[논문]스마트 온실의 현장조사 분석

이종구; 정영균; 윤성욱; 최만권; 김현태; 윤용철

doi:10.12791/ksbec.2018.27.2.166

스마트 온실의 현장조사 분석
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시설원예ㆍ식물공장 = Protected horticulture and plant factory, v.27 no.2, 2018년, pp.166 - 172

이종구 (경상대학교 지역환경기반공학과(농업생명과학연구원)) , 정영균 (경상대학교 지역환경기반공학과(농업생명과학연구원)) , 윤성욱 (농촌진흥청 농업공학부 에너지환경공학과) , 최만권 (국립원예 특작 과학원 시설원예 연구소) , 김현태 (경상대학교 생물산업기계공학과(농업생명과학연구원)) , 윤용철 (경상대학교 지역환경기반공학과(농업생명과학연구원))

초록
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본 연구에서는 우선, 농작물의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구에 앞서 현재 국내에 보급되어 있는 스마트 온실의 실태를 파악하기 위하여 7가지의 유형별 스마트 온실 농가를 대상으로 현장조사를 실시하였다. 그 결과 현장에서 전하는 유형별 스마트 팜 선도 사례의 주목적을 보면, 지능형이나 첨단형 정도가 스마트 팜에 가까운 것으로 판단되었다. 연령대를 보면, 상대적으로 40대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 21개 농가로서 전체의 약 70.0%정도를 차지하였고, 재배경력은 10년 이하가 가장 많았다. 온실의 형태로는 1-2W형이 전체의 50.0%정도이고, 연동형이 전체의 80.0%정도로서 24개 농가였다. 재배작물의 경우, 화훼류는 3개 농가뿐이고, 나머지 농가는 채소류 중에서도 과채류만 재배하는 것으로 나타났다. 과채류 중에서도 상대적으로 토마토와 파프리카가 전체 중에 약 63.6%를 차지하였다. 제어시스템은 약 77.4%정도인 24개 농가가 국산제품을 사용하고 있었다. 제어시스템의 제어방식의 경우, 3개 농가는 제어패널만을 사용하여 온습도 등을 조절하였고 나머지 농가는 패널과 컴퓨터에 의한 디지털 제어방식이었다. 디지털 제어의 경우, 휴대폰을 통한 애플리케이션으로 원격조절도 가능하게 설계되어 있고, 대부분 농가에 CCTV도 설치되어 있었다. 계측 및 조절 대상 환경인자는 온도를 포함하여 9개 정도이며, 온도는 전체 조사대상 농가가 계측하고 있었지만, 환기 및 공기유동 팬이나 탄산가스 농도 등의 경우는 다른 인자에 비해 상대적으로 낮았다. 난방시스템의 경우, 대상 농가 중에 46.7%가 전기보일러를 사용하는 것으로 조사되었다. 이 외에도 온수보일러, 히트펌프 및 등유보일러 등으로 나타났다. 제어시스템에 투자한 규모의 경우, 1,000만 원에서 1억원까지로 투자규모가 농가마다 다르게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study set out to conduct a field survey with smart greenhouse-based farms in seven types to figure out the actual state of smart greenhouses distributed across the nation before selecting a system to implement an optimal greenhouse environment and doing a research on higher productivity based on data related to crop growth, development, and environment. The findings show that the farms were close to an intelligent or advanced smart farm, given the main purposes of leading cases across the smart farm types found in the field. As for the age of farmers, those who were in their forties and sixties accounted for the biggest percentage, but those who were in their fifties or younger ran 21 farms that accounted for approximately 70.0%. The biggest number of farmers had a cultivation career of ten years or less. As for the greenhouse type, the 1-2W type accounted for 50.0%, and the multispan type accounted for 80.0% at 24 farms. As for crops they cultivated, only three farms cultivated flowers with the remaining farms growing only fruit vegetables, of which the tomato and paprika accounted for approximately 63.6%. As for control systems, approximately 77.4% (24 farms) used a domestic control system. As for the control method of a control system, three farms regulated temperature and humidity only with a control panel with the remaining farms adopting a digital control method to combine a panel with a computer. There were total nine environmental factors to measure and control including temperature. While all the surveyed farms measured temperature, the number of farms installing a ventilation or air flow fan or measuring the concentration of carbon dioxide was relatively small. As for a heating system, 46.7% of the farms used an electric boiler. In addition, hot water boilers, heat pumps, and lamp oil boilers were used. As for investment into a control system, there was a difference in the investment scale among the farms from 10 million won to 100 million won. As for difficulties with greenhouse management, the farmers complained about difficulties with using a smart phone and digital control system due to their old age and the utter absence of education and materials about smart greenhouse management. Those difficulties were followed by high fees paid to a consultant and system malfunction in the order.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 우선, 농작물의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구에 앞서 현재 국내에 보급되어 있는 스마트 온실의 실태를 파악하기 위하여 이 7가지의 유형별 시설원예 스마트 온실 농가를 대상으로 현장조사를 실시하였다.
본 연구에서는 우선, 농작물의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구에 앞서 현재 국내에 보급되어 있는 스마트 온실의 실태를 파악하기 위하여 7가지의 유형별 스마트 온실 농가를 대상으로 현장조사를 실시하였다.

제안 방법

즉 온실 규모가 약 3,300m²미만이고 단동형으로서 간단한 환경제어 장비를 도입하여 편리성 제고를 주목적으로 운영하는 소규모 간편형 5개 농가, 온실 규모는 소규모 간편형과 동일하고 연동형으로서 간단한 제어수준을 넘어 복합환경관리를 통해 생산성 향상을 주목적으로 하는 소규모 지능형 4개 농가로 분류하고 있다. 그리고 온실 규모는 약 3,300~9,900m² 로 동일하고, 단동과 연동형으로 구별하여 제어수준과 온실 운영의 주목적에 따라 중규모 간편형 4개 농가와 중규모 지능형 17개 농가로 분류하였다. 간편형은 환경, 환기 및 에너지 관리를 자동화하여 노동력 절감 등 온실관리의 효율성 제고를 주목적으로 하고 있고, 지능형은 생산성 및 품질 향상을 주목적으로 운영하는 형태이다.
조사항목은 연령, 재배경력, 온실의 현황, 재배작물, 제어방법, 환경조절인자, 투자규모 및 재원별 투자 유형, 제어장치의 생산지, 난방방식 및 기타 사항으로 분류하여 조사하였다. 조사는 농가를 직접 방문하여 설문지와 온실현장 답사 등으로 이루어 졌다.

대상 데이터

조사는 농가를 직접 방문하여 설문지와 온실현장 답사 등으로 이루어 졌다. 그리고 조사기간은 2017년 8~12월 사이에 실시하였다. Fig.
조사대상 지역은 제주도와 강원도(2개 농가)를 제외하고 부산을 포함한 8개 지역을 대상으로 하였다. 최근 개인정보 보호 문제로 각 지역에 있는 농가를 방문하기 전에 연락을 취하는 것이 거의 불가능하였고, 대상농가 36개 농가를 방문한 후 설문, 면담 및 온실답사를 허락한 농가 30개 농가를 대상으로 조사를 실시하였다.
최근 개인정보 보호 문제로 각 지역에 있는 농가를 방문하기 전에 연락을 취하는 것이 거의 불가능하였고, 대상농가 36개 농가를 방문한 후 설문, 면담 및 온실답사를 허락한 농가 30개 농가를 대상으로 조사를 실시하였다.

성능/효과

Fig. 5에서 알 수 있듯이 조사대상 농가 중 화훼류는 3개 농가뿐이고, 나머지 농가는 채소류 중에서도 토마토, 파프리카, 멜론, 오이 등 과채류만 재배하는 것으로 나타났다. 그리고 과채류 중에서도 상대적으로 토마토와 파프리카가 전체 중에 약 63.
6과 같다. Fig. 6에서 알 수 있듯이 전체 계측 및 조절 대상 인자는 온도를 포함하여 9개 정도이며, 온도는 전체 조사대상 농가가 기본적으로 계측하고 있었지만, 환기 및 공기유동 팬이나 탄산가스 농도 등의 경우는 다른 인자에 비해 상대적으로 낮았다. 이 결과로 볼 때, 아직 국내에 보급되고 있는 제어시스템 중 엽온이나 근권부 등을 대상으로 하는 환경 계측이나 조절 등은 미흡한 것으로 판단된다.
디지털 제어의 경우, 휴대폰을 통한 애플리케이션으로 원격조절도 가능하게 설계되어 있고, 대부분 농가에 CCTV도 설치되어 있었다. 계측 및 조절 대상 환경인자는 온도를 포함하여 9개 정도이며, 온도는 전체 조사대상 농가가 계측하고 있었지만, 환기 및 공기유동 팬이나 탄산가스 농도 등의 경우는 다른 인자에 비해 상대적으로 낮았다. 난방시스템의 경우, 대상 농가 중에 46.
그 결과 현장에서 전하는 유형별 스마트 팜 선도 사례의 주목적을 보면, 지능형이나 첨단형 정도가 스마트 팜에 가까운 것으로 판단되었다. 연령대를 보면, 상대적으로 40대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 21개 농가로서 전체의 약 70.
제어시스템에 투자한 규모의 경우, 농가들이 기억에 의존하는 관습 때문에 정확하게 조사할 수 없었다. 그러나 조사결과 1,000만 원에서 1억 원까지로 투자규모가 농가마다 다르게 나타났지만, 1,000~2,000만 원정도 투자한 농가가 10개 농가로 가장 많았고, 1억 원 이상 농가도 5개 농가 정도였다. 그리고 투자유형도 자가, 지자체 및 정부 등으로 다양하였을 뿐만 아니라 유형별로 부담하는 비율도 다양하였다.
1%정도로서 과반을 넘는 것으로 나타났다(Choi 등, 2015; MAFRA, 2016). 이것과 단순비교하기에는 다소 무리가 있지만, 온실재배 농가의 연령이 일반농가보다 상대적으로 젊은 것으로 나타났다. 그리고 재배경력의 경우는 10년 이하가 가장 많았고, 30년 이상인 경우도 있었다.
0%정도로서 24개 농가였다. 재배작물의 경우, 화훼류는 3개 농가뿐이고, 나머지 농가는 채소류 중에서도 과채류만 재배하는 것으로 나타났다. 과채류 중에서도 상대적으로 토마토와 파프리카가 전체 중에 약 63.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라를 비롯한 많은 국가들의 농업은 어떤 문제에 직면해 있는가?	우리나라를 비롯한 많은 국가들의 농업은 기후 및 환경변화, 자연재해, 농경지 감소, 다국적 FTA, 농촌생산 인구의 감소와 노령화와 농가소득의 정체 등 다양한 문제에 직면하고 있다. 국내의 경우, 실제 농가인구는 2005년 3,434천명에서 2015년 2,569천명으로 약 25.
	국내에서 파프리카 재배 온실의 경우 외국회사가 점유하고 있는 비율은?	그러나 네덜란드의 Priva, Hortimax, 이스라엘의 Netafim 등 각국의 메이저 업체가 세계시장을 주도하고 있는 실정이다. 파프리카 재배 온실의 경우, 국내 시장의 약 85.0% 이상을 외국회사가 점유하고 있는 실정이며, 농식품분야 ICT 융복합 기술의 자립도 및 기술 경쟁력은 상대적으로 낙후되어 있는 상황이다(Cha 등, 2016). 또한 ICT 기술이 적용된 시설원예 스마트 팜의 보급률은 2015년 기준 시설현대화 온실면적 대비 미미한 수준이었기 때문에 정부에서는 2017년까지 현대화된 온실 면적의 약 40.
	생산비 및 노동력 절감, 농산물 품질향상을 위한 우리나라 정부는 어떤 노력을 하고 있는가?	이상과 같이 우리나라 농업은 세계 농업강국들과 겨루기에는 아직 열악한 수준이며, 이를 극복할 수 있는 방안은 결국 생산비 및 노동력 절감, 농산물 품질향상 등 이라고 할 수 있다. 이에 대한 방안으로 최근 ICT/IoT 등을 접목한 융복합 기술의 농업적 이용은 농업경쟁력 확보를 위한 수단으로 매우 중요하게 부각되고 있으며, 현재 정부는 스마트 팜의 보급 확산 정책을 통해 ICT 융복합 기술이 적용된 스마트 팜을 농업현장에 보급하기 위해 노력하고 있다.

참고문헌 (13)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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