Parabolic solar cooker/포물선형 태양열 조리기

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포물선 형 태양열 조리기는 본질적으로 태양 에너지를 집중시켜 음식을 조리하거나 물을 살균하는 데 사용되는 장치입니다. 포물선 형 디자인은 수 세기 동안 사용되어 왔습니다. 곡면 거울을 사용하여 빛을 집중시키는 아이디어는 그리스, 아즈텍, 잉카, 로마, 중국 문명에서 발전되었습니다. 잉카인들은 거울 제작에 청동과 금을 사용했으며, 여러 층 높이의 건축물을 세웠습니다. 이러한 기술은 각 문명에서 거의 같은 시기에 등장한 것으로 보입니다.

포물선형 태양열 조리기는 다양한 디자인과 모델이 있습니다. 어떤 것은 지역에서 수집한 폐자재를 이용해 만들기도 하고, 어떤 것은 정밀 가공된 내구성이 뛰어나지만 더 비싼 재료를 사용하여 제작하기도 합니다. 다음은 여러 포물선형 태양열 조리기 디자인과 사진 링크입니다.

이것은 본질적으로 "타죽는" 문제가 아닙니다. 태양열 집광기의 주요 위험은 집광된 빛 자체에 있는데, 이는 실제로 문제가 될 가능성은 매우 낮습니다. 자외선은 거의 모든 재질과 색상에서 거의 동일한 강도로 반사되기 때문에 광택이 있는 물체와 무광택 검정 물체 모두에서 반사되는 빛이 있습니다. 게다가 "조명된 물체"에서 나오는 집광된 빛은 매우 밝고 강렬할 수 있습니다.

태양열 집광 조리기를 사용할 때는 집광 정도와 반사광의 밝기(매우 강렬한 집광 햇빛으로 인한)에 따라 차광 등급 3, 5, 7 또는 9의 안전 고글/산소 아세틸렌 용접 고글 또는 용접 헬멧형 차광 렌즈를 착용하는 것이 좋습니다.

가장 낮은 배율(예: 5~10배)의 집광기에는 자외선 및 적외선 차단 기능이 있는 선글라스면 충분합니다. 하지만 초점 강도가 50~300배(거울 타일로 덮인 소형 및 중형 위성 안테나)에 달하는 집광기를 사용할 경우에는 산업용/가스 용접/아크 용접용 렌즈와 같은 적절한 보안경(저렴한 용접 헬멧 등) 착용이 필수적입니다.

햇빛이 너무 강해서 망막에 심한 자극을 줍니다. "설맹"을 생각해 보세요. 햇빛이 얼굴에 직접 비추고 대부분 눈에 반사되지만, 눈은 태양 자외선의 거의 90%를 반사하기 때문에 눈 손상을 일으킬 수 있습니다.

햇빛을 5배, 10배, 50배, 100배, 300배 등으로 집중시켜 물체에 반사시키면, 무광 검정 페인트 등은 자외선을 거의 흡수하지 않고 대부분 반사됩니다. 따라서 눈에 들어오는 자외선의 양이 자연적인 자외선 양의 5배, 10배, 50배, 100배, 300배에 달해 망막을 손상시키는 것입니다.

마치 눈을 얻어맞는 것 같아요. 보호 장비 없이는 도저히 쳐다볼 수 없을 정도로 충격적이에요.

https://en.wikipedia.org/wiki/Photokeratitis

강렬한 자외선에 노출되면 광각막염이 발생할 수 있습니다. 2010년 더블린 공과대학 검안학과에서는 광각막염 발생 역치를 0.12 J/m²로 발표했습니다 ^. (이보다 앞선 1975년, 미국 방사선보건국 생물학적 영향 부서에서는 인체 광각막염 발생 역치를 50 J/m²로 발표했습니다.) 흔한 원인으로는 적절한 용접 헬멧이나 용접 고글과 같은 눈 보호 장비를 착용하지 않고 용접 작업을 하는 경우를 아크안(arc eye)이라고 하며, 특히 고지대에서 ^얼음 이나 눈에 반사된 햇빛에 노출되어 발생하는 광각막염은 설맹(snow blindness)이라고 합니다 . 또한 적절한 보호 안경을 착용하지 않고 태닝 기계를 사용하는 경우에도 발생할 수 있습니다. 자연적인 자외선 노출원으로는 눈이나 얼음에 반사된 밝은 햇빛, 또는 드물게는 바다나 모래에 반사된 햇빛이 있습니다. 새로 내린 눈은 자외선의 약 80%를 반사하는 반면, 마른 모래사장(15%)이나 바닷물 거품(25%)은 반사합니다.

이 3~5단계 차광 용접 렌즈(아크 플래시 방지 안경 및 산소-아세틸렌 용접 안경)와 그보다 더 어두운 아크 용접 렌즈는 모든 자외선과 적외선을 차단하고 눈부심이나 빛의 강도를 안전한 시야 수준으로 크게 줄이도록 설계되었습니다.

포물선형 조리기는 햇빛을 집중시킵니다. 일반적인 햇빛도 (보호 장비 없이 태양을 직접 쳐다볼 경우) 이미 위험한데, 집중된 햇빛은 훨씬 더 위험할 수 있습니다. (미국에서 누군가가 이런 식으로 눈을 다쳤다는 이야기가 있습니다. ^{[ 확인 필요 ]} )

포물선 이 클수록 위험도 커집니다.

위험을 줄이는 방법은 다음과 같습니다.

• 안전 규칙. ^{[ 1 ]}
• 설계. 참고로, 이러한 설계 방식은 위험을 완전히 제거하기보다는 대부분 줄여줍니다.
• 적절한 차폐.
  • 초점을 포물선 내부에 배치하는 방식(딥디쉬 초점)으로, 사람이 위험에 노출되려면 머리를 안으로 넣어야 합니다. (하지만 포물선이 태양을 향하고 있는 동안 누군가 부주의하게 문제를 점검하거나 유지 보수를 시도하거나, 아이들이 놀고 있는 경우에는 여전히 위험이 존재합니다.)
  • 위험 지점에 사람들이 접근하는 것을 막기 위해 물리적 장벽을 사용하고, 집중된 빛이나 그 반사광을 공개적으로 관찰할 수 있도록 합니다.
  • 요리사를 화상과 눈부심으로부터 보호하는 테이블. ^{[ 2 ]} (이것은 어떻게 작동할까요? 너무 많이 가릴 수는 없습니다. 그렇지 않으면 태양이 제 역할을 하지 못하게 될 것입니다.)
  • 작은 날카로운 초점을 피하기 위해 포물선을 설계합니다. 이를 위해서는 조리 용기가 반사광선을 포착하기 위해 상대적으로 넓은 표면적을 가져야 합니다. 이렇게 하면 초점광선에 맞을 가능성이 더 높아지지만 실제로 맞더라도 피해는 덜합니다. ^{[ 3 ]}
  • 조리 용기의 흡수 효율을 극대화하는 것 (무광 검정색으로 만드는 것이 가장 중요할 것으로 예상됩니다)
  • 안전성을 향상시키는 네 가지 설계 방법은 Wikia:Solarcooking:Satellite dish 에 설명되어 있습니다 .

위험을 줄일 수는 있지만 완전히 제거할 수는 없습니다. 다른 태양열 조리기 설계는 위험성이 훨씬 낮으며, 충분한 열을 공급할 수 있는 상황에서는 더 나은 선택일 수 있습니다. ^{[ 검증 필요 ]} 또는, 폐기물 바이오매스를 연료로 사용하는 통합 조리 장치 나 개선된 조리 기구는 적은 양의 자원만 사용하면서 더 안전한 대안이 될 수 있습니다.

너무 비싸지 않으면서도 더 안전하고 높은 온도를 낼 수 있는 다른 태양열 조리기 디자인이 있을까요? ^{[ 자세한 설명 필요 ]} 저는 빛을 접시 바닥에 집중시켜 일반 포물선형 접시보다 조리 시간을 약간 더 늘리는 유사 복합 포물선형 접시를 만들었습니다. 효과는 좋았습니다. 소프트웨어로 윈스턴 W 접시를 테스트해 보니, 빛을 잘 집중시키고 부드럽게 초점을 맞추면 훨씬 더 긴 조리 시간이 가능하다는 결과가 나왔습니다.

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  그림 1: 포물선형 태양열 조리기로 고기를 굽는 모습
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  그림 2: 알루미늄 호일로 덮은 우산을 이용한 끓는 물
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  그림 3: 히말라야의 끓는 물
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  그림 4: 선브렐라
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  그림 5: 스타디움 라이트 태양열 조리기
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  그림 6: 3D 프린팅 금형을 사용한 SCRAP 훔볼트 태양열 왁스 용해로
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  그림 7: Papasan 의자 태양열 조리기
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  그림 8: 포물선형 바구니와 깡통을 이용한 태양열 조리기
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  그림 9: 알레이하의 포물선형 태양열 조리기
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  그림 10: 캘리포니아 주립 공과대학교 훔볼트 캠퍼스 의 포물선형 태양열 조리기 몇 가지

• 알레이하의 포물선형 태양열 조리기
• 포물선형 바구니 태양열 조리기 - 공학 305
• 복합 포물선형 집광기
• 초점 균형 포물면

• 무료로 간편하게 만들 수 있는 포물선형 태양열 집광기 설계도
• 태양열 집광기를 만들어 태양 에너지를 활용하는 방법
• 태양열 조리기를 만들어 보세요 - 설계도는 The Solar Cooking Archive(solarcooking.org)에서 확인할 수 있습니다.
• 태양열 조리 아카이브에서 소개하는 무인 조리용 포물선형 태양열 조리기 .
• 포물선형 태양열 조리기: 재활용 조명 기구로 만든 태양열 조리기
• Solarcooking.wikia.com에서 제공하는 포물선형 태양열 조리기에 대한 자세한 설명입니다 .