대형 양식장이나 심해 양식장에서 조명의 균일성을 어떻게 보장합니까? 조명의 데드존을 식별하고 해결하는 방법은 무엇입니까?

一, 조명 균일성 제어의 주요 부분
1. 조명 레이아웃 형태 최적화
조명과 수역 사이의 거리는 "높이 대 거리 비율" 규칙을 따라야 합니다. 예를 들어, 깊이가 10-미터인 양식장이 있고 빔 각도가 120도인 200W LED 수중 조명을 사용하는 경우 조명 사이의 거리를 3~5미터로 유지하여 인접한 광점의 중첩률이 최소 30%가 되도록 해야 합니다. 칭다오의 한 새우 양식 공장에서는 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 빛이 어떻게 퍼지는지 보여주었습니다. 연구원들은 조명이 엇갈린 "매화 더미" 디자인으로 쌓일 때 하단 조명의 균일성이 85% 이상으로 향상될 수 있으며 이는 일반적인 매트릭스 구성보다 22% 더 높다는 것을 발견했습니다.
2. 빛 감쇠 보상 및 동적 제어
서로 다른 파장의 빛은 수역에 따라 다르게 흡수됩니다. 예를 들어, 담수에서는 빨간색 빛이 0.3/m 흡수되고, 파란색 빛은 0.1/m 흡수됩니다. 이를 보완하려면 다중 스펙트럼 LED를 사용해야 합니다. Hainan Lingshui 심해 양식 플랫폼에는 수질 탁도(NTU 값), 엽록소 농도(μg/L) 및 수심에 대한 실시간 데이터를 기반으로-빨간색 빛(660nm)과 파란색 빛(450nm)의 전력 비율을 자동으로 변경하는 지능형 조도 조절 시스템이 있습니다. 예를 들어, 탁도가 15NTU를 ​​초과하면 시스템은 적색광 출력을 40% 증가시켜 산란 손실을 보충하고 심해의 PUR 값을 유기체가 필요로 하는 범위 내에서 일관되게 유지합니다.
3. 테두리를 반영하는 디자인을 위한 협력
사용되는 빛의 양은 양식장 내부 벽의 반사 정도에 직접적인 영향을 받습니다. Shanghai Ocean University의 연구에 따르면 측면이 흰색 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)인 양식 연못은 콘크리트 연못보다 60% 더 많은 빛을 최대 85%까지 반사할 수 있습니다. 또한 하단 조명을 1.8배 더 밝게 만들 수도 있습니다. 또한 수영장 바닥에 거울 스테인리스 강판(반사율 92%)을 놓으면 더 많은 빛 사각지대를 없앨 수 있습니다. 이 접근 방식을 구현한 후 싼야에 있는 그루퍼 번식 기지의 바닥 조명의 일관성이 62%에서 91%로 증가했으며 어류 개체군의 먹이 활동이 크게 향상되었습니다.
2, 빛이 있을 때 데드존을 찾아 계산하는 방법
1. 3D 조명 모델링 기술
LumenRT 또는 Dialux와 같은 소프트웨어를 사용하여 양식장의 디지털 트윈 모델을 만들면 램프 매개변수(광속, 빔 각도, 설치 높이), 물의 광학적 특성(흡수 계수, 산란 계수) 및 생물학적 수요 임계값(예: 조류의 최적 PAR은 50-200μmol/m²/s)을 입력하여 빛의 데드존을 찾을 수 있습니다. 이 기술을 이용해 광둥성 잔장(Zhanjiang)시의 한 새우 양식장은 직경 2미터(PAR)의 저조도 영역이 있음을 발견했습니다.<30 μ mol/m ²/s) in the middle of the pool bottom under the old arrangement. The dead zone area was cut down to a diameter range of 0.5 meters after changing the space between the lights.
2. 현장 테스트용 휴대용 분광계
Ocean Optics USB2000+와 같은 휴대용 분광계를 사용하여 양식 연못(0.5~1미터 간격)에서 그리드 샘플링을 하고 각 지점의 PAR 수준과 스펙트럼 분포를 기록합니다. 어류 집단, 조류 부착 등 생물학적 행동을 관찰함으로써 빛의 세기와 생물학적 분포 사이의 상관 모델을 만드는 것이 가능합니다. 심수망 가두리 양식 실험에서 PAR이<40 μ mol/m²/s, the aggregation density of young golden carp diminished by 70%, concurrently, the proportion of detrimental dinoflagellates, such as Tremella, escalated twofold.
3. 바이오마커를 활용한 진단
엽록소 형광 측정 Fv/Fm과 어류 혈청의 코티솔 수치를 포함한 수생 생물의 생리학적 징후를 관찰함으로써 빛 환경이 얼마나 좋은지 알 수 있습니다. 예를 들어, 돌산호는 Zooxanthellae 밀도가 1 × 10 ⁶ 세포/cm ² 미만일 때 일반적으로 충분한 빛을 얻지 못합니다. 또한 물고기의 혈중 코르티솔 농도가 20ng/mL 이상이면 빛 노출의 사각지대 때문에 스트레스를 받을 수 있다.
3, 광불감대 관리를 위한 완전한 계획
1. 계층형 조명 시스템 설계
For deepwater aquaculture tanks, the illumination is arranged in layers, with "surface strong light+middle supplementary light+bottom weak light." In a 20-meter-deep aquaculture cabin, for instance, a 500W LED spotlight (PAR>표면(0~5m)에는 300μmol/m²/s), 중간층(5~15m)에는 200W LED 투광등(PAR=100-200μmol/m²/s), 하단층(15~20m)에는 50W 적색 필라이트(660nm, PAR=50-100μmol/m²/s)를 배치했다. 이 계획을 사용하면 각 깊이 레이어에서 조명을 80% 이상 균일하게 만들 수 있습니다.
2. 유동장과 빛장을 함께 관리
물 순환 시스템을 통합함으로써 빛에 노출되어 발생하는 데드존을 없앨 수 있습니다. 바닥 스러스터는 원형 양식장에서 회전하는 물 흐름(유속 0.2~0.5m/s)을 생성하여 부유 입자를 균등하게 퍼뜨리고 국부적인 음영 효과를 줄입니다. 대련해양대학교에서 수행한 실험에서는 이 방법을 사용하면 바닥광 강도의 변동 범위를 ±60%에서 ±20%로 감소시키는 동시에 용존 산소의 균일성을 15% 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.
3. 지능형 셰이딩과 추가 조명 연결
조정 가능한 암막 커튼과 LED 채우기 조명 시스템을 사용하여 실외 심해 케이지를 연결합니다. 햇빛이 1000W/m²보다 강하면 햇빛 가리개는 자동으로 최대 50%의 투과율을 열어 빛이 너무 강해지는 것을 방지합니다. 햇빛이 200W/m²보다 약하거나 물이 10미터보다 깊을 때 LED 보조등은 기본 조명 요구 사항을 충족하기 시작합니다. 이 기술을 Fujian성 Lianjiang의 심해 및 해상 양식 플랫폼에 사용한 후 Pseudosciaena crocea의 성장 주기는 15% 감소하고 사료 계수는 0.2 감소했습니다.
4. 업계 사례 연구 및 데이터 지원
노르웨이 연어 양식장: 케이지 바닥에 광섬유 도광 시스템을 설치하여 햇빛이 심해 지역까지 도달할 수 있습니다. LED 채우기 조명과 결합하면 15미터 깊이의 PAR 값이 80~120μmol/m²/s 사이로 유지됩니다. 이를 통해 연어의 성장률은 20% 증가하고, 기형률은 3% 미만으로 낮아진다.
Jiangsu Rudong의 새우 사육 기지: 수영장 벽을 따라 원형으로 배열된 풀{0}}스펙트럼 LED 조명 스트립(전력 밀도 8W/m²)이 있습니다. 낮에는 6시부터 18시까지 100% 전력을 공급하고 밤에는 6시부터 6시까지 30% 전력을 공급하는 프로그래밍된 밝기 조절 프로그램도 있습니다. 이렇게 하면 바닥 조명의 균일성이 88%가 됩니다. 새우 사육 밀도를 500 새우/m²로 높이고, 단위 생산량은 15kg/m² 이상입니다.
싱가포르 수직 농장 수족관: 다층 반사 그룹과 조정 가능한 초점 LED 어레이의 조합을 사용하여 30{2}미터 높이의 수직 양식 기둥이 92%의 광 균일성을 달성할 수 있었습니다. 산호 피복률은 65%에서 90%로 증가했으며 빛의 사각지대에 의한 조류 발생도 없었습니다.