Electronic Theses and Dissertation

Budidaya udang Vaname merupakan sektor penting dalam industri perikanan yang menuntut pengelolaan kualitas air tambak secara optimal. Dua permasalahan utama yang sering dihadapi petambak adalah ketidakstabilan kadar Dissolved Oxygen (DO) dan tingginya konsumsi energi listrik akibat pengoperasian kincir aerator secara terus-menerus. Kadar DO yang aman bagi pertumbuhan udang Vaname berada pada kisaran 4,62–5,33 mg/L. Namun, pada praktiknya petambak konvensional tidak memiliki sistem pemantauan yang mampu memberikan informasi kondisi DO secara real-time, sehingga pengoperasian aerator dilakukan selama 24 jam penuh tanpa mempertimbangkan kondisi aktual air tambak. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan memanfaatkan sensor DO sebagai basis pengukuran dan sistem Internet of Things (IoT) untuk monitoring DO serta otomasi aerator guna meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik. Data hasil pemantauan ditampilkan melalui aplikasi berbasis IoT sebagai media monitoring dan kontrol, baik secara otomatis maupun manual. Aerator diatur menyala ketika nilai DO berada di bawah 4,5 mg/L dan berhenti beroperasi ketika mencapai 5,5 mg/L. Sistem memperoleh pasokan energi secara parsial dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang terintegrasi dengan sistem penyimpanan energi. Hasil implementasi lapangan menunjukkan bahwa sistem bekerja sesuai dengan rancangan. Nilai DO mampu dipertahankan pada rentang 4,487–5,59 mg/L yang merupakan kondisi optimal bagi pertumbuhan udang Vaname. Sistem otomasi aerator mampu merespons perubahan nilai DO secara akurat dengan waktu respons rata-rata sekitar 1 menit. Sistem PLTS yang digunakan mampu menyuplai energi harian sekitar 1,59 kWh, sehingga berkontribusi sebesar 17,37% terhadap kebutuhan energi sistem, sementara 82,63% masih disuplai dari jaringan PLN. Penerapan sistem ini juga mampu menurunkan konsumsi energi listrik harian dari 22,4 kWh pada sistem konvensional menjadi 7,563 kWh, dengan tingkat efisiensi penghematan energi sebesar 66,2% dibandingkan sistem konvensional. Dengan demikian, sistem yang dikembangkan efektif dalam mendukung pemantauan kualitas air, pengendalian aerator, serta peningkatan efisiensi operasional tambak secara berkelanjutan.

Vannamei shrimp farming is an important sector in the fisheries industry that requires optimal management of pond water quality. Two major problems commonly faced by shrimp farmers are the instability of Dissolved Oxygen (DO) levels and high electrical energy consumption due to the continuous operation of paddlewheel aerators. The safe DO level for optimal growth of Vannamei shrimp ranges from 4.62 to 5.33 mg/L. However, in conventional farming practices, farmers generally do not have real-time DO monitoring systems, causing aerators to operate continuously for 24 hours without considering the actual pond water conditions. This study employed an experimental method utilizing a DO sensor as the measurement basis and an Internet of Things (IoT)-based system for DO monitoring and aerator automation to improve electrical energy efficiency. Monitoring data are displayed through an IoT-based application that enables both automatic and manual monitoring and control. The aerator is configured to turn on when the DO value drops below 4.5 mg/L and to turn off when it reaches 5.5 mg/L. The system is partially powered by a Solar Power Plant (SPP) integrated with an energy storage system. Field implementation results indicate that the system operates according to the design. The DO level is successfully maintained within the range of 4.487–5.59 mg/L, which is considered optimal for Vannamei shrimp growth. The automated aerator system accurately responds to changes in DO levels with an average response time of approximately 1 minute. The implemented solar power system is capable of supplying about 1.59 kWh of daily energy, contributing 17.37% of the total system energy demand, while the remaining 82.63% is supplied by the national grid (PLN). Furthermore, the application of this system reduces daily electrical energy consumption from 22.4 kWh in the conventional system to 7.563 kWh, achieving an energy efficiency improvement of 66.2% compared to conventional operation. Therefore, the developed system is effective in supporting water quality monitoring, aerator control, and improving the operational energy efficiency of shrimp ponds in a sustainable manner.