동남아시아 양식업에서 수질 용존산소 센서 적용 사례 연구

수질 용존산소(DO) 센서의 활용은 동남아시아 양식업에서 IoT 기술이 널리 보급되고 성공적으로 적용된 사례입니다. 용존산소는 양식 어종의 생존율, 성장 속도 및 건강에 직접적인 영향을 미치는 가장 중요한 수질 매개변수 중 하나입니다.

다음 섹션에서는 다양한 사례 연구 및 시나리오를 통해 이러한 방법의 적용 사례를 자세히 설명합니다.

1. 사례 분석: 베트남의 대규모 새우 양식장

배경:
베트남은 동남아시아 최대 새우 수출국 중 하나입니다. 메콩델타에 위치한 대규모 집약식 바나메이 새우 양식장은 용존 산소 관리 부실로 높은 폐사율에 직면했습니다. 기존 방식에서는 작업자들이 하루에도 여러 번 보트를 타고 각 양식장으로 이동하여 수작업으로 매개변수를 측정해야 했기 때문에 데이터가 단절되고 야간이나 갑작스러운 날씨 변화로 인한 저산소증에 신속하게 대응할 수 없었습니다.

해결책:
해당 농장은 사물인터넷(IoT) 기반의 지능형 수질 모니터링 시스템을 도입했으며, 그 핵심에는 온라인 용존 산소 센서가 있습니다.

1. 설치 방법: 각 연못에 부표 또는 고정 막대를 이용하여 약 1~1.5미터 깊이(새우 활동의 주요 수층)에 용존산소(DO) 센서를 한두 개 설치했습니다.
2. 데이터 전송: 센서는 무선 네트워크(예: LoRaWAN, 4G/5G)를 통해 실시간 용존산소(DO) 데이터와 수온을 클라우드 플랫폼으로 전송했습니다.
3. 스마트 제어: 이 시스템은 연못의 폭기기와 통합되었습니다. 용존 산소(DO)에 대한 안전 임계값이 설정되었습니다(예: 하한: 4mg/L, 상한: 7mg/L).
4. 알림 및 관리:
   • 자동 제어: 용존 산소(DO) 농도가 4mg/L 미만으로 떨어지면 시스템이 자동으로 폭기 장치를 작동시키고, 7mg/L 이상으로 올라가면 작동을 멈춰 정확한 폭기를 유지하고 전기료를 절감합니다.
   • 원격 경보: 데이터는 비정상적인 경우(예: 지속적인 감소 또는 갑작스러운 하락) 시스템이 SMS 또는 앱 알림을 통해 농장 관리자와 기술자에게 경고를 보냈습니다.
   • 데이터 분석: 클라우드 플랫폼은 과거 데이터를 기록하여 용존 산소량 패턴(예: 야간 소비량, 사료 공급 후 변화)을 분석하고 사료 공급 전략 및 관리 프로세스를 최적화하는 데 도움을 줍니다.

결과:

• 위험 감소: 갑작스러운 저산소증으로 인한 대량 폐사 사건("부유")을 거의 완전히 제거하여 양식 성공률을 크게 향상시켰습니다.
• 비용 절감: 정밀 폭기 시스템은 폭기기의 유휴 작동 시간을 줄여 전기 요금을 약 30% 절감합니다.
• 효율성 향상: 관리자들은 더 이상 잦은 수동 점검을 할 필요 없이 스마트폰을 통해 모든 연못을 모니터링할 수 있게 되어 관리 효율성이 크게 향상되었습니다.
• 최적화된 성장: 안정적인 용존산소(DO) 환경은 새우의 균일한 성장을 촉진하여 최종 수확량과 크기를 향상시켰습니다.

2. 기타 동남아시아 국가에서의 적용 시나리오

1. 태국: 능성어/농어 가두리 양식
   • 문제점: 개방 해역에서의 가두리 양식은 조수와 파도의 영향을 크게 받아 수질이 급격하게 변합니다. 능성어와 같이 밀도가 높은 어종은 산소 부족에 매우 민감합니다.
   • 적용 분야: 양식장 케이지에 설치된 내식성 용존산소(DO) 센서는 실시간 모니터링을 제공합니다. 조류 번식이나 불량한 물 교환으로 인해 DO가 감소하면 경보가 울려 양식업자들이 수중 폭기 장치를 작동시키거나 케이지 위치를 변경하여 막대한 경제적 손실을 방지할 수 있습니다.
2. 인도네시아: 통합 혼합 양식 연못
   • 과제: 혼합 양식 시스템(예: 어류, 새우, 게)에서는 생물학적 부하가 높고 산소 소비량이 상당하며, 종마다 용존 산소 요구량이 다릅니다.
   • 적용 분야: 센서가 주요 지점을 모니터링하여 농부들이 전체 생태계의 산소 소비 패턴을 파악할 수 있도록 돕습니다. 이를 통해 사료 공급량과 통기 시간에 대한 보다 과학적인 결정을 내릴 수 있으며, 모든 생물에게 좋은 환경을 조성할 수 있습니다.
3. 말레이시아: 관상어 양식장
   • 과제: 아로와나나 코이와 같은 고가의 관상어는 매우 엄격한 수질 조건을 요구합니다. 약간의 산소 부족조차도 이들의 색깔과 건강에 악영향을 미쳐 가치를 급격히 떨어뜨릴 수 있습니다.
   • 적용 분야: 고정밀 용존산소(DO) 센서는 소형 콘크리트 수조 또는 실내 순환식 양식 시스템(RAS)에 사용됩니다. 이러한 센서는 순수 산소 주입 시스템과 통합되어 용존산소를 최적의 안정적인 수준으로 유지함으로써 관상어의 건강과 품질을 보장합니다.

3. 애플리케이션이 제공하는 핵심 가치 요약

4. 과제 및 미래 동향

널리 적용되고 있음에도 불구하고 몇 가지 과제가 남아 있습니다.

• 초기 투자 비용: 완전한 IoT 시스템은 여전히 ​​소규모 개인 농가에게는 상당한 비용 부담입니다.
• 센서 유지 관리: 센서는 생물막 형성을 방지하기 위해 정기적인 청소와 교정이 필요하며, 이를 위해서는 사용자에게 일정 수준의 기술적 전문성이 요구됩니다.
• 네트워크 커버리지: 일부 외딴 농촌 지역에서는 네트워크 신호가 불안정할 수 있습니다.

미래 트렌드:

1. 센서 비용 하락 및 기술 확산: 기술 발전과 규모의 경제로 인해 가격이 더욱 저렴해질 것입니다.
2. 다중 매개변수 통합 프로브: 용존 산소(DO), pH, 온도, 암모니아, 염도 등의 센서를 하나의 프로브에 통합하여 포괄적인 수질 프로파일을 제공합니다.
3. AI 및 빅데이터 분석: 인공지능을 결합하여 수질 변화 추이를 경고할 뿐만 아니라 예측하고 지능형 관리 조언(예: 예측적 폭기)을 제공합니다.
4. "센서 서비스" 모델: 농부들이 하드웨어를 구매하는 대신 서비스 이용료를 지불하고, 서비스 제공업체가 유지보수 및 데이터 분석을 담당하는 방식의 등장.
5. 또한 다양한 솔루션을 제공해 드릴 수 있습니다.

   1. 다중 매개변수 수질 측정용 휴대용 측정기

   2. 다중 매개변수 수질 측정을 위한 부유식 부표 시스템

   3. 다중 매개변수 수위 센서용 자동 청소 브러시

   4. 서버 및 소프트웨어 무선 모듈의 완벽한 세트, RS485, GPRS, 4G, Wi-Fi, LoRa, LoRaWAN 지원

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   자세한 사항은 혼데 테크놀로지 주식회사로 문의해 주십시오.

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