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우원엠앤이, 스마트팜 복합열원 냉난방⋯ 친환경 농업 선도

신재생 열원 활용·AI기반 에너지최적화솔루션 개발

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우원엠앤이는 친환경 에너지솔루션과 AI기반 에너지최적화를 핵심사업으로 성장하고 있는 기계설비전문기업이다. 특히 스마트팜 분야에서 복합열원 냉난방시스템 설계 및 최적화 기술을 개발하며 농업과 에너지기술 융합을 선도하는 기업이다.

스마트팜은 에너지비용이 전체 운영비의 30~40%에 달하며 대부분 농가가 단일열원에 의존해 에너지효율이 낮은 실정이다. 이를 해결하기 위해 한국기계연구원(KIMM)과 농촌진흥청 등이 주관하는 '신재생에너지기반 스마트팜 냉난방시스템' 과제를 진행중이다. 우원엠앤이는 함께 해당 과제에 참여하며 태양열, 공기열, 연료전지 폐열 등 다양한 신재생열원을 효과적으로 활용하는 복합열원시스템과 AI기반 에너지최적화솔루션을 개발하고 있다.

우원엠앤이는 과제에서 세가지 주요역할을 맡고 있다. 첫째, 복합열원 냉난방시스템의 설계 표준화 및 통합 매뉴얼 개발이다. 설계, 시공, 운영, 유지보수 전 과정을 체계화해 현장 적용성을 높이고 있다. 둘째, 중대형 온실에 맞춘 4가지 표준 모듈 패키지(경제형, 표준형, 고효율형, 프리미엄형)설계안을 구축해 다양한 농가 요구에 대응한다. 셋째, IoT센서와 AI를 활용한 스마트팜 통합 플랫폼을 개발, 실시간 모니터링과 에너지최적화를 지원하며 SaaS형태로 비즈니스 모델을 확립하고 있다.

2024년 1차년도에는 실증단지에서 태양열, 공기열, 연료전지 폐열을 연계한 데이터수집과 작물별 최적온도 제어 프로파일 도출에 성공했다. 이를 바탕으로 초기 설계안을 마련했으며 특허출원과 학술발표 성과도 이루어냈다. 

류성우 우원엠앤이 책임연구원은 “현재는 표준 매뉴얼 작성이 60% 진행됐으며 1,000㎡에서 10,000㎡까지 다양한 온실 규모에 적용 가능한 설계안도 70% 이상 완성했다”라며 “스마트팜 플랫폼도 50% 이상의 구현률을 보이고 있다”고 진행상황을 밝혔다.

또한 에너지 최적설계를 위해 온실규모, 작물특성, 지역기후, 인프라분석을 진행했다. 실증 데이터를 통해 베이스 및 피크 부하를 산정하고 히트펌프와 연료전지, 태양열 등 다양한 열원조합을 시뮬레이션해 최적 믹스를 도출한다. 히트펌프는 높은 효율로 변동부하를, 연료전지는 24시간 베이스부하를 담당하며 태양열은 투자비절감을 돕는다. AI기반 실시간 열원전환과 계절별 작물 온도관리도 적용해 효율성을 극대화했다.

향후 우원엠앤이는 내년까지 표준화와 초기상용화에 집중할 계획으로 KS인증이나 단체표준을 추진하며 충남지역에서 시범서비스를 시작해 전국으로 확대할 예정이다. 2027년 이후에는 스마트팜 에너지 관리 플랫폼을 글로벌서비스로 발전시키며 빅데이터 축적을 통한 AI 알고리즘 고도화로 예측 정확도를 세계 최고 수준으로 끌어올리기 위한 준비를 하고 있다. 기술 적용 범위도 스마트빌딩, 데이터센터, 산업시설 등으로 확대해 대규모 보급사업에 참여할 방침이다.

또한 디지털트윈기술 도입으로 가상 시뮬레이션 정확도를 높이며 블록체인기반 P2P에너지 거래플랫폼과 ESG인증 연계 탄소배출 관리시스템을 개발하는 등 차세대 토탈 에너지솔루션으로 진화할 계획이다. 

류 책임연구원은 “지속가능한 농업발전과 탄소중립 실현의 중요한 동력이 될 이번 과제를 통해 스마트팜 에너지솔루션 선도기업으로 성장하며 글로벌 AgTech시장에서 혁신기업으로 자리매김할 것”이라고 포부를 밝혔다.