I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l .   15 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   4 3 7 6 ~ 4 3 8 6   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece . v 15 i 5 . pp 4 3 7 6 - 4 3 8 6           4376       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e . ia esco r e . co m   so la r - po wered   a utono mo us po wer sys tem  for a qu a culture:  o ptimizing  dual - b a tt ery ma na g eme nt  for  remo te  ope ra tion       T ho m a s   Yuv en  H a nd a k a   L a k s i,  L ev in H a lim ,   Ali Sa diy o k o   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   P a r a h y a n g a n   C a t h o l i c   U n i v e r si t y ,   B a n d u n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u n   1 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   3 0 ,   2 0 2 5       In   In d o n e sia ,   g ro wi n g   fish   c o n s u m p ti o n   d e m a n d s   n e c e ss it a te  e x p a n d e d ,   y e t   su sta in a b le,  fis h   p r o d u c ti o n   wit h o u sa c rifi c in g   q u a li ty .   Th e   p ro c e ss   o f   fe e d in g   a n d   t h e   q u a li t y   o f   t h e   su rr o u n d i n g   wa ter  a re   im p o rta n fa c to rs   in flu e n c in g   fish   q u a li t y .   T o   a d d r e ss   th is,  P a ra h y a n g a n   Ca t h o li c   U n iv e rsit y ' F ish e ry   4 . 0   p r o jec p i o n e e rs  a   u n i q u e   tec h n o lo g y   t h a i n teg r a tes   wa ter  q u a li t y   m o n it o ri n g   wit h   a   fish   fe e d in g   fe a tu re .   T h e   d e sig n   a n d   imp lem e n tatio n   o a n   in d e p e n d e n t,   re li a b le  p o we m o d u le,  wh ich   i s   fu n d a m e n tal  to   th e   fu n c ti o n a li t y   o th is  sy ste m ,   is  a th e   fo c u o th i s   re se a rc h .   Th is  st u d y   s h o ws   th a t   a   d e si g n e d   p o we m o d u le   a d a p ted   t o   t h e   sp e c ifi c   n e e d s o F ish e ry   4 . 0   is f e a sib le .   Th e   sy ste m   p o we rs all  m o d u les   wit h   a   1 2   V   b a tt e ry   a n d   is  re c h a r g e d   wit h   a   so lar  p a n e l .   T h e   b a tt e ry   c a n   b e   c h a rg e d   to   9 5 %   c a p a c it y ,   y ield i n g   8 5 5 0   m Ah   fro m   a   9 0 0 0   m Ah   c a p a c it y .   UC - 3 9 0 6   c h a rg e IC   c o n tr o ls  t h e   c h a rg i n g   p r o c e ss ,   d e li b e ra tely   m a n a g in g   th e   p a ra m e ters   re q u ired   fo r   o p t ima b a tt e ry   c h a r g in g .   P a rti c u la rly ,   w h e n   e x p o se d   t o   id e a s o la ra d iatio n ,   th e   c h a r g e re c h a rg e a   9   Ah   b a t tery   fr o m   3 0 %   to   f u ll   c a p a c it y   in   a b o u 1 0   h o u rs an d   1 0   m in u tes .   Th is stu d y   p ro p o se s a   n o v e l   t o   b a tt e ry   m a n a g e m e n t,   wh ich   is  c rit ica l   fo r   th e   o p e ra ti o n   o f   a q u a c u lt u re   e q u i p m e n a is o late d   lo c a ti o n s .   K ey w o r d s :   B atter y   m an ag em en t sy s tem   B atter y   r ec h ar g e   So lar   ch ar g er   So lar   p an el   So lar - p o wer ed   au to n o m o u s   s y s tem   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L ev in   Halim   D e p a r t m e n t   o f   E l ec t r i c al   E n g i n e e r i n g ,   F a c u lt y   o f   E n g i n e e r i n g   T e c h n o l o g y ,   P a r a h y a n g a n   C a th o l i c   U n i v e r s i t y   C iu m b u leu it   s tr ee t   No .   9 4 ,   Heg ar m an ah ,   B an d u n g ,   W est J av a   -   4 0 1 4 1 ,   I n d o n esia   E m ail: h alim lev in @ u n p ar . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h in cr ea s in g   co n s u m p tio n   o f   f is h   in   I n d o n esia  en co u r a g es  th n ee d   f o r   s u s tain ab le  aq u ac u ltu r e   th at  m ain tain s   q u ality   wh ile  in cr ea s in g   p r o d u ctio n   ca p ac it y .   I m p lem e n tin g   s ix   in ter v en t io n s   in   I n d o n esian   aq u ac u ltu r e   ca n   r ed u ce   en v ir o n m en tal  im p ac ts   b y   2 8 to   4 9 p e r   u n it  o f   f is h ,   with   m o r co n s er v ativ e   p r o d u ctio n   tar g ets  an d   s u s tain ab le  f ar m in g   p r ac tices  r ec o m m en d ed   [ 1 ] .   Flo atin g   n et  ca g e s   in   L ak Ma n in jau ,   I n d o n esia,  p r o d u c tilap ia,   ca r p ,   g o u r a m i,  clar ias   ca tf is h ,   an d   ca tf is h ,   with   g r o s s   y ield s   o f   1 2 ,   1 1 ,   5 ,   1 0 ,   4 ,   a n d   8 . 8 9   k g /m 3 /cy cle,   r esp ec tiv ely   [ 2 ] .   I n lan d   aq u ac u ltu r e,   p ar tic u lar ly   in   Asi a,   h as  co n tr ib u te d   th m o s to   g lo b al  p r o d u ctio n   v o lu m es a n d   f o o d   s ec u r ity ,   with   im p r o v ed   f ee d   e f f icien cy   an d   f is h   n u tr itio n   [ 3 ] .   T o   m ee th in cr ea s in g   co n s u m p tio n   d em an d ,   s u s tain ab le  aq u ac u ltu r p r ac tices  ar ess en tial,   f o cu s in g   o n   m ain tain i n g   h ig h   f is h   q u ality .   I n tellig en an d   s u s tain ab le  f is h   f ar m in g   u s es  th in tel lig en tech n o lo g y   an d   h i g h   b io s ec u r ity   to   m ain tain   h ig h   f is h   q u al ity   [ 4 ] .   I n c r ea s in g   s u r f ac e   wa ter   u tili za tio n   an d   co n tr o llin g   p o n d   f er tili za tio n   ca n   lead   t o   in c r ea s ed   e f f icien cy   a n d   r esil ien ce   in   aq u ac u ltu r s y s tem s   [ 5 ] .   Ad eq u ate  en v ir o n m e n tal  m o n ito r in g   a r ess en tial  to   en s u r th g r o wth   an d   s u s tain ab i lity   o f   m ar in e   f is h   aq u ac u ltu r p r o d u ctio n   [ 6 ] .   I m p o r ta n f ac to r s   th at  af f ec f is h   q u ality   in clu d f ee d in g   m eth o d s   an d   wate r   co n d itio n s ,   wh ich   ar cr u cial  f o r   t h s u cc ess   o f   aq u ac u ltu r o p er atio n s .   T h e   q u ality   o f   f is h   f ee d   af f ec ts   t h aq u atic  en v ir o n m en t   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   s o la r - p o w ered   a u to n o mo u s   p o w er sys tem  fo r   a q u a cu ltu r e:   o p timiz in g     ( Th o ma s   Yu ve n   Ha n d a ka   La ksi )   4377   th aq u ac u ltu r e,   a f f ec tin g   th u tili za tio n   o f   n u tr ien ts   [ 7 ] .   T h ch o ice  f ee d in g   m eth o d s   d et er m in es  th g r o wth   o f   f is h   an d   af f ec ts   th q u ality   o f   p r o d u cts  in   aq u ac u ltu r [ 8 ] .   Hig h er   s to ck in g   d e n s ities   in   Atlan tic  s alm o n   f ar m in g   a r ass o ciate d   with   r e d u ce d   wate r   q u ality   [ 9 ] .   T ec h n o lo g ical  ad v an ce m e n ts   h av le d   to   th e   d ev elo p m e n o f   r ea l - tim e   wate r   q u ality   m o n ito r in g   s y s tem s ,   u tili zin g   wir eless   s en s o r   n etwo r k s   an d   in ter n et  o f   t h in g s   ( I o T )   tech n o lo g ies  to   in cr ea s p r o d u ctiv ity   an d   m ain tai n   o p tim al  co n d itio n s   in   aq u ac u ltu r e   en v i r o n m e n t s .   R ea l - tim s en s o r   m o n ito r in g   f o r   wate r   q u ality   is   in cr ea s in g ly   b ein g   ap p lied   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   I o T - b ased   s m ar wate r   q u ality   m o n ito r in g   s y s tem s   o f f er   r ea l - tim ca p ab ilit ies,  m ak in g   th em   m o r ef f icien t,  s af er ,   a n d   less   ex p en s iv [ 1 2 ] .   I m p lem en tin g   a   r eliab le  elec tr ic  p o wer   s y s tem   is   ess en tial  f o r   lo n g - d is tan ce   aq u ac u ltu r e,   esp ec ially   to   s u p p o r e q u ip m e n s u ch   as  wate r   q u ality   m o n ito r s   an d   au to m atic  f ee d er s   in   r em o te  ar ea s .   R esear ch   [ 1 3 ]   is   im p lem en tin g   s o lu tio n s   f o r   e n er g y   in d e p en d e n ce   an d   th u s o f   en er g y   s to r ag e .   T h p r o p o s ed   s u s tain ab le  h y b r id   en er g y   s y s tem   in   [ 1 4 ]   u s es  r en ewa b le  r eso u r ce s   to   p r o d u ce   p u r o x y g e n   a n d   g en e r ate  r eser v p o wer .   C o m b in in g   p h o to v o lt aics  ( PV)   with   d eser aq u ac u ltu r ca n   p r o v id a d d itio n al  b en e f its   an d   o f f s et  th e   s h o r tco m in g s   o f   th a q u ac u ltu r in d u s tr y   [ 1 5 ] .   T h s p ec if ic  e n er g y   m an a g em en n ee d s   o f   is o lated   aq u ac u ltu r s y s tem s ,   esp ec ially   th o s t h at  r eq u ir e   s u s tain ab le,   h ig h - q u ality   p o wer   f o r   o p tim al  p er f o r m an ce ,   ar s till   u n clea r .   Ho wev er ,   s o lar   en er g y   ca n   r ed u ce   4 0 o f   th e   to tal  en e r g y   co s in   aq u ac u ltu r e   [ 1 6 ] .   So lan k et  a l .   [ 1 7 ]   o n l y   p r esen ts   p r ac tical  e n er g y   m an ag em en t   s y s tem   m o d el  f o r   is o lated   m icr o g r id s .   T h p r o p o s ed   en er g y   m a n ag em e n ap p r o ac h   in   [ 1 8 ] u s in g   m u d d y   s o il  f is h   o p tim izatio n   alg o r ith m s ,   m in im ize s   p r o d u ctio n   o v er h ea d   co s ts   an d   en er g y   im p o r t   co s ts .   On   th o th er   h a n d ,   th ef f ec tiv en ess   o f   in teg r ated   b atter y   m an ag em en in   is o lated   an d   s o lar - p o wer e d   aq u ac u ltu r e n v ir o n m en ts   h a s   n o b ee n   ex ten s iv ely   test ed   o r   o p tim ized .   d is tr ib u te d   ad ap tiv m o d el   p r ed ictiv co n tr o ( MPC )   s ch em is   p r o p o s ed   in   [ 1 9 ]   f o r   r o b u s p o wer   m an ag e m en in   s o lar   b atter y - b ased   is o lated   m icr o g r id   s y s tem s .   Hy b r id   m ax im u m   p o wer   p o i n tr ac k in g   ( HM PP T )   alg o r it h m s   an d   in teg r ated   p o wer   f lo ap p r o ac h es  im p r o v s y s tem   p er f o r m an ce   an d   r ed u ce d   s tr ess   o n   b att er ies  in   PV/ win d   tu r b in e/b atter y   h y b r id   s y s tem s   was  ex p lo r ed   i n   [ 2 0 ] .   T h p r o p o s ed   r ea l - tim en e r g y   m an ag em en s y s tem   in   [ 2 1 ]   m ax im izes r ev en u f r o m   r o o f to p   PV in s tallatio n s   with   b atter y   s to r ag e .   T h im p ac o f   v ar y in g   lev els  o f   s o lar   r ad iatio n   o n   th ef f ici en cy   o f   b atter y   c h ar g c y cles  in   r em o te   aq u ac u ltu r e   en v ir o n m e n ts   is   n o t   y et  f u lly   u n d er s to o d .   Als o ,   h o well  t h b atter y   m an ag em en t   s y s tem   m ain tain s   th p o wer   s u p p ly   at  n ig h o r   in   co n d itio n s   o f   lim ited   s u n lig h e x p o s u r h as  n o b ee n   well   d o cu m e n ted .   Mo r e o v er ,   th e   p o ten tial  o f   d u al  b atter y   s y s tem s   to   ex ten d   o p e r atio n a tim in   is o lated   aq u ac u ltu r e n v ir o n m en ts   lac k s   s u b s tan tial  em p ir ical  ev id e n ce .   T h r ec h ar g ea b le  Na - io n   b atter y   s y s tem   ca n   s to r e/r elea s en er g y   i n   s ea wate r   an d   d esalin ate  s ea wate r   with o u m e m b r an e ,   wh ich   allo ws  f o r   a   v er s atile   en er g y   s to r ag s y s tem   [ 2 2 ] .   T h d u al   b atter y   s to r ag s y s t em   in cr ea s es  th life   c y cle  o f   th m ai n   s to r ag e   s y s tem   wh ich   is   s u itab le  f o r   r em o te  ap p licatio n s   [ 2 3 ] .   T h e   r esear ch   [ 2 4 ]   d e v elo p s   lab o r ato r y - s ca le  is o lated   win d   b atter y   s y s tem   wh ich   ar r o b u s an d   ea s y   to   o p e r ate,   th er eb y   r ed u ci n g   tec h n ical  p r o b lem s   in   o f f - g r id   elec tr ic  p o wer   s y s tem s .   T h Fis h er y   4 . 0   at  Par ah y an g an   C ath o lic  Un iv er s ity ,   B an d u n g ,   I n d o n esia  co n s is ts   o f   s e v er al  m ain   m o d u les,  in cl u d in g   co m m u n ic atio n   an d   d ata   tr an s m is s io n   m o d u le,   f is h   f ee d e r   m o d u le,   wa ter   q u ality   m o d u le,   an d   r eliab le  p o wer   s y s tem   m o d u le  as  s h o wn   in   Fig u r 1 .   Ho wev er ,   th is   r esear ch   f o c u s es  ex clu s iv ely   o n   th e   d ev elo p m e n o f   r eliab le  elec tr ic  p o wer   s y s tem s   f o r   is o la ted   aq u ac u ltu r en v ir o n m en t s .   Fis h er y   4 . 0   ar d esig n ed   to   f lo at  o n   wate r   an d   f u n cti o n   in d e p en d e n tly   o f   lan d ,   r eq u i r in g   p o wer f u a n d   ef f icien p o wer   s o lu tio n .   T h e   u s o f   elec tr ic ity   f r o m   lan d   is   im p r ac tical  b ec au s it  is   in ef f icien t   ac r o s s   lar g wate r s T h er ef o r e,   s tan d alo n s o lar   p o wer   s o u r ce   is   an   id ea l c h o ice .           Fig u r 1 .   Fis h er y   4 . 0   o v er all  s y s tem     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l .   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 3 7 6 - 4 3 8 6   4378   T o   m ee th is   n ee d ,   th p o wer   m o d u le  is   d esig n ed   with   s o lar   p an els  th at  ch ar g th "p r io r ity b atter y ,   wh ich   s u p p lies   p o wer   to   th e   s y s tem ,   an d   a   "b ac k u p b atter y ,   wh ich   s u p p o r ts   th e   p r io r ity   b atter y   d u r in g   lo w   s u n lig h co n d itio n s ,   s u ch   as  at   n ig h t .   T h is   s etu p   r eq u i r es  an   ef f icien b atter y   m an ag em e n s y s tem   to   o p tim ize  ch ar g cy cles a n d   en s u r co n ti n u o u s   o p er ati o n .   B y   f o cu s in g   o n   th d esig n   an d   im p lem en ta tio n   o f   th is   s y s tem ,   th is   r esear ch   aim s   to   ad d r es s   th r eliab ilit y   an d   s u s ta in ab ilit y   o f   p o wer   f o r   lo n g - d i s tan ce   aq u ac u ltu r e   ap p licatio n s .       2.   M E T H O D   T h m eth o d o lo g y   u s ed   in   th i s   s tu d y   in v o lv es  ch a r g er   r e f er en ce   s ea r ch   to   d eter m in e   th cu r r e n d esig n s   an d   tech n o l o g ies  r elev an to   o u r   o b jectiv es .   Fo ll o win g   th co llectio n   o f   ch ar g in g   r ef e r en ce s ,   a   th o r o u g h   s tu d y   is   c o n d u cted   t o   estab lis h   th m o s ef f ec tiv e   d esig n   t h at  m ee ts   th e   o p e r atin g   r e q u ir em e n ts   o f   th Fis h er y   4 . 0   m o d u les .   Af te r   s elec tin g   an   ap p r o p r iate  ch ar g er   r e f er en ce ,   we  p r o ce ed   with   th d esig n   p h ase,   wh ich   in v o lv es  cr a f tin g   b esp o k PC B   lay o u t,  s elec tin g   th r eq u is ite  b atter y   ch ar g in g   m an ag em en t   co m p o n en ts ,   an d   in te g r atin g   t h ese  with   th ch o s en   ch ar g er   r ef er en ce   d esig n .   T h is   p h ase  is   cr itical  in   en s u r in g   th at  th ch ar g e r   co r r esp o n d s   to   m ee t th s y s tem ' s   s p ec if ic  r eq u ir em en ts .   On c t h d esi g n   is   f i n aliz e d ,   t h e   c h a r g e r   a n d   i n c o r p o r a t it  in to   t h F is h e r y   4 . 0   s y s tem   was  co n s t r u ct ed .   T h is   i n t e g r ati o n   m a k es   t h e   n e x t   ess e n ti al   s te p   e asie r :   d at a   r et r ie v al .   T h e   s y s tem   t h at   h as   b ee n   d e p l o y e d   wit h   o u r   u n i q u e   c h ar g e r   c o ll ec ts   o p e r ati o n a d a t a .   T h is   i n f o r m ati o n   is   cr iti ca l   f o r   ev al u a ti n g   t h e   d esi g n   a g ai n s t   a ct u al   p e r f o r m a n c m e asu r e m e n ts .   T h e   o v er al l m et h o d o l o g y   f l o w ch ar t is   i ll u s tr a te d   in   Fi g u r 2 .           Fig u r 2 .   R esear ch   m eth o d s       2 . 1 .    Cha rg er   des ig n   T h co n d itio n s   o f   v o ltag an d   cu r r en in   b atter y   c h ar g in g   p r o ce s s   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] ,   ca n   b d o n b y   th e     UC - 3 9 0 6   I C .   T h is   I C   ca n   ca r r y   o u t   th b atter y   ch ar g i n g   p r o ce s s   u s in g   ce r tain   elec tr ical  ci r cu its .   T h is   cir cu i t   will  b d esig n e d   f o r   th c h ar g er   u s ed   in   t h is   r esear ch .   T h is   elec tr ical  cir cu it  m u s b a b le   to   c r ea te  id e n tical  b atter y   ch ar g ch ar ts   f o r   ea c h   s ce n ar io   th at  will  b te s ted   in   th is   r esear ch .   T h is   will  b r eliab ilit y   p o in wh ich   is   th e x ce s s   o f   th e   ch a r g er   d esig n ed   i n   th is   r esear ch .   Po wer   f r o m   s o lar   p an els  ca n n o b e   u s ed   d ir ec tly   t o   c h a r g e   t h e   b a tt e r y .   B a t t e r y   c h a r g i n g   r e q u i r e s   c e r t a i n   c o n d i t i o n s   a n d   r u l e s .   T h i s   p a p e r   wi l l   d es i g n   a   c h a r g e r   t h a t   c a n   p r o v i d e   t h e s e   c o n d i t i o n s   a n d   r u l e s .   E a c h   b at t e r y   c h a r g i n g   c o n d i t i o n   c a n   b e   r e s o l v e d   u s i n g   a   c h a r g e r   I C .     T h UC - 3 9 0 6   ch ar g er   I C   is   a   s p ec ialized   in teg r ated   cir cu it  d esig n ed   ex clu s iv ely   f o r   ch a r g in g   lead - ac id   b atter ies .   I ts   ar ch itectu r e   f u lf ills   th s tr in g e n r e q u ir em e n ts   f o r   b atter y   ch a r g in g ,   as   ev i d en ce d   b y   th e   d ata   p r esen ted   in   Fig u r e   3 .   T o   h a r n ess   th f u ll   ca p ab ilit ies  o f   th UC - 3 9 0 6 ,   it  n ec ess itates  th in teg r atio n   o f   s u p p lem en tar y   elec tr ical  cir cu its .   T h ese  ad d itio n al  cir c u its   ar cr u cial  as  th e y   d ef i n th f in al  s p ec if icatio n s   an d   f u n ctio n ality   o f   th c h ar g e r   s y s tem .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   s o la r - p o w ered   a u to n o mo u s   p o w er sys tem  fo r   a q u a cu ltu r e:   o p timiz in g     ( Th o ma s   Yu ve n   Ha n d a ka   La ksi )   4379   T h elec tr ic  cir cu it  h as  v ar iab les  th at  n ee d   to   b d eter m in ed   th r o u g h   m ath em atica ca lcu latio n s .   T h ese  ca lcu latio n s   in clu d e:     Pick   d iv id er   cu r r en t,  I D .   R ec o m m en d ed   v alu is   5 0   µA   to   1 0 0   µA .     R C   = 2 . 3   V / I D     R SUM   = R A + R B   ( V F   -   2 . 3   V) / I D     R D     = 2 . 3   *   R SUM  *   ( V OC   -   V F )     R A     ( R SUM   + R X )   ( 1   - 2 . 3   *   V T   wh er e:  R X   = R C   *   R D   *   ( R C   + R D )     R B     = R SUM   -   R A     R S     = 0 . 25   *   I MAX     R T     ( V IN  -   V T   -   2 . 5   V)   *   I T   Fro m   th m at h em atica ca lcu l atio n s   ab o v e,   th er e   ar s ev er al   v ar iab les  th at  a r d eter m in ed ,   th at  is   I D V F ,   V OC ,   I MAX ,   V IN ,   V T ,   an d   I T .   T h is   s p ec if ied   v ar iab le  is   o b tain ed   f r o m   th b atter y   d atas h ee to   b u s ed .   I n   Fis h er y   4 . 0 ,   th e   b atter y   t h at  w ill  b u s ed   is   a   v alv e   r e g u late d   lead   ac id   ( VR L A )   ty p e   lead   ac id   b atter y   with   a   ca p ac ity   o f   9   Ah .   T h en   it c an   b d eter m in e d   th at  th v alu o f   th s p ec if ied   v a r iab le  in clu d es:     I D     1 0 0   µA     V F     1 3 . 8   V     V OC  1 4 . 8   V     I MAX  = 0 . 4 7   A     V IN   2 4   V     V T   1 0   V     I T   2 5   m A   Fro m   th d eter m in atio n   o f   v a r iab les  an d   k n o wled g o f   co m p o n e n ca lcu latio n s ,   ch ar g er   ca n   b d esig n e d   ac co r d in g   to   th n ee d s   o f   t h f u lf illme n t o f   th e   p o wer   m o d u le  in   Fis h er y   4 . 0 .           Fig u r 3 .   C ir cu it th at  s u p p o r ts   th UC - 3 9 0 6   I C   [ 2 6 ]       2 . 2 .    B a t t er y   m a na g e m ent   s y s t em   T h er a r two   b atter ies  u s e d   in   th Fis h er y   4 . 0   s y s tem ,   n am ely   p r io r ity   b atter ies  a n d   b ac k u p   b atter ies .   T h ese  two   b atter ies   will  ex p er ien ce   d ec r ea s i n   p o wer ,   s o   s y s tem   is   n ee d ed   th at  co n tr o ls   th f lo o f   p o wer   f r o m   th ch a r g er   to   th t h at  two   b atter ies .   B a s ed   o n   th e   d esig n ed   b atter y   m an ag em en s y s tem ,   Fig u r e s   4 ( a) ,   4 ( b ) ,   an d   4 ( c )   s h o ws  th at  th ch ar g e r   will  au to m atica lly   ch ar g to   th p r io r it y   b atter y .   T h r ela y   th at  is   co n n ec ted   to   th p r io r it y   b atter y   is   in   a   n o r m ally   clo s ed   co n d itio n   an d   th r ela y   th at   is   co n n ec ted   to   th b ac k u p   b atter y   is   in   n o r m a lly   o p en   co n d itio n .   T h en   t h e   v o ltag s en s o r   will  r ea d   t h e   v o ltag f r o m   b o t h   b atter ies .   Sin ce   th b ac k u p   b at ter y   is   also   b ein g   u s ed   u p   b y   t h lo ad ,   th p o wer   o f   th b ac k u p   b atter y   will a ls o   b r ed u ce d .   I f   th e   ch ar g er   is   co n n ec ted   to   th p r io r ity   b att er y ,   a n d   th b ac k u p   b atter y   v o ltag is   less   th an     12 . 3   V   ( 5 5 ca p ac ity ) ,   th c h ar g er   m u s ch ar g th b ac k u p   b atter y .   R elay   2   will  clo s an d   r elay   1   will  b e   o p en ,   a n d   th is   co n d itio n   will  ca u s th p o wer   o n ly   f lo ws   to   th b ac k u p   b atter y .   T h en   th b ac k u p   b atter y   cu r r en s en s o r   will  r ea d   ag ain ,   wh eth er   th b ac k u p   b atter y   h as  r ea ch ed   co n s tan v o ltag ch ar g in g   p r o ce s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l .   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 3 7 6 - 4 3 8 6   4380   with   lo wer e d   c u r r en t .   I n   th i s   ch ar g er ,   th e   s p ec if ied   cu r r e n f o r   th e   f u ll  in d icato r   o n   th b ac k u p   b atter y   is   0 . 1 8   o r   1 8 0   m ( 9 5 c ap a city ) .   I f   th cu r r en s en s o r   r ea d   th is   cu r r en v alu e,   r elay   1   w ill  clo s an d   r elay   2   will o p en .   T h is   ca u s es th ch a r g er   to   c h ar g b ac k   to   th p r io r ity   b atter y .   I f   th e   v o ltag s en s o r   f r o m   th e   s o lar   p an el  d etec ts   v o ltag e   is   less   th an   1 4 . 5   V,   th e   p r io r i ty   b atter y   v o ltag is   less   th an   1 2 . 3   V   ( 5 5 ca p ac ity ) ,   an d   th b ac k u p   b atter y   v o ltag is   h ig h er   th an   1 2 . 6   V   ( 8 0 %   ca p ac ity ) .   Fro m   th ese  th r ee   co n d itio n s ,   r elay   3   wh ich   is   in   th n o r m ally   o p e n   co n d itio n   will  clo s e   an d   th e   b ac k u p   b atter y   will  ch ar g th p r io r ity   b atter y   u n til  it  is   al m o s f u ll,  th at  is ,   i r ea ch es  8 5 ca p ac ity .   T h e   p r o ce s s   o f   ch ar g in g   th b ac k u p   b atter y   to   th p r io r ity   b att er y   co n tin u es  u n til  th s o lar   p an el  h as  r eg ain ed   en o u g h   p o we r   to   ch a r g th e   b atter y .           ( a)   ( b )         ( c)     Fig u r 4 .   B atter y   m a n ag em en t   s y s tem   wo r k f lo wh en   p r io r ity   b atter y   ( a )   co n n ec ted ,   ( b )   n o t c o n n ec te d ,   an d   ( c)   n o   p o wer   f r o m   s o lar   p an el       2 . 3 .    E v a lua t i o n a nd   perf o r m a nce  t esting   o f   t he  s y s t em   T h ch a r g er   d esig n ed   o n   Fis h er y   4 . 0   will  u s test   m o d u l to   s im u late  t h s u n   s h in in g   o n   a   s o lar   p an el .   T h e   test   m o d u le  will  b e   m ad u s in g   1 6   h alo g en   lam p s   with   1 0 0   watts  p o wer   p er   la m p .   T h e   b r ig h tn ess   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   s o la r - p o w ered   a u to n o mo u s   p o w er sys tem  fo r   a q u a cu ltu r e:   o p timiz in g     ( Th o ma s   Yu ve n   Ha n d a ka   La ksi )   4381   lev el  o f   th is   test   m o d u le   is   r eg u lated   u s in g   a   d im m e r .   On   th o th er   h an d ,   th er e   ar 3   lev els  o f   r ad iatio n   co n s id er ed   in   th is   r esear ch .   T h is   test   was   ca r r ied   o u to   s ee   th ch ar ac ter is tics   o f   th c h ar g er   wh en   g iv en   d if f er en s o lar   r ad iatio n .   Fig u r 5   s h o ws  s o lar   r ad iatio n   d ata  lo ca ted   at  Par ah y an g an   C ath o lic  Un iv er s ity ,   I n d o n esia  f r o m   1 0   am   to   2   p m   wh ich   was  ch o s en   b ec au s it  was  ass u m ed   th at  d u r in g   t h is   tim e,   th s u n   is   at  its   m ax im u m   b r i g h tn ess   lev el .   T h is   d ata  is   o b tain ed   f r o m   th NR E L   web s ite  [ 2 7 ]   as  s h o wn   in   T ab le  1 .   T h e   r ad iatio n   lev el   o f   1 0 6 3   W /m 2 ,   8 7 0   W /m 2 ,   an d   5 0 2   W /m wer ch o s en   to   b co n s id er ed   a s   s h o wn   in   T a b le  1   wh ich   is   th m in im u m ,   av er ag e,   an d   m a x im u m   s o lar   r ad iatio n   at  Par ah y an g a n   C ath o lic  Un iv er s ity ,   I n d o n esia .   On   t h o t h er   h an d ,   f o r   ex p er im en t,   th er e   will  b 7   s ce n ar io s   th at   will  b c o n s id er ed   wh ich   is   s h o wn   in   T ab le  2 .   T h d ata  co llectio n   in   th is   r es ea r ch   is   s to p p ed   wh en   th cu r r en d ec r ea s in g   p r o ce s s   r ea ch e s   ce r tain   v alu e .   Fo r   th e   p r i o r ity   b atter y   co n d itio n   co n n ec ted ,   wh en   th c u r r e n r ea c h es  1 8 0   m A,   th e   d ata  r etr iev al   p r o ce s s   is   also   s to p p ed .   Fo r   p r io r ity   b atter ies  n o co n n ec ted ,   d ata  ca p t u r is   s to p p e d   wh e n   th cu r r en d r o p   r ea ch es  1 2 0   m A .   T h is   n u m b er   was  ch o s en   b ec au s at  th ese  n u m b er s ,   t h co n d itio n   o f   t h b atter y   is   s u f f icien tly   f u lly   c h ar g e d ,   n a m ely   9 5 %,  an d   is   s u f f icien t to   p o wer   th lo a d   u n til th n ex t c h ar g e .           Fig u r 5 .   R ad iatio n   d ata  f r o m   NR E L       T ab le  1 .   R ad iatio n   lev el   R a d i a t i o n   l e v e l   V a l u e   ( W / m 2 )   M i n i m u m   5 0 2   A v e r a g e   8 7 0   M a x i m u m   1 0 6 3       T ab le  2 .   E x p er im en s ce n a r io   S c e n a r i o   R a d i a t i o n   ( W / m 2 )   P r i o r i t y   b a t t e r y   c o n n e c t i o n   1   5 0 2   C o n n e c t   2   5 0 2   D i sco n n e c t   3   8 7 0   C o n n e c t   4   8 7 0   D i sco n n e c t   5   1 0 6 3   C o n n e c t   6   1 0 6 3   D i sco n n e c t   7   0   C o n n e c t       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h e   d a t a   o b t ai n e d   is   c h a r g i n g   d a t a   f o r   a   9   A h   l e a d   a ci d   b a tte r y   w i t h   a   h a l o g e n   l a m p   te s ti n g   m o d u l e .   T e s t i n g   w i ll   b e   c a r r i e d   o u t   b y   c o n n e c t i n g   t h e   p r i o r i t y   b a tt e r y   w i t h   t h e   c h a r g e r   a n d   d i s c o n n e c t i n g   i t .   W h e n   t h p r i o r i t y   b a t t e r y   i s   n o t   c o n n e c te d ,   t h e   c h a r g e r   s h o u l d   c h a r g e   t h e   b a c k u p   b a t t e r y .   W h e n   t h e   p r i o r i t y   b a t t e r y   is   c o n n e c t e d ,   t h e   c h a r g e r   m u s t   c h a r g e   t h e   p r i o r i t y   b a t t e r y   f i r s t ,   a n d   i f   i n   t h e   m i d d l e   o f   c h a r g i n g   t h e   b a c k u p   b a t t e r y   m u s t   b f i l le d   i m m e d i a t e l y ,   t h c h a r g e r   m u s t   f i r s c h a r g e   t h b a c k u p   b a t t e r y   a n d   a f t e r   t h e   b a ck u p   b a t t e r y   r e a c h es  a   c e r t a i n   f u l l   p o i n t ,   t h e n   t h e   c h a r g e r   w i l l   c u t   o f f   p o w e r   t o   t h e   b a c k u p   b a t t e r y   a n d   r e - c h a r g e   t h e   p r i o r i t y   b a t t e r y .     3 . 1 .     E x perim ent a v a lid a t io n a nd   re s ults   T h is   s u b s ec tio n   is   th r esu lt  o f   th ex p er im en ts   th at  h av b ee n   ca r r ied   o u t .   As  ex p lain ed ,   th ch ar g er   test   will  b ca r r ied   o u with   3   r ad iatio n   lev els,  th at  is   5 0 2   W /m 2 ,   8 7 0   W /m 2 ,   an d   1 0 6 3   W /m 2 .   Fig u r 6   is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l .   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 3 7 6 - 4 3 8 6   4382   ch ar g er   test   with   th e   co n d itio n   th at   th s o lar   p a n el  r ec ei v es  5 0 2   W /m 2   r ad iatio n ,   with   Fig u r e   6 ( a)   is   a   g r a p h   o f   b atter y   c h ar g i n g   wh en   th p r io r ity   b atter y   is   co n n ec ted   an d   Fig u r 6 ( b )   with   th p r io r ity   b atter y   n o t   co n n ec ted .   T h lef im a g is   c h ar g in g   th b ac k u p   b atter y   b y   th ch ar g e r   o n   th g r o u n d s   th a wh en   th p r io r ity   b atter y   is   co n n ec ted ,   th ch ar g er   h as  au to m atica lly   f illed   th p r io r ity   b atter y .   Ho wev er ,   th er ar also   co n d itio n s   wh en   th e   b ac k u p   b atter y   also   r eq u ir es  ch a r g in g   af ter   p ass in g   th b atter y   c h a r g in g   th r esh o ld .   So   th at  y o u   ca n   s ee   th ch a r ac t er is tics   o f   th b atter y   ch ar g i n g   b y   th ch ar g e r   wh en   th e   p r io r ity   b atter y   is   co n n ec ted .   I n   th e   in itial  co n d itio n s ,   th e   c h ar g er   au to m atica lly   f ills   th p r io r ity   b atter y ,   th en   th b ac k u p   b atter y   p ass es  th lo wer   th r esh o ld .   Un d er   th ese  co n d itio n s ,   ch ar g in g   th b ac k u p   b atter y   will  b eg in .   T h b ac k u p   b atter y   will  g o   th r o u g h   th e   s am b atter y   ch ar g in g   s tag e   as  th p r io r ity   b atter y .   T h d i f f er en ce   is   th b ac k u p   b atter y   will  n o ex p er ie n ce   a   m ax im u m   cu r r en r e d u ctio n   p r o ce s s   b u t   will  b s to p p ed   wh en   th ch ar g in g   cu r r en r ea c h es  1 8 0   m A .   W h e n   th cu r r e n s en s o r   h as  r ea d   t h is   n u m b er ,   th ch ar g e r   will  r etu r n   p o wer   t o   th e   p r io r ity   b atter y .   Fo r   r a d iatio n   o f   5 0 2   W /m 2 ,   with   th e   p r io r ity   b atter y   co n n ec ted ,   it  t ak es  1 3   h o u r s   an d     2 0   m in u tes  to   r ea ch   cu r r en o f   1 8 0   m A .   Me a n wh ile,   th p r io r ity   b atter y   is   n o c o n n ec te d ,   it  tak es  1 6   h o u r s   an d   3 0   m in u tes to   r ea ch   c u r r en t o f   1 2 0   m A .   Fig u r 7   is   ch ar g er   test   with   th co n d itio n   th at  th s o lar   p an el  r ec eiv es  8 7 0   W /m 2   r ad ia tio n ,   with   Fig u r 7 ( a )   g r ap h   o f   b atter y   ch ar g in g   wh e n   th e   p r io r ity   b atter y   is   co n n ec ted   a n d   Fi g u r 7 ( b )   with   th p r io r ity   b atter y   n o co n n ec te d .   T h e   s am as  in   th r ad iati o n   co n d itio n   o f   5 0 2   W /m 2 ,   t h test   co n d itio n   is   ca r r ied   o u u n til  th c u r r e n r ea ch es  1 8 0   m in   th c o n n ec ted   p r io r ity   b atter y   co n d itio n   an d   1 2 0   m in   th e   d is co n n ec ted   p r io r ity   b atter y   co n d itio n .   Fo r   8 7 0   W /m 2   r ad i atio n ,   with   th p r io r ity   b atter y   co n n ec te d ,   it  will   tak 1 0   h o u r s   an d   3 0   m in u tes  to   r ea ch   cu r r en t   o f   1 8 0   m A .   Me an wh ile,   th p r io r ity   b atter y   is   n o t   co n n ec ted ,   it tak es 1 0   h o u r s   an d   1 0   m i n u t es to   r ea ch   1 2 0   m c u r r en t .   Fig u r 8   is   a   ch ar g er   test   with   th c o n d itio n   th at   th e   s o lar   p an el  r ec eiv es  1 0 6 3   W /m 2   r ad i atio n ,   with   Fig u r 8 ( a )   g r ap h   o f   b atter y   ch ar g in g   wh e n   th e   p r io r ity   b atter y   is   co n n ec ted   a n d   Fi g u r 8 ( b )   with   th p r io r ity   b atter y   n o co n n ec te d .   Fo r   1 0 6 3   W /m 2   r ad iatio n ,   w ith   th p r io r ity   b atter y   co n n ec ted ,   it  will  tak 1 0   h o u r s   an d   1 0   m in u tes  to   r ea ch   cu r r e n o f   1 8 0   m A .   Me an w h ile,   th p r io r ity   b atter y   is   n o t   co n n ec ted ,   it  tak es  1 2   h o u r s   an d   2 0   m in u tes to   r e ac h   cu r r en t o f   1 2 0   m A .         ( a)       ( b )     Fig u r 6 .   E x p er im e n t r esu lts : ( a)   s ce n ar io   1   a n d   ( b )   s ce n ar i o   2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   s o la r - p o w ered   a u to n o mo u s   p o w er sys tem  fo r   a q u a cu ltu r e:   o p timiz in g     ( Th o ma s   Yu ve n   Ha n d a ka   La ksi )   4383     ( a)       ( b )     Fig u r 7 .   E x p er im e n r esu lts   ( a)   s ce n ar io   3   a n d   ( b )   s ce n ar i o   4         ( a)       ( b )     Fig u r 8 .   E x p er im e n t r esu lts   ( a)   s ce n ar io   7   a n d   ( b )   s ce n ar i o   8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l .   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 3 7 6 - 4 3 8 6   4384   B atter y - to - b atter y   ch a r g in g   is   ca r r ied   o u w h en   th s o lar   p an el  is   n o p o wer ed ,   b y   n o co n n ec tin g   th e   s o lar   p an el   to   th c h ar g e r   as   s h o wn   i n   Fig u r 9 .   T er m in atio n   o f   th is   c o n n ec tio n   as   an   illu s tr atio n   th at   th e   s o lar   p an el  d o es  n o g et   en o u g h   r a d iatio n   to   ch ar g e   th e   b atter y ,   b u th e   b atter y   is   in   a   co n d itio n   to   b c h ar g e d .   T h co n d itio n   is   th at   th c h ar g e   f r o m   th p r io r ity   b atter y   h as  b ee n   r e d u ce d   to   3 5 % - 4 0 % .   T h en   t h c h ar g in g   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u u s in g   co n s tan cu r r en o f   2 4 0   m u n til  th p r io r ity   b atter y   v o ltag r ea ch es  1 3 . 4 5   V .   T h tim n ee d e d   to   r ea c h   1 3 . 4 5   an d   th e   p r io r ity   b atter y   co n d itio n   is   8 5 % f u ll is   1   h o u r   a n d   3 5   m in u tes .           Fig u r 9 .   Scen ar i o   7   e x p er im e n t r esu lts       3 . 2 .    Cha rg e   du ra t io n f o ba t t er y   m a na g e m ent   T h ch ar g er   test   th at  h as  b e en   ca r r ied   o u t   h as  r esu lts   th at  ca n   b e   an aly ze d ,   th at  is   t h b atter y   ch ar g in g   tim b y   th c h ar g er   wh en   th s o lar   p an els  ar g iv en   d if f e r en r a d iatio n .   T h ti m in   T ab le  3   is   th tim o b tain ed   in   th e x p er im e n ts   th at  h av e   b ee n   ca r r ied   o u t .   T h test   is   ca r r ied   o u u s in g   test   m o d u le   with   v ar iab le  r ad iatio n .   I ca n   b s ee n   th at  th r ad iatio n   r ec eiv e d   b y   s o lar   p a n els  will  af f ec th b atter y   ch a r g in g   tim e .   T h g r ea te r   th r a d iatio n   r ec eiv e d   b y   th s o lar   p an el,   th f aster   th b atter y   will  b ch ar g ed   b y   th e   ch ar g er .       T ab le  3 .   B atter y   ch a r g d u r ati o n   f o r   ea ch   s ce n a r io   S c e n a r i o   Ti me   ( h o u r s   mi n u t e )   1   1 3   h o u r 2 0   mi n u t e s   2   1 6   h o u r 3 0   mi n u t e s   3   1 0   h o u r 3 0   mi n u t e s   4   1 0   h o u r 1 0   mi n u t e s   5   1 0   h o u r 1 0   mi n u t e s   6   1 2   h o u r 2 0   mi n u t e s   7   1   h o u r 3 5   mi n u t e s       3 . 3 .     Relia bil it y   o f   po wer   mo du le   On o f   th e   g o als  o f   th Fis h er y   4 . 0   p o wer   m o d u le  is   to   o f f e r   r eliab le  p o wer   m o d u le .   Acc o r d in g   to   [ 2 8 ] ,   r eliab ilit y   is   th ab ilit y   o f   an   item   t o   p er f o r m   th r e q u ir ed   f u n ctio n   u n d e r   th s tate d   co n d itio n s   f o r   ce r tain   p e r io d .   I t   ca n   also   b e   d ef in ed   as   th c h ar ac ter is tic  o f   an   item   e x p r ess ed   b y   th e   p r o b ab ilit y   th at  t h item   will p er f o r m   th e   r eq u ir ed   f u n c tio n   u n d er   ce r tain   c o n d itio n s   f o r   ce r tain   p er io d   o f   tim e .   T h Fis h er y   4 . 0   p o wer   m o d u le  en s u r es  r eliab le  p o wer   b y   k ee p in g   p r io r ity   b atter ies   ch ar g e d ,   u tili zin g   s o lar   e n er g y   wh e n   a v ailab le,   an d   s witch in g   to   b a ck u p   b atter ies  wh en   s u n lig h t   is   in s u f f icien t .   T h s y s tem   in co r p o r ates  b atter y   m ain ten a n ce   f ea tu r t h at  f o llo ws  s p ec if ic  ch ar g in g   p r o to co l,   g r ad u all y   r ed u cin g   th cu r r en as  th b atter y   r ea ch es  8 5 ca p ac ity   t o   ex ten d   th life   o f   th b atter y .   T h is   co n tr o lled   ch ar g in g   p r o ce s s   is   d esig n ed   t o   b c o n s is ten in   ev er y   ch a r g cy cle,   f o llo win g   a n   id ea ch a r g cu r v to   en s u r e   o p tim al  b atter y   p er f o r m a n ce   an d   life .   As  s h o wn   in   th p r e v io u s   s ec tio n ,   it  ca n   b s ee n   t h at  ea ch   p r o ce s s   o f   ch ar g in g   th e   b atter y   with   v ar i o u s   r ad iatio n s   ap p lied   p r o d u c es  b atter y   c h ar g e   g r a p h   th at  ten d s   to   b e   id en tical   to   th r ef er en ce   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .   T h r eliab ilit y   o f   th e   p o wer   s y s tem   d esig n ed   in   th is   r esear ch   ca n   p r o v id t h e   ap p r o p r iate  b atter y   c h ar g i n g   r esu lts   with   id ea l b atter y   ch ar g i n g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   s o la r - p o w ered   a u to n o mo u s   p o w er sys tem  fo r   a q u a cu ltu r e:   o p timiz in g     ( Th o ma s   Yu ve n   Ha n d a ka   La ksi )   4385   4.   CO NCLU SI O   T h Fis h er y   4 . 0   at  Par ah y a n g an   C ath o lic  Un iv er s ity   in tr o d u ce s   r eliab le  s o lar - p o we r ed   en er g y   s y s tem   th at  m ar k s   s ig n if ican ad v an ce   in   au t o n o m o u s   aq u a cu ltu r tech n o lo g y .   T h is   in n o v ativ s etu p   u s es  a   1 2 b atter y ,   ch ar g ed   b y   s o l ar   p an els  v ia  th UC - 3 9 0 6   ch ar g er   I C ,   en s u r in g   ef f icien an d   s tab le  p o wer   m an ag em en th at  alig n s   with   th id ea ch ar g in g   cu r v e .   T h e   s y s tem 's  ab ilit y   to   r ec h ar g t h b atter y   to   9 5 %   ca p ac ity   ( r ea ch in g   8 5 5 0   m Ah   f r o m   ca p ac ity   o f   9 0 0 0   m Ah )   h ig h lig h ts   its   ef f ec tiv en ess ,   esp ec ially   co n s id er in g   th s p ec if ic   ch ar g in g   n ee d s   o f   1 2 lead - ac id   b atter y .   W ith   th ab ilit y   to   f u lly   r ec h ar g 9   Ah   b atter y   in   a b o u 1 0   h o u r s   an d   1 0   m in u tes  u n d e r   o p tim al  s u n lig h co n d itio n s ,   th s tu d y   f ea t u r es  s o lu tio n   t h at   s u p p o r ts   s u s tain ab le  o p e r atio n   in   r em o te   aq u ac u ltu r en v ir o n m en ts .   T h ese  f in d in g s   h a v b r o ad er   im p licatio n s   f o r   th ap p licatio n   o f   r eliab le  s o lar - p o wer ed   en er g y   s y s tem s   in   o th er   is o lated   an d   s u s tain ab ilit y - f o cu s e d   ap p licatio n s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   P .   J .   G .   H e n r i k sso n ,   L .   K .   B a n k s ,   S .   K .   S u r i ,   T .   Y .   P r a t i w i ,   N .   A .   F a t a n ,   a n d   M .   Tr o e l l ,   I n d o n e s i a n   a q u a c u l t u r e   f u t u r e s i d e n t i f y i n g   i n t e r v e n t i o n f o r   r e d u c i n g   e n v i r o n m e n t a l   i m p a c t s,   E n v i r o n m e n t a l   R e se a rc h   L e t t e rs ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 2 ,   p .   1 2 4 0 6 2 ,     D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 8 - 9 3 2 6 / a b 4 b 7 9 .   [ 2 ]   Ju n a i d i ,   H .   S y a n d r i ,   A z r i t a ,   a n d   A .   M u n z i r ,   F l o a t i n g   c a g e   a q u a c u l t u r e   p r o d u c t i o n   i n   I n d o n e si a :   a ss e ssm e n t   o f   o p p o r t u n i t i e a n d   c h a l l e n g e s i n   La k e   M a n i n j a u ,   AI MS   En v i r o n m e n t a l   S c i e n c e ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 9 3 4 / e n v i r o n s c i . 2 0 2 2 0 0 1 .   [ 3 ]   R .   L .   N a y l o r   e t   a l . ,   A   2 0 - y e a r   r e t r o s p e c t i v e   r e v i e w   o f   g l o b a l   a q u a c u l t u r e ,   N a t u re ,   v o l .   5 9 1 ,   n o .   7 8 5 1 ,   p p .   551 5 6 3 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 8 6 - 021 - 0 3 3 0 8 - 6 .   [ 4 ]   T .   K a ssem ,   I .   S h a h r o u r ,   J .   E l   K h a t t a b i ,   a n d   A .   R a sl a n ,   S mar t   a n d   s u st a i n a b l e   a q u a c u l t u r e   f a r ms ,   S u s t a i n a b i l i t y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 9 ,   p .   1 0 6 8 5 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / su 1 3 1 9 1 0 6 8 5 .   [ 5 ]   T .   F o n se c a ,   W .   C .   V a l e n t i ,   B .   F .   G i a n n e t t i ,   F .   H .   G o n ç a l v e s ,   a n d   F .   A g o st i n h o ,   E n v i r o n me n t a l   a c c o u n t i n g   o f   t h e   y e l l o w - t a i l   l a m b a r i   a q u a c u l t u r e :   S u s t a i n a b i l i t y   o f   r u r a l   f r e s h w a t e r   p o n d   s y s t e ms,   S u s t a i n a b i l i t y ,   v o l .   1 4 ,   n o .   4 ,   p .   2 0 9 0 ,   F e b .   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s u 1 4 0 4 2 0 9 0 .   [ 6 ]   C .   B .   C .   B r a ñ a ,   K .   C e r b u l e ,   P .   S e n f f ,   a n d   I .   K .   S t o l z ,   T o w a r d e n v i r o n men t a l   s u st a i n a b i l i t y   i n   m a r i n e   f i n f i sh   a q u a c u l t u r e ,   Fro n t i e rs  i n   M a r i n e   S c i e n c e ,   v o l .   8 ,   p .   6 6 6 6 6 2 ,   A p r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f ma r s . 2 0 2 1 . 6 6 6 6 6 2 .   [ 7 ]   W .   K o n g ,   S .   H u a n g ,   Z .   Y a n g ,   F .   S h i ,   Y .   F e n g ,   a n d   Z .   K h a t o o n ,   F i s h   f e e d   q u a l i t y   i a   k e y   f a c t o r   i n   i m p a c t i n g   a q u a c u l t u r e   w a t e r   e n v i r o n m e n t :   E v i d e n c e   f r o i n c u b a t o r   e x p e r i m e n t s,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p .   1 8 7 ,   Ja n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 1 9 - 5 7 0 6 3 - w .   [ 8 ]   M .   L u n a ,   I .   Ll o r e n t e ,   a n d   A .   C o b o ,   D e t e r m i n a t i o n   o f   f e e d i n g   s t r a t e g i e i n   a q u a c u l t u r e   f a r ms   u si n g   a   m u l t i p l e - c r i t e r i a   a p p r o a c h   a n d   g e n e t i c   a l g o r i t h ms ,   A n n a l o f   O p e r a t i o n R e se a rc h ,   v o l .   3 1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   551 5 7 6 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 7 9 - 0 1 9 - 0 3 2 2 7 - w .   [ 9 ]   H .   S u n d h   e t   a l . ,   R e d u c e d   w a t e r   q u a l i t y   a sso c i a t e d   w i t h   h i g h e r   st o c k i n g   d e n si t y   d i st u r b s t h e   i n t e s t i n a l   b a r r i e r   f u n c t i o n o f   A t l a n t i c   sal m o n   ( S a l m o   sal a r   L . ) ,   Aq u a c u l t u r e ,   v o l .   5 1 2 ,   p .   7 3 4 3 5 6 ,   O c t .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a q u a c u l t u r e . 2 0 1 9 . 7 3 4 3 5 6 .   [ 1 0 ]   J .   P a r k ,   K .   T .   K i m,  a n d   W .   H .   L e e ,   R e c e n t   a d v a n c e i n   i n f o r ma t i o n   a n d   c o mm u n i c a t i o n t e c h n o l o g y   ( I C T)   a n d   se n so r   t e c h n o l o g y   f o r   mo n i t o r i n g   w a t e r   q u a l i t y ,   Wa t e r ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p .   5 1 0 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / w 1 2 0 2 0 5 1 0 .   [ 1 1 ]   I .   Y a r o sh e n k o   e t   a l . ,   R e a l - t i me   w a t e r   q u a l i t y   mo n i t o r i n g   w i t h   c h e m i c a l   sen s o r s,”   S e n so rs ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 2 ,   p .   3 4 3 2 ,   Ju n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 1 2 3 4 3 2 .   [ 1 2 ]   F .   Jan ,   N .   Min - A l l a h ,   a n d   D .   D ü şt e g ö r ,   I o b a se d   sm a r t   w a t e r   q u a l i t y   m o n i t o r i n g :   R e c e n t   t e c h n i q u e s,  t r e n d a n d   c h a l l e n g e f o r   d o m e st i c   a p p l i c a t i o n s ,   W a t e r (S w i t ze rl a n d ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 3 ,   p .   1 7 2 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / w 1 3 1 3 1 7 2 9 .   [ 1 3 ]   A .   D w o r a k   P a w e ł a n d   M r o z i k ,   A .   K o r z e l e c k a - O r k i s z ,   A .   Ta ń s k i ,   a n d   K .   F o r m i c k i ,   E n e r g y   se l f - su f f i c i e n c y   o f   a   s a l m o n i d b r e e d i n g   f a c i l i t y   i n   t h e   r e c i r c u l a t i n g   a q u a c u l t u r e   s y st e m,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   6 ,   p .   2 5 6 5 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 6 0 6 2 5 6 5 .   [ 1 4 ]   N .   T .   N g u y e n ,   R .   M a t s u h a s h i ,   a n d   T .   T .   B .   C .   V o ,   A   d e s i g n   o n   s u st a i n a b l e   h y b r i d   e n e r g y   sy s t e ms   b y   m u l t i - o b j e c t i v e   o p t i m i z a t i o n   f o r   a q u a c u l t u r e   i n d u s t r y ,   R e n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   1 6 3 ,   p p .   1 8 7 8 1 8 9 4 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   10 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 2 0 . 10 . 0 2 4 .   [ 1 5 ]   T .   T .   E .   V o ,   S . - M .   Je ,   S . - H .   J u n g ,   J .   C h o i ,   J . - H .   H u h ,   a n d   H . - J .   K o ,   R e v i e w   o f   p h o t o v o l t a i c   p o w e r   a n d   a q u a c u l t u r e   i n   d e s e r t ,   En e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   p .   3 2 8 8 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 0 9 3 2 8 8 .   [ 1 6 ]   T .   T .   E .   V o ,   H .   K o ,   J . - H .   H u h ,   a n d   N .   P a r k ,   O v e r v i e w   o f   s o l a r   e n e r g y   f o r   a q u a c u l t u r e :   Th e   p o t e n t i a l   a n d   f u t u r e   t r e n d s,   E n e r g i e s v o l .   1 4 ,   n o .   2 1 ,   p .   6 9 2 3 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 2 1 6 9 2 3 .   [ 1 7 ]   B .   V   S o l a n k i ,   C .   A .   C a n i z a r e s,   a n d   K .   B h a t t a c h a r y a ,   P r a c t i c a l   e n e r g y   man a g e me n t   sy s t e m f o r   i s o l a t e d   m i c r o g r i d s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   S m a rt   G ri d ,   v o l .   1 0 ,   n o .   5 ,   p p .   4 7 6 2 4 7 7 5 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / t s g . 2 0 1 8 . 2 8 6 8 1 3 0 .   [ 1 8 ]   K .   V e l u c h a m y   a n d   M .   V e l u c h a m y ,   A   n e w   e n e r g y   m a n a g e me n t   t e c h n i q u e   f o r   mi c r o g r i d   s y st e u s i n g   mu d d y   so i l   f i sh   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   En e r g y   Re se a r c h ,   v o l .   4 5 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 4 8 2 4 1 4 8 4 4 ,   A p r .   2 0 2 1 ,   d o i :   10 . 1 0 0 2 / e r . 6 7 5 8 .   [ 1 9 ]   S .   S e n   a n d   V .   K u mar ,   D i s t r i b u t e d   a d a p t i v e - M P C   t y p e   o p t i m a l   P M S   f o r   P V - b a t t e r y   b a s e d   i so l a t e d   mi c r o g r i d ,   I EEE   S y st e m J o u rn a l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   p p .   5 4 6 5 5 7 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j s y st . 2 0 2 2 . 3 1 6 8 2 7 0 .   [ 2 0 ]   D .   R e k i o u a ,   T .   R e k i o u a ,   A .   El s a n a b a r y ,   a n d   S .   M e k h i l e f ,   P o w e r   ma n a g e m e n t   c o n t r o l   o f   a n   a u t o n o mo u p h o t o v o l t a i c / w i n d   t u r b i n e / b a t t e r y   s y st e m,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   5 ,   p .   2 2 8 6 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 6 0 5 2 2 8 6 .   [ 2 1 ]   C .   L .   N g e ,   I .   U .   R a n a w e e r a ,   O . - M .   M i d t g å r d ,   a n d   L .   N o r u m,   A   r e a l - t i m e   e n e r g y   ma n a g e me n t   sy st e f o r   sm a r t   g r i d   i n t e g r a t e d   p h o t o v o l t a i c   g e n e r a t i o n   w i t h   b a t t e r y   st o r a g e ,   Re n e w a b l e   En e r g y ,   v o l .   1 3 0 ,   p p .   7 7 4 7 8 5 ,   J a n .   2 0 1 9 ,   d o i :   10 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 8 . 06 . 0 7 3 .   [ 2 2 ]   D . - H .   N a m,  M .   A .   L u ml e y ,   a n d   K . - S .   C h o i ,   A   sea w a t e r   b a t t e r y   w i t h   d e s a l i n a t i o n   c a p a b i l i t i e e n a b l i n g   a   d u a l - p u r p o se  a q u e o u s   e n e r g y   st o r a g e   sy st e m,”   E n e r g y   S t o r a g e   M a t e r i a l s ,   v o l .   3 7 ,   p p .   5 5 6 5 6 6 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n sm . 2 0 2 1 . 02 . 0 3 7 .   [ 2 3 ]   V .   B .   Th u r a i   R a a j   e t   a l . ,   D u a l   b a t t e r y   s t o r a g e   t e c h n i q u e   f o r   r e m o t e ,   l o c a t i o n - b a s e d   s o l a r   P V   sy s t e m   a n d   st a n d a l o n e   a p p l i c a t i o n s ,   En e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   8 ,   p .   2 7 4 8 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 0 8 2 7 4 8 .   [ 2 4 ]   L .   K .   G a n   a n d   E .   J .   P .   Ec h e n i q u e   S u b i a b r e ,   A   r e a l i st i c   l a b o r a t o r y   d e v e l o p me n t   o f   a n   i s o l a t e d   w i n d - b a t t e r y   sy s t e m,   Re n e w a b l e   En e r g y ,   v o l .   1 3 6 ,   p p .   6 4 5 6 5 6 ,   Ju n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 9 . 01 . 024 .   [ 2 5 ]   A P C   S m a r t - u p s S M T   S M T 7 5 0   u p g r a d e d   1 2 V   9 A H   B a t t e r y   ( 1   p a c k ) .   2 0 2 3 .   [ 2 6 ]   Te x a s I n st r u me n t s ,   S e a l e d   l e a d - a c i d   b a t t e r y   c h a r g e r ,   T e x a s I n st r u m e n t s .   h t t p s: / / p d f . d z sc . c o m/ 8 8 8 8 9 / 2 0 2 3 2 . p d f .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.