Solar cooker/zh

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许多工程师和DIY爱好者已经设计出了数百种不同类型的太阳能灶，从简单的太阳能保龄球烤箱到更复杂的抛物线篮式和罐头盒式太阳能灶，应有尽有。如此丰富的选择使得太阳能灶的标准化和评估变得困难，但成功的设计必须满足一些关键因素，以下列出其中一些：

• 成本——必须足够便宜，才能在农村地区实施。
• 便利性——可利用当地易得的材料在短时间内建成，而且重量轻。
• 安全——加热区域必须得到良好保护，任何部件都不应突出。
• 效率——烹饪这道菜需要多长时间？
• 抗风性——必须足够坚固，不受轻微至中等风力的影响。
• 加热能力 - 根据其用途（水巴氏杀菌与烹饪食物）的足够加热能力。
• 耐用性——维修应不频繁且易于进行。
• 说明简单易懂。

太阳能烹饪的要求非常简单。您必须将太阳能灶放置在能够接受数小时阳光照射且避风的地方。显然，太阳能灶在夜间或阴天无法工作。阳光会被深色表面吸收并升温。食物在深色、浅而薄的金属锅中烹饪效果最佳，并需盖上深色、密封性好的锅盖以保持热量和水分。为了保持黑色锅吸收阳光后产生的热量，需要某种透明的盖子。它可以像透明塑料袋一样简单，也可以像多层真空玻璃一样复杂。加快烹饪速度的一种方法是使用反射器来增加阳光在集热器上的集中度。

发展中国家的人们通常使用明火烹饪，燃料包括柴火、木炭和煤油等生物质燃料。这种做法不可避免地导致这些农村地区森林过度砍伐，并显著增加_二氧化碳排放。此外，由于长期吸入大量烟雾，这些发展中地区的人们也饱受呼吸系统疾病的困扰。

发展中国家每年约有500万儿童死于呼吸系统疾病，另有约500万儿童估计死于与饮用水污染相关的疾病。^{[ 2 ]}利用太阳能烹饪技术有望部分降低这些数字。

太阳能灶的工作原理是将阳光转化为热能，并将其储存起来用于户外烹饪，在阳光充足、燃料匮乏的地区发挥着最积极的作用。据乐观估计，太阳能烹饪可使薪柴使用量减少36%，相当于每年减少约2.46亿吨木材，从而每年净减少近1.4亿吨温室气体排放。^{[ 3 ]}

图 1 显示了在 135 摄氏度的温度分布范围内发生的各种过程。

据估计，安第斯山脉、西藏、尼泊尔、蒙古和中国部分地区约有60万台太阳能灶在使用，全球范围内估计有150万台，但这一数字为初步统计，其准确性尚待证实。^{[ 5 ] [ 6 ]}然而，近期最成功的案例出现在印度的一些乡村地区。

如果符合以下条件，太阳能烹饪可能适合某个地区：

• 一年中有好几个月都是晴天。
• 有户外空间，可以保证每天几个小时阳光充足，并且能避开强风。
• 当地的烹饪燃料价格昂贵或难以获得。

由于亚洲、非洲和澳大利亚阳光充足，这些地区可以从使用太阳能灶中受益匪浅，如图 2 所示。

阳光充足的地区更适合使用太阳能烹饪技术，而风力较小的地区也能更有效地利用太阳能灶。在风力较大的地区，使用较重的太阳能灶可能更合适，但如果需要建造更厚的底座，则会增加成本并延长烹饪时间，因为需要更多的原材料。另一种简单但更经济的方法是，在灶周围放置大石头或砖块，以帮助其在风中保持稳定。

太阳能灶是一种利用太阳能烹饪食物的装置。它简单易用、环保且成本低廉，是传统炉灶或烤箱的理想替代品。以下是制作太阳能灶的指南：

1. 准备材料：你需要一些基本材料来制作你的太阳能灶。这些材料包括纸板、铝箔、胶水、剪刀、一个黑色锅和一张透明塑料片。
2. 裁剪纸板：裁剪四块纸板，形状为平行四边形。边长约为1英尺，上下边长约为6英寸。
3. 组装太阳能灶：将纸板片粘合在一起，形成一个盒子形状，铝箔贴在内侧。确保铝箔平整无褶皱，这样有助于反射阳光。
4. 用塑料薄膜覆盖顶部：裁剪一块比盒子顶部略大的透明塑料薄膜。将其粘贴到位，确保薄膜绷紧且无褶皱。
5. 将锅放入电饭煲：将黑色锅放在电饭煲中央。锅应完全放入电饭煲内，并盖上锅盖。
6. 烹饪食物：将食物放入锅中，盖上盖子。将烹饪器具放在阳光直射的地方，并随着太阳的移动调整角度。阳光会被铝箔反射并集中到锅上，从而烹饪锅内的食物。
7. 根据需要调整炊具：如果太阳位置太低或阴天，您可能需要调整炊具以确保其接收足够的阳光。您可以通过倾斜炊具或将其移至阳光更充足的位置来实现这一点。

只需几个简单的步骤，您就可以轻松制作自己的太阳能灶，并开始享用美味的太阳能烹饪食品。

太阳能灶是一种太阳能聚光器，为了便于制造和使用易得材料，牺牲了精度和效率。其几何形状并不精确，但仍能达到烧水或烘焙面包的温度。有关使用抛物面反射器的太阳能灶设计的一些计算方法，请参见“太阳相关计算”页面。

太阳能灶的设计种类繁多，每种设计都有其独特的成本、优势和最佳使用条件。例如……

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  太阳能灶：就是一个用锡箔纸粘在侧面的切割好的盒子。示例项目：抛物面的机械数学家
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  太阳能箱式炊具：玻璃面板会产生温室效应。示例项目：太阳能箱式炊具研究项目
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  太阳能篮式炊具：一种符合当地文化习俗的太阳能箱式炊具。示例项目：柳条篮式抛物线太阳能炊具
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  太阳能卫星灶：抛物线形状将阳光聚焦于一点。示例项目：帕帕桑椅太阳能灶
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  抛物线太阳能灶：由儿童运用数学公式组装而成。示例项目：如何为孩子们制作太阳能烤箱（本地美味）
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  太阳能伞形炊具：伞通常是圆锥形的，但有时也可以非常接近抛物线。示例项目：如何制作“Sunbrella”太阳能炊具
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  太阳能轮胎炊具：用回收的黑色轮胎做成的夹层结构，隔热效果好，而且经济实惠。

来自太阳能箱式炊具研究项目

尽管已经发明了数百种创新的太阳能灶设计，但太阳能箱式灶因其在全球范围内的广泛应用，尤其是在发展中国家，而受到最广泛的关注。

太阳能箱式灶具基本上就是一个带玻璃盖的大箱子，可以像烤箱一样使用。然而，更大的表面积带来的热量损失会部分抵消其带来的额外热量增益。通常的做法是使用玻璃盖板和反射器来增加实际的集热面积，从而弥补这一不足。这些反射器可以由多种材料制成，其主要作用是将阳光反射穿过玻璃材料，进入箱体内的烹饪空间。

箱式烹饪器由某种蓄热外壳构成，通常是一个由隔热材料制成的盒子，盒子的一面装有透明介质，例如玻璃或塑料。这样，烹饪器就能利用温室效应，让太阳辐射在盒子内烹饪食物。隔热材料使得烹饪温度在寒冷多风的天气下也能达到与炎热天气相近的水平，同时还能防止任何可能渗漏并损坏烹饪器的泄漏。建议使用深色烹饪锅，因为深色锅具能吸收最多的热量，从而实现更高的烹饪温度。^{[ 8 ]}

判断太阳高度角是否足够高，可以进行高效烹饪的一个好方法是：当一个人的影子在地面上的长度小于这个人的身高时。

来自抛物线太阳能灶

抛物面太阳能灶本质上是一种太阳能聚光器，用于烹饪食物或对水进行巴氏杀菌。抛物面设计已有数百年历史。利用曲面镜聚光的理念由希腊人、阿兹特克人、印加人、罗马人和中国人发展而来。印加人使用青铜和黄金制作镜子，并建造了多层高的建筑。这项技术似乎在各个文明中出现的时间大致相同。

抛物面太阳能灶的设计和型号有很多种。有些是用当地收集的废料制成的，而另一些则是用精密加工、耐用但价格更高的材料制造的。以下是一些抛物面太阳能灶设计的链接和图片。

来自太阳漏斗

太阳能漏斗是许多太阳能烹饪设计的基础。在这种设计中，光线通过平面反射器汇聚到位于漏斗另一端的锅或其他待加热表面。这与大多数抛物面聚光器（锅位于太阳和反射器之间）的设计不同。太阳能漏斗是更理想化的复合抛物面聚光器的平面版本。

来自复合抛物线浓缩器

复合抛物面聚光器（CPC）是一类聚光器，由旋转的抛物面组成，其平面接收器的聚光系数为热力学极限：1/sin(θa)，其中θa是反射器将所有入射到孔径上的光线聚焦到接收器的角度的一半。复合抛物面聚光器（CPC）可作为太阳能蒸馏器、太阳能巴氏杀菌器和太阳能灶的附加装置。CPC通过聚光来提高这些设备的输出功率和效率，从而增强设备的效能。

最近的研究表明，通过引入复合抛物面聚光器（CPC）来增强太阳能蒸馏器^{[ 9 ]}和太阳能水巴氏杀菌器^{[ 10 ]}的光收集，可以提高效率和吞吐量。

来自集成烹饪

一体化烹饪结合了以下技术的使用：

1. 阳光充足时，选择合适的太阳能灶具；
2. 一种保温炊具（草篮式炊具或无火炊具），用于延长烹饪时间，并在烹饪后将食物保温3-4小时；
3. 一种改进型炉灶（即高效炉灶），适用于阳光不足的情况。

除了烹饪之外，这些设备还可以用于其他用途。例如：

1. 水巴氏杀菌
2. 对干燥的医疗用品进行消毒
3. 对餐具进行消毒

太阳能灶效率分析

以下是基于热力学第一定律和第二定律对太阳能灶的效率分析，并解释了如何计算任何设备的烹饪功率。

• 在达尔富尔等地区的村庄里，妇女外出觅食柴火的次数较少，因此她们能够更靠近家，也更安全。^{[ 11 ]}
• 比用柴火或木炭做饭便宜。
• 减少二氧化碳_和甲烷排放。
• 经过非常基础的培训，几个小时内就可以轻松组装太阳能灶。
• 太阳能灶通常都很轻便。

从太阳能烹饪和健康

好消息是，使用太阳能灶可以一边呼吸新鲜空气一边做饭。太阳能烹饪完全不会产生烟雾。

过去，人们采用太阳能烹饪的主要原因是减少过度使用柴火造成的环境破坏。近年来，烹饪产生的有毒烟雾引发的呼吸系统疾病已被认为是一个重大的健康问题。据世界卫生组织（世卫组织）统计，每年有150万妇女和儿童死于此类疾病。太阳能灶也能有效应对这些重大的健康威胁。

太阳能烹饪技术已经存在几十年了，但人们对它的了解甚少，也没有得到广泛普及。以下是对太阳能烹饪的原理、功能以及局限性的一些介绍。

• 做一顿饭可能需要很长时间。
• 并非每天都是晴天。
• 只有在正午阳光足够强烈时才能进行太阳能烹饪，然而人们可能很早就需要热食。
• 烹饪必须在室外进行，这可能会给发展中国家带来额外的安全隐患。
• 在风大的地区表现不佳。
• 可能不稳定，并可能产生无法食用的食物
• 太阳能烹饪与暴力之间存在着一种意想不到的联系。^{[ 11 ]}有传闻称，由于家庭暴力，一些非洲非政府组织不推广太阳能灶。当天气不适宜烹饪，丈夫回家发现饭菜还没做好时，他可能会对妻子施暴。（这引发了其他问题，但一个迫在眉睫的问题是，不要因为使用不可靠的太阳能灶而加剧受害者的处境。）^{[需要核实]}饭菜无法煮熟的问题或许可以通过技术手段解决：集成烹饪（参见Wikia:Solarcooking:Integrated cooking method）。

阿莱哈的抛物线太阳能灶

对带有倾斜窗口的太阳能箱式灶进行分析

纸箱太阳能电池板

用于太阳能灶的焦点平衡抛物面

利用太阳能（美国国际开发署在非洲的成功案例）

六边形太阳能灶

如何制作“Sunbrella”太阳能灶

如何制作复合抛物面太阳能灶

如何制作一个简易的单片太阳能灶

如何制作小型抛物面太阳能灶（杰斐逊社区中心）

如何制作太阳能烤箱（内华达山脉学院）

如何为孩子们制作太阳能烤箱（本地美味）

如何制作太阳能保龄球烤箱

当地美味学校太阳能烤箱

当地美味的太阳能烤箱，适合儿童和成人使用

抛物面的机械数学家

帕帕桑椅太阳能灶

抛物线篮式和锡罐式太阳能灶

废旧洪堡太阳能蜡烛熔炉，配有3D打印模具

基于镜面的太阳能烤箱

一些非政府组织和私营机构已主动承担起在发展中农村地区推广太阳能烹饪益处的重任，他们从设计简易的太阳能灶具到设立培训营，指导村民如何组装和使用太阳能灶具。其中一些组织已将成功的太阳能灶具设计方案发布到网上，其他一些则处于不同的设计阶段。以下列出部分相关组织：

1. 太阳能炊具世界网络
2. 国际太阳能炊具协会
3. 京都扭曲太阳能烹饪协会
4. 国际太阳能协会
5. 农村技术中心
6. 中美洲太阳能项目
7. SUN OVENS International, Inc.
8. 拉佐拉倡议

太阳能烹饪领域的权威机构是国际太阳能炊具协会（SCI）。他们致力于在全球范围内推广太阳能烹饪的理念和技能，尤其是在阳光充足但烹饪燃料日益减少的地区。SCI已帮助非洲3万个家庭利用太阳能烹饪，使妇女和儿童摆脱了收集木柴并长途跋涉的负担。

世界太阳能炊具网络是由500多个非政府组织、制造商和个人组成的联盟，致力于在100多个国家积极推广太阳能烹饪。该网络基于维基平台，方便成员分享信息，并在项目和研究方面开展合作。太阳能烹饪是综合烹饪的重要组成部分，综合烹饪还包括使用节能型柴火炉和保温炊具。

• 太阳能炊具和高效炉灶帮助世界各地的农村家庭
• 自制太阳能集热器
• 洪堡太阳能烹饪展厅
• 机构厨房用炉灶
• 绿色烹饪
• 与太阳相关的计算
• 利用两个抛物线槽模拟抛物面

• 维基百科：太阳能烹饪
• 免费简易自制抛物面太阳能聚光器方案
• 如何通过制作太阳能聚光器来利用太阳能
• https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812