How to make a solar oven for kids (Locally Delicious)/Како направити соларну пећницу за децу (Локално укусно)

Били смо на курсу „Engr205 Увод у дизајн“ и радили смо за „Locally Delicious“ на дизајнирању соларне пећнице коју би деца узраста од 8 до 12 година могла самостално да направе и користе. Овај дизајн је реализован на Калифорнијском политехничком универзитету у Хумболту у Сједињеним Државама. Охрабрени смо да „размишљамо ван оквира соларне кутије“ и да створимо нешто оригиналније од кутије за ципеле прекривене алуминијумском фолијом. Желели смо да наведемо децу да размишљају о храни коју једу и како могу да контролишу своју исхрану. Након истраживања соларних пећница, соларних материјала, могућности деце узраста од 8 до 12 година и преноса топлоте, осмислили смо неколико алтернативних дизајна. Соларна пећница за куглање је изабрана као наш коначни дизајн јер најбоље испуњава наше критеријуме. Соларна пећница за куглање укључује две посуде постављене једна у другу, при чему је унутрашња посуда споља обојена црном бојом. Свака посуда је затворена поклопцима или фолијом. Дизајн такође укључује рефлекторски панел који је направљен од картонске кутије и алуминијумске фолије и савијен у параболични облик. Тестирали смо Соларну пећницу за куглање са децом у основној школи Арката, где се показала изузетно успешном. Када смо кували са децом у 16 ​​часова и време је било облачно са мало сунца, а температура је била око 10 степени Целзијуса, рерне су достигле 74 степена Целзијуса после пола сата. Пошто је храна намењена за употребу у овој рерни храна која не мора бити кувана да би била безбедна, верујемо да је ова минимална температура одговарајућа. Уверени смо да ће по бољем времену рерне достићи више температуре. Соларна рерна за куглање укључује све критеријуме које је поставио наш клијент, Locally Delicious, тако да се надамо да ће бити укључена у њихову нову књигу под називом „ Завист за кутију за ручак“ .

„Локално укусно“ је организација коју је основало у Хамболту, Калифорнија, у Сједињеним Државама, 5 жена које себе називају „парадајз наслеђе“. Њихов циљ је да мотивишу људе да једу локалну храну и праве здраве изборе. Дуго се залажу за одрживи начин живота и објавиле су своју веома хваљену књигу под називом „Локално укусно“ . Тренутно раде на другој књизи под називом „ Завист за кутију за ручак“ , чији је циљ да оснажи децу да сама доносе здраве изборе хране и да их научи осећају самооснаживања. Ова књига садржи једноставне рецепте и пројекте који су укусни, здрави и лаки за припрему. Надамо се да ће наш дизајн бити део ове књиге.

Да се ​​​​дизајнира соларна пећ коју деца узраста од 8 до 12 година могу сама да направе и користе. Храна намењена за кување у овој пећници су грицкалице попут пица багела.

Ови критеријуми су стандарди које користимо за процену решења.

Табела 1 : Критеријуми пројекта, ограничења и тежине

Соларна куглана се састоји од две затворене посуде, једна унутар друге, и параболичног рефлектора. Спољна посуда је од стакла, а унутрашња је метална и споља је обојена у црно. Свака посуда је појединачно затворена поклопцима или фолијом. Параболични рефлектор је направљен од картона и алуминијумске фолије. Соларна куглана је приказана на слици 1.

Спољна посуда Спољни слој соларне пећи за куглање састоји се од прилично велике, пречника око 38 цм, стаклене или пирекс посуде, као што је приказано на слици 2. Посуда са ручкама је лакша за рад, али није неопходна. Може се купити у већини продавница прехрамбених производа. Стакло пропушта светлост, али пошто није добар проводник топлоте, топлота се задржава унутар посуде. Топлота заробљена унутар посуде кува храну.

Унутрашња посуда Следећи елемент соларне куглане је унутрашња посуда, која је метална, као што се види на слици 3. То је посуда за кување и оно што ће се загрејати. Ова посуда треба да стане унутар стаклене посуде и да има размак од 6 мм до 12 мм између посуда. Спољна стаклена посуда пропушта сунчево зрачење унутра и загрева ваздушни простор између две посуде.

Црни премаз на унутрашњој посуди Унутрашња посуда је прекривена црним премазом, као што је приказано на слици 4. Ако унутрашња посуда долази са провидним поклопцем, и овај поклопац мора бити прекривен црним премазом. Црни премаз апсорбује топлоту унутар те посуде. Црна боја за роштиљ или пећ најбоље функционише као црни премаз јер је нетоксична када је изложена високој температури. Црни премаз сакупља зрачење које пролази кроз стакло и помаже у подизању температуре околине у ваздушном простору између посуда.

Поклопци Овај дизајн функционише тако што задржава зрачење које је заробљено од сунца унутар посуда. То се постиже покривањем унутрашње и спољашње посуде, као што је приказано на сликама 5а и 5б. Поклопци појачавају топлоту и омогућавају да се храна кува. Унутрашња и спољашња посуда морају бити покривене, тако да унутрашња посуда са поклопцем буде потпуно смештена унутар веће стаклене посуде. Идеалан поклопац би био поклопац за сваку посуду, међутим, ако то није доступно, појединачно покривање сваке посуде фолијом од стакла служи као алтернатива.

Рефлекторски панел Рефлекторски панел се користи за фокусирање сунчеве светлости ради бржег и бољег кувања. Рефлекторски панел је картонска кутија подупрта и савијена у параболичном облику и пресвучена алуминијумском фолијом, као што је приказано на слици 6. Картонска кутија има запремину од 45x45x45 цм, али ће функционисати и кутије величине унутар пола стопе од ове величине у свакој димензији. Рефлекторски панел рефлектује више сунчевог зрачења према соларној пећи за куглање јер закривљени облик усмерава зрачење из различитих праваца.

Трошкови дизајна показују број сати које је наша група уложила у овај дизајнерски пројекат. Укупно 165 сати је потрошено на овај дизајнерски пројекат, а већина сати дизајна је утрошена на тестирање и имплементацију решења. Слика 7 приказује кружни дијаграм броја сати утрошених на сваки део дизајна.

Табела 2 приказује материјале и њихове трошкове за израду соларне пећи за куглање. Малопродајна цена куповине свега потребног за израду соларне пећи за куглање је 29,94 долара, а потрошени износ је 20,97 долара. Међутим, пошто се многи материјали потребни за овај дизајн могу наћи по кући, пројектовани трошкови су само 5,99 долара, што је цена црне боје за роштиљ.

Табела 2 : Табела трошкова

Соларна пећ за куглање је веома издржљива и производи мало отпада. Материјали се могу поново користити, што ствара ниске трошкове одржавања. Једна од спецификација за овај дизајн је да мора да издржи најмање 3 употребе и сви материјали ће трајати дуже од тога. Ролна фолије за затварање и ролна алуминијумске фолије су једини материјали које ће требати заменити, међутим, једна ролна сваког ће трајати више од 20 покушаја.

Након тестирања рерне са децом у основној школи Арката, закључили смо да је соларна рерна за куглање ефикасан дизајн за кување хране са децом узраста од 8 до 12 година. Деца су се забавила кувајући на соларној енергији и успела су да направе рефлекторски панел и соларну рерну за куглање уз минималну помоћ. Након тестирања перформанси соларне рерне за куглање у Аркати, Калифорнија, са спољном температуром од 15°C, рерна је достигла 150°C после пола сата. Више резултата тестирања можете видети у Табели 3. Пошто је храна намењена за употребу у овој рерни храна која не мора бити кувана да би била безбедна, ова температура је одговарајућа. У другим областима где је спољна температура и сунчева светлост виша, разумно је закључити да ће рерна достићи више температуре. На основу резултата тестирања са основном школом Арката, можемо закључити да деца узраста од 8 до 12 година могу лако да направе и самостално користе соларну рерну за куглање.

Табела 3 : Табела резултата

Да бисте видели упутства за имплементацију, посетите: Упутства за Solarbowlingoven

Материјали за овај дизајн могу се наћи у многим домаћинствима, а сам дизајн је једноставан, што деци омогућава да га рекреирају. Предности овог дизајна су што ствара мало отпада, материјали се могу поново користити много пута, а трошкови израде пећи су веома приступачни. Поред тога, на основу резултата тестирања са основном школом Арката, можемо закључити да дизајн соларне пећи за куглање могу лако направити и самостално користити деца узраста од 8 до 12 година. Верујемо да би дизајн параболичног рефлектора могла да користе и деца узраста од 11 до 15 година на часовима математике. Пошто параболе прате једначину y=mx^2, могао би се израчунати и имплементирати савршен параболични рефлектор. Ови прорачуни су обично превише сложени за већину деце узраста од 8 до 12 година, међутим, они су у оквиру могућности деце узраста од 11 до 15 година.

http://www.locally-delicious.org/

• Шели Дин
• Мет Мекамон
• Хосуе Канделарио
• Џил Хаук