기후변화, 인구증가, 환경오염, 식품안정성, 푸드 마일리지 추구 등으로 인해 도시형 스마트팜시장이 급격하게 성장하고 있다.
다만 이는 도시의 전력소비 증가를 유발하기 때문에 장거리 공급에 따른 에너지손실이 지속될 것으로 보인다. 이에 따라 도시형 스마트팜의 에너지사용을 최소화하면서 안정적으로 운영할 수 있는 방안이 필요하다.
이경호 한국에너지기술연구원 신재생열융합연구실장은 ‘차세대 에너지저감형 도시스마트팜’ 연구를 통해 조명부하, 냉난방부하 최적화를 실현하고 있다.
초기투자비·E소비 절감 구현
도시형 스마트팜은 신선한 식품을 빠르게 공급할 수 있으며 운반거리 축소에 따른 탄소배출을 줄일 수 있어 지속 성장할 것으로 예상된다. 도시형 스마트팜이 증가함에 따라 도시에서의 에너지소비 또한 증가하고 있다.
현재 도시형 스마트팜의 경우 광량, 온·습도 등 재배작물의 생육환경을 온전히 제어하는 식물공장형으로 구축되고 있으며 여기에 필요한 에너지를 전기로 충당하고 있다. 노지농업대비 도시형 스마트팜에서 사용하는 에너지는 800배에 달하는 것으로 나타났으며 경제성을 확보하기 위해서는 에너지소비와 초기설치비를 저감하는 것이 중요하다.
이경호 실장은 “도시형 스마트팜에서 사용되는 에너지비용 중 80%는 조명과 냉방으로 하이브리드 광원의 광전송 조명기술, 복사냉각 등의 기술이 주목된다”고 밝혔다.
스마트팜에 냉방이 필요한 이유는 광원으로 사용되는 LED에서 발생하는 열에 인한 것으로 LED를 시설 외부에 설치하는 방안이 고안됐다.
그러나 LED를 외부에 설치함에 따라 작물에 도달하는 광량이 줄고 이를 보완하기 위해 더 많은 LED를 사용해야 하며 겨울철에는 오히려 난방부하가 발생하는 등 실질적인 에너지절감으로 이어지지 않았다.
하이브리드 광원 광전송조명은 △태양광 추적 집광형 △태양광 추적 비집광형 △태양광 비추적 비집광형 등으로 구분된다. 하이브리드 광원 광전송조명을 통해 냉방부하가 줄어듬에 따라 냉방설비를 최소화할 수 있어 초기투자비용을 절감할 수 있게 된다.
또한 난방부하에 대해서는 LED 배열을 활용해 대응할 수 있으며 잉여열은 거래를 통해 추가수익을 창출할 수 있게 된다. 특히 냉방 역시 복사냉각방식을 적용해 냉열을 생산할 수 있도록 시스템을 구상하고 있으며 연구진은 스마트팜에 적용할 수 있는 복사냉각 장치를 제작 중이다.
이경호 실장은 “다양한 방안으로 도시형 스마트팜의 에너지자립방안에 접근하고 있으며 현재는 각각의 요소기술을 검증하는 단계로 요소기술간 최적의 시너지효과를 창출해 나갈 계획”이라며 “내년까지 연구를 지속한다면 구체적인 윤곽이 나타날 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.
기후변화, 인구증가, 환경오염, 식품안정성, 푸드 마일리지 추구 등으로 인해 도시형 스마트팜시장이 급격하게 성장하고 있다. 
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