2세대 ‘육계 스마트팜’ 개발…“경제성, 3만 마리 1동 기준 연간 1450만 원”

현장 실증에서는 암모니아 배출량을 약 20% 줄이고 고온기 낮 시간대 축사 내부 온도를 최대 2℃ 낮추는 한편, 전력 사용량도 약 35% 절감한 것으로 나타났다. 사료 효율과 육성률 개선 등을 통해 3만 마리 규모 육계사 1개 동을 연간 6회 운영할 경우 약 1400만 원의 경제적 이익이 발생할 것으로 추산됐다.

국립축산과학원은 최근 대학·산업체와 공동 개발한 2세대 육계 스마트팜 기술을 공개하고 현장 적용 확대에 나선다고 26일 밝혔다.

기존 1세대 육계 스마트팜은 사료 공급과 급수, 환기 등 개별 장비를 자동화하는 데 초점이 맞춰졌다. 장비별로 사료 섭취량이나 온·습도 등의 데이터가 수집됐지만 이를 종합적으로 분석해 축사 전체의 상태를 판단하고 관리하는 데는 한계가 있었다.

결국 농장주가 여러 장비에서 나오는 정보를 따로 확인하고 자신의 경험과 직관을 바탕으로 사육환경을 조절해야 하는 경우가 많았다.

이번에 개발된 2세대 시스템은 이 같은 한계를 보완해 환경 측정-분석-예측-제어를 하나의 시스템으로 연결한 것이 특징이다.

핵심 기술 가운데 하나는 ‘주행형 환경관리 장치’다. 축사 천장에 설치된 레일을 따라 이동하면서 축사 여러 지점의 암모니아·황화수소·이산화탄소 농도와 온·습도를 측정한다.

기존처럼 한두 곳에 설치된 센서만으로 축사 전체의 환경을 판단하는 것이 아니라 여러 위치의 데이터를 확보해 축사 내부의 환경 편차까지 파악할 수 있도록 한 것이다.

바닥관리 기능도 갖췄다. 습해지기 쉬운 음수라인 주변에 깔짚을 자동으로 살포하고 바닥 수분을 관리해 암모니아 발생을 줄이는 방식이다. 실제 현장 실증에서는 주행형 환경관리 장치를 적용하지 않은 사육동과 비교해 암모니아 배출량이 약 20% 감소했다.

또 다른 핵심 기술은 ‘능동형 환기제어’다. 기존 환기 방식이 축사 내부 온도가 설정값에 도달하면 환기팬을 가동하는 사후 대응 방식이었다면, 능동형 환기제어는 축사 내부의 열환경 변화를 미리 예측해 환기량을 조절한다.

외부 기상조건과 축사 구조, 단열성능은 물론 닭이 배출하는 열까지 반영해 필요한 환기량을 계산하고 환기팬을 사전에 가동하는 방식이다.

특히 폭염이 반복되는 여름철 축산농가의 부담을 낮추는 데 효과가 기대된다. 실증 결과 기존 온도센서 기반 환기 방식보다 고온기 낮 시간대 축사 내부 온도를 최대 2℃ 낮췄고 전력 사용량은 약 35% 줄었다.

축사 내부 온도가 급격하게 올라간 뒤 환기하는 것이 아니라 온도 변화 자체를 예측해 선제적으로 대응하기 때문에 고온기 온도 변동 폭을 줄이고 닭의 고온 스트레스를 완화할 수 있다는 게 축산과학원의 설명이다.

또한 기존 1세대 스마트팜 장비와 새롭게 개발된 기술을 하나로 묶은 통합관리시스템도 구축했다.

체중계와 사료빈관리기 등 기존 장비에서 수집되는 정보와 주행형 환경관리 장치, 능동형 환기제어 기술에서 생산되는 데이터를 통합해 분석한다. 농장주는 컴퓨터나 스마트폰을 통해 축사 환경뿐 아니라 사료·급수량, 체중, 사료효율, 예측 평균체중 등을 한눈에 확인할 수 있다.

실제 농가 적용을 통한 생산성 개선 효과도 확인됐다. 기술 도입 전후를 비교한 결과 농가의 종합적인 생산성을 나타내는 생산지수가 약 5% 향상됐으며 사료효율과 정상적으로 성장해 출하되는 닭의 비율인 육성률도 개선됐다.

경제성도 확인됐다. 사료효율 개선과 육성률 향상 효과를 3만 마리 규모 육계사 1개 동에서 연간 6회 사육하는 조건으로 환산하면 연간 약 1400만 원의 경제적 이익이 발생할 것으로 축산과학원은 추산했다.

축산과학원은 올해 국내 실증 농가 1곳을 추가하고, 내년부터 신기술 보급사업과 연계해 농가 보급을 확대할 계획이다.

유동조 축산과학원 축산생명환경부장은 “앞으로도 데이터 기반의 축산기술이 현장 적용성을 높이고 농가가 실제로 체감할 수 있는 성과로 이어질 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.