Solar cooker/ru

▼Это тематическая страница .Основное внимание Appropedia уделяет оригинальным исследованиям , но эта страница предоставляет полезный контекст и помогает ориентироваться на сайте. Вы можете помочь Appropedia, улучшив эту страницу .

Многие инженеры и энтузиасты-самоучки разработали буквально сотни различных типов солнечных печей; от простых конструкций, таких как солнечная печь-боулинг, до более сложных, например, параболическая корзина и солнечная печь из жестяной банки . Такое обширное разнообразие вариантов затрудняет стандартизацию и оценку солнечных печей, однако для успешной работы конструкции необходимо соблюдение ряда важных факторов, некоторые из которых перечислены ниже:

• Стоимость должна быть достаточно низкой, чтобы внедрение в сельских районах было целесообразным.
• Удобство — возможность строительства из легкодоступных местных материалов в короткие сроки, а также малый вес.
• Безопасность: нагреваемая зона должна быть хорошо защищена, и никакие детали не должны выступать.
• Эффективность — сколько времени потребуется для приготовления пищи?
• Ветроустойчивость — изделие должно быть достаточно прочным, чтобы не подвергаться воздействию слабого и умеренного ветра.
• Тепловая мощность — достаточная тепловая мощность в зависимости от области применения ( пастеризация воды или приготовление пищи ).
• Долговечность — ремонт должен производиться нечасто и быть простым в выполнении.
• Простота инструкций.

Требования к солнечной плите очень просты. Необходимо разместить солнечную плиту в месте, где она будет освещаться солнцем несколько часов в сутки и защищена от сильного ветра. Солнечные плиты, очевидно, не работают ночью или в очень облачные дни. Солнечный свет поглощается темными поверхностями, которые нагреваются. Пища лучше всего готовится в темных, неглубоких, тонких металлических кастрюлях с темными, плотно прилегающими крышками, которые удерживают тепло и влагу. Для сохранения тепла, создаваемого поглощением солнечных лучей черной кастрюлей, необходима какая-либо прозрачная крышка. Это может быть как простая прозрачная пластиковая сумка, так и сложная конструкция из нескольких слоев стекла с вакуумной обработкой. Один из способов ускорить процесс приготовления — использовать отражатели для увеличения концентрации солнечного света на коллекторе.

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

Ежегодно около 5 миллионов детей в развивающихся странах умирают от респираторных заболеваний, и еще 5 миллионов, по оценкам, умирают от болезней, связанных с загрязненной питьевой водой. ^{[ 2 ]} Эти цифры можно частично снизить, используя технологию приготовления пищи с помощью солнечной энергии.

Солнечные плиты работают по основному принципу преобразования солнечного света в тепловую энергию, которая сохраняется и используется для приготовления пищи на открытом воздухе, и оказывают наиболее положительное воздействие в солнечных регионах мира, где наблюдается дефицит топлива. Оптимистичная оценка показывает, что приготовление пищи на солнечной энергии может привести к потенциальному сокращению использования дров на 36%, что соответствует примерно 246 миллионам метрических тонн древесины в год, таким образом, обеспечивая чистое сокращение выбросов парниковых газов почти на 140 миллионов метрических тонн в год. ^{[ 3 ]}

На рисунке 1 показаны процессы, происходящие при температурном диапазоне 135 градусов Цельсия.

Примерно 600 000 солнечных печей используются в Андах, Тибете, Непале, Монголии и некоторых частях Китая, а по всему миру их насчитывается около 1,5 миллиона, хотя эта цифра является предварительной и еще не подтверждена. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Однако наибольший успех в последнее время был достигнут в деревнях Индии.

Приготовление пищи с использованием солнечной энергии может быть подходящим вариантом для данного региона, если:

• Преимущественно солнечные дни на протяжении нескольких месяцев в году.
• Имеется открытое пространство, освещенное солнцем в течение нескольких часов и защищенное от сильного ветра.
• Местное топливо для приготовления пищи дорогое или его трудно достать.

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

Помимо того, что солнечные технологии приготовления пищи более эффективны в регионах с солнечным климатом, в местах с менее ветреными условиями солнечные плиты можно использовать гораздо эффективнее. В ветреных районах может быть целесообразнее использовать более тяжелые солнечные плиты, однако это может привести к увеличению затрат и времени приготовления, если потребуется более толстое основание, так как понадобится дополнительное сырье. Другой простой, но более дешевый вариант — разместить вокруг плиты большие камни или кирпичи, чтобы стабилизировать ее на ветру.

Солнечная плита — это устройство, использующее энергию солнца для приготовления пищи. Это простая, экологичная и недорогая альтернатива традиционной плите или духовке. Вот инструкция по изготовлению солнечной плиты:

1. Подготовьте материалы: Для изготовления солнечной печи вам понадобится несколько основных материалов. К ним относятся картон, алюминиевая фольга, клей, ножницы, черная кастрюля и прозрачный пластиковый лист.
2. Вырежьте из картона: вырежьте четыре куска картона в форме параллелограмма. Стороны должны быть примерно 30 см в длину, а верхняя и нижняя части — примерно 15 см в длину.
3. Соберите плиту: склейте картонные детали, чтобы получилась коробка, а внутри разместите алюминиевую фольгу. Убедитесь, что фольга ровная и без складок, так как это поможет отражать солнечные лучи.
4. Накройте верхнюю часть пластиком: вырежьте кусок прозрачной пластиковой пленки немного большего размера, чем верхняя часть коробки. Приклейте ее, убедившись, что она натянута и не имеет складок.
5. Поместите кастрюлю в скороварку: поместите черную кастрюлю в центр скороварки. Кастрюля должна полностью находиться внутри скороварки, крышка должна быть закрыта.
6. Приготовьте еду: поместите продукты в кастрюлю и закройте крышку. Поставьте скороварку под прямые солнечные лучи, расположив её под углом к ​​солнцу по мере его движения по небу. Солнечные лучи будут отражаться от алюминиевой фольги и концентрироваться на кастрюле, готовя пищу внутри.
7. При необходимости отрегулируйте плиту: если солнце находится слишком низко или облачно, вам может потребоваться отрегулировать плиту, чтобы обеспечить ей достаточное количество солнечного света. Это можно сделать, наклонив плиту или переместив ее в более солнечное место.

Следуя этим простым шагам, вы легко сможете сделать свою собственную солнечную печь и начать наслаждаться вкусными блюдами, приготовленными на солнце.

Солнечные плиты — это концентраторы солнечной энергии, в которых точность и эффективность принесены в жертву простоте конструкции и использованию доступных материалов. Используются неточные геометрические формы, которые, тем не менее, позволяют достигать температур кипения воды или выпечки хлеба. Некоторые расчеты, относящиеся к проектированию солнечных плит с параболическими отражателями, можно найти на странице , посвященной расчетам, связанным с Солнцем .

Существует целый спектр конструкций солнечных печей, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики, стоимость, преимущества и оптимальные условия эксплуатации. Вот несколько примеров...

• 
  Плита на солнечных батареях: просто разрезанная коробка с приклеенной к бокам фольгой. Пример проекта: Механический математик для параболоидов.
• 
  Солнечная печь коробчатого типа: стеклянная панель создает парниковый эффект. Пример проекта: исследовательский проект по созданию солнечной печи коробчатого типа.
• 
  Солнечная корзина-печь: Солнечная печь в корпусе, соответствующая культурным особенностям. Пример проекта: Параболическая солнечная печь из ивовой корзины.
• 
  Солнечная спутниковая плита: параболическая форма фокусирует солнечный свет в одной точке. Пример проекта: солнечная плита в виде кресла-папасан.
• 
  Параболическая солнечная печь: собрана детьми с использованием математических формул. Пример проекта: Как сделать солнечную печь для детей (Locally Delicious)
• 
  Солнечная печь-зонтик: Зонтики часто имеют коническую форму, но могут быть очень близки к параболической. Пример проекта: Как сделать солнечную печь в виде «зонтика».
• 
  Солнечная печь из автомобильной шины: конструкция из переработанных черных автомобильных шин обеспечивает отличную теплоизоляцию и экономию средств.

Из исследовательского проекта по созданию солнечных кухонных плит.

Несмотря на то, что были изобретены сотни инновационных конструкций солнечных печей, солнечная печь коробчатого типа пользуется наибольшим признанием благодаря своему широкому распространению во всем мире, особенно в развивающихся странах.

Солнечная печь-коробка представляет собой, по сути, большой ящик со стеклянной крышкой, который функционирует как духовка. Однако теплопотери на большей площади поверхности частично компенсируют дополнительное тепловыделение за счет большей площади сбора тепла. Обычно для компенсации этого используется застекленная поверхность и отражатели для увеличения видимой площади сбора тепла. Эти отражатели могут быть изготовлены из различных материалов, и их основная цель — отражать солнечный свет через остекление в пространство для приготовления пищи внутри коробки.

Кухонная плита состоит из какого-либо теплоудерживающего корпуса, который обычно представляет собой коробку из изоляционного материала, одна сторона которой покрыта прозрачным материалом, таким как стекло или пластик. Это позволяет плите использовать парниковый эффект, а падающее солнечное излучение готовит пищу внутри коробки. Изоляционный материал позволяет поддерживать температуру приготовления на уровне, сопоставимом с температурой в холодные и ветреные дни, а также имеет дополнительное преимущество в виде предотвращения любых утечек, которые могли бы проникнуть внутрь и повредить плиту. Для приготовления рекомендуется использовать темную кастрюлю, так как она поглощает максимальное количество тепла и позволяет готовить при более высоких температурах. ^{[ 8 ]}

Хорошее эмпирическое правило, указывающее на то, когда солнце находится достаточно высоко в небе для эффективного приготовления пищи, — это когда длина тени на земле короче роста человека.

От параболической солнечной печи

Параболическая солнечная печь — это, по сути, концентратор солнечной энергии, используемый для приготовления пищи или пастеризации воды. Параболические конструкции используются уже много веков. Идея концентрации света с помощью изогнутых зеркал была разработана греками, ацтеками, инками, римлянами и китайцами. Инки использовали бронзу и золото для своих зеркал и строили сооружения высотой в несколько этажей. По всей видимости, эта технология появилась примерно в одно и то же время у каждой из этих цивилизаций.

Существует множество конструкций и моделей параболических солнечных печей. Некоторые изготавливаются из местных отходов, другие — из высококачественных, прочных, но более дорогих материалов. Здесь вы найдете ссылки и фотографии нескольких вариантов конструкции параболических солнечных печей.

Из солнечной воронки

Солнечная воронка лежит в основе многих конструкций солнечных плит. В ней свет направляется плоскими отражателями к кастрюле или другой нагреваемой поверхности, расположенной на другом конце воронки. Это отличается от конструкций, где кастрюля находится между солнцем и отражателями, как в большинстве параболических плит. Солнечная воронка — это плоская версия более идеализированного составного параболического концентратора.

Из составных параболических концентраторов

Составные параболические концентраторы (СПК) — это класс концентраторов, состоящих из повернутых параболических секций, коэффициент концентрации которых для плоских приемников равен термодинамическому пределу: 1/sin(θa), где θa — половина угла, в пределах которого отражатели направляют весь свет, падающий на апертуру, вниз к приемнику. Составные параболические концентраторы (СПК) могут быть установлены в солнечных водоочистителях, солнечных пастеризаторах воды и солнечных плитах. СПК могут увеличить выходную мощность этих устройств, а также их эффективность, концентрируя солнечный свет, что делает устройство более эффективным.

Недавние исследования показали, что путем включения составных параболических концентраторов (СПК) для увеличения сбора света солнечного дистиллятора ^{[ 9 ]} и солнечного пастеризатора воды ^{[ 10 ]} можно повысить эффективность и производительность.

Из интегрированной кулинарии

Интегрированное приготовление пищи сочетает в себе использование:

1. Подходящая модель солнечной плиты для использования в любое время, когда светит солнце;
2. Прибор с функцией сохранения тепла (корзина из сена или беспламенная печь) позволяет продлить время приготовления и поддерживать пищу горячей в течение 3-4 часов после приготовления;
3. Усовершенствованная кухонная плита (то есть эффективная кухонная плита) для использования в условиях недостаточного солнечного света.

Помимо приготовления пищи, эти устройства можно использовать и для других целей. Вот несколько примеров:

1. Пастеризация воды
2. Для дезинфекции сухих медицинских принадлежностей
3. Для дезинфекции посуды

Анализ эффективности солнечной плиты

Здесь представлен анализ эффективности солнечных плит на основе первого и второго законов термодинамики , а также объясняется, как рассчитать мощность приготовления пищи любого устройства.

• В деревнях в таких регионах, как Дарфур, женщинам приходится реже ездить за дровами, что позволяет им оставаться ближе к дому и, как следствие, быть в безопасности. ^{[ 11 ]}
• Дешевле, чем готовить на дровах или древесном угле.
• Снижение выбросов CO₂ _и метана.
• Солнечные печи можно легко собрать за несколько часов после прохождения базового обучения.
• Солнечные печи, как правило, имеют небольшой вес.

От солнечной кулинарии до здоровья

Хорошая новость в том, что можно дышать свежим воздухом одновременно с приготовлением пищи – используя солнечную плиту. Приготовление пищи на солнечной энергии не сопровождается образованием дыма.

Раньше основной причиной перехода на солнечную приготовление пищи было снижение негативного воздействия на окружающую среду, вызванного чрезмерным использованием дров. В последнее время респираторные заболевания, вызываемые токсичным дымом от костров, используемых для приготовления пищи, были признаны серьезной проблемой здравоохранения. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от них ежегодно умирают 1,5 миллиона женщин и детей. Солнечные плиты также решают эти серьезные угрозы для здоровья.

Технология приготовления пищи с использованием солнечной энергии существует уже несколько десятилетий, но она плохо изучена и не получила широкого распространения. Вот несколько идей о том, что представляет собой приготовление пищи с помощью солнечной энергии, каковы её возможности, а также ограничения.

• Приготовление еды может занять очень много времени.
• Солнечная погода бывает не всегда.
• Приготовление пищи на солнечной энергии возможно только в полдень, когда солнце достаточно яркое, однако горячая еда может потребоваться гораздо раньше.
• Приготовление пищи приходится проводить на открытом воздухе, что может представлять дополнительную угрозу для развивающихся стран.
• Плохо подходит для ветреных мест.
• Может быть непостоянным и приводить к получению несъедобной пищи.
• Приготовление пищи на солнечной энергии имеет неожиданную связь с насилием. ^{[ 11 ]} Существуют анекдоты о том, что некоторые НПО в Африке не продвигают солнечные плиты из-за домашнего насилия. Когда погода не подходит для приготовления пищи, и муж возвращается домой и обнаруживает, что еда не готова, он может проявлять насилие по отношению к жене. (Это поднимает другие вопросы, но один из непосредственных вопросов — не усугублять ситуацию жертвы ненадежной плитой.) ^{[ требуется проверка ]} У этой проблемы с приготовлением пищи может быть технологическое решение: интегрированное приготовление пищи (см. Wikia:Solarcooking:Integrated cooking method ).

Параболическая солнечная печь Алейхи

Анализ солнечной печи коробчатого типа с наклонным окном.

Как получить солнечную коробку

Параболоид с балансировкой фокуса для солнечных печей

Использование солнечной энергии (USAID в Африке — истории успеха)

Шестиугольная солнечная печь

Как сделать солнечную печь "Sunbrella".

Как сделать сложную параболическую солнечную печь

Как сделать солнечную печь из одного листа теста

Как сделать небольшую параболическую солнечную печь (Общественный центр Джефферсона)

Как сделать солнечную печь (Колледж Сьерра-Невада)

Как сделать солнечную печь для детей (Locally Delicious)

Как сделать солнечную печь для боулинга

Солнечная печь от школы Locally Delicious

Солнечная печь Locally Delicious для детей и взрослых.

Математик-механик, специализирующийся на параболоидах

Солнечный кухонный стул «Папасан»

Параболическая корзина и солнечная печь из жестяной банки

Солнечная восковая плавильная печь SCRAP Humboldt с формами, напечатанными на 3D-принтере.

Солнечная печь на основе зеркал

Несколько неправительственных и частных организаций взяли на себя инициативу по продвижению преимуществ солнечного приготовления пищи в развивающихся сельских районах, от создания самодельных конструкций до организации учебных лагерей для обучения жителей деревень изготовлению и приготовлению пищи с использованием этих устройств. Некоторые из этих организаций уже опубликовали в интернете успешные проекты солнечных печей, а другие находятся на разных этапах разработки. Некоторые из этих групп перечислены ниже:

1. Всемирная сеть солнечных печей
2. Международная организация солнечных печей
3. Общество солнечной кулинарии Kyoto Twist
4. Международная организация по солнечной энергии
5. Центр сельских технологий
6. Центральноамериканский проект солнечной энергетики
7. SUN OVENS International, Inc.
8. Инициатива Лазолы

Главным авторитетом в области приготовления пищи с использованием солнечной энергии является организация Solar Cookers International (SCI) . Она распространяет информацию и навыки приготовления пищи с помощью солнечной энергии по всему миру, особенно в районах с обилием солнечного света и истощающимися запасами топлива для приготовления пищи. SCI помогла 30 000 семьям в Африке готовить пищу, используя энергию солнца, освободив женщин и детей от бремени сбора дров и их переноски на большие расстояния.

Всемирная сеть производителей солнечных печей (Solar Cookers World Network) — это альянс, объединяющий более 500 неправительственных организаций (НПО), производителей и частных лиц, активно продвигающих приготовление пищи на солнечной энергии в более чем 100 странах. Этот сайт на основе вики позволяет участникам сети обмениваться информацией и сотрудничать в проектах и ​​исследованиях. Приготовление пищи на солнечной энергии является важной частью интегрированного подхода к приготовлению пищи, который также включает использование экономичных дровяных печей и печей с функцией сохранения тепла.

• Солнечные плиты и энергоэффективные печи помогают сельским семьям по всему миру.
• Самодельные солнечные тепловые коллекторы
• Галерея солнечных кухонных приборов Гумбольдта
• Печи для кухонь учреждений
• Экологичная кухня
• Расчеты, связанные с Солнцем
• Использование двух параболических желобов для имитации параболоида

• Википедия: Приготовление пищи с помощью солнечной энергии
• Простой и бесплатный план по созданию параболического солнечного концентратора своими руками.
• Как использовать энергию Солнца, создав солнечный концентратор
• https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812