Original title: Optimální využití energie a vody v aquaponické farmě
Translated title: Resource optimisation in the indoor aquaponic farm
Authors: Ondruška, Vojtěch ; Touš, Michal (referee) ; Teng, Sin Yong (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2020
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Energetická náročnost a ekonomická životaschopnost jsou často skloňované pojmy spojené s aquaponickým způsobem produkce potravin. Tato práce si klade za cíl nalézt opatření, která by zvýšila ziskovost podnikání v oblasti aquaponie a zároveň by snížila energetickou náročnost procesu a spotřebu dalších zdrojů. Součástí práce je následné ověření vybraných opatření na zkušební aquaponické farmě. K vyřešení otázky úspory energie a vody byly použity optimalizační metody vycházející z procesního inženýrství. Pro účely automatického monitoringu růstu rostlin, jakožto hlavního zdroje příjmů v aquaponii, byla využita technologie počítačového vidění. Za využití optimalizační metody zvané P-graph, integrace procesů a hledání procesních alternativ bylo nalezeno nejlepší možné uspořádání procesní sítě, které vykazovalo více než devítinásobný čistý roční příjem ve srovnání se současným uspořádáním procesních zařízení v aquaponické farmě. Dalších úspor energie a vody bylo dosaženo instalací reflexních fólií na okraje pěstebních boxů a dalším využitím odpadní vody z aquaponické části farmy v hydroponické sekci určené k pěstování sazenic. Tato opatření mohou napomoci aquaponickým farmám zvýšit konkurenceschopnost a snížit jejich dopad na životní prostředí. Energy efficiency and economic viability are the often-quoted issues related to aquaponic farming. This thesis aims to identify measures which would enhance the profitability of aquaponics business while conserving energy and other resources and to verify the selected measures on the testing aquaponic farm. The process engineering optimisation technique was used to tackle the resource issue and the computer vision technique was applied to automatically monitor the growth rate of produce as the main revenue stream in aquaponics. Using the P-graph method, process integration and search for process alternatives, the best feasible structure was found with more than 9 times higher annual net income compared to the current process structure. Another energy and water savings were achieved by the installation of the reflective foil and further utilisation of the aquaponics effluent in the hydroponic section intended for seedlings cultivation. These measures can help the aquaponic farms to become more competitive and to decrease their ecological footprint.
Keywords: aquaponie; ekonomická analýza; energetické úspory; fotosyntetická hustota fotonového toku; integrace procesů; optimalizace; P-graph; syntéza procesní sítě; aquaponics; economic evaluation; energy savings; optimisation; P-graph; photosynthetic photon flux density; process integration; process network synthesis

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/191845

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-416637


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses