Solar box cooker research project/ru

Основной целью данного проекта «Соответствующие технологии» является консолидация существующей информации о приготовлении пищи с помощью солнечной энергии , а также оценка материалов и методов проектирования, используемых для создания широко распространенных моделей солнечных кухонных плит.

Несмотря на то, что были разработаны сотни инновационных конструкций солнечных печей, включая популярные параболические и панельные, солнечная боксовая печь получила наибольшее распространение благодаря своему широкому распространению по всему миру, особенно в развивающихся странах. Подробную информациюсм . в вики-архиве солнечной кухни.

Большая часть контента с этой страницы перенесена в раздел «Солнечная плита», оставив лишь дизайн коробчатой ​​солнечной плиты. Чтобы увидеть исходный контент, нажмите здесь.

Солнечная плита

Из солнечной плиты

Несколько инженеров и мастеров-любителей своими руками разработали буквально сотни различных типов солнечных печей: от простых, таких как солнечная печь для боулинга, до более сложных, таких как параболическая корзина и солнечная печь из консервной банки . Такое обширное разнообразие вариантов затрудняет стандартизацию и оценку солнечных печей, однако для успеха проекта необходимо соблюдение ряда критических факторов, перечисленных ниже: Стоимость — устройство должно быть достаточно недорогим, чтобы его можно было внедрить в сельской местности.

• Удобство — можно построить из доступных местных материалов в короткие сроки, а также они легкие.
• Безопасность — нагреваемая область должна быть хорошо защищена, никакие части не должны выступать.
• Эффективность — сколько времени займет приготовление пищи?
• Ветроустойчивость — конструкция должна быть достаточно прочной, чтобы не поддаваться влиянию слабого и умеренного ветра.
• Теплопроизводительность - достаточная теплопроизводительность в зависимости от ее использования ( пастеризация воды или приготовление пищи ).
• Долговечность — ремонт должен быть редким и легковыполнимым.
• Простота инструкций.

Требования к солнечной печке очень просты. Необходимо иметь возможность разместить солнечную печь в месте, которое освещается солнцем в течение нескольких часов и защищено от сильного ветра. Солнечные печи, очевидно, не работают ночью или в очень пасмурные дни. Солнечный свет поглощается тёмными поверхностями, которые нагреваются. Пищу лучше всего готовить в тёмных, неглубоких, тонких металлических кастрюлях с тёмными, плотно прилегающими крышками, которые сохраняют тепло и влагу. Чтобы сохранить тепло, создаваемое чёрной кастрюлей, поглощающей солнечные лучи, необходимо какое-либо прозрачное покрытие. Это может быть как простой прозрачный пластиковый пакет, так и сложный, например, несколько слоёв вакуумированного стекла. Один из способов ускорить процесс приготовления — использовать отражатели для увеличения концентрации солнечного света на коллекторе.

плита

Несмотря на то, что были изобретены сотни инновационных конструкций солнечных печей, наибольшее внимание уделяется солнечным ящичным плитам из-за их широкого распространения по всему миру, особенно в развивающихся странах.

Солнечная плита-бокс представляет собой, по сути, большой ящик со стеклянной крышкой, который выполняет функцию духовки. Однако потери тепла на большей площади поверхности частично компенсируют дополнительный прирост за счёт большей площади собирающей поверхности. Для компенсации этого обычно используют стеклянную крышку и отражатели, увеличивающие видимую площадь собирающей поверхности. Эти отражатели могут быть изготовлены из различных материалов, и их основное назначение — отражать солнечный свет через стекло в пространство для приготовления пищи внутри ящика.

Бокс-печь представляет собой корпус, удерживающий тепло, обычно представляющий собой коробку из изоляционного материала, одна сторона которой покрыта прозрачной средой, например, стеклом или пластиком. Это позволяет печи использовать парниковый эффект, а падающее солнечное излучение обеспечивает приготовление пищи внутри коробки. Изоляционный материал позволяет поддерживать температуру приготовления пищи в холодные и ветреные дни на том же уровне, что и в жаркие дни, а также имеет дополнительное преимущество: предотвращает любые утечки, которые могут потенциально просочиться и повредить печь. Для приготовления пищи рекомендуется использовать темную кастрюлю, поскольку она поглощает максимальное количество тепла и позволяет готовить пищу при более высоких температурах. ^{[ 3 ]}

Хорошее практическое правило, показывающее, что солнце находится достаточно высоко в небе, чтобы можно было эффективно готовить, заключается в том, что длина тени человека на земле короче его роста.

Необходимость развития

Из солнечной плиты

В развивающихся странах приготовление пищи традиционно осуществляется на открытом огне с использованием биомассы, такой как дрова, древесный уголь и керосин. Это неизбежно приводит к чрезмерной вырубке лесов в этих сельских регионах, а также к значительному увеличению выбросов CO2 _. Жители этих развивающихся регионов также страдают от респираторных инфекций из-за значительного вдыхания дыма.

Около 5 миллионов детей в развивающихся странах умирают каждый год от респираторных заболеваний, а еще 5 миллионов, по оценкам, умирают от болезней, связанных с загрязненной питьевой водой. ^{[ 5 ]} Эти цифры можно частично сократить, используя технологию приготовления пищи на солнечной энергии.

Солнечные плиты работают по основному принципу преобразования солнечного света в тепловую энергию, которая сохраняется и используется для приготовления пищи на открытом воздухе, оказывая наиболее положительное влияние в солнечных регионах мира с дефицитом топлива. Согласно оптимистичным оценкам, приготовление пищи на солнечной энергии может привести к потенциальному сокращению использования древесного топлива на 36%, что соответствует примерно 246 миллионам тонн древесины в год, что приведет к чистому сокращению выбросов парниковых газов почти на 140 миллионов тонн в год. ^{[ 6 ]}

На рисунке 1 показаны процессы, происходящие при распределении температур 135 градусов Цельсия.

Региональные соображения

Около 600 000 солнечных печей используются в Андах, Тибете, Непале, Монголии и некоторых районах Китая, а по всему миру их насчитывается около 1,5 миллиона, хотя эта цифра предварительная и ее точность еще предстоит подтвердить. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Однако самый большой недавний успех был зафиксирован в деревнях Индии.

Солнечная кухня может быть подходящей для региона, если:

• В течение нескольких месяцев в году преобладают солнечные дни.
• Доступно открытое пространство, освещенное солнцем в течение нескольких часов и защищенное от сильного ветра.
• Местное топливо для приготовления пищи дорогое или его трудно приобрести.

Благодаря обилию солнечного света в Азии, Африке и Австралии эти регионы могут получить большую выгоду от использования солнечных печей, как показано на рисунке 2.

Помимо того, что более солнечный климат более выгоден для солнечных технологий приготовления пищи, регионы с менее ветреной погодой смогут использовать солнечные печи гораздо эффективнее. В ветреных районах, возможно, целесообразнее установить более тяжёлые солнечные печи, однако это может привести к увеличению затрат и увеличению времени приготовления пищи при строительстве более толстого основания, поскольку потребуется больше сырья. Другой, более примитивный, но более дешёвый вариант — обложить печь крупными камнями или кирпичами для её устойчивости на ветру.

Анализ эффективности

Из анализа эффективности солнечной плиты

Ниже представлен анализ эффективности солнечных печей, основанный на 1-м и 2-м законах термодинамики , а также объясняется, как рассчитать мощность приготовления пищи любого устройства.

Необходимые инструменты и материалы

Прочную солнечную плиту-бокс можно собрать из недорогих и распространённых материалов всего за несколько часов без использования дополнительных инструментов. Для повышения долговечности внешние, неотражающие поверхности можно покрасить, покрыть маслом или воском для защиты от влаги. Поверхность, обращённая к кастрюле, должна быть отражающей или чёрной.

* Избегайте использования липких лент на основе нефтепродуктов и резины для внутренних поверхностей варочной панели, поскольку внутренняя часть коробки должна выдерживать высокие температуры, не выделяя никаких паров.

Требуемые навыки и знания

Для следования инструкциям по сборке солнечной печи не требуется никаких предварительных навыков или знаний. Для обучения жителей сельской местности основам конструкции и обслуживания солнечных печей достаточно нескольких часов базового обучения, после чего они смогут пользоваться ими без каких-либо затруднений, при условии, что обучение будет включать в себя все виды ремонта, относящиеся к конкретной модели солнечной печи.

Примеры размеров

солнечной

Разработано несколько успешных проектов солнечных бокс-печей, сопровождаемых простыми инструкциями по сборке, а также советами и рекомендациями. Некоторые из них перечислены ниже:

1. Минимальная солнечная плита. ^{[ 10 ]}
2. Солнечная плита. ^{[ 11 ]}
3. Складная солнечная плита-коробка. ^{[ 12 ]}
4. Наклонная солнечная плита. ^{[ 13 ]}
5. Печь для отслеживаемых боксов. ^{[ 14 ]}
6. Шинная плита. ^{[ 15 ]}

Смета расходов

Примерно 2400 квадратных сантиметров алюминиевого лома хватит на одну кастрюлю размером 20 x 27,5 x 5,5 см с крышкой. Стоимость материала составляет менее 0,30 доллара за кастрюлю. ^{[ 16 ]}

Это можно использовать в качестве образца для самостоятельной сборки солнечной печи из имеющихся в наличии алюминиевых пластин. Размер печи будет зависеть от размера кастрюли, а общий размер устройства — от того, что наиболее экономично в вашем регионе.

Эти цены были определены на основе данных основных североамериканских магазинов, таких как Home Depot , а оценки размеров основаны на размерах, представленных на рисунке 5. Предполагается, что общая стоимость в размере 10,39 долл. будет значительно ниже в сельской местности из-за меньшей наценки, а также более легкой доступности низкосортных материалов в этих районах.

Будущее развитие в центре внимания

Чтобы добиться прогресса в применении этой технологии, необходимо приложить более активные усилия для обучения широких масс в сельской местности, а также принять меры для дальнейшей мотивации этих людей к регулярному использованию солнечных печей.

Ветроустойчивые модели окажутся весьма полезными для популяризации солнечных печей в большем количестве регионов по всему миру, где сильные ветры на открытых территориях представляют собой серьезную проблему для этой технологии.

Массовое производство некоторых вышеупомянутых моделей солнечных кухонных плит может привести к дальнейшему снижению затрат, если готовые изделия будут внедряться в регионах, где в них есть потребность, вместо того, чтобы организовывать учебные лагеря для обучения людей тому, как изготавливать их самостоятельно.

Связанные организации

Из солнечной плиты

Несколько неправительственных организаций (НПО) и частных организаций взяли на себя задачу популяризации преимуществ солнечной кухни в развивающихся сельских районах, от разработки самодельных конструкций до организации учебных лагерей для обучения сельских жителей сборке и приготовлению пищи с помощью этих устройств. Некоторые из этих организаций уже опубликовали в интернете успешные проекты печей, а другие находятся на разных стадиях разработки. Некоторые из этих групп перечислены ниже:

1. Всемирная сеть солнечных печей
2. Solar Cookers International
3. Общество солнечной кулинарии Kyoto Twist
4. Международная солнечная энергетика
5. Центр сельских технологий
6. Центральноамериканский проект солнечной энергетики
7. SUN OVENS International, Inc.
8. Лазола-Инициатива

ссылки