Solar cooker/de

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Zahlreiche Ingenieure und Heimwerker haben buchstäblich Hunderte verschiedener Solarkocher entwickelt; von einfachen Konstruktionen wie dem Solar-Bowlingofen bis hin zu komplexeren Modellen wie dem Parabolkorb- und dem Dosen-Solarkocher . Diese große Vielfalt an Optionen erschwert die Standardisierung und Bewertung von Solarkochern. Dennoch müssen einige kritische Faktoren erfüllt sein, damit eine Konstruktion erfolgreich ist. Einige davon sind im Folgenden aufgeführt:

• Kosten - müssen so günstig sein, dass eine Umsetzung in ländlichen Gebieten wirtschaftlich sinnvoll ist.
• Komfortabel – kann aus leicht verfügbaren lokalen Materialien in kurzer Zeit gebaut werden und ist zudem leicht.
• Sicherheitshinweise – Der beheizte Bereich muss gut geschützt sein und darf keine hervorstehenden Teile aufweisen.
• Effizienz – wie lange dauert die Zubereitung des Essens?
• Windbeständigkeit - muss so robust sein, dass es von leichten bis mäßigen Winden nicht beeinträchtigt wird.
• Heizleistung – ausreichende Heizleistung je nach Verwendungszweck ( Wasserpasteurisierung vs. Kochen von Lebensmitteln ).
• Langlebigkeit – Reparaturen sollten selten und einfach durchzuführen sein.
• Einfachheit der Anweisungen.

Die Anforderungen an einen Solarkocher sind sehr einfach. Er muss an einem Ort aufgestellt werden, der mehrere Stunden Sonne abbekommt und vor starkem Wind geschützt ist. Solarkocher funktionieren natürlich nicht nachts oder an stark bewölkten Tagen. Das Sonnenlicht wird von dunklen Oberflächen absorbiert, die sich dadurch erhitzen. Speisen garen am besten in dunklen, flachen, dünnwandigen Metalltöpfen mit dunklen, dicht schließenden Deckeln, um Hitze und Feuchtigkeit zu halten. Um die durch die Sonneneinstrahlung entstehende Wärme zu speichern, ist eine transparente Abdeckung erforderlich. Diese kann so einfach wie ein durchsichtiger Plastikbeutel oder so komplex wie mehrere Lagen evakuiertes Glas sein. Eine Möglichkeit, den Garprozess zu beschleunigen, ist die Verwendung von Reflektoren , um die Sonneneinstrahlung auf dem Kollektor zu bündeln.

In Entwicklungsländern wird traditionell über offenem Feuer mit Biomasse wie Brennholz, Holzkohle und Kerosin gekocht. Dies führt unweigerlich zu starker Abholzung in diesen ländlichen Regionen und erhöht die CO₂-Emissionen erheblich _. Die Menschen in diesen Regionen leiden zudem häufig unter Atemwegsinfektionen aufgrund des starken Raucheinatmens.

In Entwicklungsländern sterben jährlich etwa 5 Millionen Kinder an Atemwegserkrankungen, weitere schätzungsweise 5 Millionen an Krankheiten, die durch verunreinigtes Trinkwasser verursacht werden. ^{[ 2 ]} Durch den Einsatz von Solarkochtechnologie könnten diese Zahlen hoffentlich teilweise gesenkt werden.

Solarkocher funktionieren nach dem Grundprinzip, Sonnenlicht in Wärmeenergie umzuwandeln, die gespeichert und zum Kochen im Freien genutzt wird. Sie entfalten ihre größte Wirkung in sonnenreichen, brennstoffarmen Regionen der Welt. Optimistische Schätzungen gehen davon aus, dass Solarkochen den Brennholzverbrauch um bis zu 36 % reduzieren könnte, was jährlich etwa 246 Millionen Tonnen Holz entspricht und somit eine Netto-Einsparung von Treibhausgasen von fast 140 Millionen Tonnen pro Jahr zur Folge hätte. ^{[ 3 ]}

Abbildung 1 zeigt, welche Prozesse bei einer Temperaturverteilung von 135 Grad Celsius ablaufen.

In den Anden, Tibet, Nepal, der Mongolei und Teilen Chinas sind etwa 600.000 Solarkocher im Einsatz, weltweit schätzungsweise 1,5 Millionen, wobei diese Zahl vorläufig ist und noch nicht bestätigt wurde. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Die größten Erfolge der letzten Zeit wurden jedoch in Dörfern in Indien erzielt.

Solarkochen kann für eine Region geeignet sein, wenn:

• Überwiegend sonnige Tage während mehrerer Monate im Jahr.
• Es steht ein Außenbereich zur Verfügung, der mehrere Stunden lang sonnig bleibt und vor starken Winden geschützt ist.
• Lokale Brennstoffe zum Kochen sind teuer oder schwer zu beschaffen.

Aufgrund der reichlichen Sonneneinstrahlung in Asien, Afrika und Australien können diese Regionen erheblich von der Verwendung von Solarkochern profitieren, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Neben sonnenreichen Gebieten, die stärker von Solarkochtechnologien profitieren, können auch windärmere Regionen Solarkocher deutlich effizienter nutzen. In windigeren Gebieten mag der Einsatz schwererer Solarkocher sinnvoller sein, doch dies könnte aufgrund des zusätzlichen Materialbedarfs und der damit verbundenen höheren Kosten und längeren Garzeiten zur Folge haben, wenn dickere Fundamente verwendet werden. Eine weitere, einfachere, aber kostengünstigere Möglichkeit besteht darin, große Steine ​​oder Ziegel um den Kocher zu legen, um ihn im Wind zu stabilisieren.

Ein Solarkocher ist ein Gerät, das die Energie der Sonne zum Kochen nutzt. Er ist eine einfache, umweltfreundliche und kostengünstige Alternative zu einem herkömmlichen Herd oder Backofen. Hier finden Sie eine Anleitung zum Bau eines Solarkochers:

1. Materialien sammeln: Für den Bau Ihres Solarkochers benötigen Sie einige grundlegende Materialien. Dazu gehören Pappe, Alufolie, Klebstoff, eine Schere, ein schwarzer Topf und eine durchsichtige Plastikfolie.
2. Schneiden Sie den Karton aus: Schneiden Sie vier Kartonstücke in Form eines Parallelogramms aus. Die Seiten sollten etwa 30 cm lang sein, die Ober- und Unterseite jeweils etwa 15 cm.
3. Bauen Sie den Kocher zusammen: Kleben Sie die Kartonteile zu einer Schachtel zusammen, wobei die Alufolie nach innen zeigt. Achten Sie darauf, dass die Folie glatt und faltenfrei ist, da dies die Sonnenstrahlen reflektiert.
4. Decken Sie die Oberseite mit Plastik ab: Schneiden Sie ein Stück durchsichtige Plastikfolie zu, das etwas größer als die Oberseite der Schachtel ist. Kleben Sie es fest und achten Sie darauf, dass es straff sitzt und keine Falten wirft.
5. Stellen Sie den Topf in den Schnellkochtopf: Platzieren Sie den schwarzen Topf mittig im Schnellkochtopf. Der Topf sollte vollständig im Schnellkochtopf stehen und der Deckel muss aufgesetzt sein.
6. Zubereitung: Geben Sie die Speisen in den Topf und schließen Sie den Deckel. Stellen Sie den Topf in die direkte Sonne und achten Sie darauf, ihn so auszurichten, dass er dem Sonnenstand folgt. Die Sonnenstrahlen werden von der Alufolie reflektiert und im Topf gebündelt, wodurch die Speisen darin gegart werden.
7. Passen Sie den Kocher gegebenenfalls an: Steht die Sonne zu tief oder ist es bewölkt, müssen Sie den Kocher möglicherweise so ausrichten, dass er ausreichend Sonnenlicht erhält. Sie können dies tun, indem Sie den Kocher neigen oder an einen sonnigeren Ort stellen.

Mit diesen einfachen Schritten können Sie ganz einfach Ihren eigenen Solarkocher bauen und schon bald köstliche, in der Sonne gegarte Mahlzeiten genießen.

Solarkocher sind Solarkonzentratoren, bei denen Präzision und Effizienz zugunsten einer einfachen Konstruktion und der Verwendung leicht verfügbarer Materialien vernachlässigt werden. Es werden ungenaue Geometrien verwendet, die dennoch das Kochen von Wasser oder das Backen von Brot ermöglichen. Einige Berechnungen, die für die Konstruktion von Solarkochern mit Parabolreflektoren relevant sind, finden Sie auf der Seite„Berechnungen zur Sonne“ .

Es gibt eine ganze Reihe von Solarkocher-Designs, jedes mit seinen eigenen Kosten, Vorteilen und optimalen Betriebsbedingungen. Einige Beispiele…

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  Solarkocher: Einfach ein zerschnittener Karton, dessen Seiten mit Alufolie beklebt sind. Beispielprojekt: Mechanischer Mathematiker für Paraboloiden
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  Solarkocher: Die Glasscheibe erzeugt einen Treibhauseffekt. Beispielprojekt: Forschungsprojekt zum Solarkocher
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  Solarkorbkocher: Ein kulturell angemessener Solarkorbkocher. Beispielprojekt: Parabol-Solarkocher aus Weidenkorb
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  Solar-Satellitenkocher: Die Parabolform bündelt das Sonnenlicht auf einen einzigen Punkt. Beispielprojekt: Solarkocher aus einem Papasan-Stuhl
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  Parabol-Solarkocher: Von Kindern mithilfe mathematischer Formeln zusammengebaut. Beispielprojekt: Wie man einen Solarkocher für Kinder baut (Locally Delicious)
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  Solar-Schirmkocher: Regenschirme sind oft kegelförmig, können aber einer Parabel sehr nahe kommen. Beispielprojekt: Bauanleitung für einen „Sunbrella“-Solarkocher
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  Solar-Reifenkocher: Ein Sandwich aus recycelten schwarzen Reifen für optimale Isolierung und Kostenersparnis.

Aus dem Forschungsprojekt Solarkocher

Obwohl Hunderte von innovativen Solarkocher-Designs erfunden wurden, findet der Solarkastenkocher aufgrund seiner weltweiten Verbreitung, insbesondere in den Entwicklungsländern, die größte Beachtung.

Ein Solarkocher ist im Grunde ein großer Kasten mit Glasdeckel, der als Backofen dient. Allerdings gleichen die Wärmeverluste über die größere Oberfläche den zusätzlichen Wärmegewinn durch die größere Kollektorfläche teilweise aus. Um dies zu kompensieren, werden üblicherweise eine Glasabdeckung und Reflektoren verwendet, um die scheinbare Kollektorfläche zu vergrößern. Diese Reflektoren können aus verschiedenen Materialien bestehen und dienen in erster Linie dazu, Sonnenlicht durch die Glasabdeckung in den Garraum im Inneren des Kastens zu reflektieren.

Der Kastenkocher besteht aus einer wärmespeichernden Hülle, üblicherweise einem Kasten aus Isoliermaterial, dessen eine Seite mit einem transparenten Material wie Glas oder Kunststoff versehen ist. Dadurch nutzt der Kocher den Treibhauseffekt, und die einfallende Sonnenstrahlung gart die Speisen im Inneren. Das Isoliermaterial sorgt dafür, dass die Kochtemperaturen an kalten und windigen Tagen ähnlich hoch bleiben wie an heißen Tagen. Zudem verhindert es, dass Flüssigkeiten austreten und den Kocher beschädigen. Zum Kochen wird ein dunkler Topf empfohlen, da dieser die Wärme optimal speichert und somit höhere Kochtemperaturen ermöglicht. ^{[ 8 ]}

Eine gute Faustregel, die anzeigt, wann die Sonne hoch genug am Himmel steht, um effizientes Kochen zu ermöglichen, ist, wenn die Länge des eigenen Schattens auf dem Boden kürzer ist als die Körpergröße der betreffenden Person.

Vom parabolischen Solarkocher

Ein Parabolkocher ist im Wesentlichen ein Solarenergiekonzentrator, der zum Kochen von Speisen oder zum Pasteurisieren von Wasser verwendet wird. Parabolische Bauformen werden seit Jahrhunderten eingesetzt. Die Idee, Licht mithilfe gekrümmter Spiegel zu bündeln, wurde von den Griechen, Azteken, Inkas, Römern und Chinesen entwickelt. Die Inkas verwendeten Bronze und Gold für ihre Spiegel und errichteten mehrstöckige Bauwerke. Diese Technologie scheint in all diesen Zivilisationen etwa zur gleichen Zeit entstanden zu sein.

Es gibt zahlreiche Designs und Modelle von Parabolkochern. Einige werden aus lokal gesammelten Restmaterialien hergestellt, andere aus hochpräzisen, langlebigen, aber teureren Materialien. Hier finden Sie Links und Fotos zu verschiedenen Parabolkocher-Designs.

Vom Solartrichter

Ein Solartrichter bildet die Grundlage vieler Solarkocher. Dabei wird das Sonnenlicht mithilfe flacher Reflektoren auf einen Topf oder eine andere zu erhitzende Oberfläche am anderen Ende des Trichters gelenkt. Dies unterscheidet sich von Konstruktionen, bei denen der Topf – wie bei den meisten Parabolkochern – zwischen Sonne und Reflektoren steht. Ein Solartrichter ist die flache Variante des idealisierten Compound Parabolic Concentrator (CPC).

Von Compound-Parabolkonzentratoren

Compound-Parabolkonzentratoren (CPCs) sind eine Klasse von Konzentratoren, die aus gedrehten Parabolrinnensegmenten bestehen. Ihr Konzentrationsfaktor für planare Empfänger entspricht dem thermodynamischen Grenzwert: 1/sin(θa), wobei θa die Hälfte des Winkels ist, unter dem die Reflektoren das gesamte auf die Apertur einfallende Licht auf den Empfänger lenken. Compound-Parabolkonzentratoren (CPCs) können in Solardestillationsanlagen, Solarpasteurisierungsanlagen und Solarkochern eingesetzt werden. Durch die Konzentration des Sonnenlichts erhöhen CPCs die Leistung und Effizienz dieser Geräte.

Jüngste Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass durch den Einsatz von Compound Parabolic Concentrators (CPCs) zur Steigerung der Lichtausbeute einer Solardestillationsanlage ^{[ 9 ]} und eines Solarwasserpasteurisierers ^{[ 10 ]} die Effizienz und der Durchsatz verbessert werden können.

Aus der integrierten Küche

Integriertes Kochen kombiniert die Verwendung von:

1. Ein geeignetes Solarkochermodell, wenn die Sonne scheint;
2. Ein Wärmespeicherkocher (Heukorb oder feuerloser Kocher) zur Verlängerung der Garzeit und zum Warmhalten der Speisen für 3-4 Stunden nach dem Kochen; und
3. Ein verbesserter Kochherd (d. h. ein effizienter Kochherd) zur Verwendung bei unzureichender Sonneneinstrahlung.

Neben dem Kochen können diese Geräte auch für andere Zwecke verwendet werden. Einige Beispiele sind:

1. Wasserpasteurisierung
2. Zur Desinfektion von trockenen medizinischen Verbrauchsmaterialien
3. Zum Desinfizieren von Utensilien

Aus der Effizienzanalyse eines Solarkochers

Hier folgt eine Effizienzanalyse von Solarkochern auf Basis des 1. und 2. Hauptsatzes der Thermodynamik . Außerdem wird erklärt, wie man die Kochleistung eines beliebigen Geräts berechnet.

• In Dörfern in Regionen wie Darfur müssen Frauen seltener Brennholz sammeln gehen, wodurch sie näher an ihrem Zuhause bleiben und somit sicherer sind. ^{[ 11 ]}
• Günstiger als Kochen mit Brennholz oder Holzkohle.
• Reduzierte CO2- _und Methanemissionen.
• Solarkocher lassen sich nach einer kurzen Einweisung innerhalb weniger Stunden problemlos bauen.
• Solarkocher sind im Allgemeinen leicht.

Von Solarkochen und Gesundheit

Die gute Nachricht ist: Mit einem Solarkocher kann man gleichzeitig frische Luft atmen. Solarkochen erzeugt überhaupt keinen Rauch.

Früher nutzten die Menschen Solarkocher vor allem, um die Umweltbelastung durch übermäßigen Brennholzverbrauch zu reduzieren. In jüngster Zeit wurden Atemwegserkrankungen, die durch giftigen Rauch von Kochfeuern verursacht werden, als gravierendes Gesundheitsproblem erkannt. Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben jährlich 1,5 Millionen Frauen und Kinder daran. Solarkocher können auch diesen Gesundheitsgefahren entgegenwirken.

Solarkochtechnologie gibt es schon seit Jahrzehnten, doch sie ist wenig erforscht und nicht weit verbreitet. Hier einige Informationen zum Solarkochen, seinen Möglichkeiten und Grenzen.

• Die Zubereitung einer Mahlzeit kann sehr lange dauern.
• Es ist nicht immer sonnig.
• Solarkochen ist nur möglich, wenn die Sonne mittags stark genug scheint; warmes Essen wird aber oft schon viel früher benötigt.
• Das Kochen muss im Freien erfolgen, was in Entwicklungsländern zusätzliche Gefahren bergen kann.
• Funktioniert in windigen Gebieten nicht gut.
• Kann unbeständig sein und ungenießbare Lebensmittel produzieren.
• Solarkochen steht in einem unerwarteten Zusammenhang mit Gewalt. ^{[ 11 ]} Es gibt Berichte, wonach Solarkocher in Afrika aufgrund häuslicher Gewalt von einigen NGOs nicht gefördert werden. Wenn das Wetter zum Kochen ungeeignet war und der Ehemann nach Hause kommt und kein fertiges Essen vorfindet, kann er gegenüber seiner Frau gewalttätig werden. (Dies wirft weitere Probleme auf, doch ein unmittelbares Problem ist, die Situation des Opfers nicht durch einen unzuverlässigen Kocher zu verschlimmern.) ^{[ Überprüfung erforderlich ]} Für dieses Problem, dass das Essen nicht gar wird, gibt es möglicherweise eine technologische Lösung: integriertes Kochen (siehe Wikia:Solarcooking:Integrated cooking method ).

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Wie man einen Solarkocher aus einem einzigen Blech baut

Anleitung zum Bau eines kleinen Parabol-Solarkochers (Jefferson Community Center)

Wie man einen Solarkocher baut (Sierra Nevada College)

Wie man einen Solarkocher für Kinder baut (Locally Delicious)

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Mehrere Nichtregierungsorganisationen (NGOs) und private Organisationen haben es sich zur Aufgabe gemacht, die Vorteile des Solarkochens in ländlichen Entwicklungsgebieten zu fördern. Ihre Aktivitäten reichen von der Entwicklung von Bauanleitungen bis hin zur Einrichtung von Schulungscamps, in denen Dorfbewohner den Bau und die Nutzung dieser Geräte erlernen. Einige dieser Organisationen haben bereits erfolgreiche Kocher-Designs online veröffentlicht, andere befinden sich in verschiedenen Entwicklungsstadien. Einige dieser Gruppen sind unten aufgeführt:

1. Solar Cookers World Network
2. Solar Cookers International
3. Kyoto Twist Solar Cooking Society
4. Solar Energy International
5. Zentrum für ländliche Technologie
6. Das zentralamerikanische Solarenergieprojekt
7. SUN OVENS International, Inc.
8. Lazola-Initiative

Die führende Organisation für Solarkochen ist Solar Cookers International (SCI) . Sie verbreitet weltweit Wissen und Fertigkeiten im Bereich Solarkochen, insbesondere in sonnenreichen Gebieten mit schwindenden Brennstoffquellen. SCI hat 30.000 Familien in Afrika ermöglicht, mit Sonnenenergie zu kochen und so Frauen und Kinder von der Last des Holzsammelns und -tragens über weite Strecken zu befreien.

Das Solar Cookers World Network ist ein Zusammenschluss von über 500 Nichtregierungsorganisationen (NGOs), Herstellern und Einzelpersonen, die sich in mehr als 100 Ländern aktiv für das Solarkochen einsetzen. Diese Wiki-basierte Plattform ermöglicht es den Netzwerkmitgliedern, Informationen auszutauschen und gemeinsam an Projekten und Forschungsarbeiten zu arbeiten. Solarkochen ist ein wichtiger Bestandteil des integrierten Kochens, zu dem auch die Nutzung von brennstoffsparenden Holzöfen und wärmespeichernden Kochern gehört.

• Solarkocher und effiziente Öfen helfen ländlichen Familien weltweit.
• Selbstgebaute Solarthermiekollektoren
• Humboldt-Galerie für Solarkochen
• Herde für Großküchen
• Grüne Küche
• Berechnungen im Zusammenhang mit der Sonne
• Simulation eines Paraboloids mithilfe zweier parabolischer Täler

• Wikipedia:Solarkochen
• Kostenloser und einfacher Bauplan für einen parabolischen Solarkonzentrator
• Wie man die Sonnenenergie mithilfe eines Solarkonzentrators nutzbar macht
• https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812