“태양전지+AI 기술 입었다” 스마트팜 진화는 ing

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 태양전지와 인공지능(AI) 기술을 접목시킨 신개념 스마트팜 기술을 선보인다.

한국과학기술연구원(KIST)은 25~27일 김대중 컨벤션센터에서 열리는 ‘그린&어그리테크 아시아 2022’에 참가해 탄소중립형 스마트팜 관련 최신 연구성과를 전시한다.

스마트팜은 과학기술을 활용해 온도, 습도, 이산화탄소농도 등의 작물의 생육환경을 최적의 상태로 관리하는 농업방식이다. 작물의 생산성과 품질이 향상돼 수익이 증대되는 효과가 있다. 하지만 이를 위해 냉·난방 등 시설 운영에 많은 에너지가 투입되는 점, 생육환경의 최적 조건을 관리하는 전문 컨설턴트가 직접 농가에 방문이 필요한 점 등은 스마트팜 보급화에 걸림돌이 되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 차세대태양전지연구센터, 스마트팜융합연구센터 등 KIST 여러 부서에서는 자동화된 스마트팜을 구축, 스마트팜의 에너지의 효율성을 확보 등을 목표로 산·학·연 공동연구를 진행하고 있다.

‘선택적 광투과 스마트팜 태양전지’ 기술은 작물 재배에 필요한 태양빛만을 선택적으로 투과시키고 나머지는 빛으로 전기를 생산하는 스마트팜 용 태양전지이다. 기존 실리콘 태양전지의 경우 설치 시 태양빛을 막기 때문에 작물을 그늘지게해 작물 생육에 악영향을 준다. 이 때문에 태양전지를 스마트팜에 적용하는 것은 여러 어려움이 있었다. KIST 청정신기술연구본부 민병권 본부장, 이필립 책임연구원 연구팀은 고려대학교 전용석 교수 연구팀, 국민대학교 도영락 교수 연구팀과 함께 이러한 문제를 해결하기 위해 투광형 태양전지 기술과 이색성 광필터 기술을 접목했다. 청색광(430~470nm)과 적색광(630~680nm) 태양빛은 투과를 시켜 작물 생육에 활용하고, 나머지 태양빛 대부분에 해당하는 파장의 빛을 광필터가 모두 반사시켜 태양전지가 흡수, 발전할 수 있도록 하는 기술이다. 또한 이 태양전지는 투과하는 빛의 파장영역과 광량을 미세하게 조절할 수 있어서 작물의 종류에 따라 최적의 광 조건을 만들 수 있다는 장점이 있다.

민병권 본부장은 “이 기술은 작물재배에 필요한 최소한의 태양빛을 제외한 나머지 파장의 빛을 모두 태양광 발전에 사용할 수 있기 때문에 스마트팜 온실 운용에 필요한 에너지 대부분을 재생에너지로 충당 가능하여 스마트팜의 탄소중립 구현을 가능하게 한다는 점에 큰 의의가 있다”고 밝혔다.

KIST 스마트팜융합연구센터 김형석 센터장 연구팀은 스마트팜 작물 재배 온라인 컨설팅 서비스 상용화에 박차를 가하고 있다.

KIST는 수집된 데이터의 분석 및 모델링을 통해 의사결정을 할 수 있는 알고리즘 및 마커를 개발한다. 이러한 개발 내용을 앱 형태로 서비스화하는 것은 SW 전문기업인 원투씨엠(주)에서 수행하고 있다. 현재까지 개발된 온라인 재배 컨설팅 SW는 15개 실증 스마트팜 농가를 대상으로 적용되어 데이터의 수집 및 SW 고도화 중에 있고, 보다 범용성 있는 서비스의 개발을 위해 온·습도 등 온실 내부환경을 모니터링하면서 내부환경 인자들이 적정 기준을 벗어날 때 경고를 하는 서비스 앱을 30개 시범 농가에 적용했다.

김형석 센터장은 “비대면 온라인 재배컨설팅은 기존 재배컨설팅 서비스를 온라인으로 간편하게 대체하는것 뿐 아니라, 서비스 적용 과정에서 생성된 스마트팜 데이터의 지속적인 분석 및 인공지능 기술 적용을 통해, 보다 정확하고 효과적인 스마트팜 관리 처방으로 발전시킬 수 있다는 점에서 의미가 있다”고 밝혔다.