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국내 스마트팜 연구와 기술 어디까지 왔나■농업도 이젠 스마트팜 시대-전남농업기술원 김희곤 팀장
영암 무화과 기후변화 대응 스마트팜 시설 필요
시설 규모와 작목에 맞도록 시스템에 투자해야
  • 문배근ㆍ김진혁 기자
  • 승인 2020.06.26 14:31
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김희곤 팀장이 신재생 에너지를 이용한 에너지 자립형 스마트팜 시설을 설명하고 있다. 이 시설은 유리온실, 재배사, 노지 태양광, 제어실로 구성돼 있으며 태양광발전과 공기열·지열을 시작으로 축전지, 전력계통, 히트펌프, 축열조 순으로 에너지가 생성되고 순환된다.

국내 스마트팜의 발전 추세

스마트팜은 국내에서 개발된 기술, 해외도입 기술이 많은데 규모가 큰 유리온실은 전문화된 제어 시스템이나 프로그램은 국산보다는 외국산인 경우가 많다. 1990년대부터 프리바, 홀트닉스, 호겐도른 등 네델란드 장비와 프로그램이 도입돼 왔다.

당시는 도스(DOS: Disk Operating System) 운영체제에서 문자 명령어를 입력해 인터넷으로 제어하는 것이어서 프로그램 사용에 어려움이 많았다. 2000년대에 들어오면서 직관적 그래픽 아이콘으로 프로그램을 구동시킬 수 있는 윈도우즈 운영체제로 바뀌기 시작해 다소 운영 편리성이 나아졌다.

외국의 경우 시설의 규모가 크기 때문에 측창 환기로는 균일한 온습도 제어가 어렵기 때문에 천창환기와 차광 스크린으로 제어하고 있다.

한국의 경우 시설 규모가 작고 작목이 다양하고 200~250평 단동 형태로 여러 동을 가지고 있기 때문에 측창으로 온습도를 제어하고 있으며 북미나 유럽에 비해 시설이 적어서 외산 프로그램을 넣기에는 부적절해 국산 프로그램을 사용하고 있다. 창을 열면 온도만 바뀌는 것이 아니라 습도와 CO2도 바뀌므로 창을 열면서 변화하는 것을 어떻게 제어할 것인가와 풍속과 방향에 따라 환기가 달라지기 때문에 내부와 외부 온도 차 습도의 변화를 감안해 제어를 해야 하기 때문에 온도, 습도, 일사량에 따라 제어를 하는 다양한 형태의 프로그램이 있다.

작목별로 보면 온도, 습도, 시간대 별로 일출, 일몰, 전후와 야간에 시간대별로 온도, 습도를 어떻게 관리하고 환기창을 열고 닿을 때 어떤 방법으로 해야 작목에 스트레스를 주지 않을까하는 부분은 더 연구가 필요한 부분이다. 이러한 연구는 시설 여러 개를 가지고 하면서 데이터를 쌓고 실증연구를 해야 하지만 한 개의 온실을 가지고 다양한 작물을 연구하고 있는 우리나라는 외국에 뒤지고 있다.

전문가들은 외산 프로그램은 이런 세심한 부분의 제어 알고리즘이 잘 녹아든 프로그램들이  잘 돼 있지만 한국은 규모가 적다 보니 프로그램 개발이 잘 안돼 있었다. 하지만 2014년대 농식품부가 스마트팜 확산 사업을 하면서 국내에서도 연구개발이 활발해지고 프로그램도 개발된 상태이다. 또한 빅데이터를 활용한 인공지능형 자동화 시스템, GPS를 활용한 무인화 벼농사 등도 활발히 진행되고 있다.

노지에서의 스마트팜 운영 노하우

노지와 과수는 대체적으로 시설보다는 면적이 크고 과수는 설비가 이동을 안 하지만 밭작물은 3~5개월 재배하고 경운을 하게 되므로 유선 설치는 다시 거둬들여야 하는 등 유지관리가 어렵다. 또 햇빛에 의해 전선 피복이 벗겨지고 녹으며 비바람, 농기구에 의한 전선 파손으로 제한적일 수밖에 없다.

김희곤 전남농업기술원 스마트농업연구팀장은 “영암무화과 같은 경우 스마트팜 시설원예로 방향을 잡고 외부로부터 바람, 비, 열을 막아주는 보호시설을 설치해야 하며 고온에 강하고 추위에 약한 작물의 특성상 연중생산을 위해 시설재배를 하여 조기 출하도 가능하게 하면 출하 기간도 안정적으로 될 수 있다”고 했다. 이어 “고급화된 시스템이 아닌 내부환경에 맞춰 일사량이나 온도에 맞춰 물과 양분을 적절하게 배분하는 자동화 시스템, 외부환경에 맞춰 물과 비료를 조절해주는 시스템이 필요하다”고 덧붙였다.

대봉감의 경우 산비탈 지역이므로 측면 계단형태로 만들거나 경지정리 후 평지화를 통해 시설을 하면 스마트팜이 가능하다고 한다.

김희곤 팀장은 “한국은 노령화와 농업 자체의 수익구조 한계로 농업이 쇠퇴 중인데 안정적 농업생산이 이뤄지려면 노동력을 절감해야 하며 기후변화로 인한 기상재해에서 작물을 보호하기 위한 스마트팜 시설화가 필요하고 이는 영암도 그러할 것이다”고 말했다. 그러면서 “영암지역에 맞는 농업에 대한 선택과 집중으로 시설원예를 규모화시키고 농업인에 대한 정보통신 기술교육과 함께 안정적인 농업경영을 위한 농업경영 컨설팅도 적극 나서야 한다”고 제언했다.

성공적인 스파트팜을 위한 조언

김희곤 팀장은 스마트팜 이전부터 ICT융복합, UIT 형태로 오랫동안 업무를 해왔다.

김 팀장은 “예전부터 IT를 농업에 접목하는 연구가 진행되다가 2014년 농식품부에서 ICT 융복합 확산사업을 하면서 그해에 ‘스마트팜’이란 용어가 생겨났고 농업기술센터에서 2018년 스마트팜 연구팀이 만들어져 농업분야 시설현대화와 자동화 측면에서 심도있게 각종 연구가 진행되고 있다”면서 “일반적으로 스마트폰하고 연결된 것이 스마트팜으로 불려지지만 사실 원격 조회, 감시 등의 제어를 스마트폰과 연동하면서 이 단계에 온 것으로 스마트한 농업이란 의미다”이다.

즉 스마트팜은 각종 유무선 통신기기에 시스템으로 원격 제어할 수 있다는 의미라는 것.

처음 스마트팜을 시도하는 농업인들에게 김 팀장은 “귀농자나 청년 농민이 농사를 수월하게 짓고 생산성과 품질을 높여 고소득까지 올리는 방편으로 스마트팜에 많은 관심을 두고 있다”면서 “스마트팜은 내 시설과 내 토지의 규모, 작목에 맞도록 투자를 해야 한다. 처음부터 대형 유리온실에나 쓰이는 고급 시스템과 시설을 하는 것은 효율적이지도 못하고 비용만 늘어날 뿐이며 시스템의 기능도 다 쓰지 못할 것이다. 처음엔 간단한 기기와 관수 시스템을 설치해 작물을 관리하면서 자주 살펴보아야 하며 이는 작물과 시스템을 관리하는 농가와 하지 않는 농가의 생산성과 품질이 다르기 때문이다. 이후에는 시스템을 통한 섬세한 관리에 필요하며 관리 시간을 줄여 주는 편리한 관리 노하우를 얻을 수 있다. 경험이 부족한 부분은 스마트팜 선배들의 조언과 데이터를 받아들여 시스템 설정과 제어를 하면서 작물을 재배하며 체득하고 배우는 방법이 좋다”고 조언했다.

마지막으로 “아직 국내에선 인공지능형 스마트팜과 농작업 자동화가 많이 이뤄져 있지 않기 때문에 내 시설과 재배 작목의 데이터는 미래의 시스템 업그레이드를 위해 잘 축적해 놓아야 한다. 또 작목을 자주 바꾸다 보면 또 다시 오랜 시간 새롭게 데이터를 쌓아야 하기 때문에 선택한 작목을 장기적으로 가져가는 것이 좋다. 향후 생산성을 높여 여유자금을 확보해 농업경영의 질을 높인 후에는 시설을 규모화하고 더 나은 단계의 지능화되고 자동화된 스마트팜을 도입해도 늦지 않다. 즉, 관수와 양액 등의 간단한 자동화와 프로그램에 투자하고 꾸준하게 관리 면적을 높여 소득을 높이면 고급 장비에 투자할 여력이 생기기 때문에 단동형 시설에서 시작해 규모화시켜야 한다”고 말했다.
 
문배근ㆍ김진혁 기자
이 기사는 지역신문발전기금을 지원받았습니다.

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