최근 중동발 위기로 인한 에너지 수급 불안정과 여름철 불볕더위로 냉방 에너지 수요가 급증할 것으로 예상되는 가운데, 농촌진흥청이 농업시설의 고온 피해를 막고 에너지 비용을 절감할 수 있는 냉방 기술 12가지를 소개했다.
온실 내부 온도가 급상승하면 작물은 광합성이 떨어지고 호흡이 과다해지며 수분 스트레스를 받아 수정이 잘되지 않거나 조기 노화하는 등 생태적 피해를 입는다. 이는 생산량 감소로 이어져 농가 소득 불안정을 초래할 수 있기 때문에, 본격적으로 기온이 오르는 5월부터 고온 현상에 대비하는 것이 중요하다.
농촌진흥청이 소개한 기술 중 하나는 '부분냉난방'이다. 이는 작물의 온도에 민감한 부위만 집중적으로 냉방하는 방식으로, 여름딸기에 적용하면 7∼8월 관부 온도를 무처리 대비 3℃ 낮춰 일평균 19∼24℃를 유지할 수 있다. 그 결과 8∼9월 수량이 무처리구보다 평균 25% 증가하는 효과를 보였다.
'고효율 양액 냉각기'는 소형탱크를 우선 냉각해 관행보다 50% 용량의 냉각기로도 더 정밀한 양액 온도 조절이 가능하다. 고온기 상추 재배 시 근권부 온도를 관행보다 14℃ 낮은 20∼25℃로 유지해 뿌리 활력은 70%, 뿌리 길이는 120% 증가하며 수확량이 40% 늘어난다.
에너지 모니터링 시스템인 '젬스'는 온실 내 환경 설비별 에너지 소비량을 실시간으로 분석해 정보를 제공한다. 외기온과 에너지 소비량을 감안한 분석을 통해 약 10%의 비용 절감이 가능하다.
'공기열 히트펌프'는 외부 공기로부터 열에너지를 흡수하거나 방출해 냉방수나 냉풍을 생산한다. 디젤 대비 약 50% 비용을 절감할 수 있으며, 여름딸기 재배 시 뿌리와 관부 온도를 2∼5℃ 낮춰 수량을 최대 30% 증대시킨다.
'지열 히트펌프'는 연중 15℃ 내외로 유지되는 지하수나 지열을 이용해 냉방에 활용한다. 화석연료 시스템보다 운영비는 50% 이상, 에너지 사용량은 25.5% 절감되는 효과가 있다.
'수직 확산형 순환팬'은 작물 군락에 적정한 기류를 조성해 고온기 온실 환기에 활용된다. 자연환기 대비 4.5℃, 관행 수평형 순환팬 대비 2℃ 낮은 온도를 유지하며, 토마토 생산량을 7% 증가시킨다.
'풍향 가변형 공기순환팬'은 운용 목적에 따라 팬 방향을 자동으로 변경할 수 있다. 고온기 순환팬(상방향)과 환기팬을 함께 운용하면 온실 내 온도를 최대 6.4℃까지 낮출 수 있다.
'외부 차광'은 온실 피복재 위로 약 50∼60cm 거리를 두고 차광막을 설치하는 방식이다. 7∼8월 가장 뜨거운 낮 시간(11∼16시)에 외부 기온 대비 최대 9.2℃ 하락 효과가 있다.
'포그 냉방'은 안개처럼 미세 물 입자를 분무해 주변 공기의 열을 흡수하는 증발냉각 원리를 이용한다. 차광률 35%의 차광을 한 온실에서 외부 기온이 38℃일 때 포그 냉방만으로도 32℃ 이하를 유지할 수 있다.
'차광 도포제'는 온실 외부에 뿌려 도막을 형성해 내부로 유입되는 일사량을 감소시킨다. 딸기 온실에 적용 시 내부 기온을 2∼3℃, 잎 표면 온도를 1.1∼1.4℃ 낮추는 효과를 보였다.
'냉난방 부하 자가 진단 기술'은 무창 육계사 지역, 건물 배치 방향, 시설 규격, 단열 특성을 반영한 에너지 부하를 웹 기반 서비스로 자가 진단할 수 있다. 에너지 효율적 이용으로 2% 절감 시 6.4억 원, 5% 절감 시 16.0억 원의 경제적 이득이 기대된다.
'음용수 냉각 시스템'은 저온의 음용수를 공급해 더위 스트레스를 경감시키는 사양관리 방법이다. 고온기 육계사에 적용 시 관행 대비 폐사율이 84% 감소하고, 4주간 체중이 359g/수 증대되는 효과가 확인됐다.
농촌진흥청은 이들 기술을 소개하는 소책자를 제작해 전국 시군농업기술센터에 배포했으며, 농촌진흥청 농사로(nongsaro.go.kr)와 농업과학도서관(lib.rda.go.kr)에서도 확인할 수 있다. 또한 고온기 온실과 축사 온도 관리와 관련한 현장 맞춤형 냉방 에너지 기술 지원을 지속할 방침이다.
농촌진흥청 스마트팜개발과 이시영 과장은 "농가에서는 현장 여건에 맞는 최적의 냉방 기술을 선택해 고온기 피해를 예방하고 농가 경영비를 절감하길 바란다"며 "앞으로도 기후변화와 에너지 위기에 대응하는 스마트농업 기술 개발과 보급에 최선을 다하겠다"고 말했다.
