온실의 에너지… 눈으로 보다

더농부 2025.11.24

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재미있는 농업 이야기 247

온실 에너지 최적화의 첫걸음 ‘젬스(GEMS)’

겨울철 난방비, 농가의 가장 큰 고민

겨울철 시설농업은 에너지 비용과의 싸움입니다. 특히 열에너지 비용은 전체 경영비의 20~30%를 차지할 만큼 농가에 부담이 큽니다. 농가 소득을 높이기 위해서는 난방 에너지를 효율적으로 소비하여 에너지 비용을 절감하는 것이 필수적입니다. 이를 위해 전기나 유류 등 에너지 소비량을 정확하게 모니터링하는 것이 필요합니다. 그러나 많은 농민이 경험에 의존해 난방기, 환기팬 등 환경 설비들을 조절하지만, 정확히 어디서 얼마만큼의 에너지가 쓰이는지는 알기 어려웠습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 농촌진흥청은 온실의 에너지 흐름을 실시간으로 보여주는 *‘젬스(GEMS)’를 개발했습니다.

*젬스(GEMS): Greenhouse Energy Monitoring System의 약자

젬스가 설치된 온실 내부 전경 ©국립농업과학원

젬스(GEMS), 에너지를 눈으로 보다

젬스는 온실의 ‘에너지 사용량’을 실시간으로 측정하고 분석하는 시스템입니다. 온도, 습도, 일사량, 이산화탄소 같은 환경 데이터를 수집하고, 난방기, 환기팬, 양액기, 조명 등 주요 설비의 전력과 유류 소비량을 동시에 모니터링합니다. 즉, 젬스는 ‘온실 속에 에너지 흐름’을 데이터로 바꿔 눈으로 보여주는 시스템입니다. 이제 농민은 젬스를 통해 경험에 의존하지 않고, 데이터를 기반으로 농업을 경영할 수 있게 되었습니다.

젬스 개념도 ©국립농업과학원

젬스는 이렇게 작동합니다.

젬스는 세 단계로 작동합니다. 첫째, 온실 내부의 센서가 온도·습도·일사량 등 환경 데이터를 수집합니다. 둘째, 설비별 전력계와 유류 센서를 통해 실제 에너지 소비량을 측정합니다. 셋째, 수집된 데이터를 분석하여 에너지 사용 패턴을 시각화하고 AI 기반 알고리즘이 미래의 소비량까지 예측합니다. 예를 들어 외부 기온이 2℃ 떨어질 때 난방비가 얼마나 증가할지를 미리 알려주는 식입니다. 센서가 데이터를 모으고, AI가 예측하며, 농민이 최종적으로 결정하는 구조로 작동합니다.

젬스 에너지 소비 현황 화면 ©국립농업과학원

현장에서 증명된 젬스의 효과

전라남도 담양의 한 딸기 농가는 젬스를 도입해 데이터 기반으로 난방기 작동 시간을 조절하고, 환기 시점을 관리했습니다. 그 결과 4개월 만에 난방비를 10% 이상 절감하였습니다. 농가 대표는 “감으로 하던 온실 관리가 이제는 숫자로 보인다”라며 만족감을 전했습니다.

담양 딸기 농가 현장 ©국립농업과학원

젬스의 똑똑한 세 가지 장점

① 실시간 데이터 분석

온실의 모든 설비를 실시간으로 감시하여 불필요한 낭비를 즉시 확인할 수 있습니다.

② 비용 절감 효과

AI 예측 모델이 난방비 변화를 미리 계산해 불필요한 에너지 사용을 줄입니다.

③ 탄소중립 실천

에너지 사용량을 정확히 파악함으로써 온실가스 배출량을 정량화하고, 국가 농업 탄소중립 정책에도 기여할 수 있습니다.

스마트팜 융합 모델과 함께 더 강력하게

젬스는 우리 청에서 개발한 ‘딸기 스마트팜 생산성 향상 융합 모델’의 핵심 기술로도 활용됩니다. 이 융합 모델은 환경 관리 지능화, 농작업 자동화, 에너지 최적화의 세 영역이 융합된 시스템입니다. 젬스는 그중 ‘에너지 최적화’를 담당하며, 데이터를 기반으로 온실의 에너지를 효율적으로 관리할 수 있습니다. 이 융합 모델을 적용한 농가의 생산성은 최대 83% 증가하고, 순이익은 3.5배 상승할 것으로 예상하고 있습니다.