Review Report for Smart IoT-Based Microalgae Cultivation System (Duc & Huy)

GSF › Forums › Capstone › Review Report for Smart IoT-Based Microalgae Cultivation System (Duc & Huy)

  • This topic is empty.
Viewing 1 post (of 1 total)
  • Author
    Posts
  • 2025-06-04 at 10:07 am #2683
    Do Kyong Kim
    Keymaster

    Mid-Term Study Summary and Expert Review Report

    Project Title: Smart IoT-Based Microalgae Cultivation System
    Study Members: Bùi Quang Huy, Đoàn Duy Đức
    Technical Advisor: Kim Do Kyong (GSF-based APE Expert, International Cooperation Coordinator – CWCA)
    Date: June 2025

    1. Study Progress Summary

    (1) Completed Tasks

    • Sensor integration: Successful testing of pH, TDS, TSS, and temperature sensors with ESP32 and MySQL integration via MQTT

    • Circuit board designed: Functional prototype board developed

    • Algae strain selected: Spirulina platensis

    • Tank setup initiated: 1m³ test tanks under installation

    2. Test Site Information

    • Company Name: Tảo Xoắn Sài Gòn

    • Website: https://taoxoansaigon.com

    • Address: 132/11 Đường Bưng Ông Thoàn, Phường Phú Hữu, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

    • Testing Environment: Controlled indoor conditions with lighting, temperature, and water quality management

    • Test Equipment Setup: Two 1m³ indoor tanks, 4 sensor types, ESP32 microcontroller, MySQL server

    3. Productivity & Economic Indicators

    Item Value
    Tank volume 1m³
    Biomass per cycle ~5 kg (wet weight)
    Dry product yield ~1 kg
    Market price 2,500,000 VND/kg (dry microalgae powder)

    • This indicates potential to yield 1 kg of high-value dry microalgae product per 1m³ cycle under indoor conditions

    4. Technology Implementation Strategy

    (1) Indoor System Application

    • Sensor + camera-based environmental monitoring

    • CO₂ injection and lighting controlled via automation

    • IoT-driven dashboard with data collection and visualization

    (2) Expansion Plan

    • Future expansion into open-type raceway pond systems

    • Research on environmental resilience in outdoor settings

    • Solar-powered system integration under consideration

    5. Preliminary Carbon Credit Estimation

    Metric Estimate
    CO₂ absorption rate ~1.8 kg CO₂ per 1 kg dry microalgae (based on literature)
    Annual yield per 1m³ ~50–70 kg (dry)
    Annual CO₂ absorption ~90–126 kg CO₂

    • These figures will be used to design a pilot carbon credit calculation framework

    • Further validation through CWCA and institutional collaboration is recommended

    6. Collaboration Proposal with Industry Partner

    The necessity of MOU promotion between TDTU FEEE (Faculty of Electrical & Electronics Engineering) and Tảo Xoắn Sài Gòn has been identified to strengthen industry–university cooperation in the following areas:

    • Joint development of AI-based environmental control algorithms

    • Computer vision models for density analysis and harvest prediction

    • Optimization of microalgae growth cycles through data analytics

    • Validation of smart systems in real-life production tanks at the company

    The study team seeks to combine academic R&D capacity with enterprise-scale production to simultaneously improve productivity and enable smart automation of microalgae farming.

    7. Expert Evaluation and Recommendations

    • The team has demonstrated strong initial capacity in implementing IoT and control systems

    • Expansion toward carbon quantification, AI automation, and open-pond scaling is feasible and encouraged

    • Collaboration with CWCA and formal MOU with TDTU could lead to official pilot models for blue carbon credit certification in the future

    Expert’s Comment:
    “This project serves as a strong example of smart aquaculture and blue carbon integration. It has clear potential for further development under the GSF platform and as a CWCA-certified pilot for carbon credit generation.”

    — Kim Do Kyong, GSF-based APE Expert / CWCA International Cooperation Coordinator

    Attachment: MID-TERM REVIEW

    [video width="856" height="480" mp4="https://g-smartfuture.com/wp-content/uploads/2025/06/8299911988216015453.mp4"][/video]

    Báo cáo tóm tắt giữa kỳ và ý kiến đánh giá chuyên gia

    Tên dự án: Hệ thống nuôi vi tảo thông minh dựa trên IoT
    Thành viên nghiên cứu: Bùi Quang Huy, Đoàn Duy Đức
    Cố vấn kỹ thuật: Kim Do Kyong (Chuyên gia APE thuộc nền tảng GSF, Điều phối viên Hợp tác Quốc tế – CWCA)
    Thời gian: Tháng 6 năm 2025

    1. Tóm tắt tiến độ nghiên cứu

    (1) Các nội dung đã hoàn thành

    • Tích hợp cảm biến: Hoàn tất thử nghiệm cảm biến pH, TDS, TSS, nhiệt độ với ESP32 và MySQL thông qua MQTT

    • Thiết kế mạch điều khiển: Hoàn thiện bảng mạch thử nghiệm

    • Lựa chọn giống vi tảo: Spirulina platensis

    • Chuẩn bị lắp đặt bể: Đang tiến hành lắp đặt bể nuôi thử nghiệm 1m³

    2. Thông tin về địa điểm thử nghiệm

    • Doanh nghiệp: Tảo Xoắn Sài Gòn

    • Website: https://taoxoansaigon.com

    • Địa chỉ: 132/11 Đường Bưng Ông Thoàn, Phường Phú Hữu, Thành phố Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam

    • Môi trường thử nghiệm: Trong nhà, kiểm soát ánh sáng, nhiệt độ và chất lượng nước

    • Thiết bị thử nghiệm: 2 bể 1m³, 4 loại cảm biến, ESP32, máy chủ MySQL

    3. Năng suất và chỉ số kinh tế

    Hạng mục Giá trị
    Dung tích bể 1m³
    Sản lượng sinh khối/mỗi chu kỳ ~5 kg (dạng tươi)
    Sản lượng khô ~1 kg
    Giá thị trường 2.500.000 VND/kg (bột vi tảo khô)

    • Với điều kiện trong nhà, mỗi bể 1m³ có thể sản xuất khoảng 1 kg bột vi tảo khô mỗi chu kỳ

    4. Định hướng ứng dụng công nghệ

    (1) Mô hình nuôi trong nhà

    • Giám sát môi trường bằng cảm biến và camera

    • Điều khiển tự động CO₂ và ánh sáng

    • Hệ thống IoT thu thập và hiển thị dữ liệu thời gian thực

    (2) Kế hoạch mở rộng

    • Mở rộng sang mô hình ao hở (Raceway Pond)

    • Nghiên cứu khả năng thích nghi ngoài trời và giải pháp điều khiển theo điều kiện tự nhiên

    • Tích hợp hệ thống năng lượng mặt trời

    5. Dữ liệu sơ bộ phục vụ tính toán tín chỉ carbon

    Chỉ số Ước lượng
    Khả năng hấp thụ CO₂ ~1,8 kg CO₂ / 1 kg vi tảo khô
    Sản lượng khô hàng năm (1m³) ~50–70 kg
    Lượng CO₂ hấp thụ hàng năm ~90–126 kg CO₂

    • Các chỉ số trên có thể dùng để xây dựng mô hình thử nghiệm tín chỉ carbon

    • Khuyến nghị hợp tác nghiên cứu sâu hơn với CWCA và các viện nghiên cứu

    6. Đề xuất hợp tác doanh nghiệp

    Nhu cầu thúc đẩy ký kết Biên bản ghi nhớ (MOU) giữa Khoa Điện – Điện tử TDTU và Công ty Tảo Xoắn Sài Gòn được ghi nhận, với các định hướng hợp tác như sau:

    • Phát triển chung thuật toán điều khiển môi trường sử dụng AI

    • Thiết kế hệ thống phân tích mật độ vi tảo bằng thị giác máy tính

    • Phân tích dữ liệu để tối ưu hóa chu kỳ nuôi

    • Áp dụng hệ thống thử nghiệm vào sản xuất thực tế tại doanh nghiệp

    Nhóm nghiên cứu mong muốn kết hợp năng lực nghiên cứu học thuật với điều kiện sản xuất thực tiễn để đồng thời nâng cao năng suất và tự động hóa quy trình nuôi vi tảo.

    7. Đánh giá và kiến nghị của chuyên gia

    • Nhóm nghiên cứu đã thể hiện năng lực triển khai tốt hệ thống IoT và điều khiển tự động

    • Mở rộng sang mô hình định lượng carbon, tự động hóa bằng AI và nuôi ngoài trời là hoàn toàn khả thi

    • Hợp tác với CWCA và ký kết MOU với TDTU sẽ mở ra khả năng xây dựng mô hình thử nghiệm được công nhận tín chỉ carbon trong tương lai

    Nhận định của chuyên gia:
    “Dự án này là một ví dụ điển hình về sự kết hợp giữa nuôi trồng thông minh và công nghệ carbon xanh (blue carbon). Đây là mô hình có tiềm năng cao để phát triển trong khuôn khổ GSF và trở thành dự án thử nghiệm do CWCA chứng nhận.”

    — Kim Do Kyong, Chuyên gia APE – GSF / Điều phối viên Hợp tác Quốc tế – CWCA

    스터디 중간 요약 및 전문가 검토 의견서

    프로젝트명: Smart IoT 기반 미세조류 배양 시스템
    스터디 참여자: Bùi Quang Huy, Đoàn Duy Đức
    기술 지도자: 김도경 (GSF 기반 APE 전문가, CWCA 국제협력 담당자)
    작성일자: 2025년 6월

    1. 스터디 진행 요약

    (1) 완료된 작업

    • 센서 통합: pH, TDS, TSS, 온도 센서와 ESP32, MySQL 연동 완료

    • 회로 설계: 프로토타입 보드 완성

    • 배양종 선정: Spirulina platensis

    • 탱크 설치 준비: 1m³ 시험용 배양 탱크 설치 진행 중

    2. 테스트 사이트 정보

    • 기업명: Tảo Xoắn Sài Gòn

    • 웹사이트: https://taoxoansaigon.com

    • 주소: 132/11 Đường Bưng Ông Thoàn, Phường Phú Hữu, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

    • 시험 환경: 조도, 온도, 수질 제어 가능한 실내 환경

    • 시험 장비 구성: 1m³ 실내 탱크 2기, 4종 센서, ESP32, MySQL 서버

    3. 생산성 및 경제성 지표

    항목 수치
    탱크 용량 1m³
    1회 배양 생체 생산량 약 5kg (생체 기준)
    건조 후 생산량 약 1kg
    판매 단가 2,500,000 VND/kg (건조 미세조류 기준)

    • 실내 배양 조건에서 탱크 1기당 1kg 건조 분말 생산 가능

    4. 기술 적용 방안

    (1) 실내형 시스템 운영

    • 센서 및 영상 기반 환경 모니터링

    • 자동 CO₂ 주입 및 조도 제어

    • IoT 기반 데이터 수집 및 시각화 시스템 구성

    (2) 향후 확장 방안

    • 개방형 Raceway Pond 방식으로의 확장 계획

    • 실외 환경 적응성 검토 및 기후 반응형 제어 기술 필요

    • 태양광 기반 에너지 시스템 적용 고려

    5. 탄소 크레딧 산출 기초 데이터

    항목 예상 수치
    CO₂ 고정량 약 1.8 kg CO₂ / 1 kg 건조 미세조류
    연간 예상 수확량 (1m³ 기준) 50~70kg (건조 기준)
    연간 CO₂ 흡수량 약 90~126 kg CO₂

    • 위 수치를 기반으로 탄소 크레딧 시범 산출 모델 구축 가능

    • CWCA 및 연구기관과의 공동 연구를 통한 검증 필요

    6. 기업 연계 생산성 향상 연구 제안

    TDTU 전기전자공학부(FEEE)와 Tảo Xoắn Sài Gòn 간의 MOU 추진의 필요가 있으며, 다음과 같은 협력 방안이 제안됨:

    • AI 기반 자동 환경 제어 알고리즘 공동 개발

    • 영상 기반 미세조류 밀도 분석 및 수확 예측 기술 개발

    • 배양 주기의 최적화를 위한 데이터 분석 협력

    • 기업 현장 시스템에 파일럿 시스템 적용 및 실용성 검증

    스터디팀은 대학의 연구 역량과 기업의 실생산 환경을 접목하여 미세조류 생산성과 자동화 수준을 동시에 향상시키고자 함.

    7. 전문가 평가 및 제언

    • 스터디팀은 IoT 및 제어 기술의 기본 구성을 성공적으로 구현하고 있음

    • 향후 탄소 환산 모델 정립, AI 자동화, 옥외형 시스템 확장에 대한 발전 가능성이 높음

    • CWCA 및 TDTU 간 MOU를 통해 공식적인 탄소 크레딧 시범 모델로의 확장이 기대됨

    전문가 의견:
    “이 프로젝트는 스마트 양식 및 블루카본 기술을 융합한 우수 사례로, GSF 플랫폼과 CWCA의 탄소 사업 시범 모델로 발전할 수 있는 잠재력이 매우 큽니다.”

    — 김도경, GSF 기반 APE 전문가 / CWCA 국제협력 코디네이터

    Attachments:
    You must be logged in to view attached files.
  • Author
    Posts
Viewing 1 post (of 1 total)
  • You must be logged in to reply to this topic.