埃及农业研究中心研制光伏制冷装置 年保鲜鱼获720公斤
2026-08-15 10:36
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维度网讯,埃及农业研究中心(ARC)的科研人员研制出一套光伏供电的热电制冷原型,用于渔船上新鲜鱼获的低温保鲜。按照典型手工渔民日均捕获3公斤鱼、每年作业240天的情景估算,该装置每年可保鲜约720公斤鱼。

研究团队表示,用低温环境保持鱼获品质并使其维持最佳状态,是渔民面对的重要环节,业内称为优质鱼处理。当前渔船保鲜主要依靠冰块,借减缓细菌生长延长货架期,但冰块受重量、储存空间、成本和操作条件制约,并且有降温慢、温度分布不均、保鲜时间短等弱点;向冰中加盐虽可延长保鲜,却可能改变鱼类天然风味。工业制冷系统能做到精确控温,但购置和运行成本高,能耗大且环保性欠佳。

这套太阳能制冷单元(SCU)由绝缘胶合板冷藏室与三个穿孔铝制搁架组成,以便容纳更多鱼品并保持空气流通。冷藏室后部装有4个直流风扇,推动冷气均匀循环;一个定制的铝制翅片管换热器吸收室内热量,再由循环水导出。制冷由三个Peltier TEC1-12706热电模块完成,模块安装在水箱上,冷侧降低水温,热侧依靠铝制散热器强制风冷,冷却水随后持续泵入换热器,从储藏室提取热量。

系统供电采用300 W光伏板、MPPT(最大功率点跟踪)充电控制器和12 V 100 Ah蓄电池,可离网运行;光伏板朝南倾斜31°,以增加太阳能收集量。自动控制系统通过恒温器和温度传感器调节水循环,把冷藏室温度保持在5 ℃;室内温度超过设定值时启动水泵,温度恢复后自动停止。

能效评估覆盖总能耗、每公斤鱼的特定能耗、制冷效率和整体性能系数(COP),COP将Peltier模块、风扇和水泵的耗电全部计入。实验结果以10000次蒙特卡洛模拟进行统计验证,纳入环境变异性与仪器测量不确定性,用于估计系统达到目标制冷条件的概率。按日均3公斤、年作业240天的渔民作业假设计算,SCU年保鲜量约720公斤;以约182美元的制造成本和每年27.3美元的维护成本估算,投资回收期约0.15年。

研究团队总结,热电模块在改进直接制冷方式上具有应用潜力,但该技术后续落地仍取决于更高转换效率的新型热电材料以及更高效率的系统开发。下一步计划在多种操作条件下对SCU进行验证,涵盖可变热负荷、不同鱼类品种以及冬夏季节工况,并与现有鱼类制冷技术开展性能、能效和经济可行性对比。

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