농촌진흥청은 도심지 도로변 화단, 오지 산 속의 밭, 주택 내 조경 등 다양한 곳에 활용할 수 있는 전기 없이 태양전지 시설만으로 물을 주는 ‘태양전지 자동 급수 장치’를 개발했다고 24일 밝혔다.
식물 생장에 물이 중요한 만큼 최근 관수자동제어시스템을 도입하는 등 관수에 많은 노력을 하고 있으나, 전력공급이 어렵거나 감전의 우려가 있는 곳에서는 이런 시설을 사용할 수 없어 어려움을 겪어 왔다.
이러한 문제를 해결하기 위해 농진청 시설원예시험장에서는 태양에너지를 이용한 자동급수 장치를 개발한 것이다.
이 장치는 전기를 생산하는 태양전지판, 태양전지에서 발생된 전기를 배터리에 저장할 수 있도록 변환하는 인버터, 관수자동제어기, 토양수분 센서, 관수제어용 전자밸브로 구성돼 있다.
가로·세로 40㎝ 크기의 태양전지판에서는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키고, 전기에너지는 배터리에 충전되며 토양수분 센서에서 측정된 수분농도에 따라 자동으로 물을 주게 된다.
배터리는 한번 충전 시 3일 정도 사용할 수 있으며 비가 오거나 흐린 날에는 물을 줄 필요가 없어 배터리가 방전될 위험도 없다. 감전이나 누전에 의한 안전사고에 대비해 DC 24V 전력을 사용함으로써 안전성을 높였다.
관수용 전기모터펌프를 구동하기 위해서는 태양전지와 배터리 용량을 높여야 하며 이를 위해 수압이 있는 계곡수, 상수도 등을 이용한다. 또 ON/OFF 제어 시 각각 5초씩 전기를 사용하는 전기모터밸브를 이용함으로써 물 줄때 전력사용을 최소화했다.
330㎡당 설치비는 대략 100만원 가량 소요되며 5만원 상당의 전자밸브를 장착하면 모터를 구동시켜 보다 효율적으로 급수를 관리할 수 있다. 모터 장착 시 5구역으로 나눠 급수, 최대 1600㎡까지 물을 공급할 수 있다. 단, 정접관수를 위해서는 수압 1.0kg/㎠ 정도가 되어야 한다.
조명환 농촌진흥청 시설원예시험장 연구사는 “태양전지 자동 급수 장치는 기존에 살수 차량으로 물을 주는 등 관리가 어려웠던 시가지 화단 및 조경 등에 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것”이라면서 “특히 물관리가 어려운 겨울철이나 가뭄 시에도 토양수분을 관리할 수 있어 그 응용될 수 있는 분야가 많을 것으로 기대되고 있다”고 설명했다.