アクアセンスプロ - 太陽光発電の養殖モニタリングシステム

2050年までに水産食品の世界的な需要は70%以上増加すると予測されており、従来の水産養殖の実践に大きな圧力をかけています。魚の養殖は、世界の食料安全保障の重要な要素ですが、水質管理、運用効率、環境持続可能性に関する重要な課題に直面しています。溶存酸素（DO）、pH、アンモニアなどのパラメータの変動によって引き起こされる最適でない水条件は、成長の停滞、病気の発生、壊滅的な在庫損失を引き起こし、農場の収益性に直接影響を与えます。手動でのモニタリングは労働集約的で、エラーが発生しやすく、積極的な管理に必要なリアルタイムデータを提供できません。溶存酸素が最適範囲から5%の変動を示すと、飼料転換率（FCR）が最大15%増加し、利益率を直接侵食します。

SOLARTODOのAqua-Sense Proシステムは、水産養殖と魚の養殖場向けに設計されたエンドツーエンドのIoTソリューションで、これらの課題に正面から取り組みます。このシステムは、最大8つの異なる池を持つ10ヘクタールの農場向けに設計されています。産業用グレードのIP68等級の水中センサー、自律的な太陽光発電、そして高度な4G対応クラウドプラットフォームを活用することで、Aqua-Sense Proは重要な水環境パラメータを継続的かつリアルタイムで監視し、自動制御を提供します。このシステムにより、農場のオペレーターは反応的な問題解決からデータ駆動型の精密水産養殖モデルへと移行できます。当社のソリューションは、収穫量を15-25%向上させ、緊急エアレーションのエネルギーコストを最大40%削減し、給餌戦略を最適化することが示されており、投資回収をわずか18-24ヶ月で実現します。

システムの基盤は、24の産業用グレードの多パラメータセンサープローブのネットワークです。各プローブは、IP68基準に準拠した堅牢で自己完結型のユニットであり、ほこりの侵入から完全に保護され、水深3メートルまでの連続浸漬に耐えます。センサーは、以下の6つの重要なパラメータについて高精度の測定を提供します：温度（範囲：-5°Cから60°C、精度：±0.2°C、ISO 7177:1986に準拠）、pH（範囲：0-14、精度：±0.1 pH、ASTM D1293に準拠）、溶存酸素（範囲：0-20 mg/L、精度：±0.2 mg/L、ASTM D888-18 Method Cに準拠した光学的発光を使用）、アンモニア（範囲：0-100 mg/L、精度：読み取り値の±5%をイオン選択電極で測定）、濁度（範囲：0-1000 NTU、精度：ISO 7027のネフェロメトリック法に基づく±2%）、および塩分（範囲：0-70 ppt、精度：4電極導電率センサーによる±1 ppt）。これらの24のセンサーは、8つの池に戦略的に配置され（各池に3つのセンサー）、水質の高解像度の三次元プロファイルを作成します。

センサーからのデータは、IP67等級のUV安定ポリカーボネートエンクロージャに収容された中央IoTゲートウェイにワイヤレスで送信されます。通信は高帯域幅の4G LTEモジュールを介して行われ、センサーデータの送信だけでなく、オプションの高解像度ビデオストリームもサポートします。現場の全運用を支えるのは、80Wの高効率単結晶太陽光パネル（IEC 61215およびUL 1703に準拠）と40Ahのリチウム鉄リン酸（LFP）バッテリーバンクを含む「Solar-Medium」電源システムです。LFPバッテリーは、80%の放電深度で3,000サイクル以上のサイクル寿命を提供し、8年以上の信頼性のある運用を保証します。システムは最低5日間の自律性を提供するように設計されています。データはデフォルトで10分間隔でサンプリングされ、1分から60分に設定可能です。ゲートウェイはストアアンドフォワードメカニズムを備えており、ネットワークの障害時に40,000以上のデータポイントをローカルに保存し、接続が復元されると自動的に再送信します。

Aqua-Sense Proの心臓部は、プロフェッショナルレベルのクラウドプラットフォームです。任意のウェブブラウザまたは専用のモバイルアプリ（iOS/Android）を介してアクセス可能で、プラットフォームは8つの池すべての健康状態を視覚化するリアルタイムダッシュボードを提供します。ユーザーはライブデータを表示し、数ヶ月または数年にわたる履歴トレンドを分析し、異なるパラメータを相関させることができます。プラットフォームのアラートシステムは非常に柔軟で、オペレーターが任意のパラメータに対してカスタムの多層しきい値を設定できます。しきい値が超過されると、システムは即座にSMS、メール、およびアプリプッシュ通知を介してアラートを送信します。プロフェッショナルティアでは、AI駆動の予測分析が利用可能になり、水質問題を最大24時間前に予測し、藻類の発生リスクを予測し、環境条件に対する魚の成長率をモデル化します。

Aqua-Sense Proシステムは、モニタリングからアクションへのループを自動エアレーターおよびフィーダー制御を通じて閉じます。このソリューションには、既存の農場インフラストラクチャと直接統合する堅牢なリレー制御モジュールが含まれています。クラウドプラットフォームがユーザー定義の設定値（例：4.5 mg/L）を下回るDOレベルを検出すると、自動的に池のエアレーターを起動します。システムはDOレベルが最適範囲に回復するまでエアレーターを稼働させ、その後停止し、エネルギーの無駄を防ぎます。この機能だけで、手動またはタイマー制御の運用と比較して、エアレーションに関連する電力消費を最大40%削減できます。また、システムは自動給餌システムとも統合され、最適な代謝条件下で給餌イベントをトリガーします。このデータ駆動型アプローチにより、飼料が効率的に消費され、飼料転換率（FCR）が10-15%向上し、未消費の飼料による環境への影響が軽減されます。

光学的DOおよび濁度センサーは最小限のメンテナンスを必要とし、通常は3-6ヶ月ごとにバイオファウリングを除去するための簡単なクリーニングが必要です。pHおよびアンモニアISEプローブは12-24ヶ月の寿命があり、最適な精度を保つために2-3ヶ月ごとに再校正が必要になる場合があります。このプロセスはモバイルアプリによりガイドされます。すべてのコンポーネントはフィールドでの簡単な交換を考慮して設計されており、センサーごとの平均交換時間は15分未満です。システムは非常にスケーラブルで、中央の4Gゲートウェイは最大100個の個別センサーをサポートします。8から12の池に拡張するには、追加のセンサープローブを購入して配置するだけで済み、クラウドプラットフォームで自動的に検出および設定されます。ゲートウェイからクラウドへのデータ送信はTLS 1.2を使用して暗号化され、クラウドプラットフォームは情報セキュリティ管理のISO/IEC 27001に準拠した安全なインフラストラクチャ上でホストされています。ユーザーアクセスは役割ベースの権限によって制御されており、認可された担当者のみがデータを表示したりシステム設定を変更したりできます。