스마트팜 창업을 위한 수직농장 모델의 구축 사례와 수익 구조 분석

농업이 공간의 제약을 넘어서기 위해 진화하고 있다. 기존의 평면 재배 방식은 땅의 넓이에 비례해 생산량이 결정되기 때문에, 도시 또는 협소한 농지에서는 생산성과 효율성이 떨어지는 구조였다. 하지만 최근에는 수직농장(vertical farming)이라는 방식이 등장해, 제한된 공간에서도 고밀도의 생산이 가능한 스마트팜 모델로 주목받고 있다.
특히 청년 창업자와 도시형 귀촌인들에게 수직농장은 땅 없이도 농업에 도전할 수 있는 강력한 솔루션이 된다. 2024년, 서울 근교인 경기 남양주에서 실제로 스마트팜 창업에 성공한 창업자 김대성 씨는 수직농장 모델을 적용해 월 800만 원 이상의 매출을 올리고 있으며, 도시 내 소형 공간을 최대한 활용하는 도심형 고수익 농업 모델을 실현하고 있다.
이 글에서는 김대성 씨의 스마트팜 창업 사례를 중심으로 수직농장 시스템의 구조, 작물 선택, 자동화 구성, 수익 구조와 운영 전략까지 구체적으로 분석한다.

도시형 스마트팜 창업, 왜 수직농장이었는가

김대성 씨는 원래 전자제품 개발 스타트업에서 근무하던 엔지니어였다. 그는 오랜 야근과 불안정한 수익 구조에서 탈피해 지속 가능한 자립형 창업 모델을 찾던 중, 스마트팜에 주목하게 되었다. 하지만 도시 외곽의 높은 토지 비용과 대규모 시설에 대한 부담으로 인해 소형 창업에 최적화된 수직농장 모델을 선택하게 되었다.
그는 창업 초기부터 “가로보다 세로로 재배하자”는 전략을 세웠고, 2023년 말, 남양주 외곽의 창고형 공간 50㎡(약 15평)를 임대했다. 공간을 효율적으로 활용하기 위해 5단 수직 선반 구조의 수경재배 시스템을 직접 설계했고, 라즈베리파이 기반 제어 시스템으로 급수, 조명, 환기까지 자동화했다.
그가 선택한 작물은 바질, 루꼴라, 적근대, 청경채 등 회전율이 빠르고 도심 소비층이 선호하는 고급 엽채류였다. 기존 토경 대비 생육 주기는 짧았고, 품질은 균일했으며, 공간당 생산량은 약 3.5배 이상 향상됐다. 그는 스마트팜 창업을 시작하며 “소형, 자동화, 고밀도”라는 3가지 키워드를 모든 설계 기준으로 삼았다.

 

스마트팜 창업 수직농장의 실제 시스템 구성 – 공간 효율과 자동화의 조합

김 씨의 수직농장 시스템은 공간 설계, 센서 기반 제어, LED 조명 알고리즘, 양액 자동화 구조로 구성되었다.
5단 수직 선반은 알루미늄 프레임과 PVC 배관을 활용해 자재비를 최소화했고, 선반당 80100포기의 작물이 배치되었다. 전체 농장에서는 동시에 최대 2,500포기까지 작물을 관리할 수 있는 구조였다.
조명은 광질(파장) 기반 LED를 적용해 생장기에 청색광, 수확기에는 적색광 위주로 조절했고, 이는 생장 속도 향상에 큰 효과를 보였다. 센서 시스템은 온도, 습도, pH, EC, CO₂ 센서로 구성되었으며, 이 데이터는 라즈베리파이 서버에 실시간 저장되고, 모바일 애플리케이션을 통해 원격 모니터링이 가능했다.
양액 공급은 자동 배합기를 통해 시간과 수치 기반으로 조절되며, 작물 생육 상태에 따라 수시로 레시피를 변경할 수 있도록 설계되었다. 하루 관리 시간은 약 12시간 내외였고, 모든 시스템은 1인 운영 기준으로 최적화되었다. 이 구조는 초기비용 2,000만 원 내외의 예산으로 완성 가능했으며, 김 씨는 일부 기자재를 중고로 활용해 실투자 비용을 1,500만 원 이하로 절감하는 데 성공했다.

 

스마트팜 창업 수익 구조와 시장 반응 – 고정 수요 중심의 유통 전략

수직농장 스마트팜 창업의 가장 큰 장점은 공간 대비 생산성과 유통 효율이다. 김대성 씨는 월 2회 이상 작기 순환을 통해, 월평균 약 4,0004,500포기의 작물을 수확했고, 이 중 70%는 지역 로컬푸드 매장과 샐러드 전문점, 채식 카페에 납품되었다.
상추·바질 기준 단가는 1포기당 1,2001,500원 수준이며, 월평균 매출은 800만 원을 안정적으로 유지했다.
나머지 30%는 SNS 기반으로 운영 중인 정기배송 구독 서비스(월 1회4회 배송, 월 요금 35,00055,000원)를 통해 고객 150명을 확보해 직접 판매했다. 배송은 주 2회 자가 운송 시스템으로 해결했고, 포장은 친환경 종이 트레이와 브랜드 박스로 구성해 프리미엄 이미지를 구축했다.
폐기율은 5% 이하였으며, 병해 발생은 거의 없었다. 김 씨는 “공간 효율만 높인다고 끝이 아니다. 소비자 신뢰와 반복 수요를 만들어야 지속 가능한 창업이 된다”고 강조한다. 그는 스마트팜 창업을 준비하는 예비 창업자들에게 반드시 유통 전략과 브랜드 설계까지 병행할 것을 권장한다.

 

스마트팜 창업 시행착오와 확장 가능성 – 수직농장의 다음 단계

물론 시행착오도 있었다. 초기에는 LED 광질 설정이 적절하지 않아 작물이 웃자라거나 생장이 지연되는 문제가 있었고, 센서 간섭으로 데이터 오류가 발생해 급액 타이밍에 문제가 생기기도 했다.
김 씨는 매일 생육 데이터를 기록하며 센서 설정값을 조정했고, 자동화 알고리즘을 지속적으로 업데이트했다. 또한 고객 피드백을 통해 품종 구성과 배송 방식도 점차 개선해갔다.
현재 그는 두 번째 수직농장을 준비 중이며, 이를 기반으로 ‘스마트팜 창업 교육 센터’를 지역 내에 설립하는 프로젝트를 진행 중이다. 또한 수직농장 운영 데이터를 SaaS 플랫폼화하여, 예비 창업자에게 자동화 재배 알고리즘을 구독형으로 제공하는 시스템도 개발 중이다.
그는 “수직농장은 단지 공간을 높인 농장이 아니라, 농업을 입체적으로 설계할 수 있는 창업 구조”라며, 단순 생산에서 그치지 않고 교육, 컨설팅, 데이터 서비스까지 확장하는 것이 진정한 스마트팜 창업이라고 강조한다.