Luchele Living Lab-Aquakulturen
Der Viktoriasee – Lebensgrundlage für Millionen Menschen
Ort
Luchele, Tansania
Projektpartner
Asobo Mobility
Arbeitsbereich
Digitale Ökosysteme
Maritime Ökosysteme sind empfindlich und können leicht aus dem Gleichgewicht geraten. Verschmutzung, Überfischung und invasive Arten haben in den vergangenen Jahrzehnten erheblichen Druck auf viele Gewässer ausgeübt.
Der Viktoriasee, der flächenmäßig zweitgrößte Süßwassersee der Welt, liegt im Grenzgebiet von Tansania, Uganda und Kenia. Für schätzungsweise 30 bis 40 Millionen Menschen bildet er eine direkte oder indirekte Lebensgrundlage etwa durch Fischerei, Handel, Transport und Landwirtschaft.
Gleichzeitig steht das Ökosystem des Sees zunehmend unter Druck. Klimawandel, steigende Wassertemperaturen und ein starkes Bevölkerungswachstum in der Region stellen neue Herausforderungen für eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen dar. Lösungen sind notwendig, um sowohl die Lebensgrundlagen der Menschen als auch die Stabilität des Ökosystems langfristig zu sichern.
Luchele Living Lab – Digitale Aquakultur am Viktoriasee
Viktoriasee – Luchelele Beach nahe Mwanza, Tansania
Im Luchele Living Lab entwickelt VoltaViewAfrica eine schwimmende Aquakulturplattform, die erneuerbare Energie, digitale Umweltüberwachung und nachhaltige Fischproduktion verbindet. Das Projekt dient als Living Lab, in dem neue Technologien für Aquakultur und Ressourcenmanagement unter realen Bedingungen getestet und weiterentwickelt werden.
Warum neue Ansätze für Aquakultur notwendig sind
Fisch ist für viele Menschen in Ostafrika eine zentrale Eiweißquelle und ein wichtiger Bestandteil lokaler Wirtschaftssysteme. Gleichzeitig geraten natürliche Fischbestände zunehmend unter Druck.
Aquakultur gewinnt deshalb an Bedeutung – steht jedoch selbst vor neuen Herausforderungen. Viele Betriebe verfügen nur über begrenzte Möglichkeiten, Umweltbedingungen zuverlässig zu beobachten. Veränderungen der Wasserqualität oder des Sauerstoffgehalts bleiben häufig lange unbemerkt und können erhebliche Verluste verursachen.
Zudem verändern steigende Wassertemperaturen und zunehmend unvorhersehbare Umweltveränderungen die Produktionsbedingungen im See.
Um Fischproduktion langfristig stabil zu halten, sind deshalb neue Ansätze notwendig, die ökologische Prozesse besser verstehen und frühzeitig auf Veränderungen reagieren können.
AquaTwin – Der digitale Zwilling für Fischfarmen
Viele bestehende Monitoring-Systeme sind für kleinere und mittlere Aquakulturbetriebe zu teuer oder zu wartungsintensiv. Besonders in tropischen Gewässern stellt Biofouling – das Wachstum von Algen und Mikroorganismen auf Sensoren ein erhebliches Problem dar und führt oft zu unzuverlässigen Messwerten.
Mit AquaTwin The Digital Twin for Fish Farming entwickelt VoltaViewAfrica deshalb ein System, das Umweltbedingungen kontinuierlich erfasst und gleichzeitig speziell für tropische Einsatzbedingungen ausgelegt ist.
Glasfaserbasierte Sensoren messen zentrale Wasserparameter wie Temperatur und Sauerstoffgehalt entlang der gesamten Wassersäule. Eine spezielle Sensorstruktur reduziert Biofouling und ermöglicht langfristig stabile Messungen.
Auf Basis dieser Daten entsteht ein digitaler Zwilling der Aquakulturumgebung, der Veränderungen im See sichtbar macht und frühzeitig auf kritische Entwicklungen hinweisen kann.
Für Fischzüchter bedeutet das:
- stabilere Erträge bei geringeren Risiken
- bessere Einschätzung der Umweltbedingungen
- frühzeitige Warnungen bei Sauerstoffmangel oder Temperaturspitzen
- präzisere Planung von Fütterung und Produktion
Unsere Technik
Umweltmonitoring im See
Die Sensorplattform wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) entwickelt und basiert auf der photonischen Messplattform Photonic EDGE.
Das System nutzt eine verteilte Glasfaserstruktur, in der mehrere Messverfahren kombiniert werden:
- Fiber Bragg Gratings (FBG) zur hochauflösenden Temperaturmessung
- Molecularly Imprinted Polymers (MIP) zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffs
- eine Helix-Faserstruktur, die Messungen entlang der gesamten Wassersäule ermöglicht
Dadurch können Umweltparameter kontinuierlich entlang der Sensorfaser erfasst werden, anstatt nur einzelne Messpunkte im Wasser zu überwachen.
Die Sensoren sind Teil einer verteilten Monitoring-Architektur, bei der ein zentraler Sensorknoten als Datengrundlage für mehrere Fischkäfige dient. Die kontinuierlich erfassten Messdaten bilden anschließend die Basis für das digitale Modell der Aquakulturumgebung.teht ein detailliertes Bild der Umweltbedingungen, das für ein nachhaltiges Management der Aquakultur genutzt werden kann.
Aktuelle Messdaten zur Sauerstoffsättigung in unserer Aquakulturanlage:
Das Living Lab in Mwanza
Der Standort am Luchelele Beach bei Mwanza (Tansania) dient als offenes Testfeld für neue Ansätze in der Aquakultur. Hier werden Technologien, Betriebsmodelle und Umweltmonitoring unter realen Bedingungen erprobt und weiterentwickelt.
Das Projekt verbindet Fischproduktion, erneuerbare Energie und digitale Umweltbeobachtung zu einem integrierten System. Die Erfahrungen aus dem Betrieb sollen dazu beitragen, Aquakulturstandorte besser zu verstehen und technische Lösungen an lokale Bedingungen anzupassen.
Langfristig dient das Living Lab als Referenzstandort für weitere Projekte in der Region.
Unsere Partner
Das Luchele Living Lab entsteht in Zusammenarbeit mit Partnern aus Forschung, Technologieentwicklung und Aquakulturpraxis. Durch diese Kooperation werden wissenschaftliche Expertise, technische Innovation und lokale Erfahrung miteinander verbunden.
Zu den Projektpartnern gehören:
