Aleiha's parabolic solar cooker/th

รูปทรงพาราโบลาเป็นรูปทรงที่น่าสนใจและมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งหลายประการ มันสามารถรวมแสง คลื่นอิเล็กทรอนิกส์ เสียง ฯลฯ ไปยังจุดโฟกัสที่ศูนย์กลางได้ ในการหาจุดโฟกัสของพาราโบลา จะต้องใช้สูตรดังนี้y-พี-x2โดยที่ p เป็นค่าคงที่ ตัวแปร y คือความลึกของจาน และ x คือระยะห่างจากแกนกลางถึงเส้นรอบวงสูงสุดของจาน คุณต้องสมมติว่ามีแกน x ที่ผ่านจุดศูนย์กลางของฐานจาน และแกน y ที่ตั้งฉากกับจุดศูนย์กลางของฐานจานไปยังจุดโฟกัส ตัวเลขสองตัวคือ x และ y แทนจุดบนพาราโบโลอิด และจากนั้น คุณจะสามารถกำหนดตำแหน่งของจุดโฟกัสได้ (ดูการคำนวณรูปทรงพาราโบลา)

เตาปรุงอาหารแบบพาราโบลาถูกใช้มานานหลายศตวรรษแล้ว แนวคิดในการรวมแสงโดยใช้กระจกโค้งได้รับการพัฒนาโดยชาวกรีก ชาวแอซเท็ก ชาวอินคา ชาวโรมัน และชาวจีน ชาวอินคาใช้ทองสัมฤทธิ์และทองคำในการทำกระจก และพวกเขาสร้างสิ่งก่อสร้างที่มีความสูงหลายชั้น เทคโนโลยีนี้ดูเหมือนจะปรากฏขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันของแต่ละอารยธรรม เชื่อกันว่าอาร์คิมิดีสได้นำเทคโนโลยีนี้มาใช้^{เพื่อ}ปกป้องเมืองซีราคิวส์จากการรุกรานของกองเรือโรมันในปี 212 ก่อนคริสต์ศักราช

เตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาของฉัน

อธิบายโดยย่อ

ตอนแรก ผมเปิดรับทุกอย่างเพื่อสร้างเตาพลังงานแสงอาทิตย์ผมคิดว่าจะสร้างรูปทรงพาราโบลาจากดินเหนียวแล้วติดเศษกระจกชิ้นเล็กๆ เข้าไปเหมือนที่คนอื่นทำ แต่การเก็บรวบรวมวัสดุดินเหนียวและสร้างรูปทรงพาราโบลาใช้เวลานานมาก ยิ่งกว่านั้นคือการทำให้ได้จุดโฟกัสที่แม่นยำ จานรับสัญญาณที่ได้รับบริจาคมาก็ใช้ได้ แต่ก็ไม่มีความจุความร้อนที่ผมต้องการ ดังนั้นผมจึงเริ่มหาจานรับสัญญาณอื่น ในขณะที่กำลังค้นหาของเก่าอยู่ที่Arcata Scrap and Salvageวันหนึ่ง ผมก็เจอจานรับสัญญาณดาวเทียมแบบตาข่ายเก่าๆ และผมก็รู้ว่าผมเจอเตาที่ต้องการแล้ว ผมกับอาจารย์ของผมบาร์ต ออร์แลนโดช่วยกันขนมันไปที่ Bike Library ที่ซึ่งเตาของผมเริ่มเป็นรูปเป็นร่างขึ้นมา

ตำแหน่งและความช่วยเหลือ

การก่อสร้างและการทดสอบส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ Arcata Bike Library โดยได้รับความช่วยเหลือจากBart Orlandoอย่างไรก็ตาม ผมเป็นคนตัดแผ่นโลหะ ส่วนใหญ่ ที่ห้องปฏิบัติการประติมากรรมของ HSU นอกจากนี้เรายังใช้เครื่องมือที่ใช้พลังงานจากแป้นเหยียบที่นั่นในการสร้างตะแกรงย่างแบบติดตั้งด้วย

วัสดุ

• จานรับสัญญาณดาวเทียม (เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 ฟุต)
• แผ่นอลูมิเนียม
• ท่อร้อยสายไฟ
• ขอบล้อจักรยาน
• หมุดย้ำและแหวนรองอะลูมิเนียม
• น็อตและสลักเกลียว

วิธี

แนวคิดพื้นฐานคือการใช้จานรับสัญญาณดาวเทียมและยึดแผ่นอลูมิเนียมด้วยหมุดย้ำ เนื่องจากจานรับสัญญาณดาวเทียมมีรูปทรงพาราโบลาอยู่แล้วและมีจุดโฟกัสที่ค่อนข้างแม่นยำ แผ่นอลูมิเนียมจะต้องถูกตัดเป็นชิ้นสามเหลี่ยมแล้วเจาะรู 3-5 จุดสำหรับหมุดย้ำ หมุดย้ำจะเข้ากับรูปทรงของพาราโบลาและไม่ลดทอนความสมบูรณ์ของจุดโฟกัส เราต้องการให้แผ่นอลูมิเนียมมีความแม่นยำมากที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าจะสะท้อนแสงได้เพียงพอสำหรับทอดมันฝรั่ง ผมอยากทำอะไรมากกว่าแค่ต้มน้ำด้วยเตาของผม

เตาปิ้งย่างแบบแผ่นความร้อนนี้จะสร้างขึ้นจากท่อร้อยสายไฟและขอบล้อจักรยาน เราจะตัดปลายท่อร้อยสายไฟให้แบนเพื่อให้ติดกับท่อกลางและขอบล้อได้ง่ายขึ้น จากนั้นจึงขันน็อตประกอบเข้าด้วยกัน เราตัดสินใจว่าระบบหมุนได้จะดีที่สุดสำหรับโครงการนี้ เพื่อให้เราสามารถขยับกระทะ (หรือหม้อ) ไปในทิศทางใดก็ได้ที่จำเป็นเพื่อให้ได้รับแสงแดดอย่างเหมาะสม นี่เป็นการออกแบบที่ซับซ้อนกว่า แต่ทำให้จานมีอิสระในการเคลื่อนที่มากขึ้นและมีประสิทธิภาพในการให้ความร้อนสูงกว่า

เราเริ่มต้นโครงการด้วยการทดสอบจานรับสัญญาณที่บาร์ตมีอยู่ที่ห้องสมุดจักรยาน จานนั้นมีรูปทรงค่อนข้างยาวรีและไม่เว้ามากนัก ดังนั้นเราจึงตัดสินใจทดสอบความแม่นยำของการโฟกัส ผมติดแผ่นไมลาร์สองสามชิ้นลงบนจาน แล้วผมกับบาร์ตก็เอาไปวางไว้กลางแดด ปรากฏว่าจานนั้นมีจุดโฟกัสหลายจุดเนื่องจากรูปทรงยาวรีของมัน ผมต้องออกไปหาจานใหม่หากต้องการใช้มันทอดอาหาร จานที่เรามีอยู่นั้นใช้ไม่ได้ผล นั่นเป็นตอนที่ผมเดินทางไปที่ Arcata Scrap and Salvage และพบจานที่สมบูรณ์แบบสำหรับโครงการของผม

ขั้นสุดท้าย

การเตรียมตัว

เราเริ่มจากการถอดชิ้นส่วนหลักของจานออกก่อน มีเสาโลหะยื่นออกมาตรงกลางซึ่งไม่เหมาะสมกับดีไซน์ที่เราต้องการ เราจึงใช้เครื่องเจียรตัดโลหะออกเพื่อให้สามารถดัดท่อให้เป็นตะแกรงย่างได้ เนื่องจากเสาโค้งงอใกล้ฐาน เราจึงคิดว่ามันอาจไม่เหมาะกับดีไซน์ของเรา โชคดีที่เราพบว่าสามารถถอดเสาออกได้โดยการคลายโบลต์ที่ฐาน ทำให้มันเลื่อนออกมาได้เลย ต่อมาเราหาเสาที่ยาวกว่าได้ แต่ในตอนนั้นเราวางแผนจะใช้เสาที่มากับจาน นอกจากนี้เรายังต้องถอดท่อและชิ้นส่วนเล็กๆ น้อยๆ ที่ยื่นออกมาด้านหลังของจานออกด้วย สิ่งเหล่านั้นเป็นสิ่งที่ช่วยพยุงจานให้สมดุล แต่ไม่จำเป็นสำหรับดีไซน์ของเรา หลังจากนั้น จานก็พร้อมสำหรับการปรับเปลี่ยนแล้ว

เตาย่างไฟฟ้าแบบแผ่นร้อน

ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างเตาย่างแบบแผ่นความร้อน จุดโฟกัสเดิมอยู่ที่ประมาณ 27-31 นิ้ว แต่เราลืมระยะที่แน่นอนไปแล้ว เพื่อที่จะสร้างฐานยึด เราจำเป็นต้องทราบความยาวที่ต้องการ ดังนั้นผมจึงตัดสินใจหาจุดโฟกัสตามทฤษฎีโดยใช้สูตร:x2-4-พี-y- วัดออกมาได้ 29 3/4 นิ้ว เราตัดสินใจว่าวิธีที่ดีที่สุดคือใช้ท่อร้อยสายไฟดัดให้เป็นรูปตัว "V" แล้วใส่ขอบล้อจักรยานเข้าไปเป็นแผ่นความร้อน เราต้องตัดปลายท่อให้แบนและตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นมุมที่เหมาะสมสำหรับจุดโฟกัส เราใช้แคลมป์หนีบและดัดท่อทั้งสองชิ้นพร้อมกันได้ ท่อร้อยสายไฟยาวเกินไปเล็กน้อย เราจึงต้องตัดให้สั้นลงโดยใช้เลื่อยไฟฟ้าที่ห้องสมุดจักรยาน หลังจากวัดขนาดแล้ว ก็ถึงเวลาเจาะรูโดยใช้ สว่าน ไฟฟ้าแบบใช้เท้าเหยียบเราพบว่าท่อตรงกลางที่เราต้องการใช้นั้นสั้นกว่าที่เราต้องการเล็กน้อย แต่เนื่องจากเราอยู่ในพื้นที่ที่มีทรัพยากรมากมาย เราจึงค้นหาและพบท่อที่มีขนาดและความกว้างที่พอดี ขั้นตอนต่อไปคือการเจาะรูที่ด้านข้างที่แบนของท่อร้อยสายไฟและท่อที่เราหามาใหม่ แล้วประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน พวกมันเข้ากันได้ดีทีเดียว เราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่อร้อยสายไฟทั้งสองชิ้น--- ขอบล้อต้องงอในมุมเดียวกัน มิฉะนั้นโครงสร้างจะไม่มั่นคง ขั้นตอนต่อไปคือการเจาะรูที่ขอบล้อจักรยานเพื่อให้เราสามารถยึดมันเข้ากับโครงสร้างที่เราเพิ่งสร้างขึ้นได้ เราเจาะรูโดยใช้เครื่องเจาะที่ห้องปฏิบัติการประติมากรรมของ HSU และพร้อมที่จะยึดเข้าด้วยกันแล้ว

• 
  การเจาะรูในท่อโดยใช้พลังงานจากแป้นเหยียบ
• 
  ตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่อร้อยสายไฟถูกดัดในมุมที่ถูกต้อง
• 
  ลดขนาดเสาสำหรับติดตั้งลง
• 
  ตอนนี้สิ่งที่เราต้องทำก็คือประกอบทุกอย่างเข้าด้วยกัน

Mirror Finish

บาร์ตได้แผ่นโลหะมาจำนวนหนึ่งที่เขาอยากจะใช้ในโครงการก่อนหน้านี้ แต่ตัดสินใจว่าจานของฉันน่าจะใช้ได้ แผ่นโลหะที่ตัดแล้วไม่เพียงพอที่จะปิดคลุมพื้นที่ผิวทั้งหมดของจาน ดังนั้นฉันจึงต้องนำเศษแผ่นอลูมิเนียมไปที่ ห้องปฏิบัติการประติมากรรม ของ HSUเพื่อตัดให้เป็นรูปสามเหลี่ยม หลังจากตัดแล้ว ก็ต้องเตรียมแผ่นโลหะเหล่านั้นสำหรับการตอกหมุด ใช้เวลาประมาณครึ่งชั่วโมงในการเจาะรูในแผ่นโลหะทั้งหมด และก็พร้อมที่จะยึดติดกับจานอย่างรวดเร็ว ในขณะที่กำลังติดตั้งแผ่นโลหะ เราสังเกตเห็นว่ารูที่เราเจาะนั้นไม่ตรงกับรูปแบบของตาข่ายเสมอไป และมีบางส่วนที่ตาข่ายถูกปิดทับด้วยชิ้นโลหะแข็ง จึงต้องจัดการกับบริเวณเหล่านั้นแตกต่างกัน ในบางพื้นที่ เราสามารถเจาะรูผ่านโลหะเพื่อตอกหมุดได้ และในบางพื้นที่ เราก็คิดหาวิธีใช้ลวดเส้นเล็กๆ ยึดแผ่นโลหะเข้าด้วยกัน ฉันใช้คลิปหนีบกระดาษที่เจออยู่บนพื้น เสียบเข้าไปในรูแล้วเสียบผ่านตาข่ายเหนือรูปสามเหลี่ยมเล็กน้อย ฉันใช้คีมบิดปลายคลิปหนีบกระดาษเพื่อให้จับโลหะได้แน่นขึ้น ซึ่งได้ผลดีทีเดียว ฉันยังหาหมุดย้ำที่มีช่วงการจับยึดที่กว้างกว่าได้ ซึ่งช่วยได้มากในส่วนที่หนา หลังจากที่ยึดชิ้นส่วนทั้งหมดเข้าที่แล้ว เราสังเกตเห็นว่ามีช่องว่างอยู่ – แผ่นโลหะไม่เพียงพอที่จะปิดจานทั้งหมด ฉันจึงเจาะรูเพิ่มในเศษโลหะที่เหลืออยู่และสามารถยึดติดกับจานได้ ยังมีช่องว่างเล็กน้อย แต่ก็ไม่สำคัญมากนักเพราะจานมีขนาดใหญ่ และส่วนใหญ่ก็เคลือบอยู่แล้ว ขั้นตอนสุดท้ายคือการขัดเงาอะลูมิเนียมให้สวยงาม

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ตอนนี้จานพร้อมสำหรับการปรุงอาหารแล้ว อาจจะต้องขัดเงาสักหน่อยด้วยน้ำยาขัดเงาอย่าง Citra-Sol หรืออะไรทำนองนั้น แต่ถึงแม้จะไม่ขัดเงา โฟกัสก็ร้อนดีอยู่แล้ว ในส่วนของการตั้งจาน เราแค่ต้องหาอะไรมาพิงไว้ก็พอ ด้านหลังจานมีที่ยึดสำหรับปักลงดินได้ สำหรับการปักลงดินนั้น ผมต้องหาท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3 1/2 นิ้ว และหนาอย่างน้อย 1/4 นิ้ว มาใช้

• 
  ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
• 
  เตาย่างไฟฟ้าที่ทำเสร็จแล้ว

ทดสอบ

เตาพลังงานแสงอาทิตย์ของฉันเยี่ยมมากสำหรับการทำเบอร์เกอร์ผักและถั่ว เวลา 13.00 น. จานจะร้อนขึ้นถึง 400 ^องศาฟาเรนไฮต์ ประมาณ 14.00-15.00 น. จานจะร้อนขึ้นถึง 350 ^องศาฟาเรนไฮต์ ฉันพบว่าเตาตัวนี้ไม่ทำให้ไหม้ง่าย เมื่อฉันลืมอะไรไปขณะทำอาหาร ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ไปบนท้องฟ้า ซึ่งจะลดความร้อนตรงจุดโฟกัสลงโดยอัตโนมัติ อาหารอาจจะไหม้เกรียมบ้าง แต่ก็ยากที่จะไหม้

ต้นทุนขั้นสุดท้าย

ส่วนประกอบอื่นๆ ที่เรามีอยู่แล้วที่ห้องสมุดจักรยานและได้มาฟรี (เช่น น็อตและสกรู ขอบล้อจักรยาน ท่อไอเสีย เครื่องมือ) บาร์ตให้แผ่นโลหะที่เขาจะเอาไปทำจานอีกใบมาให้ผม เพื่อที่ผมจะได้เอามาทำของตัวเอง

สรุปผล

ครั้งแรกที่คุณสร้างเตาพลังงานแสงอาทิตย์ คุณจะได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับวิธีการและวัสดุที่จะใช้ในการก่อสร้าง เตาตัวต่อไปที่ผมจะทำน่าจะง่ายขึ้นมากเพราะผมเคยทำมาก่อนแล้ว ครั้งต่อไป ผมอยากจะใช้แผ่นอลูมิเนียมที่เบากว่าสำหรับพื้นผิวที่ขัดเงา จานนั้นค่อนข้างเบาเมื่อเทียบกับขนาดของมัน แต่แน่นอนว่ามันยากที่จะยกหรือเคลื่อนย้ายคนเดียว ผมอาจจะพิจารณาใช้จานที่ไม่มีโครงสร้างเสริมแรงด้วย เพราะมันเกะกะตอนที่ผมตอกหมุด และทำให้ไม่สามารถยึดแผ่นอลูมิเนียมในบางจุดได้ เพื่อความแม่นยำ พื้นผิวที่ขัดเงาจะต้องเคลือบพื้นผิวทั้งหมดของจาน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการเก็บความร้อน แต่เมื่อพิจารณาจากขนาดของจานแล้ว ผมคิดว่ามันไม่น่าจะมีปัญหาเรื่องความร้อนสูง และมันก็เป็นเช่นนั้นจริงๆ ผมใช้มันทำอาหารกลางวันมาหลายวันแล้ว โดยไม่ต้องขัดเงาแผ่นอลูมิเนียมเลย

กระทู้สนทนา

โปรเจกต์นี้เป็นสิ่งที่เจ๋งที่สุดที่ฉันทำมาทั้งปีเลย การทำอาหารด้วยเตาพลังงานแสงอาทิตย์ของฉันเป็นความรู้สึกที่ดีที่สุดในโลก มันเจ๋งมากที่ได้เห็นสิ่งที่ฉันสร้างขึ้นมาใช้งานได้ดีขนาดนี้ สิ่งที่ฉันอยากจะเพิ่มก็คือเสาสำหรับยึดด้านหลังจานรับสัญญาณ ฉันสามารถพิงมันไว้กับเก้าอี้หรืออะไรทำนองนั้นได้ แต่ถ้าฉันต้องตั้งมันในมุมที่เอียงมาก ๆ ฉันอาจจะมีปัญหาหน่อย ดังนั้นนั่นเป็นสิ่งที่ฉันต้องคิดดู แต่ตอนนี้ ฉันสนุกมากกับการทำเบอร์เกอร์ผักและมันฝรั่งทอดในตอนบ่าย ๆ

สิ่งที่ควรระลึกไว้/ข้อผิดพลาดทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง

• ระวังแสงที่กระเด็นออกมาจากเตา เพราะอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้หากไม่ระมัดระวัง ถ้าภาชนะมีลักษณะเว้าเล็กน้อยก็ไม่ต้องกังวลมากนัก แต่ยิ่งภาชนะแบนมากเท่าไหร่ โอกาสที่จะมีแสงกระเด็นออกมาก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
• ควรสวมแว่นกันแดดขณะทำอาหาร เพราะแสงจะสว่างมากและอาจทำให้ดวงตาของคุณระคายเคืองได้
• ควรใช้หม้อหรือกระทะเหล็กหล่อหรือสีดำชนิดอื่นๆ สีอื่นๆ อาจสะท้อนแสง ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการ สีดำจะดูดซับแสงและทำให้ความร้อนในหม้อ/กระทะสูงขึ้น

โครงการที่เกี่ยวข้อง

เตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาของอาเลียฮา

การวิเคราะห์เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์แบบกล่องที่มีหน้าต่างเอียง

Cómo hacer un Horno Solar de cartón

เตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบดินเผา

พาราโบลาแบบปรับสมดุลโฟกัสสำหรับเตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์

การนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์ (USAID ในแอฟริกา - เรื่องราวความสำเร็จ)

เตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์ทรงหกเหลี่ยม

วิธีทำเตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบ "ซันเบรลลา"

วิธีการสร้างเตาพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาเชิงซ้อน

วิธีทำเตาพลังงานแสงอาทิตย์แบบใช้กระดาษแผ่นเดียว

วิธีทำเตาพลังงานแสงอาทิตย์ทรงพาราโบลาขนาดเล็ก (ศูนย์ชุมชนเจฟเฟอร์สัน)

วิธีทำเตาอบพลังงานแสงอาทิตย์ (วิทยาลัยเซียร์ราเนวาดา)

วิธีทำเตาอบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับเด็ก (Locally Delicious)

วิธีทำเตาอบโบว์ลิ่งพลังงานแสงอาทิตย์

เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์ของโรงเรียนที่อร่อยในท้องถิ่น

เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์แสนอร่อยจากท้องถิ่น สำหรับเด็กและผู้ใหญ่

นักคณิตศาสตร์เชิงกลสำหรับพาราโบโลอิด

เตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบเก้าอี้ปาปาซาน

ตะกร้าพาราโบลาและเตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระป๋อง

เครื่องละลายแว็กซ์พลังงานแสงอาทิตย์ SCRAP Humboldt พร้อมแม่พิมพ์พิมพ์ 3 มิติ

ดูเพิ่มเติม

• เครื่องรวมแสงแบบพาราโบลาเชิงประกอบ
• แผ่นสะท้อนแสงพาราโบลาแบบผสมสำหรับเตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์
• เตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลา
• วิธีการสร้างพาราโบโลอิดสร้างแผนภาพที่จำเป็นในการสร้างพาราโบโลอิดจากแผ่นเรียบ โดยกำหนดระยะห่างจากจุดยอดถึงจุดโฟกัส

ลิงก์ไปยังแบบแปลนเตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ

• โปรเจกต์กับบาร์ต
• แบบแปลนการสร้างอุปกรณ์รวมแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาด้วยตัวเอง ฟรีและง่าย
• วิธีนำพลังงานจากดวงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์โดยการสร้างอุปกรณ์รวมแสงอาทิตย์
• วิธีทำเตาอบพลังงานแสงอาทิตย์