"전력망 없어도 작동"...태양광·배터리 결합한 에어로포닉 재배장치 등장

최근 멕시코의 연구진이 전력망 없이도 태양광과 배터리만으로 작동하는 혁신적인 소형 수직형 에어로포닉 재배 시스템 '토템(TOTEM)'을 개발했다. 이 시스템은 약 1.5미터 높이에 24개의 식재 공간을 갖춘 구조로, 식물의 뿌리를 노출시키고 영양액을 분무하여 재배하는 방식이다. 이제는 전력망이 닿지 않는 지역에서도 안정적으로 작물을 재배할 수 있는 길이 열렸다.

태양광과 배터리의 조화

연구진은 50와트(W) 태양광 모듈을 활용하여 55일 간 바질을 재배하는 실험을 진행했다. 이 시스템은 태양광으로 생산된 전력을 12V 12Ah 배터리 2개에 저장하며, 이는 총 288와트시(Wh)의 에너지를 담을 수 있다. 흥미로운 점은, 멕시코의 평균적인 일사 조건에서 이 태양광 모듈이 하루 약 136.5Wh의 전력을 생산할 수 있어, 시스템의 소비량인 약 44.9Wh의 세 배에 달하는 발전량을 기록할 수 있다는 것이다. 배터리의 경우, 최대 2.7일간 전력을 공급할 수 있어 흐린 날씨에도 시스템이 중단되지 않도록 설계되었다.

효율적인 에어로포닉 재배 방식

에어로포닉 재배 방식은 전통적인 토양 재배 방식과는 다르게, 식물의 뿌리를 공중에 노출시키고 영양액을 분무하여 재배한다. '토템'은 저압 분무 노즐을 통해 정해진 간격으로 영양액을 공급하며, 사용한 영양액은 다시 저장조로 회수하여 순환 사용이 가능하다. 이는 물과 영양분을 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있다. 연구진은 바질 재배 실험에서 펌프를 30분마다 작동시켜 하루 48차례 영양액을 분사하며, 이 기간 동안 시스템은 중단 없이 안정적으로 작동했다.

미래 농업의 가능성

이번 연구는 기존의 토양 재배나 다른 수경재배 방식과의 생산량 비교는 포함되지 않았지만, 태양광 기반 에어로포닉 시스템의 기술적 가능성을 입증한 중요한 사례로 평가된다. 연구진은 이 시스템이 전력망 접근이 어려운 지역이나 도시농업, 교육용 소규모 재배시설에 적합할 것으로 보고 있으며, 향후 작물별 생산성과 유지관리 비용을 장기적으로 검증해야 한다고 강조했다.

이러한 기술은 특히 기후 변화와 도시화 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 재배 시스템의 시제품 비용은 약 97만원으로, 연구진은 이를 시중에서 구할 수 있는 부품을 활용해 제작할 수 있도록 설계했다. 앞으로 다양한 지역에서 이 혁신적인 재배 시스템이 확산되기를 기대해본다.