Nghiên cứu chế tạo đèn báo hiệu hàng hải và chiếu sáng sinh hoạt bằng led dùng điện mặt trời trên tàu khai thác lưới vây QNA 90170 của tỉnh quảng nam

Nếu như trước đây LED chỉ có mặt trong các thiết bị điện tử như truyền phát dữ liệu, thì ngày nay LED được ứng dụng rông rãi trong lĩnh vực chiếu sáng, trang trí nội thất trong nhà, sân

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

- o0o -

ĐẶNG QUỐC VIỆT

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ĐÈN BÁO HIỆU HẢNG HẢI VÀ CHIẾU SÁNG SINH HOẠT BẰNG LED DÙNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 CỦA

TỈNH QUẢNG NAM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC

Nha Trang, 07/2015

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn tới quý thầy cô giảng dạy tại Trường Đại học Nha Trang, đặc biệt là quý thầy cô ở Khoa Điện – Điện tử Cảm ơn các thầy các

cô đã tận tụy dạy bảo, trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành trong bốn năm qua, tạo tiền đề vững chắc để thực hiện đề tài này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Trần Tiến Phức – giáo viên hướng dẫn em thực hiện đề tài Cảm ơn thầy đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để em thực hiện đề tài cũng như hướng dẫn tận tình các bước thực hiện để hoàn thành đề tài tốt nhất

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè và người thân trong gia đình đã góp ý

và động viên em trong quá trình thực hiện đề tài này

Nha Trang, tháng 06 năm 2015

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

DANH MỤC BẢNG viii

GIỚI THIỆU CHUNG xi

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI xii

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI xiii

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI xiii

TÓM TẮT xiv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 ĐIỆN MẶT TRỜI 1

1.1.1 Tiềm năng và sự phát triển điện Mặt Trời trên thế giới 1

1.1.2 Tiềm năng và sự phát triển điện Mặt Trời ở Việt Nam 8

1.1.3 Tiềm năng điện Mặt Trời trên ngư trường của ngư dân tỉnh Quảng Nam 11

1.2 HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 12

1.2.1 Hệ thống điện Mặt Trời độc lập 12

1.2.2 Hệ thống điện Mặt Trời hòa lưới 14

1.2.3 Hệ thống điện Mặt Trời trên tàu biển 15

1.3 ĐÈN BÁO HIỆU HÀNG HẢI 15

1.3.1 Các loại đèn báo hiệu hàng hải 15

1.3.2 Đèn báo hiệu hàng hải trên tàu khai thác lưới vây 19

1.4 TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 VÀ THỰC TRẠNG TRANG BỊ

ĐÈN HÀNG HẢI, ĐÈN CHIẾU SÁNG SINH HOẠT 23

1.4.1 Tham số kỹ thuật chính của tàu QNA 90170 23

1.4.2 Thực trạng đèn hàng hải trên tàu QNA 90170 24

1.4.3 Thực trạng đèn chiếu sáng phục vụ sinh hoạt trên tàu QNA 90170 24

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ĐÈN HÀNG HẢI BẰNG LED DÙNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 26

2.1 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ĐÈN HÀNH TRÌNH HÀNG HẢI BẰNG LED SỬ DỤNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 26

2.1.1 Giải pháp chiếu sáng bằng đèn LED 26

2.1.2 Thiết kế đèn 36

2.2 QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG ĐÈN BÁO HIỆU HÀNG HẢI TRÊN TÀU CÁ NGHỀ LƯỚI VÂY QNA 90170 DÙNG ĐIỆN MẶT TRỜI 41

2.2.1 Đèn mạn phải màu xanh 112,5 độ 41

2.2.2 Đèn mạn trái màu đỏ 112,5 độ 45

2.2.3 Đèn cột 225 độ 48

2.2.4 Đèn lái 135 độ 51

2.2.5 Đèn chiếu màu trắng 360 độ 54

2.2.6 Đèn sự cố màu đỏ 360 độ 56

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ĐÈN CHIẾU SÁNG TRONG TÀU BẰNG LED DÙNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 59 3.1 CHẾ TẠO ĐÈN TUÝP LED CẤP NGUỒN TỪ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT

3.2 ĐÈN TUÝP LED CHIẾU SÁNG CABIN 62

3.3 ĐÈN TUÝP LED CHIẾU SÁNG BUỒNG MÁY 63

3.4 ĐÈN TUÝP LED CHIẾU SÁNG PHỤC VỤ SINH HOẠT TRÊN TÀU 64

3.5 QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT HOÀN THIỆN 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 71

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Nhà máy điện Mặt Trời loại hội tụ nhiệt Gemasolar, Tây Ban Nha 1

Hình 1.2: Nhà máy Điện Mặt Trời Topaz Solar Farm (Hoa Kỳ), công suất 550 MW 3

Hình 1.3: Sản xuất điện năng lượng Mặt Trời trên thế giới theo công nghệ SPV 4

Hình 1.4: Pin quang điện được ghép từ nhiều lớp 7

Hình 1.5: Pin quang điện nhiều lớp hấp thụ cả dãi phổ của ánh sáng Mặt Trời 7

Hình 1.6: Dự báo nhu cầu điện của Việt Nam 1995 – 2030 8

Hình 1.7: Hệ thống Pin Mặt Trời tại Trung tâm Y tế Tam Kỳ (Quảng Nam), Công suất 3kWp, hoàn thành T5/2010 10

Hình 1.8: Hệ thống điện Mặt Trời nối lưới đầu tiên ở Việt Nam trên nóc tòa nhà Bộ Công Thương, công suất 12kWp 11

Hình 1.9: Hệ thống điện Mặt Trời độc lập 13

Hình 1.10: Hệ thống điện Mặt Trời hòa lưới 14

Hình 1.11: Đèn cột 16

Hình 1.12: Đèn mạn 16

Hình 1.13: Đèn lái 17

Hình 1.14: Đèn lai dắt 17

Hình 1.15: Đèn chiếu sáng 3600 18

Hình 1.16: Đèn chớp 18

Hình 1.17: Trạng thái tàu máy đang hành trình 21

Hình 1.18: Trạng thái tàu đang neo 21

Hình 1.19: Trạng thái tàu đang đánh cá lưới vây còn trớn 22

Hình 1.20: Trạng thái tàu bị mất khả năng điều động, còn trớn 22

Hình 1.22: Tàu QNA90170 đang neo gần bờ 24

Hình 1.23: Thực trạng chiếu sáng dùng bóng đèn sợi đốt 25

Hình 1.24: Thực trạng đèn tín hiệu hành trình trên tàu QNA 90170 25

Hình 2.1: Thông số vỏ đèn trên thị trường 26

Hình 2.2: Dụng cụ thí nghiệm 28

Hình 2.3: Mẫu thử nghiệm số 1 LED 3mm siêu sáng 29

Hình 2.4: Mẫu thử nghiệm số 2 LED 5mm sử dụng rộng rãi 29

Hình 2.5: Sơ đồ mạch in chân LED 37

Hình 2.6: Thông số kỹ thuật Pin năng lượng Mặt Trời ứng dụng trên tàu QNA 90170 38

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 39

Hình 2.8: Mạch nguồn thực tế 39

Hình 2.9: Sơ đồ chân IC 555 40

Hình 2.10: Mạch băm xung 41

Hình 2.11: Kiểm tra độ sáng bóng sợi đốt 24V-21W 42

Hình 2.12: Thiết kế gắn chân đèn và mạch nguồn, mạch băm xung 43

Hình 2.13: Kiểm tra độ ổn định đèn mạn phải màu xanh 112.5 độ 43

Hình 2.14: Kiểm tra bóng đèn sợi đốt 24V-21W 46

Hình 2.15: Kiểm tra độ ổn định đèn mạn trái màu đỏ 112.5 độ 46

Hình 2.16: Kiểm tra độ ổn định đèn cột màu trắng 225 độ 49

Hình 2.17: Kiểm tra bóng đèn sợi đốt 24V-21W 52

Hình 2.18: Kiểm tra độ ổn định đèn lái màu trắng 135 độ 52

Hình 2.19: Kiểm tra bóng đèn sợi đốt 24V-21W 55

Hình 2.20: Kiểm tra độ ổn định đèn chiếu 360 độ 55

Hình 2.21: Kiểm tra độ sáng bóng sợi đốt 24V-21W 57

Hình 3.1: Dùng 2 bóng đèn sợi đốt chiếu sáng hầm máy trên tàu 59

Hình 3.2: Đèn tuýp LED 60

Hình 3.3: Kiểm tra đèn tuýp LED tại phòng thí nghiệm 61

Hình 3.4: Lắp đặt đèn tuýp LED tại vị trí cabin 62

Hình 3.5: Vị trí lắp đặt đèn tuýp LED dưới hầm máy 63

Hình 3.6: Lắp đặt đèn tuýp LED phục vụ sinh hoạt 64

Hình 3.7: Mô phỏng sơ đồ lắp đặt đèn hàng hành trình và đèn đánh cá 66

Hình 3.8: Chế tạo, lắp đặt đế gắn đèn 66

Hình 3.9: Lắp đặt đèn mạn, đèn neo 67

Hình 3.10: Bản điều khiển và hướng dẫn sử dụng đèn hành trình hàng hải 67

Hình 3.11: Hệ thống CB điều khiển đèn đèn chiếu sáng sinh hoạt 67

Hình 3.12: Tổng quan hoàn thành lắp đặt 68

Hình 3.13: Kiểm tra hoạt động các đèn vào ban đêm 68

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng xếp hạng các nhà máy điện Mặt Trời trên thế giới theo công nghệ

SPV 5

Bảng 1.2: Dự báo nhu cầu năng lượng điện 2015 – 2030 8

Bảng 2.1: Kết quả thử nghiệm mẫu số 1(a): LED 3mm dẹp ngắn màu xanh 30

Bảng 2.2: Kết quả thử nghiệm mẫu số 1(b): LED 3mm dẹp ngắn màu đỏ 30

Bảng 2.3: Kết quả thử nghiệm mẫu số 1(c): LED 3mm dẹp ngắn màu trắng 30

Bảng 2.4: Kết quả thử nghiệm mẫu số 2(1): LED 5mm tròn dài màu xanh 31

Bảng 2.5: Kết quả thử nghiệm mẫu số 2(2): LED 5mm tròn dài màu đỏ 31

Bảng 2.6: Kết quả thử nghiệm mẫu số 2(3): LED 5mm tròn dài màu trắng 32

Bảng 2.7: Chọn điểm làm việc LED làm thí nghiệm 35

Bảng 2.8: Thông số cường độ sáng và dòng điện 35

Bảng 2.9: Thông số LED làm đồ án 35

Bảng 2.10: Ứng dụng mạch cho các loại đèn với góc chiếu khác nhau 37

Bảng 2.11: Số liệu đèn dùng bóng sợi đốt 24V-21W 43

Bảng 2.12: Số liệu đèn mạn phải sử dụng LED màu xanh 44

Bảng 2.13: Kết quả thử nghiệm đèn mạn phải sử dụng LED màu xanh 44

Bảng 2.14: Số liệu đèn dùng bóng sợi đốt 24V-21W 47

Bảng 2.15: Số liệu đèn mạn trái sử dụng LED màu đỏ 47

Bảng 2.16: Kết quả thử nghiệm đèn mạn trái sử dụng LED màu đỏ 47

Bảng 2.17: Số liệu đèn dùng bóng sợi đốt 24v-21w 49

Bảng 2.18: Số liệu đèn cột sử dụng LED màu trắng 49

Bảng 2.19: Kết quả thử nghiệm đèn cột sử dụng LED màu trắng 50

Bảng 2.20: Số liệu đèn dùng bóng sợi đốt 24v-21w 52

Bảng 2.21: Số liệu đèn cột sử dụng LED màu trắng 53

Bảng 2.22: Kết quả thử nghiệm đèn lái sử dụng đèn LED trắng 53

Bảng 2.23: Số liệu đèn dùng bóng sợi đốt 24V-21W 56

Bảng 2.24: Số liệu đèn chiếu sử dụng LED 56

Bảng 2.25: Kết quả thử nghiệm đèn chiếu sử dụng LED màu trắng 56

Bảng 2.26: Số liệu đèn dùng bóng sợi đốt 24V-21W 57

Bảng 2.27: Số liệu đèn sử dụng LED 58

Bảng 2.28: Kết quả thử nghiệm sản phẩm 58

Bảng 3.1: Tham số của LED SDPA4-1W được chọn sử dụng trong đèn 60

Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm 61

Bảng 3.3: Kết quả đo độ sáng dùng đèn tuýp LED 62

Bảng 3.4: kết quả đo độ sáng dùng bóng đèn sợi đốt 220V-35W 63

Bảng 3.5: Kết quả đo độ sáng đèn tuýp LED tại hầm máy 64

Bảng 3.6: Kiểm tra độ sáng ban đầu 64

Bảng 3.7: Kết quả đo độ sáng đèn tuýp LED 65

Bảng 3.8: Kiểm tra độ sáng ban đầu ngư dân sử dụng đèn sợi đốt 65

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1.1: Sự tăng trưởng tổng điện năng Mặt Trời năm theo các năm 5

Biểu đồ 1.2: Tình hình xây dựng các nhà máy quang điện Mặt Trời trong các năm 2001-2015 6

Biểu đồ 1.3: Biểu đồ bức xạ Mặt Trời thế giới 12

Biểu đồ 2.1: Đồ thị so sánh chọn điểm làm việc loại LED màu xanh (a), (1) 33

Biểu đồ 2.2: Đồ thị so sánh chọn điểm làm việc loại LED màu đỏ (b), (2) 33

Biểu đồ 2.3: Đồ thị so sánh chọn điểm làm việc loại LED màu trắng (c), (3) 34

GIỚI THIỆU CHUNG Năm 1907, hiện tượng biến điện thành ánh sáng được H J Round phát hiện đầu tiên Tuy nhiên, phải đến vài thập kỷ sau đó thì thế hệ LED đầu tiên mới được ra đời, gọi là LED hồng ngoại; do các nhà thí nghiệm người Mỹ Robert Biard và Garry Pittman phát minh vào năm 1961 Sang năm 1962, Nick Honyak chế tạo ra loại LED phát ra ánh sáng nhìn thấy là loại LED đỏ và ông được xem là cha đẻ của LED

Từ khi du nhập vào Việt Nam đến nay, LED dường như đã có chổ đứng không thể nào thay thế được trong lĩnh vực chiếu sáng bởi sự tiện dụng, tiết kiệm điện, tuổi thọ và tính thẩm mỹ của nó Nhiều công trình mọc lên không thể thiếu sự góp mặt của đèn LED như: nhà cửa, văn phòng, sân vườn, trang trí cây cảnh, điểm du lịch - giải trí – nghỉ mát, các biển hiệu quảng cáo lại không thể thiếu,…cho đến chiếu sáng các công trình giao thông cầu – đường

Trải qua nhiều thập kỷ từ thuở sơ khai đến nay, năm 2015 là mốc thời gian mà LED gần như đã hoàn thiện lên rất nhiều: từ chất lượng ánh sáng, hiệu suất, công suất, điện năng tiêu thụ, nhiệt độ làm việc, tuổi thọ, và giá cả cũng càng ngày giảm xuống… LED không còn đắc đỏ như nhũng ngày đầu ra đời và trở nên phổ biến trong đời sống bởi sự tiện lợi của nó

Nếu như trước đây LED chỉ có mặt trong các thiết bị điện tử như truyền phát

dữ liệu, thì ngày nay LED được ứng dụng rông rãi trong lĩnh vực chiếu sáng, trang trí nội thất trong nhà, sân vườn, … Nhiều nơi đã sử dụng LED vào chiếu sáng đường

bộ kết hợp với ứng dụng pin năng lượng mặt trời, tạo thành một cặp đôi hoàn hảo của công nghệ mới – công nghệ của tượng lai: không phát thải, sạch, an toàn, tiết kiệm

và bảo vệ môi trường

Việt Nam với lợi thế là một trong những nước nằm trong giải phân bố ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ của thế giới, năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền Đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền Trung và miền Nam

là khoảng 300 ngày/năm

Các nhà khoa hoc, các kỹ sư, các chuyên gia luôn quan tâm, nghiên cứu đến nguồn năng lượng tái tạo, khả năng ứng dụng cho cuộc sống con người Đồ án

“NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ĐÈN BÁO HIỆU HẢNG HẢI VÀ CHIẾU SÁNG SINH HOẠT BẰNG LED DÙNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 CỦA TỈNH QUẢNG NAM” là một đề tài chỉ nghiên cứu một mảng nhỏ trong hệ thống năng lượng mặt trời, đó là cung cấp năng lượng trực tiếp cho tàu khai thác thủy sản, nơi mà nguồn điện năng quốc gia chưa thể kéo đến TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Năng lượng mặt trời cũng như nhiều nguồn năng lượng mới khác như năng lượng gió, năng lượng thủy triều, năng lượng địa nhiệt…, Ngày nay trên thế giới rất được quan tâm, đặc biệt trong quá trình nóng lên toàn cầu hiện nay, thế giới đang có

xu hướng tìm kiếm, phát triển mạnh nguồn năng lượng mới này Đối với Việt Nam tuy vẫn còn chưa phát triển rộng rãi nhưng lại được sự quan tâm đặc biệt từ chính phủ

và hiệu quả của chính phủ, từ ngày 1-1-2013 Việt Nam sẽ cấm nhập, sản xuất các

nơi người dân vẫn còn sử dụng loại đèn này trong chiếu sáng và sản xuất “nguồn: Quyết định số 78/2013/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Về việc ban hành Danh

mục và lộ trình phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng phải loại bỏ và các tổ máy phát điện hiệu suất thấp không được xây dựng mới”

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI

Đối tượng áp dụng

Trong đề tài này, Sử dụng các loại LED chiếu sáng có trên thị trường chế tạo các đèn hành trình hàng hải chiếu sáng hiệu suất cao, đèn chiếu sáng sinh hoạt theo công nghệ chiếu sáng mới, hiện đại, tiết kiệm năng lượng, lựa chọn các loại đèn LED đảm bảo yêu cầu, nhằm tăng hiệu suất sử dụng năng lượng của bình ắc quy được tích điện

từ pin mặt trời LED là sản phẩm thân thiện với môi trường và giá thành của nó ngày càng rẻ

Phạm vi ứng dụng thực tế của đề tài

Chế tạo và ứng dụng đèn LED cho các loại đèn hành trình hàng hải đảm bảo yêu cầu tầm nhìn trong ngành hàng hải Việt Nam Sử dụng điện năng lượng mặt trời làm nguồn năng lượng chính cung cấp cho hệ thống hoạt động Phạm vi ứng dụng loại đèn LED phù hợp cho tàu đánh cá nghề lưới vây có kích thước tàu <20m Thi công lắp đặt đèn tín hiệu hành trình và đèn chiếu sáng sinh hoạt cho tàu QNA 90170

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Việc chế tạo thành công các đèn hành trình hàng hải, đèn chiếu sáng sinh hoạt bằng LED dùng điện mặt trời mang nhiều ý nghĩa về tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng sạch cho mọi người và là bài học về công nghệ chiếu sáng hiện đại, hiệu suất cao cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử nói riêng và sinh viên trường Đại học Nha Trang nói chung và lớn hơn nữa là ứng dụng rộng rãi trong nghành hàng hải là nghành tiêm năng mũi nhọn nước ta

Việc ứng dụng năng lượng vào nhu cầu điện sinh hoạt trên tàu như sử dụng máy tầm ngư, bộ đàm, ICOM,… mà không phải vận hành động cơ của tàu Qua đó tiết kiệm đáng kể chi phí nhiên liệu và đặc biệt qua hệ thống này giúp cho việc liên lạc với đất liền khi có sự cố trên biển một cách thường xuyên qua hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống định vị vệ tinh 24/24 giờ, giảm thiểu rủi ro

TÓM TẮT Phần cơ sở lí thuyết: Chú trọng về lý thuyết luật hàng hải, tiềm năng năng lượng Mặt Trời ở thế giới và Việt Nam, lập sơ đồ hệ thống điện mặt trời trên tàu, thiết

kế quá trình lắp đặt, sử dụng an toàn, dễ hiểu cho người dân

Phần thi công: Thiết kế thi công mạch đèn LED trong đèn hành trình, hệ thống đèn LED chiếu sáng của tàu QNA 90170

Nội dung đồ án gồm 3 chương:

Trong đồ án này, em đã đưa vào phần lý thuyết quan trọng về các thiết bị trong

hệ thống năng lượng mặt trời, mạch thi công ứng dụng thực tế Qua đây em muốn người đọc hiểu rõ hơn về hệ thống và có thể tự lắp đặt riêng hệ thống năng lượng mặt trời để sử dụng, góp phần bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐIỆN MẶT TRỜI

1.1.1 Tiềm năng và sự phát triển điện Mặt Trời trên thế giới

Trong nhưng năm gần đây và khả năng trong nhiều năm tới nữa, ngành công nghiệp điện Mặt Trời sẽ được nhiều quốc gia trên thế giới chú ý đầu tư phát triển

Nhìn chung, sự phát triển điện Mặt Trời trên thế giới diễn ra với cả hai loại công nghệ chính, đó là công nghệ quang điện SPV và công nghệ hội tụ năng lượng Mặt Trời CSP (concentrated solar power) hay còn gọi là Công nghệ nhiệt năng Mặt Trời STE (Solar thermal energy)

Trong đó, loại điện Mặt Trời theo công nghệ quang điện SPV được nhiều nước đầu tư phát triển từ giai đoạn đầu tiên của ngành điện Mặt Trời

Hình 1.1: Nhà máy điện Mặt Trời loại hội tụ nhiệt Gemasolar, Tây Ban Nha

Với mục tiêu hạ giá thành cho các nhà máy điện Mặt Trời theo công nghệ SPV, các nhà công nghệ đã tiến hành các nghiên cứu song song theo hai hướng

Xu hướng thứ nhấtlà nghiên cứu tìm nguyên liệu mới hoặc cải tiến kỹ thuật chế tạo các tế bào quang điện Về yêu cầu này, sau nhiều năm tiến bộ chậm chạp, từ 4-5 năm trở lại đây đã có nhiều tiến bộ đáng kể trong chế tạo các tế bào quang điện bằng cách thay đổi vật liệu và cách bố trí tối ưu các tế bào đó

Xu hướng thứ hai là tránh chiếm lạm dụng quá nhiều đất bằng phẳng Để thực hiện điều này, nhiều nước và đi đầu là Australia đã xây dựng kiểu nhà máy, trong đó tất cả pin Mặt Trời hay tế bào quang điện với nhiệm vụ biến đổi các tia sáng Mặt Trời trực tiếp thành điện năng đều đặt nổi trên mặt nước Như vậy, trong loại nhà máy điện Mặt Trời theo công nghệ quang năng SPV có thể phân thành 2 loại nhỏ tương ứng với sử dụng 2 “tiểu” công nghệ khác nhau, pin đặt trên mặt đất hay pin cho nổi trên mặt nước

Các xu hướng nói trên chính là những giải pháp góp phần để ngành điện Mặt Trời theo công nghệ quang điện SPV không bị tụt hậu trên thị trường so với ngành điện Mặt Trời khác như nhiệt điện hay thủy điện … hay so cả với cả loại điện Mặt Trời dùng công nghệ hội tụ CSP hay STE (Solar thermal energy)

Trong loại hai các tia nắng Mặt Trời được hệ thống gương phản chiếu cho hội

tụ một điểm duy nhất; nơi này để các bình chứa nước lớn và sau đó sẽ cho nước bốc hơi Dĩ nhiên, cả 2 loại “tiểu” công nghệ này cũng đều đưa đến kết quả giống nhau là thu được hơi nước áp suất cao để quay tuốc-bin và phát điện

Trong 2 loại công nghệ điện Mặt Trời SPV và CSP trình bày ở trên, mỗi loại

có những ưu và nhược điểm riêng Đối với các nhà máy điện Mặt Trời loại SPV có những ưu điểm nổi bật Trước hết, giá thành xây dựng nhà máy SPV thấp hơn nhiều

so với nhà máy loại CSP, một ưu điểm lớn của nhà máy loại quang điện SPV là không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường tự nhiên Trong lúc các nhà máy loại hội tụ nhiệt năng CSP thì ngược lại, các thiết bị chứa nước nóng và hơi nước nóng để quay tuôc-bin ở các nhà máy này làm ảnh hưởng xấu đến môi trường nhiều hơn với nhiều chim muông bị đốt cháy và nhiều cây cỏ xung quanh bị héo khô…

Với tương quan so sánh trên, hiện nay cả hai loại điện Mặt Trời, theo công nghệ quang điện SPV và công nghệ quang nhiệt CSP (hay STE), đều được nhiều nước, tùy tình hình cụ thể của mỗi nước, cùng khai thác sử dụng Trong đó, ở các

nước nhỏ và đang phát triển tình hình có phần nghiêng về phía sử dụng nhà máy loại quang điện SPV

Các nhà máy điện Mặt Trời lớn nhất thế giới

Hình 1.2: Nhà máy Điện Mặt Trời Topaz Solar Farm (Hoa Kỳ), công suất 550 MW

Một bức tranh tổng quát về tình hình phát triển của lĩnh vực điện Mặt Trời trên thế giới như sau: Phát triển khá chậm chạp cho đến những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 Trong khoảng 5 năm trở lại đây sự phát triển mang tính bột phát cao Cụ thể, số lượng các nước trên thế giới gia nhập cộng đồng điện Mặt Trời càng ngày càng nhiều thêm Và thứ bậc theo tổng công suất điện năng Mặt Trời cũng biến động

từ năm này sang năm khác Chỉ trong 5 năm trở lại đây các cường quốc điện Mặt Trời

có tên trong các vị trí từ 1 đến 5 thay đổi liên tục giữa Đức, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ

Một năm trước, tức đầu năm 2014 thứ bậc của 5 cường quộc điện Mặt Trời được sắp xếp theo thứ tự về tổng công suất tính bằng Gigawatt (con số đầu) và tỷ lệ điện năng Mặt Trời trong tổng điện năng quốc gia (con số thứ hai) như sau: Nước

Đức (35,65 GW; 5,3%), Ý (18 GW; 9%), Trung Quốc (17,7 GW; 0,1%), Nhật (11,86 GW; 0,8%) và Hoa Kỳ (11,42 GW; 0,3 %)

Chỉ khoảng 4-5 năm gần đây ngành điện Mặt trời nước Mỹ vượt qua nhiều nước để vươn lên vị trí thứ 5 của danh sách xếp hạng Và đặc biệt Mỹ đã tiến hành xây dựng các nhà máy điện Mặt Trời “khủng” nhất thế giới, chiếm hẳn 5 vị trí đầu về quy mô cả về điện Mặt Trời quang điện SVP và cả về điện Mặt Trời hội tụ nhiệt quang CSP

Trong Công nghệ SPV, năng lượng ánh sáng Mặt Trời được chuyển thành dòng điện, nhờ hiệu ứng quang điện, qua các tế bào quang điện hay các Pin Mặt Trời bé nhỏ Các pin nhỏ ghép lại thành tấm Pin Mặt trời lớn Các tấm pin lớn này ghép lại với nhau thành mô đun hay dãy Ban đầu, các tấm Pin mặt trời được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền không gian, nhưng giờ đây ở nhiều nước đã sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng Các nhà máy điện mặt trời sử dụng công nghệ hội tụ CSP hay công nghệ quang điện SPV, hoặc kết hợp cả hai công nghệ

đã xuất hiện ở nhiều quốc gia (nguồn “Top 10 quốc gia khai thác điện mặt trời trên thế giới”/Vietnamnet.vn/ truy cập ngày cuối 29/05/2014)

Hình 1.3: Sản xuất điện năng lượng Mặt Trời trên thế giới theo công nghệ SPV

a) Hệ thống điện năng lượng Mặt Trời “Topaz Solar Farm”, ở Mỹ

b) Hệ thống sản xuất điện năng lượng Mặt Trời “Meuro Solar Park”, ở Đức

Bảng 1.1: Bảng xếp hạng các nhà máy điện Mặt Trời trên thế giới theo công nghệ

SPV

“Imperial Solar Energy Center South”, Mỹ 200 MW

Về đà tăng trưởng điện năng mặt trời của thế giới, Ở Biểu đồ 1.1 kèm theo Biểu đồ 1.1: Sự tăng trưởng tổng điện năng Mặt Trời năm theo các năm

đến 2013 Rõ ràng, trong 5 năm cuối gần đây, đà tăng trưởng diễn ra rất nhanh, gần đến 15 lần Trên đồ thị thứ hai cho thấy vai trò của điện mặt trời trong nền công nghiệp điện năng ở các nước

Tình hình thế giới thúc đẩy Việt Nam có chính sách đầu tư phát triển toàn diện nền công nghiệp điện năng của đất nước Bên cạnh sự phát triển nhiệt điện khí, điện hạt nhân, không thể không có chính sách hợp lý đối với sử dụng năng lượng tái tạo, trước hết là điện gió và điện mặt trời

Biểu đồ 1.2: Tình hình xây dựng các nhà máy quang điện Mặt Trời trong các

năm 2001-2015 Với công nghệ Nano ngày nay, người ta có thế ghép nhiều lớp bán dẫn trên từ nhiều nguyên tố hóa học khác nhau và đặt chúng trên cùng một tấm pin quang điện,

để tăng hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện năng Hình 1.4

Khi ánh sáng (gồm nhiếu sóng ánh sáng ghép lại) được chiếu vào một tấm pin quang điện, các nguyên tố sẽ hấp thụ ánh sáng có bức sóng tương thích

Có thể ghép nhiều lớp để hấp thụ hết dải phổ của ánh sáng Mặt Trời vừa tăng hiệu suất (hơn 42%) vừa tiếp tục nâng cao điện thế trên mỗi tế bào (cell)

Hình 1.4: Pin quang điện được ghép từ nhiều lớp

Kết quả cho thấy các hạt nano của cấu trúc silicon BC8 thực tế tạo ra nhiều cặp lỗ hổng electron trên một photon thậm chí là khi tiếp xúc với ánh sáng nhìn thấy được Do đó, các nhà khoa học đang hi vọng về khả năng tạo ra một loại pin mặt trời

Hình 1.5: Pin quang điện nhiều lớp hấp thụ cả dãi phổ của ánh sáng Mặt Trời

có hiệu suất cao nhất thế giới Nguồn “sở Khoa Học và Công Nghệ Ha Nam, truy cập ngày cuối 10-6-2015”

1.1.2 Tiềm năng và sự phát triển điện Mặt Trời ở Việt Nam

Theo số liệu thống kê chính thức, tốc độ tăng trưởng GDP bình quân của Việt Nam là 7,03% năm trong vòng một thập kỷ vừa qua Kết quả của sự phát triển này là GDP bình quân đầu người của Việt Nam tăng lên đáng kể và Việt Nam trở thành một quốc gia có thu nhập trung bình vào năm 2011 Với việc phát triển kinh tế như vậy, nhu cầu về điện của Việt Nam tăng rất nhanh theo thời gian Hình 1 miêu tả nhu cầu điện của Việt Nam trong thời gian tới

Hình 1.6: Dự báo nhu cầu điện của Việt Nam 1995 – 2030

(nguồn: N.T Nguyen, M Ha-Duong / Energy Policy 37 (2009) 1601–1613)

Bảng 1.2: Dự báo nhu cầu năng lượng điện 2015 – 2030

năng lượng điện (tỷ kWh)

Thị phần năng lượng tái tạo (%)

Nguồn: “Quyết định 1208/QD-TTg ngày 21 tháng 7 năm 2011 về việc phê duyệt quy hoạch phát triển điện quốc gia giai đoạn 2011-2020 tầm nhìn đến năm 2030”

Ở các nước có nền công nghiệp điện mặt trời phát triển, chính phủ có các chính sách hỗ trợ lớn để khuyến khích các hộ gia đình, các cơ quan hành chính sử dụng hệ thống điện mặt trời nối lưới Hiện nay, chi phí đầu tư hệ thống điện mặt trời nối lưới

ở các nước trên thế giới là vào khoảng 7$/W Tại Việt Nam, Thủ tướng chính phủ đã

có quyết định 1208/QD-TTg ngày 21 tháng 7 năm 2011 về việc phê duyệt quy hoạch phát triển điện quốc gia giai đoạn 2011-2020 tầm nhìn đến năm 2030 (Bảng 1.2), bao gồm các nội dung chính sau:

- Nhu cầu điện trong được dự báo 194-210 tỷ kWh vào năm 2015, 330-362 tỷ kWh vào năm 22020 và 695-834 tỷ kWh vào năm 2030

- Ưu tiên năng lượng tái tạo trong sản xuất điện, điện từ năng lượng tái tạo để thị phần từ 3,5% năm 2010 lên 4,5% trong năm 2020 và 6,0% trong năm 2030

- Đẩy nhanh chương trình điện khí hóa nông thôn Nhắm mục tiêu gần 100% xã

có điện trong năm 2020

- Các sản lượng điện từ năng lượng tái tạo vào năm 2010, năm 2020 và năm

2030, tương ứng 3,5 tỷ, 15 tỷ và 46 tỷ kWh

Từ khi được đưa vào ứng dụng, điện Mặt Trời đã nhanh chóng khẳng định được tầm ảnh hưởng to lớn của nó Hiện nay khi các nguồn năng lượng hóa thạch trên thế giới ngành càng cạn kiệt thì năng lượng Mặt Trời là một hướng phát triển đầy hứa hẹn cho tương lai

Việt Nam với lợi thế là một trong những quốc gia nằm trong giải phân bố ánh nắng Mặt Trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ thế giới, năng lượng Mặt Trời

ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền Đặc biệt, số ngày nắng trung bình ở các tỉnh miền Trung, miền Nam là khoảng 300 ngày/năm

Đã có rất nhiều hệ thống Mặt Trời được đưa vào hoạt động phục vụ cuộc sống con người, và lợi ích từ các công trình này mang lại là không thể phủ nhận

- Năm 1995, hơn 180 nhà dân và một số công trình công cộng tại Buôn Chăm,

xã Eahsol, huyện Eahleo tỉnh Đắk Lắk đã sử dụng điện Mặt Trời, nơi mà điện lưới chưa thể vươn tới

- Viện năng lượng (ENV) và trung tâm năng lượng mới (Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội) triển khai ứng dụng dàn pin Mặt Trời nhằm cung cấp điện cho một

số hộ gia đình và các trạn biên phòng ở Cô Tô (Quảng Ninh) tháng 11/2002

- Dự án tổng thể năng lượng sách và chiếu sáng quâng đảo Trường Sa và Nhà dàn DK lắp đặt: 5.700 tấm Pin năng lượng Mặt Trời, hơn 120 quạt gió, 1.000 bộ đèn LED sử dụng năng lượng Mặt Trời do Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (Petro Vietnam) và SolarBK lắp đặt, vận hành vào tháng 6/2012

- Hệ thống điện mặt trời tại trên sân thượng tòa nhà Intel Việt Nam được làm từ

1092 tấm năng lượng mặt trời cùng 21 bộ biến điện được kết nối với nhau bởi hơn 10.000 m dây cáp Dự án có sự tham gia của hơn 30 kĩ sư chuyên về năng lượng mặt trời cùng 5.000 giờ cả thiết kế và lắp đặt Dự án hiện có khả năng phát được 321.000 KWh điện và hạn chế tới 221.300 kg lượng khí CO2 thải ra hàng năm

- Dự án xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời trên nóc nhà Bộ Công thương

do Đức tài trợ sản xuất khoảng 16000 kWh điện/năm được khánh thành vào ngày

19 tháng 11 năm 2010

Như vậy đã có rất nhiều công trình ứng dụng điện Mặt Trời vào cuộc sống Cho đến nay, tầm ảnh hưởng của điện Mặt Trời đối với cuộc sống hiện nay là không thể phủ nhận và được ứng dụng rất rộng rãi Đây là một hướng giải quyết vấn đề về năng lượng đầy hứa hẹn cho tương lai

Hình 1.7: Hệ thống pin Mặt Trời tại Trung tâm Y tế Tam Kỳ (Quảng Nam), Công

suất 3kWp, hoàn thành T5/2010

Hình 1.8: Hệ thống điện Mặt Trời nối lưới đầu tiên ở Việt Nam trên nóc tòa nhà Bộ

Công Thương, công suất 12kWp

1.1.3 Tiềm năng điện Mặt Trời trên ngư trường của ngư dân tỉnh Quảng Nam Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới, vĩ độ 80 đến 230, do vậy nguồn năng lượng Mặt trời rất dồi dào (đặc biệt là các tỉnh từ Quảng Trị trở vào) Theo các số liệu được thu thập, đo đạc và tính toán của các cơ quan khí tượng thủy văn thì tại Việt Nam người ta chia tiềm năng năng lượng mặt trời ra làm 5 vùng như sau:

- Vùng Đông Bắc: Ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc nên mưa và mây mù

có số giờ nắng trung bình từ 1.500 – 1.700 giờ/ năm, tương đương gần 4 giờ nắng/ ngày

- Vùng Tây Bắc: Do có dãy Hoàng Liên Sơn chặn gió mùa Đông Bắc nên năng

giờ nắng trung bình từ 1.700 – 1.900 giờ/ năm, tương đương hơn 4 giờ nắng/ ngày

- Vùng Trung bộ: Từ Ninh Bình đến phía Bắc đèo Hải Vân, năng lượng mặt

nắng trung bình từ 1.700 – 2.000 giờ/ năm, tương đương 5 giờ nắng/ ngày

- Vùng Tây Nguyên và Nam Trung bộ: Là vùng có năng lượng mặt trời vào

bình từ 2.000 - 2.600 giờ/ năm, tương đương hơn 5 giờ nắng/ ngày

- Vùng Nam bộ: Là vùng gần xích đạo nên nắng nhiều quanh năm Tổng bức

năm, tương đương hơn 5 giờ nắng/ ngày

Qua số liệu trên, chúng ta thấy rằng tiềm năng khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào loại dồi dào (đặc biệt ở miền Nam), do đó khả năng khai thác và đưa vào ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả đối với ngư trường tỉnh Quảng Nam

Biểu đồ 1.3: Biểu đồ bức xạ mặt trời thế giới 1.2 HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

Hệ thống điện Mặt Trời đa dạng được chia theo mục đích sử dụng, một số hệ thống điện Mặt Trời cơ bản:

1.2.1 Hệ thống điện Mặt Trời độc lập

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống pin năng lượng Mặt Trời sẽ nhận bức xạ Mặt

Trời và chuyển hóa thành nguồn điện một chiều (DC) Nguồn điện DC này sẽ được nạp vào bình ắc quy (để lưu trữ điện) thông qua bộ điều khiển sạc (có chức năng bảo

vệ ắc quy là tấm pin) Sau đó điện từ ắc quy sẽ được nghịc lưu lên điện xoay chiều (AC) thông qua bộ kích điện cung cấp cho các thiết bị tiêu thụ điện

Ưu điểm:

+ Phù hợp với những vùng chưa có điện lưới

+ Độc lập với điện lưới, nên có thể sử dụng cho các ứng dụng lưu động

Nhược điểm:

+ Chi phí đầ tư ban đầu cao

+ Hiệu suất chuyển điện đổi thấp

Ứng dụng:

+ Sử dụng cho vùng không có điện lưới hoặc có điện lưới nhưng không ổn định

Hình 1.9: Hệ thống điện Mặt Trời độc lập

1.2.2 Hệ thống điện Mặt Trời hòa lưới

Hình 1.10: Hệ thống điện Mặt Trời hòa lưới

Nguyên lý hoạt động: Điện (DC) từ pin Mặt Trời sẽ được chuyển đổi nhờ bộ kích điện hòa lưới, cùng pha cùng tần số với điện lưới rồi được hòa vào điện lưới Khi năng lượng Mặt Trời đủ lớn thì tải sẽ được ưu tiên cung cáp điện năng từ pin, khi điện

từ các tấm không đủ thì một phần năng lượng từ điện lưới sẽ được bù vào

Ưu điểm:

+ Phù hợp với vùng có điện lưới không ổn định

+ Hiệu suất chuyển đổi cao hơn so với hệ thống điện Mặt Trời độc lập

1.2.3 Hệ thống điện Mặt Trời trên tàu biển

Nguồn điện trên các tàu cá chủ yếu là từ động cơ của tàu Khi động cơ tàu cá gặp sự cố, ngư dân sẽ không có điện dùng cho các thiết bị để liên lạc với đất liền, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết xấu Do vậy, khi lắp hệ thống pin năng lượng mặt trời, ngư dân sẽ có nguồn điện ổn định để duy trì các thiết bị liên lạc và yên tâm hơn khi đánh bắt xa bờ dài ngày

Bên cạnh đó, khi ngư dân nghỉ ngơi trên biển, động cơ của tàu không hoạt động nên các thiết bị điện sẽ không được sử dụng để tiết kiệm dầu chạy máy, lúc này pin năng lượng mặt trời sẽ phát huy tác dụng Nhờ loại pin này, ngư dân vẫn có điện

sử dụng mà không tốn chi phí phát điện

Trong đồ án này chú trọng vào nghiên cứu chế tạo các đèn báo hiệu hàng hải

và các chiếu sáng sinh hoạt trong tàu ứng dụng nguồn năng lượng từ tấm pin Mặt Trời để đáp ứng nhu cầu điện năng khi làm việc dài ngày trên biển

1.3 ĐÈN BÁO HIỆU HÀNG HẢI

1.3.1 Các loại đèn báo hiệu hàng hải

1.3.1.1 Phạm vi áp dụng [1]

a Các quy định tại phần này phải được áp dụng trong mọi điều kiện thời tiết

b Các điều quy định về đèn phải được áp dụng từ khi mặt trời lặn đến khi mặt trời mọc và trong suốt khoảng thời gian này tàu thuyền không được trưng những đèn khác có thể gây nhầm lẫn với các đèn quy định tại Điều này hoặc làm giảm tầm nhìn

xa hoặc gây ảnh hưởng đến đặc tính riêng biệt hoặc gây trở ngại cho việc cảnh giới thích đáng

c Những đèn quy định trong quy tắc này cũng có thể được trưng từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn khi tầm nhìn xa bị hạn chế hoặc trong các trường hợp khác xét thấy cần thiết

d Các điều liên quan đến dấu hiệu phải được áp dụng vào ban ngày

e Các đèn và dấu hiệu quy định tại các điều này phải tuân thủ các yêu cầu của phụ lục quy tắc này

1.3.1.2 Định nghĩa

a "Đèn cột" (Masthead light) là một đèn trắng đặt lên mặt phẳng trục dọc của tàu thuyền, chiếu sáng liên tục trong phạm vi một cung chân trời 225° và bố trí sao cho chiếu sáng thẳng từ hướng phía trước mũi tàu đến 22,5° sau đường trục ngang của mỗi mạn

Hình 1.12: Đèn mạn

c "Đèn lái" (Sternlight) là một đèn màu trắng đặt càng gần phía lái tàu thuyền càng tốt, chiếu sáng liên tục trong phạm vi một cung chân trời là 135° và bố trí sao cho chiếu sáng từ hướng thẳng góc với lái sang mỗi mạn là 67,5°

Hình 1.13: Đèn lái

d "Đèn lai dắt" (Towing light) là một đèn vàng, có những đặc tính như đèn lái

đã quy định tại khoản (c) điều này

Hình 1.14: Đèn lai dắt

e "Đèn chiếu sáng khắp 4 phía" (All-round light) là một đèn chiếu sáng khắp vòng cung chân trời 360°

Các đèn được mô tả tại các điều này phải có đủ cường độ ánh sáng ghi ở điểm

8 của Phụ lục I Quy tắc này để các đèn ấy có thể nhìn thấy ở những khoảng cách tối thiểu sau:

a Trên các tàu thuyền có chiều dài từ 50m trở lên:

Đèn cột: 6 hải lý; Đèn mạn: 3 hải lý;

Đèn lái: 3 hải lý; Đèn lai dắt: 3 hải lý;

Đèn trắng, đỏ, xanh lục hoặc đèn vàng chiếu sáng khắp 4 phía: 3 hải lý

b Trên các tàu thuyền có chiều dài từ 12m trở lên nhưng nhỏ hơn 50m: Đèn cột: 5 hải lý, nếu chiều dài của tàu thuyền nhỏ hơn 20m thì 3 hải lý Đèn mạn: 2 hải lý; Đèn lái: 2 hải lý; Đèn lai dắt: 2 hải lý;

Đèn trắng, đỏ, xanh lục hoặc đèn vàng chiếu sáng khắp 4 phía: 2 hải lý

c Trên các tàu thuyền có chiều dài dưới 12m:

Đèn cột: 2 hải lý; Đèn mạn: 1 hải lý;

Đèn lái: 2 hải lý; Đèn lai dắt: 2 hải lý;

Đèn trắng, đỏ, xanh lục hoặc đèn vàng chiếu sáng khắp 4 phía: 2 hải lý

d Trên các tàu thuyền loại nhỏ khó phát hiện hoặc trên các vật bị lai:

Đèn trắng, chiếu sáng khắp bốn phía: 3 hải lý

Theo Quyết định số 49/2005/QĐ-BGTVT ngày 04 tháng 10 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải về Áp dụng Quy tắc Quốc tế phòng ngừa đâm va tàu thuyền trên biển, trong đó có quy định về “Đèn và Dấu hiệu” đối với tàu thuyền đánh

 Tàu thuyền có chiều dài dưới 50m không nhất thiết phải trưng đèn này, nhưng nếu trưng cũng được Khi tàu thuyền còn trớn thì ngoài những đèn quy định còn phải trưng các đèn mạn và đèn lái

 Tàu thuyền đang đánh cá bằng lưới vét có chiều dài từ 20m trở lên, dù sử dụng hay không sử dụng dụng cụ đánh cá chìm dưới đáy hoặc dụng cụ đánh cá voi

+ Khi thả lưới mang hai đèn trắng đặt trên dưới theo chiều thẳng đứng

+ Khi kéo lưới mang đèn trắng trên, đèn đỏ dưới theo chiều thẳng đứng

+ Khi lưới bị vướng mắc vào chướng ngại vật mang hai đèn đỏ đặt trên dưới theo chiều thẳng đứng

 Mỗi tàu, thuyền đang rà kéo lưới đôi có chiều dài từ 20m trở lên phải trưng: Dọi đèn pha về phía trước và hướng về tàu thuyền kia đang cùng rà kéo lưới đôi với mình (ban đêm)

 Tàu thuyền đang đánh cá mà dụng cụ đánh cá không phải là lưới vét hoặc một dụng cụ đánh cá kéo lê chìm dưới nước phải trưng:

+ Hai đèn chiếu sáng khắp bốn phía đặt trên một đường thẳng đứng, đèn trên màu đỏ, đèn dưới màu trắng hoặc một dấu hiệu gồm hai hình nón châu đỉnh chóp vào nhau, cái nọ đặt cách cái kia trên một đường thẳng đứng;

+ Nếu dụng cụ đánh cá trải trên biển cách xa tàu thuyền trên 150m theo mặt phẳng ngang thì phải trưng một đèn trắng chiếu sáng khắp bốn phía hoặc treo một dấu hiệu hình nón đỉnh chóp lên trên đặt ở phía có dụng cụ đánh cá; + Khi tàu thuyền còn trớn thì ngoài những đèn quy định tại khoản này còn phải trưng các đèn mạn và đèn lái

+ Tàu thuyền đang đánh cá bằng lưới nổi có thể trưng hai đèn vàng đặt trên dưới theo chiều thẳng đứng Những đèn này mỗi giây phải luân phiên nhau chớp, khoảng thời gian sáng tối bằng nhau và có thể chỉ mang những đèn kể trên khi tàu thuyền di chuyển khó khăn do các dụng cụ đánh cá gây nên

Tuy nhiên, tầm nhìn xa của các đèn được quy định Mục 1.3.1.3 Đối với loại tàu QNa 90170 có kích thước chiều dài <20m nên được áp dụng các loại đèn như sau:

Hình 1.17: Trạng thái tàu máy đang hành trình

Hình 1.18: Trạng thái tàu đang neo

một cột thẳng đứng ở phía trên

một cột thẳng đứng ở phía dưới

có lưới trải dài ra mặt nước > 150m

Hình 1.19: Trạng thái tàu đang đánh cá lưới vây còn trớn

Hình 1.20: Trạng thái tàu bị mất khả năng điều động, còn trớn

1.4 TÀU KHAI THÁC LƯỚI VÂY QNA 90170 VÀ THỰC TRẠNG TRANG BỊ ĐÈN HÀNG HẢI, ĐÈN CHIẾU SÁNG SINH HOẠT

Hiện tại, chiếu sáng sinh hoạt chủ yếu trên tàu vẫn là các loại bóng đèn sợi đốt, huỳnh quang, compact hiệu suất các loại bóng đèn này rất thấp, tốn nhiều năng lượng, ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe ngư dân Trên tàu dùng nguồn điện chủ yếu là Ắc quy và động cơ máy phát nhưng trong trường hợp chết máy xảy

ra thì không có nguồn điện sinh hoạt cũng như cung cấp cho các đèn cũng như các thiết bị hàng hải làm việc và làm việc không ổn định trên môi trường khắc nhiệt nhất

là biển Độ sáng các bóng đèn này là cố định hoặc phụ thuộc chủ yếu nguồn điện và làm việc với điện áp không ổn định làm tuổi thọ nhanh các loại đèn này

Hình 1.21: Thực trạng chiếu sáng sinh hoạt trên tàu

1.4.1 Tham số kỹ thuật chính của tàu QNA 90170

Chủ tàu QNA 90170 là: Anh Võ Công Thảo là loại tàu đánh cá hành nghề lưới

rê vỏ gỗ với công suất 1010 sức ngựa (theo đơn vị tính của ngư dân) Ở xã Tam Hải, huyện Núi Thành tỉnh Quảng Nam, kích thước tàu chiều dài 19,5 m, chiều rộng 5,8

m, chiều cao 2,5 m Động cơ chính công suất 450 CV, 2 động cơ phụ mỗi động cơ công suất 280 CV Nguồn điện chính trên tàu được tạo ra do máy phát có công suất

50 kW cung cấp cho hệ thống chiếu sáng sinh hoạt, đánh cá, máy điện hàng hải

Hình 1.22: Tàu QNA90170 đang neo gần bờ

1.4.2 Thực trạng đèn hàng hải trên tàu QNA 90170

Các đèn tín hiệu hành trình trước đây điều sử dụng các loại bóng đèn sợi đốt tùy thuộc vào kích thước tàu quyết định đến tầm xa các đèn tổn hao rất nhiều năng lượng lên các bóng đèn sợi đốt có công suất tương ứng Một vấn đề lớn nữa là tổn hao trong quá lọc màu để đảm bảo đúng tín hiệu các đèn Các đèn tín hiệu hành trình trước đây quy định mày chủ yếu là vỏ đèn quyết định gây tổn hao lớn và làm việc trong môi trường khắc nhiệt thì tính chất màu các đèn này cũng bị thay đổi Hình 1.24 1.4.3 Thực trạng đèn chiếu sáng phục vụ sinh hoạt trên tàu QNA 90170

Ánh sáng phục vụ sinh hoạt chủ yếu là các loại bóng đèn sợi đốt làm tổn hao nhiều năng lượng, ảnh hưởng xấu đến môi trường, các loại bóng đèn sợi đốt này đã được nhà nước cấm nhập khẩu nên cần nghiên cứu giải pháp thay thế các loại bóng đèn truyền thống này

Hình 1.23: Thực trạng chiếu sáng dùng bóng đèn sợi đốt

Hình 1.24: Thực trạng đèn tín hiệu hành trình trên tàu QNA 90170