太阳能制冷在冷链物流配送终端应用研究

2016-11-04张冰,徐卫星,杜金宇等

中国科技信息 2016年15期

太阳能制冷在冷链物流配送终端应用研究

随着我们国家生鲜电商的发展，国内生鲜电商掀起一波热潮，但是却因为生鲜电商的经营者对生鲜产品的特性缺乏了解，仍然采用传统电商的经营模式，除此之外，没有渗透到生鲜产品上游基地，中间物流环节也没有控制好，也没有很好的抓住用户群体，仅仅只是去靠一个网站来卖货，所以我国的第一批生鲜电商几乎都是以失败告终。在冷链产业快速发展的同时，硬件技术方面、标准化建设方面以及市场监管方面能否跟上现在的发展速度始终都是业内人士非常担心的问题。“十二五”规划中强调了节能环保的问题。近几年年来，“节能产品惠民工程”的政府补贴范围逐渐扩大，即使目前节能补贴暂时还没有惠及到冷冻冷藏、食品保鲜行业，但还是给这个行业的发展发出一个明确的信号，将来的产业发展一定会朝着更加节能、更加环保的方向前进。无论是制冷设备还是冷媒，节能都将是未来整个制冷行业的一个走向。

冷链物流中存在的问题

一般情况下需要保持在低温环境下的物品，如农畜产品、肉类、海鲜、花卉、加工冷冻食品、雪糕和蛋奶制品、快餐的原料和一些酒水饮料等。特殊的商品有：药品（疫苗、血液）。上述这些产品从生产、储存到运输、销售整个过程中，一直到被消费前，每个环节中需要保证产品处于它最佳低温环境下，只有这样，才能保证物品的质量，减少食品腐败变质。冷链物流属于物流行业中的一个特殊的领域，整个操作过程一定要保持低温或者恒温的环境，并且要求不能断链，对温度环境要求相对比较高，无形中就会增加成本。面临的问题主要包括两个方面：

第一，配送成本过高。生鲜产品要经历干线运输、仓储和宅配三个环节，才能从供应商到达最终的消费者，另外这三个环节也存在一些能源消耗。所以总体来看，如果采用传统的冷链外包，那么生鲜冷藏产品经过储存和运输之后，成本是常温商品的4到5倍，宅配成本也将会达到是1.3到1.5倍。如果生鲜电商自行投资冷链，就会面临着非常高昂的成本费用：首先，冷链产品对比普通常温产品，无论在仓储还是物流方面都要高出很多；其次，生鲜产品具有特殊性，这对配送时间的要求非常严格，并且由于生鲜产品的配送，具有特殊要求，这也导致不能与普通传统产品达到资源共享，最终就会导致订单不充足。

第二，生鲜产品的非标准化难题。非标准化产品会造成两个方面影响：首先，不利于统一的包装、配送；其次，消费者对产品的认可度也会受到影响。不利于消费者的接受程度，而且不利于包装和配送。

尤其在冷链物流终端环节，这些问题尤为明显。配送的成本已经成为现在生鲜电商所面临的严峻问题。不过，随着生鲜电商规模的扩大，配送成本也会随之降低。如果能够采用集中配送的方式，或者直接采用自提柜、社区商店这样一些方式，有望解决目前生鲜电商所面临的最大难题——最后一公里的问题，配送的成本问题也会有希望降到最低。

应用模式的研究

与社区商业结合，在社区建立网络点

连锁超市模式是当前最常见的一种模式，超市会把生鲜食品送至下面连锁超市的冷藏柜，然后消费者根据需要，上门进行挑选购买。比如我们熟知的麦德龙超市，针对不同消费群体，他们会制定出不同的配送方式，餐饮酒店一般采用的是处理后的包装的方式，麦德龙超市一般都选择使用大型冷链车配送商品模式；一些单位的食堂会让需要的客户来店自取；个人或者家庭消费采用的是简单小包装，选择用自提点或者是生鲜配送。麦德龙B2C方面，主要采用的方式是就近供货、产地直送的配送原则，比如生鲜、蔬菜的配送。这些模式下都存在一个共同的问题需要解决——库存。把它与其它普通传统商品相比较，生鲜、冷藏的商品周转率要求很高，不仅需要及时清理库存和盘活资金，更重要的是，商品冷藏周期如果过于短，非常容易出现冷鲜食品耗损过多问题。

与物流企业结合，建立快递配送网络

目前，借助于“互联网+”或者第三方物流，可以提供“私人定制”服务，相当于承担了“生活方式服务者”的这样一个角色，即消费者不用出门，就可以通过O2O这样一个平台订购到全球各种食材，快递公司在最短的时间内配送到消费者餐桌。对于这种情况，其实相当于是建立起了一种商品预售模式，即提前开始在网上售卖还未到收获的生鲜、农产品，在收集订单后，再进行采摘、捕捞、发货等，采用这样的预售模式，就能够让产地按照消费者或者用户的需求进行供应和配送，采用这种模式可以很大程度上降低生鲜和农产品经常会遇到的库存风险、可以有效降低生产成本和损耗。

本论文探索研究的两种相应的太阳能制冷配送终端

小型太阳制冷装置

作为便利店或社区的配送点，要求其应当具有制冷效果好、价低易用、取电方便等特点，故采用如下设计：由太阳能光伏板、电源管理组件（包括智能充电、放电）、电池组，制冷系统（包括压缩机等），光伏电与市电控制器，自动转换开关。在太阳光线条件较好时，照射在光伏板上的太阳光通过光生伏特效应转化成为直流电，接下来通过控制器进行调节，使输出的电流和电压尽量稳定并且满足负载或者用户需要。经过处理的稳定的直流电一方面经过升压电路提升电压后，直接为直流压缩机提供电能，另一方面可以通过充电模块储存在蓄电池中。在光照不足时，太阳能电池发电量不足以使制冷机正常运转，系统会自动切换到市电网，使得交流市电作为辅助电力供应为直流压缩机供电。这样就避免了在恶劣环境条件下光伏制冷机不能正常运行的问题。

便携式太阳能制冷箱

便利快捷是建立快递配送网络的关键，这种从源头直接与消费者对接的冷链配送方式，既给消费者提供了快捷和便利，又充分保证了生鲜的的安全与品质。冷链物流中最后一公里的配送，采用的配送设备采用泡沫箱或者纸箱加冰，有的配送人员甚至都不放置冰块来降温。这些显然不能保证冰淇淋、蛋糕、蔬菜、水果等易腐食品的保鲜和保质。而且终端分布比较零散，如何来保障足够的电力供应也制约行业的发展。利用太阳能光伏板，可以有效解决分布式发电离散供电，而且节能、环保、有效、可靠。配送终端所必须要解决的问题包括定制专业的冷藏箱、保温箱、冷冻箱等一系列冷链终端设备，也包括具体的解决方案。而要解决这样问题就必须设计一种配套的制冷设备，基于这些情况，采用如下技术设计：太阳能储能部分、半导体制冷部分、蓄电池、电子控制系统及外设等组成。依靠太阳能提供动力，无污染，绿色环保；半导体制制冷的工作方式，具有无噪音、能耗小，易于控制、寿命长，体积小等优点，制冷参数不受空间方向以及重力影响；一体化的结构，携带方便，使用寿命长、维修费用低；温度可控；产品具备输入和输出外设接口，在紧急情况下可以由外网市电通过输入接口提供充电。