스마트팜 딸기 농장은 정보통신기술(ICT)과 인공지능, 자동제어 시스템을 결합해 딸기의 생육 환경을 정밀하게 관리하는 시설 농업 형태로, 단순한 비닐하우스를 넘어 사실상 ‘딸기 공장’에 가까운 고도화된 생산 시스템이라고 볼 수 있습니다. 이런 농장은 노동력을 크게 줄이면서도 동일 면적 대비 생산량과 품질을 높이는 것을 핵심 목표로 삼습니다.
스마트팜 딸기 농장의 기본 개념
스마트팜 딸기 농장은 온도, 습도, 광량(조도), 이산화탄소 농도, 양액 공급량과 시기 같은 변수들을 센서로 상시 측정하고, 중앙 제어 시스템이 이 데이터를 분석해 자동으로 창문 개폐, 냉난방, 관수·관비, 조명 등을 제어하는 구조를 갖습니다. 기존 온실에서 농부가 경험과 감으로 하던 ‘환기창 열 타이밍’, ‘난방 온도 설정’, ‘물 주는 양’ 같은 작업이 디지털화되고 알고리즘으로 운영된다는 점이 가장 큰 차이입니다. 특히 수경재배와 결합된 스마트 온실에서는 배지의 온도, 수분, 전기전도도(EC), 배액의 pH까지 실시간으로 모니터링하고, 이를 바탕으로 양액 비율과 공급 시간을 미세하게 조정해 딸기 생육을 최적화합니다.
이러한 시스템 덕분에 딸기가 선호하는 온도(대체로 주간 20도 안팎, 야간 10도대 중반 수준), 적정 습도, 충분한 일사량을 계절과 날씨에 상관 없이 맞춰줄 수 있어, 수확 시기를 앞당기거나, 수확 기간을 늘리고, 연중 생산에 도전하는 농장들도 등장하고 있습니다. 일부 도심형 스마트팜은 LED 조명과 다층 재배 구조를 활용해 자연광 의존도를 크게 낮추고, 거의 공장처럼 365일 딸기를 생산하는 모델을 실험하고 있습니다.
시설 구조와 재배 방식
스마트팜 딸기 농장은 일반적으로 대형 연동하우스 구조를 채택하는 경우가 많습니다. 예를 들어 폭 7m, 측고 4m, 동고 7m, 길이 100m 같은 대형 동을 여러 개 연동해 약 3,300㎡ 규모의 온실을 구성한 사례가 소개되기도 합니다. 이렇게 연동하우스를 사용하면 넓은 면적을 한 번에 제어할 수 있고, 내부 공기 순환과 온·습도 관리도 안정적으로 할 수 있습니다.
재배 방식은 토경이 아닌 수경재배가 주류로 자리 잡는 추세입니다. 수경재배에서는 코이어, 암면(락울), 펄라이트 같은 배지에 딸기를 심고 양액 공급 장치를 통해 물과 비료를 함께 공급합니다. 이 방식은 토양 연작 피해를 줄이고, 병해충 발생을 억제하며, 배양액 성분을 정밀하게 조절할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 재배대를 지상에서 1m 정도 높인 고설재배를 적용해 작업자의 허리를 구부리는 동작을 줄이고, 수확과 관리 작업의 노동 강도를 크게 완화합니다. 일부 대규모 스마트팜은 이런 고설재배를 2단, 3단으로 쌓은 수직 농장 구조를 채택해 같은 면적에서 생산량을 2배 이상 늘리기도 합니다.
도심의 유휴 공간, 예를 들어 지하도나 지하 주차장, 건물 옥상 등을 활용한 소형 스마트팜도 등장하고 있습니다. 이런 곳에서는 외부 자연광이 부족하기 때문에 LED 조명을 주 광원으로 쓰고, 공조 시스템과 제습·가습 장치를 통해 완전히 인공적인 생육 환경을 만듭니다. 실제로 대전의 한 도심 지하 공간을 활용한 스마트팜에서는 AI 기술로 온·습도와 조명을 자동 제어해 매달 수백 kg의 딸기를 생산하고 있습니다.
환경제어와 자동화 시스템
스마트팜의 핵심은 지능형 환경제어 시스템입니다. 온실 내부에는 온·습도 센서, 이산화탄소 센서, 광량 센서가 설치되고, 외부에는 기상대가 설치되어 기온, 일사량, 풍향, 풍속, 강우를 측정합니다. 이 데이터는 로컬 PC나 서버, 클라우드에 축적되며, 제어기는 설정된 목표 값과 실제 값을 비교해 환기창 개폐, 보온커튼 개폐, 난방기 가동, 양액 공급 등을 자동으로 조절합니다.
예를 들어 내부 온도가 설정 값보다 높아지면 천창과 측창을 열어 환기를 하거나 쿨링 시스템을 가동하고, 온도가 너무 낮아지면 보온커튼을 닫고 난방기를 켭니다. 습도가 과도하게 높으면 제습기를 작동시키고, 공기 순환을 위해 유동팬을 가동해 병해 발생을 줄입니다. 이러한 제어는 단순히 ‘온도가 몇 도 이상이면 ON’ 같은 수준을 넘어, 온도·습도·CO₂·일사량을 종합적으로 고려한 알고리즘으로 이루어지는 경우도 많습니다.
양액 관리 역시 데이터 기반으로 이뤄집니다. 수경재배 시스템에서는 배지의 수분 상태, 양액의 EC, pH, 온도, 배액량을 측정해 양액 공급 시간과 횟수, 농도를 조정합니다. 이를 통해 과습으로 인한 뿌리 부패를 막고, 생육 단계별로 필요한 비료 성분을 맞춰 공급할 수 있습니다. 또한 양액기와 관수 라인은 스마트폰 앱을 통해 원격 제어가 가능해, 농부는 현장에 없어도 관수 상태를 확인하고 설정을 바꿀 수 있습니다.
인공지능과 데이터 활용
최근의 스마트팜 딸기 농장은 단순 자동화를 넘어 인공지능을 적극적으로 활용하고 있다는 점이 특징입니다. 농촌진흥청 등에서 개발한 지능형 환경제어 시스템은 우수 농가의 환경 데이터와 생산 데이터를 학습해, 특정 지역·온실·품종에 최적화된 온도, 습도, CO₂ 농도, 관수 패턴을 제안하고 자동으로 적용합니다. 이 시스템을 적용한 딸기 스마트팜에서는 기존 온실 대비 생산량이 최대 83% 증가하고, 연간 순이익이 3.5배 향상된 사례가 보고되었습니다.
또 다른 축은 작물 생육 자동 계측입니다. 카메라와 이미지 분석 기술을 활용해 딸기의 키, 잎 면적, 꽃대 수, 과실 착과 상태를 자동으로 측정하고, 이를 바탕으로 생육 상태를 진단합니다. 병해충이 발생하기 시작하면 잎 색 변화나 생육 패턴의 이상을 조기에 감지해 농약 사용량을 줄이면서도 피해를 최소화할 수 있습니다. 한편 일부 대형 스마트팜은 로봇 수확 시스템 도입도 시도하고 있는데, 열화상 카메라와 비전 센서를 이용해 익은 딸기를 판별하고 로봇 팔이 이를 수확하는 형태입니다. 이런 자동화는 노동력 부족과 고령화 문제를 해소하는 데 도움이 됩니다.
데이터는 장기적으로 농장 운영 전략을 세우는 데도 사용됩니다. 수년치 환경 데이터와 수확량, 품질 데이터를 축적하면, 품종별·시기별·시설별로 어떤 조건에서 수익성이 가장 높은지 분석할 수 있고, 이를 기반으로 재배 시기 조정, 품종 선택, 에너지 투자 계획 등을 최적화할 수 있습니다.