イカ釣り漁船へのプラズマ漁灯導入に関する実証試験【事業実施主体】プラズマ漁灯実証共同研究機関
- 課題名イカ釣り漁船へのプラズマ漁灯導入に関する実証試験
II   実施主体名
プラズマ漁灯実証共同研究機関代表機関 株式会社仁光電機構成員国立研究開発法人水産研究・教育機構III 実証試験の内容1
目的
イカ釣り漁業では、経費に占める燃油費の割合が高く、これを改善するために、LED漁灯など、新たな光源を用いた漁灯の開発が行なわれている。しかしながら、装置が大型であることや、費用対効果が十分でないことなどから、普及が遅れている。このような状況を打開し、イカ釣り漁業の経営に資する技術を提供するためには、小型船にも搭載可能なコンパクトな漁灯を開発することや、従来技術を上回る省エネルギー性能を実現することが必要である。平成28年度水産業の省エネ・低コスト新技術導入加速化事業本提案では、函館市えさん漁業協同組合に所属する「彰幸丸」（19トン）に、新たに開発したプラズマ漁灯32灯を導入し、既存のメタルハライド漁灯と併用して試験操業を行なった。しかし、同年はスルメイカの来遊量が著しく低く、記録的な不漁となったばかりでなく、夜間のイカ釣り漁業に適した海域に漁場が形成されず、プラズマ漁灯の漁獲性能について、十分な検証を行なうことができなかった。そこで本年度は、彰幸丸に搭載されたプラズマ漁灯を引き続き使用し、調査期間を十分に確保して漁獲性能の検証を行なう。また、漁灯の使用に伴って明らかとなった問題点を改善するため、反射鏡の改良などの対策を検討する。以上の実証試験を経て、プラズマ漁灯の適正な議装手法・操法のガイドラインを策定する。
２　導入技術の概要
(1)導入技術
1）導入する技術の内容および省エネルギー化を実現する機構導入技術の中核となる無電極プラズマ灯Light Emitting Plasma （略称LEP）は、米国LUMA社が供給する光源装置で、プラズマ状態のガスが発光する新しい照明技術である。プラズマ灯の発光の原理と発光部分の外観を図1に示す。プラズマ灯は、セラミックス誘電体に組込まれたエミッターおよび半導体高周波発生器と、マイクロコントローラーからなる高周波ドライバー回路から構成される。原理的には、高周波発生器から出力された信号は、同軸ケープルによりセラミックス中の共振器に伝送され、共振器から高周波磁界が発生する。電磁誘導により、共振器上に設置されたに石英ガラスカプセル内に電界が発生し、カプセル内に封じ込まれたガスが励起され、プラズマ化して発光する。この光源による光は、図2に示すとおり広い帯域の光を含み、太陽光に近いスペクトルを持つ。イカ釣り漁灯に応用されている各種光源の発光効率と演色性、および標準的な寿命を表1に示す。プラズマ灯の発光効率はLEDとメタルハライドの中間程度であるが、プラズマ灯は無電極であることから、メタルハライド灯に特徴的な電極の放散による発光管内の黒ずみが発生しないため、光束維持率が長期間にわたって高く、高寿命である。プラズマ灯は、発光部が極めて小さいため、実質上点光源として扱うことが可能で、配光制御が比較的容易に実現する。本提案では、配光制御によって海面への光束の到達率を高めた高効率のプラズマ漁灯（図 3）をイカ釣り漁業の現場に導入し、その有効性を検証する。

2）既存の技術との相違点
本提案では、点光源に近く、配光制御が比較的容易であるプラズマ灯の特徴に着目し、光源から発生した光を無駄なく海面に届けることによって、漁灯の高効率化を図る。プラズマ灯はメタルハライド灯やLEDに比べて発光部分が小型であることから、反射鏡のような配光制御機構を灯具に組み込んだ場合でも小型に設計することが可能である。実証試験に供するプラズマ漁灯のエネルギー変換効率、海面への光束の到達率、およびこれらの積である総合効率を、他光源と比較して図4に示す。海面への光束到達率を改善することによって、他光源よりも少ないエネルギーで同等の海面照射能力を実現することが可能となる。

(2)技術導入の方法（手法）
本提案では、16台の電源装置によって駆動される32台のプラズマ漁灯（表2、図5）を、試験船(えさん漁業協同組合所属19トン型イカ釣り漁船　彰幸丸、表3)に導入し、実証試験を行なった。試験船のプラズマ漁灯の取付位置を図6に示す。
図6　試験船のプラズマ漁灯設置位置
３　実証試験の方法
(1)操業試験
操業試験は、2017年6月4日から12月10日の間に実施した。操業の方法は、夜間操業時にプラズマ漁灯とメタルハライド漁灯を併用し、既存漁灯と同様に運用する方式とした。実証試験では、海面照射能力を既存漁灯と同様にする本試験モードの他、プラズマ漁灯の使用により漁獲量が低下する可能性も懸念されたため、漁灯システム全体の消費電力を既存漁灯と同等とする予備試験モードの2種類の運用モードを設定し、試験船の漁撈長の判断によりこれらを切り換えることとした。2015年度におけるシミュレーション結果では、53本の3kWメタルハライド漁灯と同等の海面照射能力をプラズマ漁灯で実現する場合、95台のプラズマ漁灯が必要であると試算されたことから、1台のプラズマ漁灯によって置き換えが可能な3kW型メタルハライド漁灯は、53/95=0. 56台と推定された。これに基づき、本試験モードでは、32台のプラズマ漁灯を点灯し、既存の53本の3kWメタルハライド漁灯のうち18本を消灯して35本のメタルハライド漁灯を併用した。また、予備試験モードでは、0.5kWのプラズマ漁灯32台分の消費電力の増分16kWを相殺するため、ほぼ同等となる3kWメタルハライド漁灯5本、合計15kWを消灯した。各試験モードにおける漁灯の点消灯状態を図7に示す。操業試験時の漁獲量、操業位置および時間の概要については、試験船の漁撈長に野帳の記入を依頼して把握した。また、近隣で操業する一般当業船の漁獲量については、試験船が所属する船団の定時無線連絡の情報を収集した。詳細な操業位置及び漁灯の点消灯状態、燃油消費量については船上に設置したテレメータ装置（図8）によって把握した。
図7　各試験モードにおける漁灯の点消灯状態
(2)耐久性能の評価
1）光学的特性の評価
洋上における実証試験の前後において、使用したプラズマ漁灯の配光および光束の変化について評価を行なった。漁灯の光学的特性は、群馬県立東毛産業技術センターの大型配光測定装置を使用して測定した。大型配光測定装置（図9）は、照明器具を回転させるホルダーと回転ミラーを備えたミラーゴニオメーター（ドイツLMT社製GO ーDS1600）と、ライトパストンネルと呼ばれる暗室の端に固定された受光器で構成されている。照明器具からの光はミラーに反射して受光器に導かれるが、照明器具に対してミラーが常に対向する様に、照明器具とミラーの双方が光軸を中心に回転し、角度ごとの光の強さを測定する。配光測定は、照明器具の基準軸に交差する面における角度θ （水平角）と、その平面の傾きゅ（鉛直角）として、ミラーゴニオメーターのA軸を鉛直角5度毎に回転させ、C軸を水平方向に連続回転しながら光度を測定する「Cone measurement」で行った（図10）。なお、無電極プラズマランプ漁灯はミラーゴニオメーターに対して水平な状態を点灯姿勢とし、供試品を安定させるための事前点灯時間は15分とした。プラズマ漁灯の全光束値は、配光測定装置によって測定された光度を灯具中心から全ての水平角および鉛直角方向に積分して求めた。また、反射鏡については、紫外線の影響による劣化状況を検証するため、超促進耐侯性試験機（岩崎電気株式会社製　SUV-W151）による暴露試験を行った。禁外線の照射条件は、波長範囲295-450nm、放射照度1, 000W・m²、照射時間350時間とした。この条件は、屋外暴露3500時間（1日あたり日照時間を9時間とした場合、389日間）に相当する。暴露試験の際には反射鏡の半分の領域を金属製のテープで遮光し、試験後に禁外線照射部と非照射部の外観を目視観察した。 2）灯具の腐蝕状況等の評価実証試験後のプラズマ漁灯の耐候性を評価するため、目視による外観観察と、エネルギー分散型Ｘ線分光分析装置（以下EDS、日本電子社製　JED-2200）による腐蝕生成物の特定を行なった。
4　実証試験結果
(1)技術導入前後の比較
試験船において計測した漁灯電力と燃油消費量の関係を図11に示す。計測結果から得られた回帰式y = 0.2280x + 17.2769 ただしx:電力負荷(kW)、y:燃油消費量(L/h)に基づき、技術導入による省エネルギー効果を推定して表4に示す。
プラズマ漁灯32灯とメタルハライド漁灯35灯を併用する本試験モードでは、1時間あたりの燃油消費量は44. 86Lとなり、メタルハライド漁灯を全灯点灯する場合と比べて8. 66L減少した。他方、プラズマ漁灯16灯とメタルハライド漁灯48灯を併用する予備試験モードでは、漁灯システム全体の消費電力はメタルハライド前灯点灯時と比較してわずかに増加し、1時間あたりの燃油消費量も0. 23L上回った。全灯をプラズマ漁灯に換装した場合の予測では、1時間あたりの燃油消費量は28. 11L/hであった。以上のことから、海面照射能力を従来型漁灯と同等とした部分換装の場合でも省エネルギー効果が生じることが確認された。一方、漁灯システム全体の消費電力を従来型漁灯と同等とした場合には、省エネルギー効果はほとんど認められなかった
(2)評価
年間の運転コストの試算として、ランプ交換費を表5に、燃油費とランプ交換費を含む合計の運転コストを燃油単価別に表6に示す。条件として、操業1回あたりの漁灯点灯時間を10時間、年間の操業回数を150回、年間のメタルハライドランプ交換回数を1回とした。燃油単価は、北海道における2017年1～12月の平均値（石油情報センター調べ）である69. 4円／L、将来的な上昇を想定した80円／L、100円／Lの3通りとした。試算の対象としては、コスト削減効果が期待できる本試験モードと全灯換装の場合を採用した。既存漁灯システムと比較した場合の年間運転費の削減額は、燃油単価69. 4円／Lの場合、本試験モードでは約153万円、全灯プラズマ換装の場合、約450万円と試算された。燃油単価80円／Lの場合、年間運転費の削減額は、本試験モードでは約167万円、全灯プラズマ換装の場合、約491万円と試算された。燃油単価100円／Lの場合、年間運転費の削減額は、本試験モードでは約193万円、全灯プラズマ換装の場合、約567万円と試算された。
表5　ランプ交換費

表６　年間の運転コスト

既存船および新船にプラズマ漁灯システムを導入する際の費用の試算を表7に示す。また、これら設備導入費の回収に要する年数について、次式回収年数＝（新システム導入費-既存システム導入費）／年間コスト削減額に基づき、想定される燃油単価別に求めて表8に示す。新システム導入費の回収年数は、燃油単価69. 4円の場合、既存船に部分導入するケースで7.1年、新造船への部分導入で5.5年、新造船に全灯プラズマ導入で5.1年と試算された。燃油単価80円の場合、既存船の部分導入で6. 5年、新造船の部分導入で5.1年、新造船の全灯プラズマ導入で4.6年と試算された。燃油単価100円の場合、既存船の部分導入で5.6年、新造船の部分導入で4.4年、新造船の全灯プラズマ導入で4. 0年と試算された。

(3)漁獲および操業への影響(操業試験)
実証試験は、2017年6月4日から12月10日の間に、本試験モード54回、予備試験モード39回の合計93回実施した。操業位置を図12に示す。実証試験の際の試験船の操業位置、漁獲量、および試験船から半径5NM以内で操業する一般当業船の隻数、漁獲量の平均値並びに標準偏差を表9に示す。 2017年度の実証試験では、漁期開始直後の6月以降、能登沖漁場から本試験モードで操業を行った。７月上・中旬は檜山・後志沿岸の漁場にて操業し、７月下旬以降は稚内沖で操業を行った。稚内沖の漁場は約40日程度持続し、前半は主に本試験モードで操業を行ったが、後半以降は繁忙期への対応や他船との競合への懸念から、予備試験モードに切り替えた。9月以降、主な漁場は武蔵堆や積丹半島西方沖合域に移動し、 10月中旬まで持続した。沖合域での操業では、発泡スチロール箱換算で一晩あたり900ケースを超える漁獲量も記録された。10月下旬から11月中旬にかけては、メタルハライド漁灯による操業や、時化による休漁が続き、漁灯併用操業時の漁獲データは得られなかった。11月中旬からは積丹半島沿岸の石狩湾口付近の海域において、冬季における漁獲特性を検証するため、再び本試験モードに切り替え、12月10日まで操業を行った。試験期間中の実証試験船および一般当業船の漁獲量の推移を図13に示す。試験船の漁獲量は、期間を通じて概ね他船の平均値と同様の傾向で変動しており、他船と比較して漁獲量が一貫して著しく高い、もしくは低い傾向は認められなかった。本試験モードにおける近隣当業船と実証試験船の漁獲量を操業日毎に比較した結果を図14に示す。図では、近隣当業船の漁獲量を横軸、実証試験船の漁獲量を縦軸とし、各操業日の近隣操業船の漁獲量の平均値に対して、該当する実証試験船の漁獲量をプロットした。複数の近隣当業船の漁獲量の分布については、標準偏差をエラーバーとして表現した。図中、y=xの値を傾向線として赤色で示しており、傾向船より右下にプロットされる操業日は近隣船の漁獲量平均値が実証試験船の漁獲量を上回っていた場合、右上にプロットされる操業日はその逆の場合であることを示す。本試験モードの操業54回中、近隣当業船との比較が可能だったのは51回で、うち29回は実証試験船の漁獲量が近隣当業船の平均値を上回った。切片を0とする前提でプロットの回帰式を求めたところ、相関係数は0. 39と高くないものの、傾きは0. 97となり、全体的な傾向として、近隣船の平均値とほぼ同等の漁獲水準であることが明らかとなった。予備試験モードにおける近隣当業船と実証試験船の漁獲量を操業日毎に比較した結果を図15に示す。図の表現は図14と同様である。39回の操業中、比較可能だったのは30回で、うち12回の操業において実証試験船の漁獲量が近隣当業船の漁獲量の平均値を上回っていた。回帰直線の傾きは0.89と、全体的な傾向としては漁獲水準が本試験モードの場合よりも低かったが、操業日毎のばらつきが多く、相関係数は−0. 0009と極めて小さかった。
操業位置および漁獲量続き表9
(4)耐久性能の評価
①光学的特性の評価
大型配光測定装置によって計測された実証試験供試前後のプラズマ漁灯の配光曲線を図16に示す。配光曲線は、光源の中心から各方向に放射する光の強さ、すなわち光度（単位cd：カンデラ）の分布を示すものである。実証試験前の配光は図16中の青線で示されており、水平から下向き8度に光度の極大値：42,380 cdが存在した。一方、実証試験後の配光は橙線で示すもので、水平から下向き7度に光度の極大値：37,520  cd が存在した。両者を比較した結果、実証試験前後で配光曲線の形状はほぼ一致していた。球帯係数法によって求めたプラズマ漁灯の全光束について、実証試験前後で比較して表10に示す。実証試験後の全光束は、試験前の92. 5%まで低下していた。超促進耐候性試験機による紫外線暴露試験を経た反射鏡の写真を図17に示す。反射鏡中央部のテープ左側領域が照射部分、左側が非照射部分である。非照射部分の黒い付着物は遮光に用いた金属テープの粘着剤の残りである。表面は鏡面加工が施してあるため、背景の映り込みによって写真では部分的に外観が異なるように見えるが、目視観察では光沢や色味において、紫外線照射部分と非照射部分の間に違いは認識できず、紫外線照射による劣化はないと判断された。

②灯具の腐蝕状況等の評価
A.灯具全体の外観検査
供試体の外観を図18に示す。洗浄後の供試体正面外観は、筐体塗装、コーキング、防水気密シートのいずれにも腐蝕等はほとんど発生していなかった。レンズとなるガラスカバー内部に白色の粉体状の付着物が認められた。この付着物については後述する。また、正面上部にはコーティング剤の剥離が認められるが、下の金属部分には腐蝕が認められないことから、船体からの撤去時あるいは輸送中に受けた打撃等の外力による剥離と推察された。供試体背面外観は、放熱フィンの全体に白色の腐蝕生成物が認められ、フィンの防錆処理であるNiメッキの剥離あるいは脱落が多数認められる。欠損は認められないものの、ピッティングや浮腫様（水ぶくれのような状態：浮き）の剥離に至らない腐蝕も見られ、耐食性は損なわれていた。供試体上部については、船体に灯具を固定するためのステンレス鋼製の取付金具に鉄錯と思われる赤褐色の腐触が認められるが、灯具自体に腐蝕は認められない。側面の放熱ヒートパイプおよびフィンを覆うカバーに作業中についたと考えられる擦過傷があり、この部分は黒変しているがアルミの腐蝕である白色の生成物が認められないことから塗膜が機能しており、問題はないと認められた。以上のことから、フィン以外の部分には全体的に大きな腐蝕状況は確認できなかった。また、比較のために1年前（1シーズン使用状況）の写真も図19に示す。 B. 筐体およびガラスレンズカバー結合部のコーキング部分の状況図20に筐体とガラスレンズカバー結合部のコーキング部分の詳細写真を示す。この部分には、詳細観察でもほとんど腐蝕や劣化は認められず、1シーズン前の状況と同様で良好な耐食性を示していた。
C.ガラスレンズカバー内部の状況
図21および図22に、ガラスレンズカバー内部にある発光ランプおよびRFドライバー金属（配線）部分の詳細写真を示す。この部分には、詳細観察でもほとんど腐蝕や劣化は認められず良好な耐食性を示したことから、灯具の水密性・気密性とも問題がないと判断された。図23に、ガラスレンズカバー内部にある反射鏡を示す。この部品は、ランプからの熱を最も近くで受けるため、熱による変形と腐蝕にさらされるが、外観上大きな変形や腐蝕、表面の著しい反射率低下に繋がるような損傷は認められなかった。昨年度の実証試験では、反射鏡の変形による配光の変化が問題点として明らかとなった。このため、今年度は反射鏡の両側に対策部品として補強用リプを設置した。このような剛性向上の効果により、反射鏡の著しい変形が起こらず、前述のとおり、実証試験前後で配光がほとんど変化しなかったと推察される。図23では不明瞭であるが、昨年度報告書の記載内容と同様、今回も、ガラスレンズカバー内部には白色の粉体状の物質が付着していた。図21のランプ発光部石英ガラス表面の白濁はこの粉体物質である。この粉体状物質を特定するため平成28年度に実施したEDS分析の結果を図24に再掲する。この粉体状物質の主たる成分はアルミニウム、シリコン、リンの酸化物であり、発光ランプをモールドするために用いているモルダーとほぼ同様の組成であることが判明した。このことから、付着物は、ライト点灯時のランプの熱により気化（vaporize）したモルダーが低温のガラスレンズカバーで冷却され、白色粉体状物質として凝集・付着したものと考えられる。この物質が光量低下の一因であると推定されるため、製品化にあたっては対策を講じる必要がある。図23  反射鏡部分の詳細写真左　2016年モデル（補強用リブ未設置）　右2017年モデル（補強用リブ（矢印）設置）調査定原子数% 化合物賞金※
5.39
 100.00 D.筐体側面の放熱ヒートパイプおよびフィン（カバー）の状況図25に、筐体側面の放熱ヒートパイプとフィンの全体写真、図26に、ヒートパイプとフィン接合部の詳細写真を示す。図25中の矢印で示す通り、筐体側面に設置された放熱ヒートパイプおよびフィンには、白色の液だれ痕が認められる。当該部分を拡大した図26では、ヒートパイプ自体およびフィン自体には腐蝕がほとんど認められないものの、両者を接合するろう付け溶接部分において、溶接金属が腐蝕している様子が確認できる。以上の観察結果から、溶接金属を高耐蝕性のものに変更する必要があると考えられる。側面フィンの保護カバーには、腐蝕がほとんど認められない。しかしながら、筐体および保護カバーに施されている防鋳塗料は、全体観察の項で説明したとおり、作業中に発生する物理的な毀損に対して剥離が発生しており、本灯具の外装防錦処理としてある十分とはいえない。図25　筐体側面の放熱ヒートパイプおよびフィンの全体写真腐蝕生成物による液だれ痕を矢印で示す。 E. 筐体底面の竜源コネクターの状況図27に、筐体底面に設置された電源コネクターの詳細写真を示す。この箇所には腐蝕は認められず、保護処理は問題がないと判断された。 F. 筐体上部の灯具固定用取り付け金具図28に、筐体上部の灯具固定用取り付け金具の詳細写真を示す。この金具はステンレス鋼（SUS304）製であり、対海水腐蝕性は高くない。そのため、図28で認められるような赤錦（Feの腐蝕生成物）が発生している。ただし、この部分の腐触も大きなピッティングや欠損は認められないため、昨年度の報告書では数年程度の使用であれば問題がないことを報告した。2シーズン目となる今年度の実証試験を経た後の観察でも腐蝕の進行は認められず、1シーズン前の予測を支持する結果であった。
G.筐体背面の放熱フィン
図29に、無電解Niメッキ（メッキ厚30 μ m）を施した筐体背面の放熱フィンの詳細写真を示す。背面の放熱フィンには、白色の腐蝕生成物が付着している。その付着量は設置状態で下側（重力による腐蝕生成物懸濁液の降下による）のエッジ部分に多く、色、付着箇所及び昨年度に実施したEDS分析の結果（図30）からフィンの基材であるアルミニウムの腐蝕生成物と推察された。無電解Niメッキを施したフィンを詳細に観察すると、基材であるA1合金の腐蝕による浮きを起因とする多数の剥離を生じており、背面フィンの防錆あるいはメンテナンス時の交換を基本とする対策が必要であると考えられた。ただし、フィン基材の損傷は多くないため、数年程度の使用であれば問題にならないと考えられる。原子胶%調差が は～～  
5   考察
(1)操業試験
2017年度の実証試験は6月上旬から開始し、本試験モード54回、予備試験モード39回の合計93回実施することができた。2017年漁期のスルメイカ採補数量（2018年2月28日現在の報告、釣り以外の漁法含む、水産庁発表）は5万トンで、前年同期の5.4万トンを下回っており、過去最低レベルの水準であった。しかし、実証試験船である彰幸丸は好漁場を追って移動する操業形態であること、今漁期は夜イカ漁場が安定して形成されたことから、資源状態が操業試験に与える影響ほとんどないと考えられた。メタルハライド漁灯35灯とプラズマ漁灯32台を併用する本試験モードにおいて、実証試験船の漁獲量は、近隣（5NM以内）で操業する一般当業船の漁獲量の平均値とほぼ同水準であった。これに対し、メタルハライド漁灯48灯とプラズマ漁灯32台を併用する予備試験モードでは、近隣当業船の漁獲量平均値に対して、実証試験船の漁獲量はおよそ90%程度で、海面へ到達する放射束の量は本試験モードよりも多いにもかかわらず近隣船よりも漁獲成績が劣っていた。この減少の要因として、当業船と実証試験船の漁獲量の回帰直線の相関係数に着目すると、本試験モードが0. 39であるのに対し、予備試験モードでは-0.0009と極めて小さかったことから、予備試験モードにおける操業日毎の漁獲量のばらつきにより、回帰直線の傾きが本試験モードよりも小さくなった可能性が主に考えられる。プラズマ漁灯の漁獲性能への寄与については、今回の実証試験において、プラズマ漁灯の有無による漁獲量の比較など、直接的な検証を行っているわけではない。既往の知見によれば、2002年に実施された漁灯の点灯数と漁獲量の関係を把握する調査において、当時の小型船の自主規制上限値である180kWから120kWにメタルハライド漁灯の点灯数を減じた場合、単位努力量あたり漁獲量は、180kW点灯時を100%とした場合と比較して、 120kW点灯時には83%に減少することが明らかとなっている(海洋水産資源開発センター, 2003；平成14年度資源管理型沖合漁業推進総合調査（するめいか）報告書)。今回の本試験モード時には、メタルハライド漁灯の点灯数を約2/3に減じており、この状態でプラズマ漁灯を併用しない場合、漁獲量は全灯メタルハライド操業時と比較して、8割程度となることが予想された。実証試験では、全灯プラズマ漁灯で操業する近隣当業船の平均値と同等の漁獲成績であったことから、プラズマ漁灯はメタルハライド漁灯の消灯による海面照射能力の不足を補い、有効に作用したと考えられた。プラズマ漁灯の経済性の検証も実施した。本試験モード時の燃油消費量は１時間あたり44. 86Lで、全灯メタルハライド操業と比較して8. 66L削減されると推定された。これをもとにしてランプ交換費を含む年間のランニングコストを試算したところ、本試験モードでは全灯メタルハライド操業の場合と比較して153万円削減されると推定された。また、ランニングコストの削減によって、既存船へ32台のプラズマ漁灯を導入する場合でも設備導入費は7.1年で回収可能で、全灯プラズマ漁灯導入の場合は回収期間が更に短くなると試算された。以上の結果から、プラズマ漁灯とメタルハライド漁灯の併用によるによるイカ釣り漁法が産業的に成立することが実証された。このことは、より一層の省エネルギー化をもたらすプラズマ漁灯単独での操業が成立する可能性を示唆する結果である。プラズマ漁灯への全面的な転換を実現するためには、今回の実証試験で明らかとなった問題点を克服し、デバイスの改善を図る必要がある。
(2)耐久性の評価
昨年度、実証試験前後に配光を測定した結果、漁灯点灯時の熱による反射板の加工歪みの戻りに起因する光度ピークの上方への移動が確認された。このため、今年度は反射板の両端に補強用のリブを増設し、反射板の変形を抑制する設計とした。約半年間の実証試験前後の配光を計測したところ、配光はほとんど変化せず、改良の効果が確認された。他方、試験後の全光束は、試験前と比較して若干低下していた。昨年度の全光束の測定では、試験前31, 3581m、試験後26, 0001mで、試験後には83%まで全光束が低下していた。この要因の一つとして、ランプ発光部周辺のシリコン製モルダーが熱で気化し、ランプの石英ガラスに疑集して付着したことを昨年度の報告書にて指摘した。今年度は、この粉体を拭き取った後に実証試験に供試した結果、試験前の全光束は28, 4631mと、昨年の試験終了時よりも若干高い値でスタートし、試験後は26, 3171mと、昨年度並みとなった。実証試験後の目視確認でも反射鏡の腐蝕や損傷が認められず、超促進耐候性試験機による紫外線暴露試験を経ても反射鏡の外観に変化がなかったことから、主な光束低下の要因はランプ発光部分への付着物であると推察された。付着の程度が今後どの程度増減するかについては不明だが、使用初期の光束低下後は、定期的に発光部への付着物を除去するなどメンテナンスを施すことにより、長期間光束が維持できる可能性がある。漁灯本体の耐久性については、実証試験期間中に機能上問題となるような著しい腐蝕や破損、浸水は起こらなかった。しかし、ランプ内部の結露や、放熱フィンの腐蝕、ヒートパイプと放熱フィンの接合部の腐蝕など、長期的に耐久性に影響を及ぼしうるいくつかの事象が確認された。これらについては今後、設計や材料の変更等を引き続き検討する。
6   今後の課題
今年度の実証試験では、プラズマ漁灯によるイカ釣り漁業が成立する可能性が実証された。一方、実用段階に移行するまでに解決すべき課題も複数明らかとなった。実証試験ではメタルハライド漁灯の部分的な換装にとどまったが、さらなる省エネルギー化のためには、すべての漁灯をプラズマ漁灯に換装することが望ましい。全灯プラズマ化した場合、搭載される漁灯の数は95台と、現状の3倍近く搭載されるため、復原性を損なわない取り付け方法を検討する必要がある。また、軽量化のみならず、腐蝕や結露対策、コストダウンを考慮した漁灯本体の設計変更が必要である。