L'objectiu principal d'aquest projecte de Tecnologia Apropiada és consolidar la informació existent sobre la cuina solar , així com avaluar els materials i les tècniques de disseny utilitzades per a la construcció de models de cuines solars de caixes àmpliament utilitzats.
Tot i que s'han inventat centenars de dissenys innovadors de cuines solars, incloses les populars cuines parabòliques i de panells, la cuina de caixa solar té la consideració més àmplia a causa del seu ús global, especialment al món en desenvolupament. Consulteu la wiki de l'arxiu de cuina solar per obtenir-ne detalls exhaustius
- La major part del contingut d'aquesta pàgina s'ha traslladat a la cuina solar deixant principalment el disseny de la cuina solar de caixa. Per veure el contingut original cliqueu aquí
Continguts
- 1 Cuina solar
- 2 Cuina de caixa solar
- 3 Necessitat de desenvolupament
- 4 Anàlisi d'eficiència
- 5 Eines i materials necessaris
- 6 Competències i coneixements requerits
- 7 Dimensions de la mostra
- 8 Construcció d'una cuina de caixa solar
- 9 Estimacions de costos
- 10 Enfoc de desenvolupament futur
- 11 Organitzacions relacionades
- 12 Referències
Cuina solar
Una cuina solar converteix la llum solar en energia tèrmica que es reté per cuinar. La llum del sol és el "combustible".
Diversos enginyers i entusiastes del bricolatge han dissenyat literalment centenars de tipus diferents de cuines solars; des de dissenys senzills com el forn de bitlles solar fins a altres més complicats com la cistella parabòlica i la cuina solar de llauna . Aquesta àmplia varietat d'opcions dificulta l'estandardització i l'avaluació de les cuines solars, però s'han de complir alguns factors crítics perquè un disseny tingui èxit, alguns dels quals s'enumeren a continuació:
- Cost: ha de ser prou barat per ser viable per a la seva implementació a les zones rurals.
- Conveniència: es pot construir amb materials locals fàcilment disponibles en un curt període de temps, a més de ser lleuger.
- Seguretat: l'àrea climatitzada ha d'estar ben protegida i cap part ha de sobresortir.
- Eficiència: quant de temps trigarà a cuinar el menjar?
- Resistència al vent: ha de ser prou resistent per no ser afectat per vents lleugers a moderats.
- Capacitat de calefacció: capacitat de calefacció suficient segons el seu ús ( pasteurització de l'aigua vs. cocció d'aliments ).
- Durabilitat: les reparacions han de ser poc freqüents i de fàcil realització.
- Simplicitat de les instruccions.
Els requisits per a la cocció solar són molt senzills. Heu de poder col·locar la cuina solar en un lloc on hi hagi sol durant diverses hores i protegit del fort vent. Les cuines solars, evidentment, no funcionen de nit ni en dies molt ennuvolats. La llum solar s'absorbeix en superfícies fosques que s'escalfen. El menjar es cuina millor en olles metàl·liques fosques, poc profundes i primes amb tapes fosques i ajustades per mantenir la calor i la humitat. Per retenir la calor creada quan l'olla negra absorbeix els raigs del sol es necessita algun tipus de coberta transparent. Això pot ser tan senzill com una bossa de plàstic transparent o tan complicat com evacuar múltiples capes de vidre. Un mètode per accelerar el procés de cocció és utilitzar reflectors per augmentar la concentració de la llum solar al col·lector.
Cuina de caixa solar
Tot i que s'han inventat centenars de dissenys innovadors de cuines solars, la cuina de caixa solar té la consideració més àmplia a causa del seu ús global, especialment al món en desenvolupament.
Una cuina de caixa solar és bàsicament una caixa gran amb una tapa de vidre que funcionarà com un forn. No obstant això, les pèrdues de calor en una àrea de superfície més gran compensaran parcialment el guany addicional al tenir una superfície de recollida de calor més gran. El que s'acostuma a fer per compensar-ho és que s'utilitzen una coberta de superfície vidriada i reflectors per augmentar l'àrea aparent del col·lector. Aquests reflectors es poden fabricar amb una varietat de materials i el seu objectiu principal és reflectir la llum solar a través del material de vidre i a l'espai de cocció dins de la caixa.
La caixa de cuina consisteix en algun tipus de tancament de captura de calor, que sol prendre la forma d'una caixa feta de material aïllant amb una cara de la caixa equipada amb un medi transparent, com el vidre o el plàstic. Això permet a la cuina utilitzar l'efecte hivernacle i la radiació solar incident cuina els aliments dins de la caixa. El material aïllant permet que les temperatures de cocció arribin a nivells similars en dies freds i ventosos que en dies calorosos, a més de tenir l'avantatge addicional de bloquejar les fuites que puguin filtrar-se i danyar la cuina. Es recomana una olla fosca per cuinar, ja que absorbeix la màxima quantitat de calor i permet temperatures de cocció més altes. [3]
Una bona regla general que indica quan el sol està prou alt al cel per permetre una cuina eficient és quan la longitud de l'ombra d'un a terra és més curta que l'alçada d'aquest individu.
Necessitat de desenvolupament
Als països en desenvolupament , la cuina s'acostuma a fer a foc obert amb biomassa com ara llenya, carbó vegetal i querosè. Aquest procés condueix inevitablement a una desforestació excessiva en aquestes regions rurals i a augmentar considerablement les emissions de CO 2 . Els individus d'aquestes regions en desenvolupament també pateixen infeccions respiratòries a causa de la inhalació significativa de fum.
Uns 5 milions de nens al món en desenvolupament moren cada any per malalties respiratòries i s'estima que altres 5 milions moren per malalties associades a l'aigua potable contaminada. [5] Aquestes xifres poden esperar reduir-se parcialment mitjançant la tecnologia de cocció solar.
Les cuines solars funcionen segons el principi bàsic de la conversió de la llum solar en energia tèrmica que es reté i s'utilitza per cuinar a l'aire lliure, i tenen l'impacte més positiu a les regions del món assolellades i amb escassetat de combustible. Una estimació optimista afirma que la cocció solar podria provocar una reducció potencial de l'ús de llenya en un 36%, que correspon a aproximadament 246 milions de tones mètriques de fusta cada any, donant lloc a una compensació neta de gasos d'efecte hivernacle de prop de 140 milions de tones mètriques anuals. [6]
La figura 1 mostra quins processos es produeixen en una distribució de temperatura de 135 graus centígrads.
Consideracions regionals
S'estan utilitzant aproximadament 600.000 cuines solars als Andes, el Tibet, el Nepal, Mongòlia i parts de la Xina i s'estima en 1,5 milions a tot el món, tot i que aquesta xifra és preliminar i encara no s'ha confirmat la seva precisió. [7] [8] Tanmateix, la història d'èxit més gran recent ha estat als pobles de l'Índia.
La cuina solar pot ser adequada per a una regió si:
- Dies majoritàriament assolellats durant diversos mesos de l'any.
- Espai exterior disponible que roman il·luminat durant diverses hores i protegit dels forts vents.
- Els combustibles de cuina locals són cars o difícils d'aconseguir.
A causa de l'abundància de llum solar a Àsia, Àfrica i Austràlia, aquestes regions es poden beneficiar molt de l'ús de cuines solars, tal com es mostra a la figura 2.
A més dels climes més assolellats que es beneficien més de les tecnologies de cocció solar, els llocs amb condicions menys ventades podran utilitzar les cuines solars de manera molt més eficient. A les zones més ventoses, pot ser més adequat introduir cuines solars més pesades, però això podria comportar implicacions de costos més elevades i temps de cocció més llargs si es construeixen bases més gruixudes, ja que es necessitaria matèria primera addicional. Una altra opció crua però més econòmica seria col·locar pedres o maons grans al voltant de la cuina per ajudar a estabilitzar-la al vent.
Anàlisi d'eficiència
Aquí teniu una anàlisi de l'eficiència de les cuines solars basada en la 1a Llei de la Termodinàmica i la 2a Llei de la Termodinàmica , explicant també com calcular la potència de cocció de qualsevol dispositiu.
Eines i materials necessaris
Es pot construir una cuina de caixa solar robusta amb materials barats i comuns en qüestió d'unes poques hores sense l'ús d'eines addicionals. Per augmentar la durabilitat, les superfícies exteriors no reflectants es poden pintar, oliar o encerar per ajudar a protegir-se de la humitat. La superfície que mira cap a l'olla ha de ser reflectant o negra.
| Materials bàsics | Materials substitutius |
|---|---|
| Paper d'alumini | Metall o xapa |
| Pintura negra | Cera o oli |
| 2 caixes grans de cartró | Cistelles teixits, maons, fusta (última opció) |
| Fulls de plàstic resistents a la calor | Bosses de niló, bosses de polièster, vidre |
| Coles d'acetat de polivinil a base d'aigua (diluïdes amb aigua) | Pasta de flors de blat o arròs, goma d'acàcia, cola de caseïna * |
'* Eviteu utilitzar cintes de petroli i coles a base de cautxú per a les superfícies de cocció interiors, ja que la caixa interior hauria de ser capaç de suportar altes temperatures sense alliberar cap fum.
Competències i coneixements requerits
No hi ha habilitats o coneixements previs necessaris per seguir les instruccions sobre com construir una cuina solar. Es necessiten unes hores de formació bàsica per ajudar a educar les masses que viuen a les zones rurals sobre la construcció i el manteniment bàsic de les cuines solars, després de les quals haurien de poder utilitzar-les sense cap mena de problemes, suposant que aquesta formació inclourà com tractar amb tots els tipus de reparacions relacionades amb aquest model de cuina solar en particular.
Dimensions de la mostra
Construcció d'una cuina de caixa solar
S'han establert diversos dissenys de cuines solars amb èxit, acompanyats d'instruccions de construcció senzilles, així com de consells i trucs. Alguns s'enumeren a continuació:
- Cuina de caixa solar mínima. [10]
- Cuina de caixa solar. [11]
- Cuina de caixa solar plegable. [12]
- Cuina de caixa solar inclinada. [13]
- Cuina de caixa de seguiment. [14]
- La cuina de pneumàtics. [15]
Estimacions de costos
Uns 2.400 centímetres quadrats de placa d'alumini de ferralla faran una paella de 20 cm x 27,5 cm x 5,5 cm, amb tapa. El cost del material és inferior a 0,30 dòlars per paella. [16]
Això es pot utilitzar com a referència per construir la teva pròpia cuina solar amb les plaques d'alumini disponibles localment. La mida de la cuina dependrà de la mida de la paella i la mida general de la unitat està subjecta al que sigui més econòmic a la vostra regió geogràfica particular.
| Taula 2: Estimacions de costos | Materials | Tarifes estimades ($) | Cost del projecte ($) |
|---|---|---|---|
| Xapa d'alumini | 1 $->100.833 cm 3 [17] | 0,30 $ | |
| Pintura negra | 16,14 $/L [18] | (~ 300 ml requisit) ~ 4,84 $ | |
| 2 caixes grans de cartró | 1,4 $/m 2 [19] | ~1,47 $ | |
| Vidre | 10,76 $/m 2 [20] | (requisit de ~0,27 m 2 ) -> ~ 2,91 $ | |
| Goma d'acàcia | ~ 3,50 $/kg [21] | (requisit de ~0,25 kg) ~ 0,875 $ | |
| COST TOTAL = | 10,39 $/unitat |
Aquests preus es van determinar a través de botigues principals d'Amèrica del Nord, com ara Home Depot , i estimacions de mida basades en les dimensions de la figura 5. La hipòtesi és que el cost total de 10,39 dòlars serà significativament menor a les zones rurals a causa d'un menor benefici dels preus. així com una fàcil accessibilitat a materials de baixa qualitat en aquestes zones.
Enfoc de desenvolupament futur
Per avançar amb aquesta tecnologia, s'han de fer esforços més resilients per educar les masses a les zones rurals i s'han de posar en marxa mesures per continuar motivant aquestes persones a utilitzar aquestes cuines solars de manera regular.
Els models resistents al vent serien de gran benefici per fer viables les cuines solars a més regions del món, on els vents potents a les zones obertes representen un repte actual per a aquesta tecnologia.
La producció massiva d'alguns dels models de cuines solars esmentats anteriorment pot comportar més reduccions de costos si s'introdueixen productes prefabricats a les àrees de necessitat, en lloc de crear camps d'entrenament per ensenyar a aquestes persones a fer-ne els seus.
Organitzacions relacionades
Diverses organitzacions no governamentals (ONG) i organitzacions privades s'han encarregat de promoure els beneficis de la cuina solar a les zones rurals en desenvolupament, des de la creació de dissenys de bricolatge fins a la creació de camps d'entrenament per educar els vilatans sobre com construir i cuinar amb aquests aparells. Algunes d'aquestes organitzacions tenen dissenys de cuines d'èxit ja publicats en línia, i d'altres es troben en diverses etapes de disseny. Alguns d'aquests grups s'enumeren a continuació:
- Xarxa Mundial de Cuines Solars. http://solarcooking.wikia.com
- Cuines Solars Internacional. http://www.solarcookers.org/
- Kyoto Twist Solar Cooking Society. http://web.archive.org/web/20200928080713/http://kyototwist.org/
- Gadhia Solar Energy Systems Pvt. Ltd. http://solarcooking.wikia.com/wiki/Gadhia_Solar_Energy_Systems
- Energia Solar Internacional. http://www.solarenergy.org/
- Centre de Tecnologia Rural. http://web.archive.org/web/20050207224602/http://www.panasia.org.sg:80/nepalnet/crt/crthome.htm
- El projecte d'energia solar d'Amèrica Central. http://solaroven.org/
- SUN OVENS International, Inc. http://www.sunoven.com
- Lazola-Iniciativa. http://www.lazola.de
Referències
- ↑ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ Solar Cookers International, "How to make a solar cooker",http://images3.wikia.nocookie.net/cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit plans details.pdf, consultat el 6 d'abril de 2010
- ↑ Viquipèdia, "Solar cooker", http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cooker , consultat el 3 d'abril de 2010
- ↑ Solar Cookers International, "How to make a solar cooker", http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf , consultat el 6 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ Deutsche Welle, "Cooking with the power of the sun", http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5205895,00.html , consultat el 3 d'abril de 2010
- ↑ Ozturk, H. "Second Law Analysis for Solar Cookers", http://www.informaworld.com/smpp/1138067100-85020668/content~db=all~content=a713635696 , consultat l'8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "Minimum Solar Box Cooker", http://solarcooking.wikia.com/wiki/Minimum_Solar_Box_Cooker , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ Solar Cookers International, "How to make a solar cooker", http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf , consultat el 6 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "The Colapsible Solar Box Cooker", http://solarcooking.org/plans/collapsible-box.htm , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "The Inclined Box-Type Solar Cooker – A New Design", hhttp://solarcooking.org/plans/inclined-box-cooker.htm, consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "The Tracking Solar Cooker", http://solarcooking.org/plans/Cookerbo.pdf , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "The Tire Cooker", http://solarcooking.org/plans/tire_eng.htm , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "SunPan Overview", http://www.sungravity.com/sunpan_overview.html , consultat el 4 d'abril de 2010
- ↑ The Solar Cooking Archive, "SunPan Overview", http://www.sungravity.com/sunpan_overview.html , consultat el 4 d'abril de 2010
- ↑ Home Depot, "Pintor's Touch Multi-Purpose Pain & Ntx = mode+matchall&recN=0&N=0&Ntk=P_PartNumber , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ Shopping.com, "11" x 14" Corrugated Cardboard Sheets", http://www0.shopping.com/-cardboard+sheets , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ GlassCages, "1/8 Plate Glass 3 mm Regular Plate Glass", http://www.glasscages.com/?sAction=ViewCat&lCatID=42 , consultat el 8 d'abril de 2010
- ↑ Al-Mosawi. A, "Suplementació de goma d'acàcia d'una dieta baixa en proteïnes en nens amb malaltia renal en fase final", http://www.springerlink.com/content/1rq1mafd2x233aa9/ , consultat el 8 d'abril de 2010