유리온실 스마트팜에 적용된 식물 조명의 효과는 어떨까? 장ㆍ단점 비교

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by agrostory 2025. 9. 17. 13:44

저희 회사에서는 스마트팜에서 오이를 재배하고 있어요. 공기 열원 히트펌프, 양액 관주설비, 차광막, 식물 조명 등이 갖춰져 있고 다양한 환경제어가 가능하지요. 아무래도 과채를 재배하다 보니 대부분의 엽채류 스마트팜처럼 밀폐형 구조가 아니라 유리온실로 이루어져 있고 식물 조명을 갖추고 있지만 자연광이 식물의 생육에 지대한 영향을 미치는 구조입니다.

오이라는 작물 특성상 절대적으로 식물 조명에 의지해 재배할 수는 없지만 생산량 증대와 고품질 오이 생산을 위해 스마트팜을 설계할때 식물 조명을 설치했고 비용도 만만치 않게 들어갔습니다. 작물에 따라 차이는 있겠지만 스마트팜을 지으려는 분들께서 많이 고민하는 것 중 하나가 식물 조명일 것이라는 생각이듭니다.(식물 조명의 설치여부, 스펙, 규모, 제조사 등) 특히 한국처럼 사계절이 있고 일조량이 일정하지 않은 환경조건에서 식물조명이 주는 분명한 이점이 있기 때문이겠죠. 우선 실제로 스마트팜에서 식물조명을 이용해 보고 있는 입장에서 식물조명의 장점과 단점을 분석해 보겠습니다.

스마트팜 식물 조명의 장점과 단점

장점

생산량 증대 및 품질 향상: 식물의 성장 단계에 맞춰 최적의 빛 파장(청색광, 적색광 등)과 강도를 조절하여 광합성 효율을 극대화하고, 작물의 생산량을 늘립니다. 또한, 균일한 빛 공급으로 작물의 품질을 일정하게 유지할 수 있습니다.
에너지 효율성: LED 식물 조명은 기존 조명에 비해 전력 소비량이 적어 전기료를 크게 절감할 수 있습니다. 수명도 길어 교체 비용과 유지보수 부담이 적습니다.
환경 제어: 빛의 강도, 시간, 파장을 자유롭게 조절하여 사계절 내내 작물 재배가 가능합니다. 이를 통해 기후 변화나 외부 환경의 영향을 받지 않고 안정적인 생산이 가능합니다.
공간 효율성: 수직 농장(Vertical Farm)처럼 좁은 공간에서도 층층이 작물을 재배할 수 있어 토지 이용 효율을 높입니다.
병충해 감소: 작물에 따라 차이는 있지만 실내 환경에서 외부와 차단된 상태로 재배하기 때문에 병충해 발생 위험이 줄어들고, 농약 사용을 최소화할 수 있습니다.

단점

초기 투자 비용: 스마트팜 구축에 필요한 식물 조명, 센서, 제어 시스템 등의 초기 설치 비용이 많이 듭니다.
전문 기술 필요: 식물 생장 단계별 빛의 양과 파장을 정확하게 설정하고, 전체 시스템을 관리하기 위한 전문적인 지식과 기술이 필요합니다.
전력 의존성: 식물 조명은 전기에 전적으로 의존하므로 정전 시 작물 재배에 큰 차질이 발생할 수 있습니다. 비상 전력 시스템이 필요할 수 있습니다. 또한 계절에 따라 자연광이 더 효율적으로 생산량 증대를 가져 올수 있기 때문에 100% 식물조명에 의존할 경우 오히려 생산비용이 크게 증가할 수 있습니다.
발열 문제: LED 조명은 발열이 적은 편이지만, 밀폐된 공간에서 많은 조명을 사용할 경우 환기 및 냉방 시스템이 필요할 수 있습니다.

위에 식물 조명의 장ㆍ단점을 정리해 보았는데요. 제 생각에 한국의 스마트팜에 식물조명을 적용할 때 크게 문제가 되는 것은 바로 생산 비용입니다. 한국의 기후는 봄이나 가을철에는 작물이 자라기 좋은 환경으로 온도가 적정하고 광량이 풍부해서 노지나 일반 비닐하우스에서 작물을 재배해도 생산량이 높고 품질도 좋습니다. 이럴 때 밀폐형 스마트팜에서 작물을 재배한다면 식물 조명 유지와 온ㆍ습도 관리를 위해 전력이 많이 들어가고 작물 생산단가가 높아질 수밖에 없습니다. 그래서 결국에는 스마트팜에서 재배한 작물이 일반 노지나 비닐하우스에서 재배한 작물보다 시장에서 가격경쟁력이 떨어지게 됩니다. 여름철이나 겨울철 재배에 이점은 있지만 스마트팜의 운영비를 상쇄시킬 만한 고수익을 창출하지는 못하는 것이 현실입니다.

스마트팜 식물 조명 시스템 비용 관한 문제

스마트팜 식물 조명 시스템의 비용은 규모와 시설 종류에 따라 크게 달라집니다.

소규모 스마트팜: 가정용 또는 소규모 테스트용 키트의 경우, 조명, 선반, 양액 시스템 등을 포함해 수십만 원에서 수백만 원 정도가 소요됩니다.
중소형 스마트팜: 상업적 규모의 컨테이너형 스마트팜이나 소규모 온실의 경우, 조명, 냉난방, 제어 시스템 등의 초기 구축 비용으로 수천만 원에서 1억 원 이상이 들 수 있습니다.
대규모 스마트팜: 대규모 공장형 스마트팜의 경우, 수십억 원에서 수백억 원까지 투입됩니다. 이 비용에는 조명뿐 아니라 자동화 시스템, 센서, 공조 시설 등 전체 인프라 비용이 포함됩니다.

실제 오이라는 작물을 재배하고 있는 저희 회사에 입장에서 보면 광량이 절대적으로 부족해지는 여름 장마철, 겨울철, 흐리고 비나 눈이오는 날씨에 식물 조명을 사용하면 낙과 비율이 줄고 품질 개선 효과가 있으나 수확량 등대에서는 큰 차이가 나는지는 미지수입니다. 왜냐하면 작물마다 차이는 있겠지만 보통 광량이 줄어들고 습도가 올라가면 오이는 바이러스나 병충해를 동반하기 때문에 단순히 광량만으로 생산성 증대를 가져오기에는 날씨에 따른 변수가 워낙 많은 것 같습니다. 이렇다 보니 막연히 식물 조명이 엄청난 수확량 증대를 가져다 줄것이라는 기대보다는 초기에 막대한 투자 비용을 회수하는 부분도 스마트팜을 지을 때 잘 고려해 봐야 할 문제입니다.

기후변화와 농촌인구 감소 등으로 인해 스마트팜에 대한 관심과 투자가 점점 늘어나고 있지만 일반 농가나 청년 창업농들이 초기에 스마트팜을 짓는 것은 막대한 투자 비용으로 인해 위험이 매우 큽니다. 스마트팜 안에 어떤 설비를 추가할 것인가에 따라서 비용도 크게 달라지죠. 그래서 재배하려는 작물의 특성, 정말 필요한 설비인지 여부, 내가 가진 자금, 투자금 회수 및 수익 가능성 등에 대해서 다방면으로 고민해 보아야 합니다. 스마트팜을 지을때 식물조명 설치를 고려하고 있다면 재배하려는 작물의 특성과 유통환경을 정밀하게 분석해 설치할 것을 조언드립니다.

오늘은 스마트팜에 적용되는 설비인 식물조명에 대해 알아보았는데요. 앞으로도 스마트팜의 다양한 설비, 적용기술 등에 대해서 실제 사용하고 있는 관점에서 포스팅해보겠습니다.