Thứ Sáu, 2 tháng 10, 2015
Cá da trơn
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình
khoa học nào khác.
Tác giả luận văn
Cao Xuân Dũng
ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Nuôi trồng Thủy sản, Phòng
đào tạo Đại học và Sau Đại học trường Đại học Nha Trang, Ban Giám hiệu trường
Cao Đẳng Thủy sản, Ban Quản lý Dự án Hợp phần Hỗ trợ phát triển nuôi trồng thủy
sản bền vững (SUDA) đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi được học tập và nghiên cứu
chuyên môn.
Đề tài khó có thể thực hiện được nếu thiếu sự hướng dẫn tận tình và khoa học
của PGS. TS Nguyễn Đình mão, cho phép tôi được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới sự
giúp đỡ quý báu đó.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Khoa học và Hợp tác Quốc tế,
Phòng thí nghiệm, Trại thực nghiệm Nuôi trồng Thủy sản nước ngọt trường Cao
đẳng Thủy sản - Từ Sơn - Bắc Ninh; Phòng công nghệ tế bào động vật - Trung tâm
nghiên cứu khoa học sự sống - Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên đã tạo điều
kiện cho tôi thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn T.S Thái Thanh Bình đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và
đóng góp ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn.
Sau cùng, lời cảm ơn xin được gửi tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp, các anh chị
học viên lớp Cao học nuôi trồng thủy sản 2009 đã động viên và giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Nha Trang, tháng 10 năm 2010
Cao Xuân Dũng
iii
MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các bảng v
Danh mục các hình vi
Danh mục ký hiệu và chữ viết tắt viii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG LUẬN 3
1.1 Tổng quan về bộ cá da trơn 3
1.1.1 Phân loại 4
1.1.2 Tiến hóa 5
1.1.3 Phân bố và môi trường sống 6
1.1.4 Đặc trưng hình thái ngoài 7
1.1.5 Kích thước 9
1.1.6 Đặc trưng giải phẫu trong 10
1.1.7 Tình hình nuôi cá da trơn 11
1.2 Vài nét về đối tượng nghiên cứu 12
1.2.1 Vị trí phân loại 12
1.2.2 Phân bố, môi trường sống và hiện trạng nguồn lợi 13
1.2.3 Sinh trưởng 13
1.2.4 Dinh dưỡng 14
1.2.5 Sinh sản 14
1.2.6 Khai thác 14
1.3 Một vài nghiên cứu về cá ngạnh trên thế giới 15
1.3.1 Nghiên cứu về đặc điểm hình thái 15
1.3.2 Các nghiên cứu về tên loài trong giống cá ngạnh 16
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 19
iv
2.2 Đối tượng nghiên cứu 19
2.3 Phương pháp nghiên cứu 19
2.4 Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học sinh sản 20
2.4.1 Tuổi và kích thước thành thục ngoài tự nhiên 20
2.4.2 Mùa vụ sinh sản 20
2.4.3 Xác định hệ số thành thục 21
2.4.4 Nghiên cứu sự biến đổi tuyến sinh dục cá ngạnh
qua các tháng nghiên cứu 21
2.4.5 Xác định sức sinh sản của cá 25
2.4.6 Đặc điểm dinh dưỡng 25
2.5 Phương pháp xử lý số liệu 26
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27
3.1 Một số đặc điểm dinh dưỡng và sinh trưởng của cá ngạnh 27
3.1.1 Thành phần thức ăn trong ống tiêu hóa 27
3.1.2 Độ no 28
3.1.3 Mối tương quan giữa chiều dài và trọng lượng 28
3.2 Hình thái và các giai đoạn phát triển của tuyến sinh dục 30
3.2.1 Hình thái ngoài cơ quan sinh dục 30
3.2.2. Cấu tạo tuyến sinh dục 31
3.2.3 Các giai đoạn phát triển của buồng trứng 32
3.2.4 Các giai đoạn phát triển của tinh sào 35
3.3 Tuổi và kích thước thành thục 37
3.4 Mùa vụ sinh sản 40
3.4.1 Sự phát triển của tuyến sinh dục theo thời gian 40
3.4.2 Biến thiên hệ số thành thục theo thời gian 41
3.4.3 Biến thiên độ béo 43
3.5 Sức sinh sản 44
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO 49
PHỤ LỤC
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Tần số xuất hiện các loại thức ăn 27
Bảng 3.2: Độ no của cá ngạnh 28
Bảng 3.3: Giá trị tương quan giữa chiều dài và trọng lượng theo nhóm kích thước
của cá ngạnh (n = 91) 29
Bảng 3.4: Tỷ lệ các giai đoạn phát triển tuyến sinh dục cá ngạnh 38
Bảng 3.5: Tương quan thành thục sinh dục theo nhóm kích thước của cá cái 39
Bảng 3.6: Tương quan thành thục sinh dục theo nhóm kích thước của cá đực 39
Bảng 3.7: Sự phát triển của tuyến sinh dục theo thời gian 40
Bảng 3.8: Hệ số thành thục trung bình qua các tháng nghiên cứu 41
Bảng 3.9: Biến thiên độ béo của cá ngạnh 43
Bảng 3.10: Sức sinh sản của cá ngạnh theo các nhóm kích thước khác nhau 45
Bảng 3.11: So sánh sức sinh sản của cá ngạnh với các loài trong bộ cá da trơn 46
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Cá trê Mỹ (Ictalurus punctatus) có 4 cặp râu. 8
Hình 1.2: Tấm giáp bảo vệ ở Corydoras semiaquilus 8
Hình 1.3: Cú chích từ cá ngát sọc (Plotosus lineatus) có thể gây tử vong 8
Hình 1.4: Cá ngạnh Cranoglanis henrici 12
Hình 1.5: A - mặt trái mấu lồi của Cranoglanis henrici, 143,3 mm SL; B - mặt trái
mấu lồi của C. bouderius, 146,0 mm SL 18
Hình 1.6: Nhìn mặt dưới đầu. A- Cranoglanis henrici, 197,8 mm SL;
B - C. multiradiatus, 187,6 mm SL 18
Hình 2.1: Sơ đồ khối nghiên cứu một số đặc điểm sinh học sinh sản 19
Hình 3.1: Đồ thị mối tương quan giữa chiều dài và trọng lượng 29
Hình 3.2: Cá ngạnh đực 30
Hình 3.3: Cá ngạnh cái 30
Hình 3.4: Cá ngạnh cái đang mang trứng 31
Hình 3.5: Buồng trứng cá ngạnh cái 31
Hình 3.6: Cá ngạnh đực mang tinh sào 32
Hình 3.7: Tinh sào cá ngạnh đực 32
Hình 3.8: Buồng trứng giai đoạn II 33
Hình 3.9: Tiêu bản buồng trứng GĐ II 33
Hình 3.10: Buồng trứng giai đoạn III 33
Hình 3.11: Tiêu bản buồng trứng GĐ III 33
Hình 3.12: Buồng trứng giai đoạn IV 34
Hình 3.13: Tiêu bản buồng trứng GĐ IV 34
Hình 3.14: Buồng trứng giai đoạn V 35
Hình 3.15: Tiêu bản buồng trứng GĐ V 35
Hình 3.16: Tinh sào giai đoạn II 36
Hình 3.17: Tinh sào giai đoạn III 36
Hình 3.18: Tinh sào giai đoạn IV 36
vii
Hình 3.19: Tinh sào giai đoạn V 36
Hình 3.20: Kích thước thành thục lần đầu của cá ngạnh cái 39
Hình 3.21: Kích thước thành thục lần đầu của cá ngạnh đực 39
Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên tỷ lệ thành thục 41
Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên hệ số thành thục của cá ngạnh cái 42
Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên hệ số thành thục cá ngạnh đực 42
Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn biến thiên độ béo của cá ngạnh 44
viii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ACSI : All Catfish Species Inventory
BW : Khối lượng toàn thân cá
Ctv : Cộng tác viên
ĐBSCL : Đồng bằng Sông Cửu Long
GĐ : Giai đoạn
GW : Khối lượng tuyến sinh dục
K : Hệ số thành thục
MBHC : Mùn bã hữu cơ
Q : Độ béo Fulton
Q
o
: Độ béo Clark
SL : Chiều dài toàn thân từ mút mõm đến hết phần thùy đuôi
SSS : Sức sinh sản
STT : Số thứ tự
TB : Trung bình
TL : Chiều dài toàn thân
Wo : Khối lượng cá bỏ nội quan
1
MỞ ĐẦU
Cá ngạnh Cranoglanis henrici (Vaillant, 1893) là loài cá phân bố trong tự nhiên
có giá trị kinh tế cao. Thịt cá ngạnh mềm, ít xương dăm, ăn rất ngon, được coi là
loài cá đặc sản nước ngọt.
Cá ngạnh thuộc nhóm ăn tạp, thức ăn là các động vật không xương sống, côn
trùng, cá con và cả động vật có xương sống. Cá ngạnh thành thục ở tuổi 2
+
. Mùa
sinh sản vào tháng 4 - 6. Cá đẻ ven bờ, hạ lưu các sông lớn. Cá bố mẹ có tập tính
bảo vệ trứng và cá bột.
Trên thế giới, cá ngạnh phân bố ở Thái Lan, Philippin, Inđônêxia, Trung Quốc,
Việt Nam. Ở Việt Nam thường gặp ở nơi nước chảy êm, cá sống trong tầng đáy và
tầng nước giữa các hệ thống sông từ miền Bắc đến Nam Trung Bộ, không gặp ở
Nam Bộ.
Trước đây, sản lượng cá đánh bắt tự nhiên tương đối lớn. Tuy nhiên, trong những
năm gần đây do ảnh hưởng của điều kiện môi trường bị suy thoái như nạn phá rừng,
đắp đập, đào đãi vàng ở lòng sông, nhưng chủ yếu là do khai thác quá mức bằng
những phương tiện huỷ diệt như dùng xung điện, thuốc nổ, chất độc, ruốc cá và
những phương tiện khai thác khác nên sản lượng cá ngạnh đã giảm sút nghiêm
trọng. Hiện tại, cá ngạnh được xếp vào mức đe dọa bậc V (Vulnerable), cần phải
bảo vệ gấp.
Trước thực trạng suy giảm nguồn lợi tự nhiên, được sự đồng ý của Khoa Nuôi
trồng thủy sản, trường Đại học Nha Trang, tôi đã thực hiện để tài: “Nghiên cứu
một số đặc điểm sinh học sinh sản của cá ngạnh (Cranoglanis henrici Vaillant,
1893)”, làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu sinh sản nhân tạo, tạo con giống
để gia hóa trong điều kiện nuôi, làm phong phú thêm cơ cấu loài cá nuôi và giảm áp
lực khai thác cá tự nhiên. Đây được coi là biện pháp hữu hiệu nhất trong công tác
bảo tồn loài cá này thoát khỏi nguy cơ tuyệt chủng.
2
Ý nghĩa của đề tài:
Ý nghĩa khoa học
Là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về đặc điểm sinh học sinh sản của cá ngạnh
Cranoglanis henrici, làm tiền đề cho nghiên cứu sinh sản nhân tạo loài cá này.
Ý nghĩa thực tiễn
+ Góp phần bảo tồn loài cá này trước nguy cơ tuyệt chủng.
+ Tạo tiền đề cho nghiên cứu sản xuất giống, phục vụ cho nghề nuôi loài cá này
trong tương lai.
Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu nhằm thu được các dẫn liệu bước đầu về đặc
điểm sinh học sinh sản, góp phần phát triển và bảo tồn loài cá ngạnh (Cranoglanis
henrici).
Nội dung nghiên cứu:
+ Xác định tuổi và kích thước thành thục.
+ Sự phát triển của tuyến sinh dục.
+ Xác định hệ số thành thục, mùa vụ sinh sản .
+ Xác định sức sinh sản của cá.
+ Một số đặc điểm dinh dưỡng và sinh trưởng.
3
CHƯƠNG 1
TỔNG LUẬN
1.1 Tổng quan về bộ cá da trơn
Giới: Animalia
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Trên bộ: Ostariophysi
Bộ:
Siluriformes
Bộ Cá da trơn hay bộ Cá nheo (danh pháp khoa học: Siluriformes) là một bộ cá
rất đa dạng trong nhóm cá xương. Các loài cá trong bộ này dao động khá mạnh về
kích thước và cách thức sinh sống, từ loài nặng nhất là cá tra dầu (Pangasius gigas)
ở Đông Nam Á tới loài dài nhất là cá nheo châu Âu (Silurus glanis) của đại lục Á -
Âu, hay những loài chỉ ăn xác các sinh vật chết ở lớp nước đáy, hay các loài cá ký
sinh nhỏ bé như Vandellia cirrhosa. Có loài có tấm xương bảo vệ, cũng có loài
không có tấm xương bảo vệ, nhưng tất cả chúng đều không có vảy. Không phải loài
cá da trơn nào cũng có râu, các đặc trưng để xác định bộ Siluriformes trên thực tế là
các đặc điểm chung của hộp sọ và bong bóng. Bộ cá này có tầm quan trọng kinh tế
đáng kể, nhiều loài được nuôi ở quy mô lớn để cung cấp thực phẩm, một vài loài
được nuôi thả phục vụ cho việc giải trí. Nhiều loài cá nhỏ, cụ thể là các loài trong
giống Corydoras, được nuôi làm cảnh trong các bể cá [3].
Cá da trơn được nuôi phổ biến ở nhiều nước trên thế giới và trở thành một nguồn
thủy sản quan trọng trong công nghiệp thực phẩm, được chế biến và tiêu thụ rộng
rãi trên toàn cầu. Tại Hoa Kỳ, loài catfish (cá mèo hay cá trê Mỹ) thuộc họ
Ictaluridae của bộ cá da trơn được nuôi với quy mô công nghiệp. Các chủ trại nuôi
cá catfish đã thành lập một hiệp hội nghề nghiệp nuôi cá catfish để truyền bá, trao
đổi kinh nghiệm nuôi loài cá này và bảo vệ quyền lợi cho các thành viên trong
4
trường hợp gặp phải sự cạnh tranh không lành mạnh trên thị trường. Cũng trong
cuộc cạnh tranh này, đã có thời kỳ các loài cá tra (Pangasius hypophthalmus) và cá
ba sa (Pangasius bocourti) của Nam Bộ, mặc dù thuộc họ Pangasiidae (tiếng Anh
gọi là shark catfish) cũng trong bộ cá da trơn nhưng vẫn bị cho là thuộc họ cá trê
(Clariidae) và cho tới nay tại thị trường Mỹ vẫn không được dán nhãn là catfish và
áp dụng thuế chống phá giá lên các loài cá nhập khẩu này [3].
Ở Việt Nam có nhiều loài thuộc bộ cá da trơn như cá trê, cá nheo, cá bông lau, cá
ba sa, cá tra, cá lăng, cá ngạnh… đại đa số chúng sinh sống tự nhiên trong các ao,
đầm, sông, hồ. Chỉ đến gần đây, khi nhu cầu tiêu thụ loài cá này dưới dạng thực
phẩm tăng lên một cách đột biến, một số loài cá thuộc bộ này bắt đầu được các chủ
trại nuôi cá ở Việt Nam đưa vào nuôi, mặc dù với quy mô không lớn [3].
1.1.1 Phân loại
Cá da trơn thuộc về trên bộ Ostariophysi, bao gồm các bộ khác như
Cypriniformes, Characiformes, Gonorynchiformes và Gymnotiformes, với đặc
trưng chung của trên bộ này là sự hiện diện của bộ máy Weber - một kết cấu nối
bàng quang với bộ phận thu âm của cá. Một số tác giả đặt bộ Gymnotiformes như
một phân bộ của Siluriformes, tuy nhiên điều này ít được chấp nhận. Hiện tại, người
ta cho rằng bộ Siluriformes là nhóm có quan hệ gần gũi với bộ Gymnotiformes, mặc
dù điều này gây tranh cãi do các kết quả từ nghiên cứu phân tử gần đây. Tại thời
điểm năm 2007, người ta công nhận khoảng 36 họ cá da trơn với khoảng 3.023 loài
còn tồn tại đã được miêu tả. Điều này làm cho bộ cá da trơn trở thành nhóm động
vật có xương sống đứng hàng thứ 2/3 về sự đa dạng [3].
Phân loại của bộ cá da trơn thay đổi rất nhanh. Trong một bài báo năm 2007,
Horabagrus, Phreatobius và Conorhynchos không được phân loại trong bất kỳ họ
cá da trơn nào. Cũng có một số bất đồng về địa vị họ của một số nhóm; chẳng hạn,
Nelson (2006) liệt kê Auchenoglanididae và Heteropneustidae như là các họ riêng
biệt, nhưng All Catfish Species Inventory (ACSI) lại đưa chúng vào các họ khác.
Ngoài ra, FishBase và ITIS liệt kê Parakysidae như một họ riêng, trong khi nhóm
này lại được cả Nelson (2006) và ACSI gộp vào trong họ Akysidae. Nhiều nguồn
5
khác không liệt kê họ mới sửa đổi gần đây là Anchariidae. Họ Horabagridae, bao
gồm Horabagrus, Pseudeutropius và Platytropius, cũng không được một số tác giả
liệt kê nhưng lại được những người khác coi là một nhóm thật sự. Vì thế, số lượng
các họ là không đồng nhất giữa các tác giả. Số lượng loài cũng luôn luôn thay đổi vì
các nghiên cứu trong phân loại cũng như từ sự miêu tả các loài mới. Nhưng có lẽ,
kiến thức chung về cá da trơn có thể sẽ được tăng lên trong những năm tới nhờ các
công trình của ACSI [3].
Tần suất miêu tả các loài cá da trơn mới là rất cao. Trong giai đoạn 2003 - 2005,
trên 100 loài đã được đặt tên, một tốc độ cao gấp 3 lần so với thế kỷ vừa qua. Tháng
6 - 2005, các nhà khoa học đã đặt tên cho một họ cá da trơn mới là Lacantuniidae, là
họ cá mới thứ ba trong vòng 70 năm qua (hai họ kia là cá vây tay (Latimeriidae)
năm 1938 và cá mập miệng to (Megachasmidae) năm 1983). Loài mới trong họ
Lacantuniidae, Lacantunia enigmatica, đã được tìm thấy tại khu vực sông Lacantun
ở Chiapas, Mexico [3].
1.1.2 Tiến hóa
Một loạt các hóa thạch cá da trơn đã được biết đến. Cá da trơn thông thường có bộ
xương lớn và nặng, có xu hướng dễ hóa thạch hóa và tạo ra các sỏi thính giác tương
đối lớn. Vì thế, một lượng lớn các loài cá da trơn đã được đặt tên từ các hóa thạch bộ
xương toàn bộ hay một phần hoặc từ các sỏi thính giác, trong đó 19 chi và 72 loài chỉ
dựa hoàn toàn vào các tàn tích hóa thạch. Có hai họ đã hóa thạch là Andinichthyidae
từ tầng Maastricht tới thế Paleocen, và Hypsidoridae từ giữa thế Eocen [3].
Cá da trơn đã biết sớm nhất có từ cuối tầng Campania đến đầu tầng Maastricht ở
Argentina. Các hóa thạch cá da trơn được tìm thấy ở mọi châu lục, ngoại trừ
Australia. Các hóa thạch với niên đại khoảng thế Eocen đã được phát hiện tại đảo
Seymour ở châu Nam Cực.
Người ta tin rằng các nhánh của cá da trơn đã phân tỏa từ một tổ tiên chung trong
một thời gian tương đối ngắn. Trung tâm nguồn gốc cá da trơn có lẽ là Nam Mỹ.
Tại khu vực này, cá da trơn có sự đa dạng cao nhất về loài. Ngoài ra, hai trong số
các họ cá da trơn nguyên thủy nhất, là họ Hypsidoridae đã tuyệt chủng và
6
Diplomystidae được tìm thấy tương ứng ở các rìa bắc và nam của khu vực phân bố
này. Các họ cá da trơn tại châu Phi là tương đối nguyên thủy. Mặc dù bộ
Siluriformes và bộ Gymnotiformes thường được coi là hai nhóm có quan hệ gần
gũi, nhưng chứng cứ phân tử gần đây lại chỉ ra rằng chúng có nguồn gốc độc lập.
Các loài cá da trơn tại Australia là các loài từ các họ có thể sống được trong môi
trường nước mặn, chúng có thể đã di chuyển tới khu vực này thông qua môi trường
biển và sau đó lại chuyển sang kiểu sống trong môi trường nước ngọt [3].
Cá da trơn có thể đã phổ biến từ châu Phi sang châu Á vào cuối kỷ Jura nếu
chúng có thể đến được đó. Trong kỷ Phấn Trắng, vết nứt giữa châu Phi và Nam Mỹ
có thể đang được hình thành và điều này có thể giải thích cho các trái ngược trong
các họ giữa hai châu lục. Phần lớn cá da trơn nước ngọt của hai châu lục này dường
như hoàn toàn không có quan hệ họ hàng gì. Sự tương đối ít đa dạng của chúng ở
châu Phi có thể giải thích tại sao một vài họ cá da trơn nguyên thủy lại cùng tồn tại
với chúng trong khi chúng lại không có ở Nam Mỹ, trong đó các dạng cá da trơn
nguyên thủy hơn có thể đã bị tuyệt chủng. Thời gian sớm nhất mà cá da trơn phổ
biến tới Trung Mỹ là vào cuối thế Miocen [3].
1.1.3 Phân bố và môi trường sống
Các loài cá da trơn sinh sống trong các vùng nước nội địa hay ven biển của mọi
châu lục, ngoại trừ châu Nam Cực, nhưng chúng có lẽ đã từng sinh sống trong mọi
châu lục vào khoảng thời gian này hay khoảng thời gian khác. Cá da trơn là nhóm
cá đa dạng nhất tại khu vực nhiệt đới Nam Mỹ, châu Phi và châu Á. Trên một nửa
số loài cá da trơn sinh sống tại châu Mỹ, chúng là các loài cá thuộc trên bộ
Ostariophysi đã di cư vào môi trường sống nước ngọt ở Madagascar, Australia và
New Guinea [3].
Cá da trơn chủ yếu được tìm thấy tại các môi trường sống nước ngọt, trong các
vùng nước nông và có sự lưu thông (nước chảy). Các đại diện của ít nhất 8 họ là các
loài sinh sống ngầm dưới đất với 3 họ có khả năng sinh sống trong các hang hốc. Vì
thế, cá da trơn là một trong những nhóm cá thành công nhất trong việc chiếm lĩnh
7
các hang hốc. Nhiều loài từ các họ Ariidae và Plotosidae, cùng vài loài từ các họ
Aspredinidae và Bagridae có thể sinh sống tốt trong môi trường biển [3].
Tại Việt Nam, có thể tìm thấy cá lăng Hemibagrus elongatus, cá chiên Bagarius
bagarius, cá ngạnh Cranoglanis henrici ở các sông đồng bằng miền Bắc như sông
Lô, sông Hồng, sông Thao, sông Đà, sông Mã, sông Lam. Miền Nam thì có cá chiên
sông Bagarius yarrelli, cá lăng nha Mystus nemurus, cá tra dầu Pangasianodon
gigas, cá trèn bầu Ompok bimaculatus được thấy tại các sông rạch như sông Đồng
Nai, sông Sài Gòn và hạ lưu sông Cửu Long, vùng Tiền Giang, Hậu Giang [3].
1.1.4 Đặc trưng hình thái ngoài
Phần lớn cá da trơn có các đặc điểm thích nghi với cuộc sống ở tầng đáy. Nói
chung, chúng có sức nổi âm, nghĩa là chúng thường sống chìm hơn là sống nổi do
bong bóng bị suy giảm, đầu nhiều xương và nặng. Cá da trơn có hình dạng phần
thân không đồng nhất, nhưng phần lớn có thân hình trụ với bụng hơi phẳng để thích
hợp với việc kiếm ăn ở tầng đáy.
Đầu bẹp có thể cho phép chúng đào bới trong tầng đất bùn, cũng như phục vụ
trong vai trò tạo sức nâng giống như ở tàu ngầm. Phần lớn phần miệng có thể mở to
và không có răng cửa, cá da trơn nói chung ăn uống theo kiểu bú mút hay nuốt hơn
là theo kiểu cắn xé con mồi. Tuy nhiên một vài họ, chẳng hạn Loricariidae và
Astroblepidae, có miệng kiểu giác mút hướng xuống dưới, cho phép chúng bám
chắc vào các vật thể trong dòng nước chảy nhanh. Cá da trơn cũng có hàm trên bị
suy giảm để hỗ trợ râu, điều này có nghĩa là chúng không thể thò miệng ra như ở
các loài cá khác, chẳng hạn như ở cá chép [3].
Cá da trơn có thể có tới 4 cặp râu: ở mũi, hàm trên (hai bên miệng), và 2 cặp râu
cằm, mặc dù ở các loài khác nhau thì các cặp râu có thể không có. Do râu quan
trọng hơn trong việc tìm kiếm thức ăn nên mắt của chúng nhìn chung là nhỏ. Giống
như ở các nhóm cá khác trong siêu bộ Ostariophysi, chúng có cơ quan Weber phát
triển khá tốt và bong bóng suy giảm để cho phép chúng cải thiện thính giác cũng
như để tạo ra âm thanh [3].
8
Hình 1.1: Cá trê Mỹ (Ictalurus
punctatus) có 4 cặp râu
Hình 1.2: Tấm giáp bảo vệ ở Corydoras
semiaquilus
Hình 1.3: Cú chích từ cá ngát sọc (Plotosus lineatus) có thể gây tử vong
Cá da trơn không có vảy, thân của chúng thường trần trụi. Ở một số loài, lớp da
phủ chất nhầy được sử dụng trong hô hấp, chúng trao đổi khí thông qua lớp da đó.
Ở một số loài cá da trơn khác, da che phủ các tấm giáp bảo vệ giống như mai (hình
1.5); một dạng bảo vệ cơ thể đã tiến hóa trong phạm vi bộ này. Ở siêu họ
Loricarioidea và giống Sisor, lớp giáp bảo vệ chủ yếu được cấu thành từ một hay
nhiều hàng chứa các tấm hạ bì tự do. Các tấm giáp bảo vệ tương tự cũng thấy có ở
các cá thể lớn của giống Lithodoras, các tấm này có thể được hỗ trợ bằng các chồi
cột sống, như ở họ Scoloplacidae và giống Sisor, nhưng các chồi này không bao giờ
hợp nhất vào các tấm giáp hay tạo ra bất kỳ một lớp giáp bảo vệ ngoài nào. Ngược
lại, ở phân họ Doumeinae (họ Amphiliidae) và ở phân họ Hoplomyzontinae (họ
Aspredinidae), thì lớp giáp được hình thành bằng cách mở rộng các chồi cột sống để
tạo ra các tấm giáp đó. Cuối cùng, tấm giáp bên của Doradidae, Sisor,
Hoplomyzontinae gồm có các xương nhỏ thể trắc tuyến nở to với các phiến mỏng ở
lưng và bụng [3].
9
Tất cả các loài cá da trơn, ngoại trừ họ Malapteruridae (cá trê điện), đều có ngạnh
(tia giống như gai to, rỗng và xương hóa) ở vây lưng và vây ngực. Khi phòng thủ,
các ngạnh này có thể khóa vào vị trí sao cho chúng có thể chọc ra ngoài và có thể
gây ra những vết thương nghiêm trọng cho kẻ thù. Ở một số loài có thể sử dụng các
ngạnh này để phóng ra các protein gây buốt nếu cá bị kích động. Nọc được sản xuất
ra từ các tế bào có tuyến trong lớp mô biểu bì che phủ các ngạnh. Ở các thành viên
của họ Plotosidae và giống Heteropneustes, protein của nọc là đủ mạnh để gây ra
những vết thương nghỉêm trọng cho con người khi bị chúng chích; nọc cá ngát sọc
(Plotosus lineatus) có thể gây ra tử vong (hình 1.6) [3].
Cá da trơn con cũng giống như ở phần lớn các loài cá khác có đầu, mắt và các
vây phía sau tương đối to hơn khi so sánh với các bộ phận tương ứng ở các cá thể
đã trưởng thành. Đối với phần lớn các loài cá da trơn, các đặc điểm dùng để nhận
dạng loài như vị trí của miệng và vây, hình dạng vây, độ dài các râu chỉ có sự khác
biệt rất nhỏ giữa cá con và cá trưởng thành.
Đối với nhiều loài, kiểu màu da cũng tương tự ở cả cá con lẫn cá trưởng thành.
Vì thế cá con phát triển dần lên để thành cá trưởng thành mà không có các chuyển
hóa khác biệt nào khác. Ngoại lệ với điều này là ở các loài cá da trơn trong họ cá úc
(Ariidae), trong đó cá bột mới sinh ra giữ túi noãn hoàng cho đến giai đoạn cá con,
và nhiều loài trong họ Pimelodidae, trong đó cá có các râu thon dài và các sợi vây
hay kiểu màu da [3].
Dị hình giới tính có ở khoảng một nửa trong số các họ cá da trơn. Sự biến đổi của
vây hậu môn thành dương cụ (cơ quan thụ tinh của con đực ở các loài thụ tinh
trong) cũng như các cấu trúc phụ trợ của cơ quan sinh sản (ở cả các loài thụ tinh
trong và thụ tinh ngoài) đã được miêu tả ở các loài thuộc 11 họ khác nhau [3].
1.1.5 Kích thước
Cá da trơn là bộ cá có sự biến thiên lớn nhất về kích thước trong nhóm cá xương.
Nhiều loài của bộ này có kích thước tối đa nhỏ hơn 12 cm. Một vài loài nhỏ nhất
trong các họ Aspredinidae và Trichomycteridae đạt đến giai đoạn thành thục khi chỉ
dài 10 mm [3].
10
Cá nheo châu Âu (Silurus glanis), cùng với họ hàng nhỏ bé hơn nhiều của nó là
cá nheo Aristotle (Silurus aristotelis) tìm thấy ở Hy Lạp là những loài bản địa duy
nhất của châu Âu. Các ghi chép đã chỉ ra kích thước kinh ngạc của cá nheo châu Âu
trung bình khoảng 1,2 - 1,6 m, còn cá có kích thước dài trên 2 m thì rất hiếm. Con
to nhất đã ghi nhận được dài trên 2,5 m và đôi khi nặng trên 100 kg [3].
Cá trê Mỹ (Ictalurus furcatus) đánh bắt được tại sông Mississippi ngày 22 tháng
5 năm 2005 cân nặng 56,25 kg, cá trê đầu bẹt (Pylodictis olivaris) đánh bắt được tại
Independence, Kansas cân nặng 56 kg. Tuy nhiên, tất cả các số liệu này đều thua xa
kỷ lục của con cá tra dầu (Pangasius gigas) đánh bắt được tại miền bắc Thái Lan
ngày 1 tháng 5 năm 2005 và được thông báo với báo chí khoảng gần 2 tháng sau,
với khối lượng 293 kg. Đây là con cá tra to và nặng nhất đã đánh bắt được, nhưng
chỉ tính từ khi Thái Lan bắt đầu duy trì việc ghi chép vào năm 1981 [3].
1.1.6 Đặc trưng giải phẫu trong
Ở nhiều loài cá da trơn, chồi xương cánh tay là chồi xương kéo dài về phía sau từ
đai vai, ngay phía trên phần gốc của vây ngực, nằm dưới lớp da [3].
Võng mạc của cá da trơn bao gồm các tế bào nón và các tế bào que lớn. Nhiều
loài cá da trơn có lớp phản quang trong võng mạc giúp chúng tăng cường tiếp nhận
ánh sáng và tăng độ nhạy cảm với cường độ chiếu sáng yếu. Các tế bào nón kép có
ở phần lớn các loài cá xương, nhưng lại không có ở cá da trơn [3].
Cấu tạo của tinh hoàn không giống nhau ở các loài cá da trơn, nhưng phần lớn
chúng có tinh hoàn với các tua, bao gồm các họ Ictaluridae, Claridae,
Auchenipteridae, Doradidae, Pimelodidae và Pseudopimelodidae. Trong tinh hoàn
của một vài loài trong bộ Siluriformes, các cơ quan và cấu trúc như khu vực đầu
sinh tinh và khu vực đuôi kích thích tiết tinh dịch đã được quan sát thấy, bên cạnh
sự hiện diện của các bọng sinh tinh trong phần đuôi tinh hoàn. Tổng số tua và độ dài
của chúng là khác nhau ở các vị trí đầu, đuôi tinh hoàn giữa các loài. Các tua ở phần
đuôi tinh hoàn có thể là các ống nhỏ, trong đó các khoang được chứa đầy bằng tinh
dịch và tinh trùng. Nang tinh hoàn được hình thành từ sự mở rộng tế bào chất của
các tế bào Sertoli, sự giải phóng tinh trùng xảy ra khi phá vỡ thành của túi bao [3].
11
Sự có mặt của các bọng sinh tinh, mặc dù có sự biến thiên trong kích thước, hình
thái tổng thể và chức năng giữa các loài, nhưng nó không liên quan tới phương pháp
thụ tinh. Thông thường chúng tạo thành các cặp, nhiều khoang và kết nối với ống
dẫn tinh, đóng vai trò của các tuyến và lưu trữ. Các chất tiết ra từ bọng sinh tinh có
thể bao gồm các steroit và các glucuronit dạng steroit, với các chức năng hormon và
pheromon, nhưng dường như nó chủ yếu bao gồm các mucoprotein, các axít
mucopolysaccarit và các photpholipit [3].
Buồng trứng của cá da trơn có thể là một trong hai kiểu: buồng trứng trần hay buồng
trứng bao. Ở kiểu đầu tiên, các noãn bào được giải phóng trực tiếp vào khoang bụng và
sau đó được phóng ra. Ở kiểu thứ hai, các noãn bào được chuyên chở ra ngoài thông
qua vòi trứng. Nhiều loài cá da trơn có kiểu buồng trứng bao, như Pseudoplatystoma
corruscans, P. fasciatum, Lophiosilurus alexandri, Loricaria lentiginosa [3].
1.1.7 Tình hình nuôi cá da trơn
Cá da trơn dễ dàng nuôi trong khu vực có khí hậu ấm áp, làm cho giá thành sản
phẩm không cao mà vẫn đảm bảo chất lượng của sản phẩm. Các loài trong họ
Ictaluridae được nuôi tại Bắc Mỹ (đặc biệt là khu vực Deep South, với Mississippi
là bang sản xuất lớn nhất của Hoa Kỳ). Chỉ riêng loài Ictalurus punctatus đã đưa lại
sản lượng đạt trị giá 450 triệu USD/năm cho công nghiệp nuôi trồng thủy sản [3].
Tại châu Á, nhiều loài cá da trơn là nguồn cung cấp thực phẩm quan trọng. Một
vài loài cá trê (họ Clariidae) và cá tra (họ Pangasiidae) được nuôi nhiều tại châu Phi
và châu Á. Xuất khẩu cá ba sa (Pangasius bocourti) từ miền nam Việt Nam, đã gặp
phải áp lực từ ngành công nghiệp cá da trơn của Hoa Kỳ. Năm 2003, Quốc hội Hoa
Kỳ đã thông qua một đạo luật ngăn không cho cá da trơn nhập khẩu được dán nhãn
là catfish (chỉ chung các loài cá da trơn). Kết quả là hiện nay các nhà xuất khẩu cá
ba sa Việt Nam dán nhãn sản phẩm để bày bán tại Hoa Kỳ là "basa fish" [3].
Việc buôn bán cá da trơn làm cá cảnh cũng đang gia tăng, với hàng trăm loài,
như các loài của giống Corydoras và họ Loricariidae là các thành phần phổ biến
trong nhiều bể cá cảnh. Các loài cá da trơn khác cũng hay được tìm thấy trong các
bể cảnh là các loài của họ Aspredinidae, Doradidae, Pimelodidae.
12
1.2 Vài nét về đối tượng nghiên cứu
1.2.1 Vị trí phân loại
Hình 1.4: Cá ngạnh Cranoglanis henrici
Ngành động vật có dây sống: Chordata
Lớp cá vây tia: Actinopterygii
Bộ cá Nheo: Siluriformes
Họ cá da trần nước ngọt: Bagridae
Giống cá ngạnh: Cranoglanis
Loài: Cranoglanis henrici Vaillant, 1893
Tên tiếng anh: Cranoglanidid catfish
Tên đồng vật [8]:
Anopleutropius henrici Vaillant, 1893 [8], [25].
Pseudotropichthys multiradiatus Koller, 1927 [29].
Cranoglanis multiradiatus Myers, 1931 [31].
Cranoglanis sinensis (non Peters, 1880) [4], [21], [34].
Cranoglanis bouderius multiradiatus [23].
Craniglanis henrici [25], [32].
Tên địa phương:
Cá ngạnh (cá lớn), cá hau (cá nhỏ), cá hau mùn, cá hau trung hoa (tên Việt), Papé
(tên Thái) [8].
13
1.2.2 Phân bố, môi trường sống và hiện trạng nguồn lợi
Phân bố
- Trên thế giới có 15 giống thuộc họ cá da trần nước ngọt (Bagridae), phân
bố chủ yếu ở sông ngòi Châu Á, Châu Phi, một số loài sống được ở nước lợ. Thuộc
họ này, ở Việt Nam có 4 giống: giống cá ngạnh (Cranoglanis), giống cá đủng đeng
(Liobagrus), giống cá lăng (Hemibagrus) và giống cá bò (Pseudobagrus) [5].
- Trên thế giới cá ngạnh Cranoglanis henrici phân bố ở Thái Lan, Philippin,
Inđônêxia, Trung Quốc (đảo Hải Nam, Quảng Đông, Quảng tây, Vân Nam) và Việt
Nam [4], [8], [24], [25].
- Ở Việt Nam gặp ở tất cả các hệ thống sông từ miền Bắc đến miền Nam
Trung Bộ, không gặp loại này ở Miền Nam. Giới hạn thấp nhất về phía Nam biết
được của loài cá này là sông Trà Khúc, Quảng Ngãi (Nguyễn Hữu Dực, 1997) [8].
Môi trường sống: Cá ngạnh là loài đặc trưng cho khu hệ cá các tỉnh Nam
Trung Quốc và Bắc Việt Nam. Cá sống ở tầng đáy và kề đáy, thích sống ở nơi nước
chảy vừa hoặc chậm, đáy nhiều bùn cát. Cá thường sống thành từng đàn và thường
thấy ở vùng hạ lưu nhiều hơn trung và thượng lưu các sông ở các tỉnh phía Bắc [8].
Hiện trạng nguồn lợi: Cá được ghi trong sách Đỏ ở mức độ V (Vulnerable)
[17]. Hiện nay nguồn lợi cá ngạnh ở các sông đang giảm mạnh do khai thác quá
mức, khai thác nhiều tại nơi cá đẻ.
1.2.3 Sinh trưởng
Cá thuộc cỡ trung bình, con lớn nhất đã bắt gặp nặng 4 kg. Cá khai thác thuộc 5
nhóm tuổi từ 1
+
- 5
+
. Chiều dài hàng năm của cá 1 tuổi từ 15,4 - 20,8 cm (18,8 cm),
cá 2 tuổi 22,2 - 27,9 cm (24,7 cm), cá 3 tuổi 27,1 - 28,8 cm (28,0 cm), cá 4 tuổi 32,1
- 32,5 cm (32,3 cm), cá 5 tuổi 36,8 cm [5], [8].
Tốc độ lớn theo năm chậm, năm thứ 2 bằng 31,4% năm đầu, còn các năm sau chỉ
từ 19 - 23%. Nhìn chung tốc độ lớn những năm sau giảm dần về chiều dài, nhưng
lớn nhanh về khối lượng [8].
14
1.2.4 Dinh dưỡng
Cá ngạnh ăn tạp và rất phàm ăn nên phổ thức ăn rất rộng. Thành phần thức ăn đa
dạng, gồm thực vật, mảnh vụn hữu cơ và động vật. Thức ăn thực vật là lá, hạt, quả;
thức ăn động vật gồm nhiều nhóm ấu trùng, côn trùng và côn trùng trưởng thành
(thuộc Epherneroptera, Odonata, Coleopreta, Micronecta, Chirinomidae,
Oliochaeta, Giun đốt, Decapoda, Mollusca, ốc, hến…) [5], [8].
Thành phần thức ăn thay đổi theo kích thước cá, theo mùa vụ và phụ thuộc vào
nơi sống. Ở hạ lưu cá có kích thước lớn, ngoài mảnh vụn hữu cơ, rau, quả… thì
trong ống tiêu hóa gặp đa số là Annelides, Decapoda, Mollusca [8].
Chiều dài ruột tăng dần theo tuổi, song chỉ dài hơn chiều dài thân một ít. Cá tích
cực kiếm mồi nên dạ dày thường có độ no cao. Chúng hay tập trung ở các bến phà,
bến tắm rửa ở hai ven sông và ăn tất cả những thải bỏ của con người và động vật [8].
1.2.5 Sinh sản
Cá sinh sản ở năm thứ 3, vào ngày cuối đông tuyến sinh dục đã phát triển và đẻ
trứng vào khoảng tháng 3 - 6. Sau tháng 5 cá con cỡ 5 - 6 cm đã xuất hiện [8].
Cá đẻ trứng trong hang hốc tự nhiên hoặc tự đào hố ở đáy đất. Cá bố mẹ bảo vệ
trứng và con cái, ở nơi đẻ thời điểm này cá rất dữ.
Sức sinh sản của cá không cao, với chiều dài 27,5 - 42,5 cm có số trứng từ 300 -
12.500 trứng, sức sinh sản tương đối từ 10 - 23 trứng/g khối lượng cá [8].
Trứng đẻ ra có kích thước lớn 0,9 - 1,3 mm chiếm 50 - 95% tổng số lượng trứng [8].
1.2.6 Khai thác
Cá ngạnh là đối tượng cá kinh tế ở miền Bắc nước ta. Ở vùng hạ lưu sản lượng cá
cao hơn vùng trung lưu và kích thước cá cũng lớn hơn [5], [8].
Mùa khai thác cá kéo dài quanh năm nhưng tập trung vào mùa nước cạn.
Dụng cụ khai thác gồm chài, lưới, câu. Trong mùa đẻ người ta còn lặn và bắt cá
trong bờ, tổ đẻ. Cá ham mồi nên dễ câu, mồi câu thường là giun, ruột gà … [4], [8].
15
1.3 Một vài nghiên cứu về cá ngạnh trên thế giới
1.3.1 Nghiên cứu về đặc điểm hình thái
Theo Ng H. H. & Kottelat M. (2000) [34] cá ngạnh (Cranoglanis henrici) có thân
trần, trơn láng. Viền lưng cong không đều, từ mút mõm đến gốc vây lưng vát chéo,
sau vây lưng đến vây mỡ thẳng, sau vây mỡ hơi cong lên. Viền bụng cong, nông và
đều. Đầu dẹp bằng, thân và đuôi dẹp bên. Hốc mắt và xương trán nhăn nheo, không
được bảo vệ. Cán đuôi hẹp. Mõm tù.
Lỗ mũi gần mõm hơn mắt, hai lỗ mũi trước và sau phân cách, lỗ mũi sau có râu.
Có 4 đôi râu (1 đôi râu mũi, 1 đôi râu hàm và 2 đôi râu cằm), râu hàm kéo dài đến
quá gốc vây bụng. Miệng ở dưới, hình vòng cung. Hàm trên dài hơn hàm dưới.
Răng hàm dạng lông nhung, cong, thon dài co lại phía sau và bị ngắt quãng ở giữa;
răng cửa hàm trên rộng, yếu, hình chữ nhật cong, ngắt quãng ở giữa. Môi trên dày.
Mắt ở 2 bên đầu, có mang mỡ che. Khoảng cách hai mắt rộng. Có một rãnh ở giữa
đầu chạy từ chẩm đến hết mắt. Mút sau phần nhô của gai xương thìa ngắn, tròn tầy.
Khe mang rộng. Màng mang không liền với eo mang. Đường bên hoàn toàn, chạy
giữa chiều cao thân.
Vách ngăn mang rời và thoát khỏi eo, với 5 (1), 6 (5), 7 (1), hoặc 8 (1) tia. Vây
lưng có ngạnh với 6 (7) hoặc 7 (2) tia; cạnh trước của ngạnh có 3 - 6 răng cưa và 8 -
14 răng cưa ở cạnh sau. Vây mỡ ngắn, cong lại ở mép sau. Vây hậu môn dài vừa
phải, với 34 (1), 35 (1), 37 (1), 38 (1) hoặc 39 (2) tia. Vây đuôi hình chạc, 2 thùy
ngang bằng nhau, và có 7/7 (2), 7/8 (3) hoặc 8/8 (4) tia. Vây hông lồi ở mép ngoài
và có 10 (2) hoặc 10 (7) tia. Ngạnh vây ngực có 3 hoặc 4 răng cưa ở cạnh trước, và
10 - 17 răng cưa ở cạnh sau.
(%SL) Chiều dài đầu 24,5 - 27,7; rộng đầu 16,1 - 20,4; dày đầu 15,2 - 16,8.
Chiều dài trước hậu môn 52,3 - 61,1; chiều dài trước khung chậu 45,1 - 49,3; chiều
dài trước vây ngực 22,6 - 26,9. Bề dày cơ thể ở vùng hậu môn 20,5 - 26,2; chiều dài
cuống đuôi 11,8 - 13,5; bề dày cuống đuôi 7,6 - 9,4. Chiều dài ngạnh vây ngực 15,3
- 20,8; chiều dài vây ngực 19,1 - 28,5; chiều dài vây lưng 25,5 - 32,5; chiều dài gốc
vây lưng 7,8 - 9,6; chiều dài vây hông 12,8 - 15,3; chiều dài gốc vây hậu môn 30,2 -
Tua bin gió
Các nhà máy phát điện sức gió trên toàn thế giới năm qua đã đạt công suất đến 37 GW. Dự kiến chu trình quay vòng vốn trong lĩnh vực năng lượng sức gió sẽ tăng từ 51.4 tỷ đô la vào năm 2008 sẽ tăng đến 139.1 tỷ đô la vào năm 2018. Mặc dù ngành công nghiệp năng lượng tái tạo có sự phát triển vượt bậc. Những công nghiệp điện gió vẫn tồn tại những vẫn đề chủ yếu mang tính công nghệ.
1 - Những vấn đề của công nghiệp điện gió truyền thống.
- Sự thiếu hụt các nhà máy điện sức gió:
- Giá thành của các máy phát điện sức gió tăng cao.
- Công suất của các máy phát điện sức gió bị giới hạn bởi kích thước và vật liệu chế tạo.
- Không có đủ các khu vực thuận lợi để lắp đặt các nhà máy điện gió.
- Ảnh hưởng đến môt trời xung quanh bằng tiếng động cơ , nhiễu điện từ trường.
Những vấn đề khó khăn có thể vượt qua đươc, nếu sử dụng các máy phát điện sức gió nếu sử dụng máy phát điên thế hệ mới.
Khái niệm của máy phát điện tua bin gió mới được xây dựng trên cơ sở những nghiên cứu khoa học tiên tiến nhất của các nhà khoa học Nga trong lĩnh vực thiết kế tên lửa, cho phép sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng sức gió hơn hẳn các máy phát điện sức gió truyền thống. Các máy phát điện tua bin thế hệ mới đã giải quyết hầu hết những vấn đề của máy phát điện sức gió.
Nguyên tắc cơ bản của công nghệ điện gió tiên tiến.
Khái niệm về một máy phát điên sức gió tua bin kín (CWT) được hình thành bởi một nhóm các nhà khoa học hàng đầu và các chuyên gia trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Những chuyên gia công nghệ này làm việc ở Arter Group. Cơ sở căn bản của máy phát điện sức gió tua bin kín được xây dựng trên các nguyên tắc nhiện động học, do đo, máy phát điện tua bin kín là thế hệ tiếp theo của các máy phát điện sức gió tua bin hiện đại. Máy phát điện trên nguyên tắc khác hoàn toàn so với các máy phát điện tua bin truyền thông từ hình dáng thiết kế bên ngoài cũng như các tính năng kỹ thuật của máy phát điện.
Trong các ống hút của máy phát điện tua bin kín một phần nội năng sẽ được chuyển thành động năng. Theo định luật bảo toàn năng lượng sẽ có hiện tượng giảm nhiệt độ từ 0,2 Сº đến 2 Сº (được thực nghiệm bởi Garrad Hassan), động năng trong lòng tua bin tăng đến 10 lần. Chu trình này đã tăng hiệu quả của hệ thống, đồng thời sử dụng tua bin thay cho cánh quạt đã loại bỏ vấn đề ô nhiễm tiếng ồn và sóng hạ âm.
Công suất kW
|
50
|
100
|
200
|
500
|
Khối lượng
|
3 - 5
|
8 - 10
|
12 - 15
|
17 - 20
|
Đường kính
|
7 - 8
|
9 - 11
|
14 - 15
|
17 - 19
|
1. Vỏ khí động học bên ngoài.
2. Vỏ khí động học trung tâm
3. Vỏ khí động học tua bin khí.
4. Vỏ khí động học tâm tua bin gió
5. Tua bin cánh quạt 6. Máy phát điện
7. Trục quay máy phát điện sức gió.
Các máy phát điện gió tua bin kín với máy phát điện bên trong vỏ khí động học đơn giản hơn về cấu tạo và có độ tin cậy cao do các chi tiết phức tạp ít hơn. CWT chịu tải ít hơn và có nhiều ưu điểm trong quá trình khai thác sử dụng do khả năng chế tạo đồng bộ, dây chuyền, phù hợp với mọi nền công nghệp các nước đang phát triển.
Máy phát điện sức gió - là Thiết bị chuyển hóa động năng của gió trở thành cơ năng. Cơ năng sẽ chuyển hóa thành điện năng. Sức mạnh của gió tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ của gió. Trong cấu trúc của máy phát điện sức gió mới được ứng dụng loại cổ hút nổi tiếng Laval. Máy phát điện sức gió tua bin kín cho phép tăng tốc độ gió lên hệ số f nếu so sánh với máy phát điện truyền thống. Tốc độ gió tăng lên làm tăng mức năng lượng trong dòng không khí. Như vậy, CWT đã sử dụng triệt để nguồn năng lượng của gió, bao gồm cả nguồn năng lượng nội hàm của gió.
Hiện nay có khoảng 10 công ty trên thế giới nghiên cứu phát triển các máy phát điện sức gió kín (CWT). Những phát triển có tiềm năng là của công ty Mỹ FloDesign (Viện Công nghệ Massachusetts– MIT, USA). Mặc dù hình dáng bên ngoài tương đối giống nhau và các giải pháp công nghệ cũng tương đương giải quyết các bàu toán công của của máy phát điện tuabin kín, nhưng phát triển của FloDesign về nguyên tắc khác hoàn toàn so với công nghệ Arter.
Hai đăc điểm của giải pháp khác biệt:
1) Giải pháp tăng cường tốc độ dòng khí.
2) Giải pháp truyển đổi cơ năng thành điện năng. Cho đến thời điểm này, phát triển của Arter đang ở cấp độ tiên tiến hơn hẳn phát triển của FloDesign.
Không khí - đó là gas. Tất cả các dạng vật chất, plasma, chất lỏng đều có nội năng, và nội năng có ngay trong gas và không khí. Vấn đề nằm ở điểm, bao nhiêu nội năng có thể được sử dụng? Công thức truyền thống xác định hiệu quả máy phát điện tua bin gió bằng động năng. Khác với các máy phát điện truyền thống, hệ thống phát điện theo nguyên tắc máy phát điện tua bin kín cho phép sử dụng không chỉ là động năng của không khí, mà còn sử dụng một phần nội năng của không khí (gas).
Những ưu điểm căn bản
Nếu so sánh về cơ bản, giá thành của máy phát tua bin điện gió truyền thống khá cao do sử dụng các loại vật chất đắt tiền: hộp số, vòng bi, vỏ hộp số, các bộ giá đỡ, bạc ống, sợi các bon, đồng thời di chuyển rất nhiều các bộ phận lớn từ thị trường vào các phần của máy phát điện tua bin gió chỉ với một công suất 2 Mw hoặc lớn hơn. Trong các máy phát điện tua bin kín không có những bộ phận đã nêu, hơn thế nữa kích thước của một máy phát điện CWT không lớn. Những ưu điểm kỹ thuật cho phép có thể sử dụng CWT trên nhiều khu vực khác nhau toàn cầu.
Đơn giản: Là một trong những tính chất nổi bật của phát phát điện sức gió kín. Trong CWT có số lượng các bộ phận thấp hơn nhiều so với các máy phát điện quy chuẩn, các bộ phận đều năm yên, loại trừ các quá tải về khối lượng tịnh và động. Các bộ phận quay của CWT như các cánh quạt tua bin tốc độ thấp và máy phát điện tốc độ thấp (khoảng từ 100 - 500 vòng/phút. Trên thế giới có rất nhiều các nhà thầu thứ cập có khả năng chế tọa được tất cả các chi tiết và bộ phận dành cho máy phát điện tua bin các kiểu loại. Có khả năng tổ chức được dây truyền sản xuất, tăng cường số lượng và chất lượng các thông số máy phát điện tua bin do cấu tạo thiết kế của máy phát điện rất đơn giản. Thời gian lắp ráp một máy phát điện tua bin sức gió chỉ có 2 ngày.
Không sử dụng cánh quạt : Máy phát điện tua bin gió kín không có các cánh quạt dài không bảo vệ, là một trong những chi tiết phức tạp và rất nguy hiểm của các máy phát điện thông thường.Đồng thời cũng loại trừ vấn đề vận tải và lắp đặt các cánh quạt gió, vốn rất khó và nguy hiểm.
Thông số thiết kế của các máy phát điện tua bin kín.
Máy phát điện gió tua bin kín cho phép giải quyết các vấn đề tồn tại của các máy phát điện thế hệ tua bin cánh quạt.
Khối lượng: nhỏ hơn nhiều so với các máy phát thông thường. Chuẩn khối lượng cho một Mw là 130 tấn, trong đó 82% được chế tạo từ thép. Các máy phát điện tua bin kín với công suất 1 Mw l, khối lượng nhỏ hơn 100 tấn. Mỗi một bộ phận hoặc chi tiết có thể thực hiện 2 hoặc nhiều nội hàm.
Kích thước: Theo kế hoạch dự án sẽ thiết kế tổ hợp các máy phát điện có kích thước không lớn thành các tập hợp máy phát điện, cấu trúc thiết kế sẽ không có các chi tiến liền khối có kích thước lơn như cánh quạt. Như vậy, theo lý thuyết công suất của các trạm phát điện là không có giới hạn.
Vận tải: Do kích thước của các máy phát điện sức gió tua bin kín, vấn đề vận tải đã được cải thiện rất nhiều, không quá khó khăn để vận tải và lắp đặt các máy phát điện gió tua bin kín.
Máy phát điện gió nhờ nhờ những tính năng kỹ thuật đặc biệt có thể cho phép lắp đặt các trạm điện ở các khu vực dân cư hoặc các khu vực đặc biệt của quốc gia như các khu vực bảo tồn, bảo tàng. Cũng có thể lắp đặt trên các khu nhà cao tầng, resort ven biển hoặc khu vực biên giới, hải đảo.
Trong khuôn khổ phát triển công nghệ Arter Technology đang phát triển các máy phát điện hiện đại tốc độ thấp, kết nói trực tiếp tua bin cánh quạt thẳng với máy phát điện không qua bộ tăng tốc, sử dụng các thiết bị điện tử tích hợp nguồn điện, phù hợp với mọi môi trường có điều kiện tốc độ gió thấp.
Những tính năng kỹ thuật cơ bản của máy phát điện sức gió module 100 kW. Công suất phát điện 100kW, Hiệu điện thế đầu ra380V…460 V với tốc độ quay thông thường của rotor. Tấn số điện áp không quy định với vận tốc quay của rotor từ 80 - 600 vòng/phút trong chế độ nắn dòng thông thường. Tốc độ vòng quay trung bình của rotor - 200 đến 250 vòng/ phút với công suất là 100kW. Tốc độ góc không lớn hơn 600 vòng/ phút. Chế độ làm việc - S1(lâu dài); Cường độ âm thanh trung bình không lớn hơn - 85dBA , hiệu quả công tác η : 94%; Có thể lắp đặt liên tiếp hai tua bin trục hình trụ, máy phát điện được thiết kế trục ngang; Kích thước máy phát điện: đường kính 1750mm, chiều dài 550mm; Khối lượng 2400 kg.
Những ưu điểm căn bản của máy phát điện :
- Cấp độ công nghệ và độ tin cậy rất cao do không có các cuộn cảm ứng và vòng bán nguyệt công tắc; stator có cấu trúc thiết kế các cuộn dây rất đơn giản, cho phép có thể sản xuất riêng biệt và lắp đặt khi tổng hợp lắp đặt trang thiết bị cuối cùng;
- Khả năng sửa chữa máy phát điện gió tua bin khí rất cao ngay cả trong những điều kiện môi trường phức tạp (nhiệt độ cao, áp suất không khí thấp, độ ẩm môi trường cao, nhiệt độ cao…); hiệu suất công tác rất cao do công suất cuộn dây khởi động thấp; máy phát điện gió tua bin có khả năng hoạt động cao do dài vận tốc quay của rotor rất rộng; điều chỉnh hiệu điện thế rất đơn giản và khả năng tạo ra được công suất tối cao từ các luồng không khí chuyển động.
Tổ hợp các máy phát điện đồng trục van
Xuất phát từ những tính toán đơn giản, CWT là tổ hợp máy phát điện có hiệu suất công tác rất cao từ góc nhìn giá thành. Giá thành các máy phát điện giảm do chi phí tiêu hao trong quá trình sản xuất chỉ sử dụng các loại vật liệu có giá thành thấp, có khả năng thay thế cao, hoàn toàn có thể thiết lập các dây chuyền sản xuất, các trạm phát điện có thể lắp đặt ngay cạnh hoặc trong khu vực dân cư mà không gây ô nhiễm âm thanh môi trường, thực tế thử nghiệm cho phép sản xuất điện với giá thành khoảng từ $20-25 cho một 1MW/giờ, rẻ hơn gấp hai lần nếu so sánh với các máy phát điện sức gió truyền thống. Dây truyền sản xuất có thể cung cấp các bộ phận, chi tiết thông thường để cung cấp cho thị trường và để sản xuất điện..
Thông số kỹ thuật. (Máy phát điện 100 KW)
|
Đơn vị tính
|
Giá thành
|
Giá bán điện cho người tiêu dùng
|
Nghìn USD
|
130
|
Mức tiêu thụ điện của người tiêu dùng
|
Kw/h /năm
|
328500
|
Chi phí sử dụng điện của người tiêu dùng.
|
Nghìn USD
|
3
|
Thời gian hoạt động của máy phát điện gió tua bin khí.
|
Năm
|
35-40
|
Giá điện xét từ góc độ tiêu dùng.
|
Nghìn USD
|
7,3
|
Đơn giá điện
|
USD/100Kw/h
|
2,23
|
Thị trường đã từng bước chuyển sang nguồn nhiên liệu các bon thấp và các loại năng lượng khác, bảo tồn và sử lý nguồn năng lượng cũng như triển khai mạng lưới điện thông minh trong thể ký 21, nhận định chung cho thấy, nguồn năng lượng sạch tái tạo là một trong những khả năng quan trọng trong chiến lược ổn định năng lượng tương lai. Arter Technology đã mở ra một nguyên tắc cơ bản hoàn toàn mới của các máy phát điện, cho phép giải quyết các vấn đề kỹ thuật công nghệ đang còn tồn đọng của các máy phát điện tua bin gió hiện nay, hoàn thiện được tiến trình hiện đại chuyển hóa năng lượng gió tự nhiên thành năng lượng điện.
Những ưu điểm của công nghệ mới:
• Cho phép phát triển công nghệ điện gió theo hướng hiệu suất cao, phù hợp với mọi điều kiện địa hình, môi trường;
• Máy phát điện gió tua bin kín cho nguồn năng lượng có lợi nhuận cao hơn nhiều lần so với các máy phát điện cánh quạt thông thường;
• Máy phát điện gió tua bin kín không gây ô nhiễm môi trường. Không gây tiếng ồn và nhiễu xạ điện từ trường;
• Khả năng lắp đặt các trạm điện gió trong thành phố, thị trấn và các khu dân cư, có khả năng lắp đặt các trạm phát đơn ngay cả trong các vùng địa hình phức tạp, hiểm trở như các khu vực đồi núi ven biển, hải đảo có diện tích nhỏ, thậm chí nhà dàn;
• Trạm phát điện gió tua bin kín thực tế là một giải pháp có hiệu quả kinh tế cao trong lĩnh vực điện gió đối với tất cả các phân khúc khách hàng, thậm chí các đơn vị tiêu thụ sản xuất độc lập, đơn lẻ. Mở ra khả năng chế tạo cac thiết bị cung cấp điện độc lập trên các phương tiện cơ động.
Cho đến giai đoạn hiện nay, Apter Technology đang tiến hành nghiên cứu giảm thiểu kích thước các máy phát điện công suất lớn hơn 1MW+; Giai đoạn tiêp theo Arter Technology đề xuất với các nhà đầu tư và các đối tác tham gia vào tiến trình phát triển dây chuyền công nghệ sản xuất và lắp đặt các trạm phát điện sức gió bản địa. Apter Technology tuyệt đối tin tưởng công nghệ điện gió thế hệ mới sẽ là cuộc cách mạng làm thay đổi ngành năng lượng sức gió hiện nay. (Minh Tú)
Đăng ký:
Bài đăng (Atom)