh sáng đã phát triển rất mạnh, sản lượng khai
thác hàng năm ước tính chiếm 36% tổng sản lượng khai thác toàn cầu và có xu hướng
ngày càng tăng vì càng ngày người ta càng “tìm ra” các loại đèn có ánh sáng thích hợp
và hiệu quả hơn trong việc dụ cá. Các quốc gia có nghề khai thác cá kết hợp ánh sáng
phát triển mạnh như Nhật Bản, Nga, Na Uy, Pêru, Philippin…
3. Các loại đèn thường dùng trong đánh bắt thủy hải sản
Ánh sáng (nói chính xác hơn là đèn) sử dụng trong nghề đánh cá được chia
thành ba loại chính dựa theo tính chất làm việc và hiệu quả của nó:
3.1. Đèn tìm cá
Đây là loại đèn phát ánh sáng trắng, có góc mở hẹp, cường độ sáng lớn và tập
trung giống như các loại đèn pha (floodlight) dùng trên cạn. Khi sử dụng, chùm sáng
mạnh được pha, quét nhanh và đột ngột trên mặt nước tạo cho đàn cá có phản ứng bị
choáng (thức tỉnh), chúng có xu hướng nhao lên, thậm chí nhảy lên khỏi mặt nước và
bị phát hiện, sau đó người ta dùng các kỹ thuật tiếp theo để đánh bắt chúng. Các loại
đèn này thường được sử dụng trên các tàu làm nghề pha xúc và nghề lưới vây.
Để tạo ra chùm sáng hẹp có cường độ lớn, người ta thường đặt một nguồn sáng
là bóng đèn sợi đốt công suất từ 2 KW, quang thông khoảng 20.000 lm vào đúng tiêu
điểm của một chóa phản xạ hypeboloid có kích thước lớn (Hình 1). [Về mặt “ánh
sáng”, mặc dù biết rằng, có thể dùng các loại đèn pha Metal Halide công suất 250W
quang thông 20.000lm để thay cho loại đèn sợi đốt nói trên trong khi giảm được
1750W cho mỗi đèn?. Biết là vậy, nhưng không thể dùng đèn pha Metal Halide được
vì các lý do sau:
- Thời gian khởi động chậm (sáng lên từ từ) làm mất tính “đột ngột” trong kỹ thuật
đánh bắt
-7-


- Đèn này chỉ khởi động với điện áp xấp xỉ 220V, đây là điều khó đáp ứng đối với

nguồn điện là máy phát trên tàu.
Cũng chính vì những lý do trên nên các loại đèn Metal Halide chỉ được dùng làm các
loại nguồn sáng gần và ổn định trên tàu cá.

Hình 1.1. Ảnh chụp đèn sợi đốt 2000W
3.2. Đèn thu hút (tập trung) cá
Đây là các loại đèn tạo ra vùng sáng ổn định, thu hút các đàn cá từ nơi khác
đến. Đèn tập trung cá thường được bố trí cố định ở hai bên mạn và đuôi tàu. Đèn có
cường độ sáng không lớn nhưng có phạm vi chiếu sáng rộng và được sử dụng rộng rãi
trên các tàu khai thác hải sản kết hợp ánh sáng.
Ở Việt Nam, loại đèn này là tổ hợp các đèn huỳnh quang T10 mắc với với chấn
lưu sắt từ, chúng thường được bố trí thành các máng mỗi máng từ 5 đến 7 đèn. Mỗi tàu
lưới vây thường trang bị hàng chục máng. (Hình 1.2)

-8-


Hình 1.2. Ảnh chụp tàu cá dùng đèn huỳnh quang T10
Trong trường hợp các tàu lớn, đánh bắt xa bờ, để tạo ra vùng sáng ổn định
người ta thường dùng các đèn Metal Halide công suất lớn không có chóa, mắc gần
nhau thành dây tạo thành “vòng sáng” bao quanh mạn tàu (hình 1.3)

Hình 1.3. Ảnh chụp tàu cá dùng đèn Metal Halide không có chóa
3.3. Đèn hướng (gom) cá
Đây là loại đèn được sử dụng tiếp ngay sau khi đèn pha và hệ đèn ổn định tắt,
và là lúc chuẩn bị thả lưới. Đèn gom thường là tổ hợp một vài đèn huỳnh quang, huỳnh
quang compact hoặc đèn sợi đốt được gắn trên một phao (hình 1.4). Công suất của đèn
-9-

này thường nhỏ, phạm vi chiếu sáng hẹp, thường là ánh sáng màu vàng hoặc đỏ, bố trí
trên tàu (nghề chụp mực và pha xúc) hoặc ngay trên mặt nước (nghề lưới vây).

Hình 1.4. Một loại đèn gom cá trên phao của ngư dân Ninh Thuận
4. Các phương pháp đánh bắt kết hợp ánh sáng ở Việt Nam
Có nhiều hình thức khai thác thủy sản kết hợp ánh sáng. Tuy nhiên, các ngư cụ
được sử dụng chủ yếu làm nhóm ngư cụ lọc nước lấy cá và một số nhóm ngư cụ loại
khác nhau như câu, bẫy…
4.1. Lưới vây
Lưới vây kết hợp ánh sáng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Đối tượng
khai thác chủ yếu là các loại cá nổi nhỏ, sống gần bờ như cá nục, trích, bạc má…Tàu
lưới vây ở Việt Nam sử dụng nguồn sáng nhân tạo từ các loại đèn như đèn điện, đèn
hơi đốt…trên hoặc dưới mặt nước để lôi cuốn các đàn cá đến tập trung quanh nguồn
sáng. Sau khi đàn cá đã tập trung ổn định quanh nguồn sáng, tiến hành giảm quang
thông, thu nhỏ vùng sáng và sử dụng đèn gom cá thường được đặt trên một thuyền
nhỏ, gọi là xuồng đèn để điều khiển đàn cá đến vị trí thuận lợi cho việc vây bắt. Sau
đó, tàu tiến hành thả lưới bao vây đàn cá quanh đèn gom cá. Hiệu quả đánh bắt lưới
vây phụ thuộc vào kỹ thuật sử dụng đèn, phương pháp bố trí nguồn sáng và kích thước
ngư cụ. Phương pháp bố trí nguồn sáng hiệu quả là tuyến sáng và cụm sáng.
4.2. Lưới mành
Lưới mành được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam trên các tàu quy mô nhỏ, đối
tượng khai thác chủ yếu là các loài cá nổi nhỏ và mực sống gần bờ. Các tàu lưới mành
-10-


kết hợp ánh sáng sử dụng ánh sáng cố định trên tàu để lôi cuốn cá tập trung quanh tàu,
tàu thả lưới cố định hoặc trôi theo dòng nước sau đó dùng đèn gom cá dẫn cá vào vùng
tác dụng (miệng) của lưới.
4.3. Lưới vó
Lưới vó đã được sử dụng ở Việt Nam từ lâu, trong những năm đầu thời kỳ phát

triển và du nhập nghề cá ánh sáng vào Việt Nam. Lưới vó có dạng hình chữ nhật được
thả xuống nước, gần đáy biển được định hình bằng các neo ở góc lưới hoặc cạnh lưới.
Tàu phát sáng, tập trung cá, sau đó sử dụng đèn gom cá đưa cá vào khoảng giữa lưới.
Sau đó, tiến hành thu các góc và cạnh lưới lên tàu.
4.4. Lưới chụp mực
Phương pháp lưới chụp mực được du nhập vào Việt Nam từ những năm đầu
của thập kỷ 90. Đối tượng khai thác chủ yếu là mực ống và một số loài cá nổi khác.
Lưới có dạng hình chóp, thon dần từ miệng đến đụt lưới. Tàu sử dụng các bóng đèn
cao áp lôi cuốn mực đến gần tàu, sau đó tắt dần hết các bóng, chỉ sử dụng đèn gom
mực (đèn tà) để lôi cuốn mực lên mặt nước và tập trung ở vùng dưới thân tàu (trung
tâm của chu vi miệng lưới) và tiến hành tháo các liên kết góc lưới, lưới tự động rơi
xuống bao phủ không gian nước chứa đàn mực. Khi thu lưới, miệng lưới thắt lại nhờ
hệ thống vòng khuyên và mực được dồn vào đụt lưới.
4.5. Pha xúc (vó mạn tàu).
Lưới này được dùng chủ yếu để đánh bắt các đàn cá cơm tập trung với mật độ
cao ở tầng nước mặt. Tàu sử dụng các thiết bị dò tìm đàn cá hoặc ánh sáng tập trung
đàn cá, sau đó sử dụng đèn pha công suất lớn mở rồi tắt đột ngột tạo phản ứng thức
tỉnh đàn cá sau khi đèn tắt. Cá nhao lên mặt nước và dùng lưới đánh bắt chúng.

-11-


Hình 1.5. Hệ thống đèn pha xúc (gồm các đèn sợi đốt 2000W)
của ngư dân Ninh Thuận
II. Các loại sản phẩm chiếu sáng được dùng trong đánh cá ở Việt Nam.
Theo các số liệu thống kê thì hiện nay nước ta có khoảng 120.000 tàu khai thác
thủy hải sản, trong đó có khoảng 30.000 tàu khai thác kết hợp ánh sáng. Các đèn
truyền thống mà ngư dân Việt Nam dùng trong đánh bắt hải sản thường là đèn sợi đốt,
đèn Metal Halide, đèn Huỳnh quang ống thẳng và Compact
1. Đèn sợi đốt

Đèn sợi đốt (đèn dây tóc, đèn nung sáng) do Thomas Edison phát minh từ năm
1879 bằng sợi đốt các bon, có hiệu suất quang trung bình 1,4 lm/W, tuổi thọ 40 giờ.
1.1. Sự phát sáng khi đốt nóng
Khi đặt điện áp lên vật dẫn sẽ có dòng điện chạy qua và tỏa nhiệt trong vật dẫn
theo hiệu ứng Jun-Len xơ. Về bản chất dòng điện này là sự chuyển dịch của các điện
tử tự do được giải phóng khỏi lớp ngoài của nguyên tử và qua mạng tinh thể của vật
dẫn với các quỹ đạo khác nhau dưới tác dụng của điện trường trong vật dẫn. Mỗi khi
va chạm với các nguyên tử, các điện tử tự do bị giảm một phần động năng của chúng ở
trạng thái bị kích thích, phần năng lượng này biến thành nhiệt, kết quả làm vật dẫn
nóng lên và gây phát xạ nhiệt điện tử và bức xạ ánh sáng giầu hồng ngoại. Năng lượng
bức xạ tuân theo nhiệt độ theo định luật Stefan-Boltzmann:
-12-


W =  4
Trong đó,  là hệ số hấp thụ của vật (0< <1),  là hệ số Stefan-Boltzmann (
=5,67.10-8 W/m2K4), T là nhiệt độ tuyệt đối của vật.
Năng lượng bức xạ phụ thuộc vào bước sóng. Khi nhiệt độ vật dẫn càng cao thì năng
lượng phát xạ càng lớn, bước sóng phát xạ càng ngắn hơn, làm cho ánh sáng phát ra
chuyển dần từ màu đỏ sang màu trắng ấm.
Bước sóng ứng với năng lượng bức xạ cực đại tuân theo định luật Wien:
λ=

b
T

Trong đó b = 2,89.10-3 mK, là hằng số Wien, T là nhiệt độ tuyệt đối của vật
1.2. Cấu tạo của đèn

Hình 1.6 Cấu tạo đèn sợi đốt

Đèn sợi đốt gồm sợi đốt bằng kim loại chịu nhiệt độ cao đặt trong bóng thủy
tinh trong suốt hoặc mờ trong môi trường chân không hoặc khí trơ và được nối điện
qua đui đèn (hình 1.6).

-13-


Sợi đốt là dây vonfram phát nóng, sáng khi có dòng điện chạy qua. Khi nhiệt độ
sợi đốt tăng lên thì phổ ánh sáng chuyển dần từ hồng ngoại sang phía ánh sáng nhìn
thấy (hình 1.7).

Hình 1.7. Năng lượng bức xạ của sợi đốt theo bước sóng
Vonfram có nhiệt độ nóng chảy 3650 K, là vật liệu chế tạo sợi đốt lý tưởng. Nó
có độ bền cơ, điện và nhiệt tốt, khả năng phát xạ tốt. Ngày nay, người ta không dùng
sợi đốt trong chân không nữa trừ trường hợp công suất nhỏ dưới 25W. Lý do vì trong
chân không sự bay hơi của kim loại xảy ra mạnh mẽ làm cho sợi đốt nhanh bị đứt.
Để giảm tổn thất do dẫn nhiệt, Langmuir (1881-1957), nhà vật lý Hoa Kỳ đề
xuất dây quấn xoắn kép thành lớp dầy tạo ra lớp khí nằm trong hình xoắn. Lớp khí này
đẩy kim loại đã bốc hơi quay về sợi đốt, do đó công nghệ xoắn kép có thể cho đèn đạt
hiệu suất sáng 10-20 lm/W và tuổi thọ trung bình 1000 giờ. Ngày nay, công nghệ xoắn
không gian (xoắn 3) được sử dụng phổ biến nâng cao đáng kể hiệu quả năng lượng
cũng như tuổi thọ của đèn sợi đốt.
Năm 1958, E.G. Fridric và E.H.Wiley phát hiện rằng, nếu bổ sung khí halogen
có nguồn gốc Iôt, và các khí trơ Argon, Kripton vào đèn sợi đốt sẽ làm tăng đáng kể
hiệu quả năng lượng cũng như tuổi thọ của nó.
Đèn sợi đốt loại này gọi là đèn halogen. Trong đèn halogen, nguyên tử vonfram
bốc hơi sẽ kết hợp với hơi Iôt tạo nên iôdit vonfram lắng đọng trên sợi đốt mà không bị
ngưng đọng trên thành bóng đèn, cho phép sợi đốt đạt nhiệt độ 3100 K và ngăn cản
-14-

việc bay hơi của vonfram. Hiệu quả ánh sáng của đèn halogen từ 20-27 lm/W, tuổi thọ
trung bình 2000 giờ.
1.3. Các đặc tính của đèn sợi đốt
Ưu điểm cơ bản của đèn sợi đốt là có chỉ số thể hiện màu rất cao (gần bằng
100), cho phép sử dụng trong chiếu sáng chất lượng cao.
Vì nhiệt độ màu thấp nên các loại đèn sợi đốt thích hợp với chiếu sáng khu vực
nhà ở với độ rọi thấp và trung bình. Ngoài ra, đèn sợi đốt còn có ưu điểm là mắc trực
tiếp vào lưới, có kích thước nhỏ, bật sáng tức thời và giá thành thấp.
Nhược điểm chủ yếu của đèn sợi đốt là hiệu quả năng lượng thấp và gây phát
nóng, hiệu suất phát sáng khoảng 10 – 20 lm/W, tuổi thọ 500 – 1000 giờ.
Khi làm việc, toàn bộ đèn bị phát nóng đến nhiệt độ rất cao có thể gây hư hỏng
bóng, làm chảy, long đế đèn, làm hỏng đui đèn. Đối với đèn có khí vì đối lưu nên nhiệt
độ bóng đèn cao hơn đèn chân không, do vậy đèn chân không thích hợp hơn cho mục
đích chiếu sáng ngoài trời.
1.4. Phổ năng lượng của đèn sợi đốt

Hình1.8. Quang phổ của đèn sợi đốt, CRI xấp xỉ 100

-15-