스마트 수직농장의 유형

시설형태 · 단 배치에 따른 스마트팜 구분

스마트 수직농장은 실내 환경을 일정하게 유지해 연중 재배가 가능하며, 다양한 형태의 시설 내부에 단(Rack)을 쌓아 올림으로써 재배 면적을 수직적으로 확장할 수 있습니다. 이번 글에서는 시설의 설치 형태와, 시설 내부의 단 배치 형태에 따라 수직농장의 유형을 분류해보도록 하겠습니다.

시설 형태에 따른 구분

먼저 스마트 수직농장은 설치 형태, 규모, 입지 등에 따라 크게 공장형, 모듈형, 건물형 3가지 설치 형태로 구분해 볼 수 있습니다.

공장형 수직농장은 작물재배를 위하여 설비를 집중시킨 대규모 공장 형태의 스마트 수직농장입니다. 건설 및 설비 투입 단계에서부터 대규모 자본을 필요로 하기에 주로 국토가 넓은 미국, 유럽에서 주로 설치되고 있습니다. 넓은 공간의 환경을 제어하기 위해 물리적 환경제어 및 자동 · 원격제어 시스템을 운영해야 하기에 유지 비용이 높은 편입니다. 또한 현재 운영 중인 대부분의 스마트팜이 완전자동화 수준에 이르지 못하여, 규모가 클수록 오히려 더 많은 노동력이 요구되는 것으로 보입니다.

공장형 스마트팜 (출처: 에어로팜)

모듈형(컨테이너형) 수직농장은 컨테이너 내부에 작물 재배 설비와 시스템을 갖추어, 각 컨테이너가 독립된 하나의 재배시설로서 기능하도록 설계된 스마트팜 형태입니다. 모듈형 구조이기에 확장에 용이하며, 물리적인 위치의 제약 없이 자유롭게 설치하여 운영할 수 있습니다. 또한, 비교적 적은 비용으로 구축 가능하여 건축이 어려운 소필지나 임시로 활용할 부지에서 소규모 농장을 조성하는 데 활용되기도 합니다.

모듈형 수직농장 (출처: Minefarm)

건물형 수직농장은 건물의 전체 또는 일부 공간에 수직농업 설비를 구축한 스마트팜 형태입니다. 도심 내 유휴공간, 폐건물, 건축물의 옥상이나 지하철 역사 등 도심 곳곳에 분포하는 소규모 공간을 활용하는 방식입니다. 새로운 토지 구입을 요하지 않고 낮은 임대료로 공간을 빌려 수직농업 비즈니스를 진행할 수 있다는 장점이 있지만, 소규모로만 구축이 가능하다는 단점이 있습니다. 최근에는 건물 내 스마트팜을 샐러드 가게 등 리테일 매장과 연계해 마케팅에 활용하는 사례도 점점 늘어나는 추세입니다.

매장 내 스마트팜 (출처: 리브팜)

단(Rack) 배치 형태에 따른 구분

수직농업의 단 배치 방식에 따라서 여러가지 형태를 보이기도 합니다. 수직농장은 다단재배를 통해 재배면적의 수직적 확장을 가져갈 수 있는 장점이 있습니다. 이 때 선반 형태로 층층이 쌓는 방식을 '가로 수직'이라고 하고, 벽면에 작물을 재배하여 단을 수직으로 설치하는 방식을 '세로 수직'이라고 합니다.

가로 수직 배치는 가장 일반적인 수직농장 배치 형태로, 단을 최대한 넓게 배치하여 한 층에서 다량의 작물을 생산할 수 있도록 설계되었습니다. 넓게 배치된 단을 층층이 쌓는 방식으로 재배면적을 늘리는 것도 가능하며 공기 순환이 원활하여 온습도 관리에 유리하다는 점도 장점으로 꼽힙니다. 통상 국내에서는 단을 6단으로 쌓는 것으로 알려져 있습니다.

세로 수직 배치(벽면형)는 수직으로 세워진 단의 틈 사이에서 식물이 수평적으로 성장하도록 하는 배치방식입니다. 세로 수직 형태의 배치는 주로 미국에서 채택되고 있는데, 대표적인 세로 수직 배치 시스템인 ZipGrow 사의 세로 수직 배치 방식의 경우 생산 효율성이 가로 수직 배치 대비 소폭 높은 수준인 것으로 알려져 있습니다. 실제 미국의 대형 스마트팜 업체인 프레이트 팜(Freight Farm), 스퀘어 루트(Square Roots) 등도 ZipGrow의 세로 수직 배치를 채택하였습니다.

세로 수직 스마트팜 (출처: Ljusgårda)

순환형 단 배치에 따른 구분

수직농장은 단위 면적 당 수확량을 극대화하기 위해 단을 층층이 쌓아 올리는 구조적 특성상, 사람이 직접 움직여 식물 재배를 관리하고 수확하는 과정에서 번거로움이 발생합니다. 이를 보완하기 위해 단이 고정되어 있지 않고 이동하도록 하여 작업자의 편의를 도모한 방식이 ‘순환형’ 배치입니다. 순환형 배치 방식은 식물이 재배되는 단이 정해진 경로를 따라 작업자 앞으로 순환하며 이동하는 형태로, 작업자의 이동 및 번거로운 작업 없이 쉽게 재배와 수확을 진행할 수 있도록 해주는 장점이 있습니다.

순환형 스마트팜 (출처: 세종시 농업기술센터)

앞서 언급한 세로 수직 형태의 단 배치 방식과 순환형 배치 방식을 결합한 ‘수직순환형’ 배치도 존재합니다. 이는 작물이 세로 수직 구조를 유지한 상태에서 단이 위아래로 움직이며 순환하는 형태로, 양액의 무게 차이를 이용해 작동하는 것이 특징입니다. 국내에서는 이너그린의 수직농장에서 수직순환형 단 배치 방식을 채택한 바 있습니다.

수직순환형 배치 (출처: 이너그린)

이처럼 스마트 수직농장은 시설 형태와 내부 단 배치 방식에 따라 다양한 유형으로 나뉘며, 각각의 공간적 특징과 수확량에서 차이를 보입니다. 공간 활용도와 재배 효율성을 극대화하기 위해서는 입지 조건과 기술적 요소를 고려하여 적합한 유형의 수직농장을 선택하는 것이 중요합니다.

다음 글에서는 스마트팜의 내부 설비와 운영 방식에 대한 구체적인 내용을 다뤄보도록 하겠습니다.