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Plusieurs ingénieurs et bricoleurs ont conçu des centaines de modèles différents de cuiseurs solaires : des plus simples, comme le four solaire en forme de bowling, aux plus complexes, comme le panier parabolique ou le cuiseur solaire en boîte de conserve . Cette grande variété rend difficile la standardisation et l’évaluation des cuiseurs solaires. Cependant, certains critères essentiels doivent être respectés pour qu’un modèle soit performant ; en voici quelques-uns :

• Coût – doit être suffisamment bas pour être viable pour une mise en œuvre en zones rurales.
• Aspects pratiques : peut être construit rapidement avec des matériaux locaux facilement disponibles, et est en outre léger.
• Sécurité – la zone chauffée doit être bien protégée et aucune partie ne doit dépasser.
• Efficacité – combien de temps faudra-t-il pour cuire les aliments ?
• Résistance au vent : doit être suffisamment robuste pour ne pas être affectée par des vents légers à modérés.
• Capacité de chauffage - capacité de chauffage suffisante en fonction de son utilisation ( pasteurisation de l'eau vs. cuisson des aliments ).
• Durabilité – les réparations doivent être peu fréquentes et faciles à effectuer.
• Simplicité des instructions.

Les exigences pour la cuisson solaire sont très simples. Il suffit de placer le cuiseur solaire dans un endroit ensoleillé pendant plusieurs heures et à l'abri du vent. Évidemment, les cuiseurs solaires ne fonctionnent pas la nuit ni par temps très nuageux. La lumière du soleil est absorbée par les surfaces sombres qui chauffent. Les aliments cuisent mieux dans des casseroles en métal sombres, peu profondes et fines, munies de couvercles sombres et hermétiques pour conserver la chaleur et l'humidité. Pour retenir la chaleur produite par l'absorption des rayons du soleil par la casserole noire, un couvercle transparent est nécessaire. Il peut s'agir d'un simple sac en plastique transparent ou d'un récipient plus sophistiqué composé de plusieurs couches de verre sous vide. Une méthode pour accélérer la cuisson consiste à utiliser des réflecteurs afin de concentrer la lumière du soleil sur le capteur.

des besoins de développement

Dans les pays en développement, la cuisson se fait traditionnellement au feu de bois, avec des combustibles comme le bois, le charbon de bois et le kérosène. Ce procédé entraîne inévitablement une déforestation excessive dans ces régions rurales et une augmentation considérable des émissions de CO₂ _. Les habitants de ces régions souffrent également d'infections respiratoires dues à l'inhalation importante de fumée.

Environ 5 millions d'enfants meurent chaque année dans les pays en développement de maladies respiratoires, et on estime que 5 millions d'autres meurent de maladies liées à la contamination de l'eau potable. ^{[ 2 ]} Ces chiffres pourraient être partiellement réduits grâce à la technologie de cuisson solaire.

Les cuiseurs solaires fonctionnent selon le principe de la conversion de la lumière solaire en énergie thermique, laquelle est ensuite stockée et utilisée pour la cuisson en extérieur. Leur impact est particulièrement positif dans les régions ensoleillées du monde où les ressources en combustible sont rares. Selon une estimation optimiste, la cuisson solaire pourrait réduire la consommation de bois de chauffage de 36 %, ce qui correspond à environ 246 millions de tonnes de bois par an et permettrait ainsi de compenser les émissions nettes de gaz à effet de serre de près de 140 millions de tonnes par an. ^{[ 3 ]}

La figure 1 montre les processus qui se produisent sur une distribution de température de 135 degrés Celsius.

Considérations régionales

Environ 600 000 cuiseurs solaires sont utilisés dans les Andes, au Tibet, au Népal, en Mongolie et dans certaines régions de Chine, et environ 1,5 million dans le monde entier, bien que ce chiffre soit préliminaire et reste à confirmer. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Cependant, le plus grand succès récent a été observé dans des villages en Inde.

La cuisson solaire peut convenir à une région si :

• Des journées majoritairement ensoleillées pendant plusieurs mois de l'année.
• Un espace extérieur est disponible, ensoleillé pendant plusieurs heures et abrité des vents violents.
• Les combustibles de cuisson locaux sont chers ou difficiles à obtenir.

Grâce à l'abondance de soleil en Asie, en Afrique et en Australie, ces régions peuvent grandement bénéficier de l'utilisation de cuiseurs solaires comme illustré à la figure 2.

Outre le fait que les régions ensoleillées bénéficient davantage des technologies de cuisson solaire, les endroits moins venteux pourront utiliser les cuiseurs solaires de manière beaucoup plus efficace. Dans les zones venteuses, il pourrait être plus judicieux d'opter pour des cuiseurs solaires plus lourds ; toutefois, cela pourrait engendrer des coûts plus élevés et des temps de cuisson plus longs si les bases sont plus épaisses, car il faudrait davantage de matière première. Une autre solution, plus rudimentaire mais moins coûteuse, consisterait à placer de grosses pierres ou des briques autour du cuiseur pour le stabiliser face au vent.

Comment fabriquer un four solaire

Un four solaire est un appareil qui utilise l'énergie du soleil pour cuire les aliments. C'est une alternative simple, écologique et économique à l'utilisation d'une cuisinière ou d'un four traditionnel. Voici un guide pour fabriquer un four solaire :

1. Matériel nécessaire : Pour construire votre four solaire, vous aurez besoin de quelques matériaux de base : du carton, du papier aluminium, de la colle, des ciseaux, une casserole noire et une feuille de plastique transparent.
2. Découpez le carton : découpez quatre morceaux de carton en forme de parallélogramme. Les côtés doivent mesurer environ 30 cm et le haut et le bas environ 15 cm.
3. Assemblez le cuiseur : collez les morceaux de carton ensemble pour former une boîte, en plaçant la feuille d’aluminium à l’intérieur. Assurez-vous que la feuille d’aluminium soit lisse et sans plis, car cela permettra de mieux réfléchir les rayons du soleil.
4. Recouvrez le dessus de plastique : découpez un morceau de film plastique transparent légèrement plus grand que le dessus de la boîte. Collez-le en place en veillant à ce qu’il soit bien tendu et sans plis.
5. Placez la casserole dans l'autocuiseur : placez la casserole noire au centre de l'autocuiseur. La casserole doit être entièrement à l'intérieur de l'autocuiseur, couvercle fermé.
6. Cuisson : Placez vos aliments dans la casserole et fermez le couvercle. Exposez la casserole en plein soleil, en veillant à l’orienter face à la course du soleil. Les rayons du soleil seront réfléchis par le papier aluminium et concentrés sur la casserole, cuisant ainsi les aliments.
7. Ajustez le four si nécessaire : si le soleil est bas ou si le ciel est nuageux, vous devrez peut-être ajuster le four pour qu’il reçoive suffisamment de lumière. Vous pouvez le faire en l’inclinant ou en le déplaçant dans un endroit plus ensoleillé.

En suivant ces étapes simples, vous pouvez facilement fabriquer votre propre four solaire et commencer à savourer de délicieux repas cuits au soleil.

des motifs

Les cuiseurs solaires sont des concentrateurs solaires dont la précision et l'efficacité sont sacrifiées au profit de la simplicité de construction et de l'utilisation de matériaux courants. On utilise des géométries approximatives permettant néanmoins d'atteindre les températures d'ébullition de l'eau ou de cuisson du pain. Certains calculs relatifs à la conception des cuiseurs solaires à réflecteurs paraboliques sont disponibles sur la page « Calculs liés au soleil » .

Il existe toute une gamme de modèles de cuiseurs solaires, chacun présentant ses propres avantages, coûts et conditions optimales. Quelques exemples…

• 
  Cuisinière solaire : Il s'agit simplement d'une boîte découpée dont les côtés sont recouverts de papier aluminium. Exemple de projet : Machine mathématique pour paraboloïdes.
• 
  Cuisinière solaire à caisson : Le panneau de verre crée un effet de serre. Exemple de projet : Projet de recherche sur les cuisinières solaires à caisson
• 
  Cuisinière solaire en panier : une cuisinière solaire adaptée aux spécificités culturelles. Exemple de projet : Cuisinière solaire parabolique en panier d'osier.
• 
  Cuisinière solaire satellite : Sa forme parabolique concentre la lumière du soleil en un seul point. Exemple de projet : Cuisinière solaire pour fauteuil Papasan
• 
  Four solaire parabolique : assemblé par des enfants à l’aide de formules mathématiques. Exemple de projet : Comment fabriquer un four solaire pour enfants (Locally Delicious).
• 
  Cuisinière solaire en forme de parasol : Les parasols sont souvent coniques, mais peuvent avoir une forme très proche de la parabole. Exemple de projet : Comment fabriquer une cuisinière solaire de type « Sunbrella ».
• 
  Cuisinière solaire à pneus : Un assemblage de pneus noirs recyclés pour une isolation optimale et une économie substantielle.

le four solaire

Issu d' un projet de recherche sur les cuiseurs solaires.

Bien que des centaines de modèles innovants de cuiseurs solaires aient été inventés, le cuiseur solaire en forme de boîte est le plus prisé en raison de son utilisation répandue dans le monde entier, notamment dans les pays en développement.

Un four solaire à boîte est essentiellement une grande boîte munie d'un couvercle en verre qui sert de four. Cependant, les pertes de chaleur dues à une plus grande surface compensent partiellement le gain supplémentaire apporté par une surface de captation de chaleur plus importante. Pour y remédier, on utilise généralement un couvercle vitré et des réflecteurs afin d'augmenter la surface apparente du capteur. Ces réflecteurs peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux et leur rôle principal est de réfléchir la lumière du soleil à travers le vitrage et vers l'espace de cuisson à l'intérieur de la boîte.

Le four à boîte est constitué d'une enceinte isolante, généralement une boîte en matériau isolant dont une face est recouverte d'un matériau transparent, comme du verre ou du plastique. Ce dispositif permet d'exploiter l'effet de serre et le rayonnement solaire incident pour cuire les aliments à l'intérieur de la boîte. L'isolation permet d'atteindre des températures de cuisson similaires par temps froid et venteux comme par temps chaud, tout en empêchant les fuites d'eau qui pourraient endommager le four. L'utilisation d'une casserole foncée est recommandée car elle absorbe un maximum de chaleur et permet d'atteindre des températures de cuisson plus élevées. ^{[ 8 ]}

Une bonne règle empirique permettant de savoir quand le soleil est suffisamment haut dans le ciel pour permettre une cuisson efficace est de se fier à la longueur de l'ombre portée au sol, qui est plus courte que la taille de la personne.

Cuisinière solaire parabolique

Cuiseur solaire parabolique

Un four solaire parabolique est essentiellement un concentrateur d'énergie solaire utilisé pour cuire des aliments ou pasteuriser de l'eau. Les modèles paraboliques sont utilisés depuis des siècles. L'idée de concentrer la lumière à l'aide de miroirs incurvés a été développée par les Grecs, les Aztèques, les Incas, les Romains et les Chinois. Les Incas utilisaient le bronze et l'or pour leurs miroirs et construisaient des édifices de plusieurs étages. Cette technologie semble être apparue à peu près à la même époque dans chacune de ces civilisations.

Il existe de nombreux modèles de fours solaires paraboliques. Certains sont fabriqués à partir de matériaux de récupération locaux, tandis que d'autres utilisent des matériaux de haute précision, durables mais plus coûteux. Vous trouverez ci-dessous des liens et des photos de plusieurs modèles de fours solaires paraboliques.

l'entonnoir solaire

Entonnoir solaire

L'entonnoir solaire est à la base de nombreux dispositifs de cuisson solaire. Dans ce système, la lumière est canalisée par des réflecteurs plats vers une casserole ou autre surface à chauffer, placée à l'autre extrémité de l'entonnoir. Cela diffère des dispositifs où la casserole est placée entre le soleil et les réflecteurs, comme dans la plupart des cuiseurs paraboliques. L'entonnoir solaire est la version plane du concentrateur parabolique composé, plus théorique.

Concentrateurs paraboliques composés

À partir de concentrateurs paraboliques composés

Les concentrateurs paraboliques composés (CPC) sont une catégorie de concentrateurs constitués de sections paraboliques rotatives. Leur facteur de concentration, pour des récepteurs plans, correspond à la limite thermodynamique : 1/sin(θa), où θa représente la moitié de l'angle sous lequel les réflecteurs dirigent la lumière incidente vers le récepteur. Les CPC peuvent être intégrés aux distillateurs solaires, aux pasteurisateurs solaires et aux cuiseurs solaires. En concentrant la lumière solaire, ils permettent d'accroître la puissance et l'efficacité de ces appareils.

Des recherches récentes ont montré qu'en incorporant des concentrateurs paraboliques composés (CPC) pour augmenter la collecte de lumière d'un alambic solaire ^{[ 9 ]} et d'un pasteurisateur d'eau solaire, ^{[ 10 ]} l'efficacité et le débit peuvent être améliorés.

intégrée de la cuisine

De la cuisine intégrée

La cuisson intégrée combine l'utilisation de :

1. Un modèle de four solaire adapté aux conditions météorologiques ensoleillées ;
2. Un cuiseur à chaleur résiduelle (panier à foin ou cuiseur sans feu) pour prolonger le temps de cuisson et maintenir les aliments au chaud pendant 3 à 4 heures après la cuisson ; et
3. Un fourneau de cuisson amélioré (c'est-à-dire un fourneau de cuisson efficace) à utiliser lorsque l'ensoleillement est insuffisant.

alternatives

Outre la cuisson, ces appareils peuvent servir à d'autres fins. En voici quelques exemples :

1. pasteurisation de l'eau
2. Pour désinfecter les fournitures médicales sèches
3. Pour désinfecter les ustensiles

Analyse d'efficacité (

D'après l'analyse de l'efficacité d'un cuiseur solaire

Voici une analyse de l'efficacité des cuiseurs solaires basée sur le premier et le deuxième principe de la thermodynamique , expliquant également comment calculer la puissance de cuisson de tout appareil.

Avantages

• Dans les villages de régions comme le Darfour, les femmes ont besoin de se déplacer moins souvent pour aller chercher du bois de chauffage, ce qui leur permet de rester plus près de chez elles et, par conséquent, en sécurité. ^{[ 11 ]}
• Moins cher que de cuisiner au bois de chauffage ou au charbon de bois.
• Réduction des émissions de CO2 _et de méthane.
• Après une formation très élémentaire, il est possible de construire facilement un four solaire en quelques heures seulement.
• Les cuiseurs solaires sont généralement légers.

de la santé

De la cuisson solaire à la santé

La bonne nouvelle, c'est qu'il est possible de respirer de l'air frais tout en cuisinant, grâce à un four solaire. La cuisson solaire ne produit aucune fumée.

Auparavant, la principale raison de l'adoption de la cuisson solaire était la réduction de la dégradation environnementale causée par une utilisation excessive du bois de chauffage. Plus récemment, les maladies respiratoires dues aux fumées toxiques des feux de cuisson ont été reconnues comme un problème de santé majeur. Selon l'Organisation mondiale de la Santé (OMS), elles tuent chaque année 1,5 million de femmes et d'enfants. Les cuiseurs solaires permettent également de lutter contre ces menaces sanitaires importantes.

La technologie de cuisson solaire existe depuis des décennies, mais elle reste mal comprise et peu diffusée. Voici quelques informations sur la cuisson solaire, ses possibilités et ses limites.

Inconvénients

• Préparer un repas peut prendre beaucoup de temps.
• Il ne fait pas toujours beau.
• La cuisson solaire n'est possible que lorsque le soleil est suffisamment fort en milieu de journée, alors que des aliments chauds peuvent être nécessaires bien plus tôt.
• La préparation des repas doit se faire à l'extérieur, ce qui peut engendrer des risques supplémentaires dans les pays en développement.
• Ne fonctionnera pas bien dans les zones venteuses.
• Peut être incohérent et produire des aliments non comestibles
• La cuisson solaire présente un lien inattendu avec la violence. ^{[ 11 ]} Selon certains témoignages, les cuiseurs solaires ne sont pas promus par certaines ONG en Afrique en raison des violences conjugales. Lorsque les conditions météorologiques ne sont pas favorables à la cuisson et que le mari rentre chez lui et ne trouve pas le repas prêt, il peut devenir violent envers sa femme. (Ceci soulève d'autres problèmes, mais l'un des plus urgents est de ne pas aggraver la situation de la victime en lui fournissant un cuiseur peu fiable.) ^{[ vérification nécessaire ]} Ce problème de cuisson infructueuse pourrait avoir une solution technologique : la cuisson intégrée (voir Wikia : Solarcooking : Méthode de cuisson intégrée ).

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Organisations apparentées

Plusieurs organisations non gouvernementales (ONG) et entreprises privées se sont engagées à promouvoir les avantages de la cuisson solaire dans les zones rurales en développement, en créant des modèles à monter soi-même et en organisant des formations pour apprendre aux villageois à construire et à utiliser ces appareils. Plusieurs de ces organisations ont déjà publié en ligne des modèles de cuiseurs solaires performants, et d'autres sont à différents stades de conception. Vous trouverez ci-dessous une liste de certains de ces groupes :

1. Réseau mondial des cuiseurs solaires
2. Cuiseurs solaires internationaux
3. Société de cuisson solaire Kyoto Twist
4. Énergie solaire internationale
5. Centre de technologie rurale
6. Le projet d'énergie solaire d'Amérique centrale
7. FOURS SOLEIL International, Inc.
8. Initiative Lazola

Cuiseurs solaires internationaux

L'autorité de référence en matière de cuisson solaire est Solar Cookers International (SCI) . Cette organisation diffuse les connaissances et les techniques de cuisson solaire à travers le monde, notamment dans les régions bénéficiant d'un fort ensoleillement et où les ressources en combustibles de cuisson se raréfient. Grâce à SCI, 30 000 familles africaines peuvent désormais cuisiner à l'énergie solaire, libérant ainsi les femmes et les enfants de la corvée de ramasser et de transporter du bois sur de longues distances.

Le Réseau mondial des cuiseurs solaires est une alliance de plus de 500 organisations non gouvernementales (ONG), fabricants et particuliers qui promeuvent activement la cuisson solaire dans plus de 100 pays. Ce site collaboratif permet aux membres du Réseau de partager des informations et de collaborer sur des projets et des recherches. La cuisson solaire est un élément important de la cuisson intégrée, qui comprend également l'utilisation de poêles à bois à haut rendement énergétique et de cuiseurs à rétention de chaleur.

Voir aussi

• Cuisinières solaires et poêles efficaces : une aide précieuse pour les familles rurales du monde entier
• capteurs solaires thermiques à faire soi-même
• Galerie de cuisson solaire de Humboldt
• Fours pour cuisines collectives
• Cuisine verte
• calculs liés au soleil
• Utilisation de deux creux paraboliques pour simuler un paraboloïde

Liens externes

• Wikipédia : Cuisson solaire
• Plan de concentrateur solaire parabolique gratuit et facile à réaliser soi-même
• Comment exploiter l'énergie solaire en fabriquant un concentrateur solaire
• https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812

les références