April 21,2019

이상기후에도 걱정 없다, ‘스마트 온실’

한국형 스마트 온실 특별전시회 현장

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농촌진흥청(이하 농진청)이 지난 14일부터 청내 농업과학관에서 진행한 ‘한국형 스마트 온실’ 특별 전시회가 28일 성료됐다.

스마트 온실은 최근 가뭄, 폭우 등 자연재해가 빈발하는 상황에서 안정적으로 농작물을 재배할 수 있게 만드는 최첨단 기술이다.

특히 농진청은 이번 전시회에서 작물의 환경과 생체정보를 계측하고, 이를 통해 물과 양분은 물론 병충해 방제까지 한꺼번에 적용할 수 있는 플랫폼을 선보여 많은 주목을 받았다.

박경섭 농업연구관이 차세대 온실에너지통합 시스템에 대해 설명하고 있다. ⓒ 송찬영

박경섭 농업연구관이 차세대 온실에너지통합 시스템에 대해 설명하고 있다. ⓒ 송찬영

센서로 작물의 수분과 영양 파악

이번 전시회에서 가장 눈길을 사로잡은 것은 식물의 양분과 수분 상태를 실시간으로 계측하는 기술이었다. 작물에 부착한 센서는 실시간으로 식물의 상태를 컴퓨터로 전송한다.

전송된 정보에 따라 작물배지에는 물과 필요한 양분이 공급된다.

3D카메라와 광학카메라를  장착해 잎의 상황을 면밀히 감시한다.  ⓒ ScienceTimes

3D카메라와 광학카메라를 장착해 잎의 상황을 면밀히 감시한다. ⓒ 송찬영

로봇 팔에 부착한 3D카메라와 광학 카메라는 야간에도 입체적으로 작물의 상태를 감시할 수 있다.

이를 통해 잎의 변화를 면밀히 감시, 영양과 건강 상태를 파악할 수 있는 것이다.

박경섭 농업연구관은 “농업은 기상 환경에 영향을 많이 받는 부문이다. 기상여건에 따라 성장이 저해되고 병해충에 시달릴 가능성이 높다”며 “사람도 질병을 조기 발견해 치료하는 것이 중요한 것처럼, 이 같은 시스템은 작물의 병해와 영양 상태를 2중 3중으로 점검해 자동으로 작물에게 최적의 환경을 제공토록 하고 있다”고 설명했다.

농진청 국립원예특작과학원이 개발한 해충 대량포획 및 자동예찰 스마트 트랩도 관람객들의 주목을 받기에 충분했다.

ICT에 기반을 둔 해충 포획 스마트트랩 ⓒ 송찬영

ICT에 기반을 둔 해충 포획 스마트트랩 ⓒ 송찬영

트랩은 농사에 방해가 되는 담배나방, 담배거세미나방 등을 성페로몬으로 유인하는 기능을 갖추고 있다. 전시회 관계자는 “기존 트랩(60마리 내외)보다 3~5배 향상된 성능으로 최대 350마리까지 유인할 수 있다”고 설명했다.

여기에 더해진 첨단 ICT 기술은 발생 해충의 신속진단을 가능하게 한다. 트랩에 설치된 카메라가 포집된 해충 영상을 딥러닝 병해충진단 서버로 전송하면 병해충 진단 인공지능에 의해 해충의 종류가 판별된다.

이 해충 정보는 서버에 자동 업로드 되고, 주변 지역 병해충 방제를 유도해 병해충 확산을 조기에 차단하게 된다.

이중섭 농업연구관은 “병해충 발생을 실시간으로 파악하고 진단함으로써 생산성 향상에 기여할 것”이라며 “토마토 파프리카 딸기 등의 농가에 확대보급 예정”이라고 말했다.

전기와 냉난방 CO2 공급하는 온실 에너지 시스템

‘시설원예 ‘Tri-Gen 시스템’ 역시  많은 관심을 받았다. 이는 냉난방과 CO2, 전기 등 온실내 작물이 필요로 하는 에너지를 통합 생산해 온실로 공급하는 체계이다.

농진청과 한국기계연구원이 공동 개발한 이 시스템은 세계 최초로 가스엔진과 발전기에 히트펌프(GHP)를 적용했다.  ⓒ 송찬영

농진청과 한국기계연구원이 공동 개발한 이 시스템은 세계 최초로 가스엔진과 발전기에 히트펌프(GHP)를 적용했다. ⓒ 송찬영

농진청과 한국기계연구원이 공동 개발한 이 시스템은 세계 최초로 가스엔진과 발전기에 히트펌프(GHP)를 적용했다.

농진청에 따르면 이 시스템은 엄청난 효율을 자랑한다.

난방의 경우 기존 면세유 대비 비용이 30~40% 절감되며, CO2 공급으로 광합성이 촉진돼 생산량이 20% 증대된다.

전력공급으로 외부 기온에 관련 없이 일정온도를 유지하도록 만들고, LED 조명 등에도 활용할 수 있다.

이 시스템의 가장 큰 장점은 모바일 앱 등을 통해 집에서도 모니터링과 관리가 가능한 것이다.

이 기술은 현재 파주 호접란 농가와 춘천 토마토 농가에서 실제 적용중이다. 농진청은 올해 안으로 철원 토마토 농가와 함양 피망농가, 고양 국화 농가에 이를 시범적으로 운용할 예정이다.

박경섭 농업연구관은 “국내는 전기료가 저렴하기 때문에 이 시스템의 장점이 살짝 가려지는 것이 사실”이라며  “현재 중동지역 수출을 중심으로 보급전략을 마련하고 있다”고 밝혔다.

박 연구관은 이어 “그러나 1인당 시설재배 면적이 세계 1위이고, 시설원예분야의 해외선진국 의존도가 높은 국내 현실을 감안하면 관련 기술 개발의 의의는 충분하다”며 “미래 농촌 에너지 자립시스템으로 발전시킬 수 있도록 지속적으로 연구할 예정”이라고 강조했다.

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