Solar cooker/zh
幾位工程師和 DIY 愛好者設計了數百種不同類型的太陽灶；從簡單的設計（如太陽能保齡球烤箱）到更複雜的設計（如拋物線籃和錫罐太陽能炊具）。如此廣泛的選擇使得太陽能炊具的標準化和評估變得困難，但是設計要成功必須滿足一些關鍵因素，其中一些因素如下： 成本 - 必須足夠便宜，以便能夠在農村地區實施。
- 方便－可以在短時間內用現成的當地材料建造，而且重量輕。
- 安全－加熱區域必須受到良好保護，不得有任何零件伸出。
- 效率－烹調食物需要多長時間？
- 抗風性 - 必須足夠堅固，不會受到小風到中風的影響。
- 加熱能力 - 依其用途（水巴氏殺菌與烹調食物）提供足夠的加熱能力。
- 耐用性－維修應該不頻繁且容易進行。
- 指令簡單。
太陽能烹飪的要求非常簡單。您必須能夠將太陽能灶放置在能接受幾個小時陽光照射並避免強風的地方。太陽能灶顯然在夜間或陰天無法運作。陽光被加熱的黑色表面吸收。食物在深色、淺口、薄金屬鍋中烹飪效果最好，鍋蓋應深色、緊密，以保持熱量和水分。為了保留黑鍋吸收太陽光線時產生的熱量，需要某種形式的透明蓋子。這可以像透明塑膠袋一樣簡單，也可以像真空多層玻璃一樣複雜。加快烹飪過程的一種方法是使用反射器來增加收集器上陽光的集中度。
內容
發展需要
發展中國家的烹飪通常使用木柴、木炭和煤油等生物質在明火上進行。這個過程不可避免地導致這些農村地區過度砍伐森林並大幅增加CO 2排放量。這些發展中地區的人們也因吸入大量煙霧而遭受呼吸道感染。
發展中國家每年約有 500 萬名兒童死於呼吸系統疾病，估計有 500 萬名兒童死於與受污染的飲用水相關的疾病。[2]使用太陽能烹飪技術有望部分減少這些數字。
太陽能炊具的基本原理是將陽光轉化為熱能，並保留下來用於戶外烹飪，對世界上陽光明媚、燃料匱乏的地區產生最積極的影響。樂觀估計表明，太陽能烹飪可能會導致薪材使用量減少 36%，相當於每年約 2.46 億噸木材，從而每年淨抵消近 1.4 億噸溫室氣體。[3]
圖 1 顯示了 135 攝氏度的溫度分佈上發生的過程。
區域考慮
安地斯山脈、西藏、尼泊爾、蒙古和中國部分地區正在使用大約 60 萬個太陽灶，全世界估計有 150 萬個太陽灶，儘管這個數字是初步的，有待證實其準確性。[5] [6]然而，最近最大的成功案例發生在印度的村莊。
太陽能烹飪可能適合某個地區，如果：
- 一年中的幾個月大部分時間都是晴天。
- 室外空間可保持幾個小時的陽光照射並免受強風的影響。
- 當地的烹飪燃料昂貴或難以取得。
由於亞洲、非洲和澳洲陽光充足，這些地區可以從太陽灶的使用中受益匪淺，如圖 2 所示。
除了陽光充足的氣候從太陽能烹飪技術中受益更多之外，風力較小的地區也將能夠更有效地利用太陽能炊具。在風較大的地區，引入較重的太陽能炊具可能更合適，但如果建造較厚的底座，這可能會導致更高的成本和更長的烹飪時間，因為需要額外的原材料。另一種粗略但更便宜的選擇是在炊具周圍放置大石頭或磚塊，以幫助其在風中保持穩定。
太陽灶的製作方法
太陽灶是一種利用太陽的能量來烹調食物的裝置。它是傳統爐灶或烤箱的簡單、環保且低成本的替代品。以下是如何製作太陽灶的指南：
- 收集材料：您需要一些基本材料來建造太陽爐。其中包括紙板、鋁箔、膠水、剪刀、黑罐和透明塑膠板。
- 剪出紙板：將四塊紙板剪成平行四邊形。側面應約 1 英尺長，頂部和底部應約 6 英寸長。
- 組裝炊具：將紙板片黏在一起形成盒子形狀，內部貼上鋁箔。確保箔紙光滑且沒有皺紋，因為這有助於反射太陽光線。
- 用塑膠蓋住頂部：剪一塊比盒子頂部稍大的透明塑膠布。將其粘到位，確保其拉緊且沒有皺紋。
- 將鍋子放入炊具中：將黑鍋放在炊具中央。鍋子應完全位於炊具內，並蓋上蓋子。
- 烹調食物：將食物放入鍋中並蓋上蓋子。將炊具放在陽光直射的地方，確保當太陽在天空中移動時將其朝向太陽。太陽光線會被鋁箔反射並集中在鍋子上，烹調裡面的食物。
- 根據需要調整炊具：如果天空中太陽太低或多雲，您可能需要調整炊具以確保它接收足夠的陽光。您可以透過傾斜炊具或將其移至陽光充足的位置來做到這一點。
透過這些簡單的步驟，您可以輕鬆製作自己的太陽灶，並開始享受美味的陽光烹調的餐點。
設計
太陽灶是太陽能聚光器，為了易於建造和使用現成的材料，犧牲了精度和效率。使用仍允許水沸騰或麵包烘烤溫度的不精確幾何形狀。一些與帶有拋物面反射器的太陽灶設計相關的計算可以在太陽相關計算頁面上找到。
太陽能炊具的設計多種多樣，每種設計都有其獨特的成本、效益和最佳條件。一些例子...
太陽能板炊具：只是一個切好的盒子，側面粘有箔紙。範例項目：拋物面的機械數學家
太陽能箱型炊具：玻璃面板會產生溫室效應。範例項目：太陽能箱式炊具研究項目
太陽能籃式炊具：適合文化的太陽能盒式炊具。例題：柳籃拋物面太陽灶
太陽能衛星炊具：拋物線形狀將陽光聚焦在一個點上。例題：Papasan 椅子太陽灶
拋物面太陽能炊具：由孩子使用數學公式組裝而成。範例項目：如何為孩子製作太陽能烤箱（當地美味）
太陽能傘炊具：傘通常是圓錐形的，但也可以非常接近拋物線。範例項目：如何製作「Sunbrella」太陽灶
太陽能輪胎炊具：一種回收的黑輪胎三明治，具有大量絕緣和節儉功能
太陽能箱式炊具
儘管已經發明了數百種創新的太陽能炊具設計，但箱式太陽能炊具因其在全球範圍內的廣泛使用而受到最廣泛的考慮，特別是在發展中國家。
太陽能箱式炊具基本上是一個帶有玻璃蓋的大盒子，可用作烤箱。然而，較大表面積上的熱損失將部分抵消透過具有較大集熱表面而獲得的額外增益。為了彌補這一點，通常採取的措施是使用玻璃表面蓋和反射器來增加表觀收集器面積。這些反射器可以由多種材料製成，其主要目的是透過玻璃材料將陽光反射到盒子內部的烹飪空間中。
箱式炊具由某種類型的吸熱外殼組成，其通常採用由絕緣材料製成的盒子的形式，盒子的一面裝有透明介質，例如玻璃或塑膠。這使得炊具能夠利用溫室效應和入射太陽輻射來烹調盒子內的食物。絕緣材料可以使烹飪溫度在寒冷和有風的天氣中達到與炎熱天氣相似的水平，並且具有阻止任何可能滲漏並損壞炊具的洩漏的額外好處。建議使用深色烹飪鍋進行烹飪，因為它吸收最大量的熱量並允許更高的烹飪溫度。[8]
一個很好的經驗法則是，當一個人在地面上的影子的長度比這個人的身高短時，它就表明太陽在天空中的高度足以進行有效的烹飪。
拋物面太陽灶
拋物面太陽灶本質上是一種用於烹飪食物或對水進行巴氏消毒的太陽能聚光器。拋物線設計已經使用了幾個世紀。使用曲面鏡聚集光線的想法是由希臘人、阿茲特克人、印加人、羅馬人和中國人提出的。印加人使用青銅和黃金製作鏡子，並建造了幾層樓高的建築物。這項技術似乎在每個文明的同一時間出現。
拋物面太陽灶有多種設計和型號。有些是用當地收集的廢料製成的，而有些則是用經過高度加工、耐用但更昂貴的材料製造的。以下是一些拋物面太陽能炊具設計的連結和照片。
太陽能漏斗
太陽能漏斗是許多太陽能烹飪設計的基礎。其中，光線透過平面反射器集中到位於漏斗另一端的鍋子或其他待加熱表面。這與大多數拋物面炊具中鍋位於太陽和反射器之間的設計不同。太陽能漏斗是更理想的複合拋物面聚光器的平面版本。
複合拋物面聚光器
一體化烹飪
替代用途
除了烹飪之外，這些設備還可以用於其他目的。一些例子是
- 水巴氏滅菌
- 將乾燥醫療用品消毒
- 消毒用具
效率分析
優點
- 在達爾富爾等地區的村莊裡，婦女去尋找柴火的次數減少了，從而使她們離家更近，也更安全。[11]
- 比用木柴或木炭煮飯便宜。
- 減少 CO 2和甲烷排放。
- 經過非常基本的訓練後，太陽能炊具可以在幾個小時內輕鬆建造。
- 太陽灶一般都很輕。
健康
好消息是，使用太陽灶，做飯的同時可以呼吸新鮮空氣。太陽能烹飪根本不產生煙霧。
過去，人們採用太陽能烹飪的主要原因是為了減少使用過多薪材而造成的環境惡化。最近，由烹飪火災產生的有毒煙霧引起的呼吸道疾病已被認為是主要的健康問題。據世界衛生組織 (WHO) 稱，它們每年殺死 150 萬名婦女和兒童。太陽能炊具也解決了這些對健康的主要威脅。
太陽能烹飪技術已經存在了幾十年，但人們對它知之甚少，也沒有廣泛傳播。以下是關於太陽能烹飪的含義、其功能及其局限性的一些想法。
缺點
- 做飯可能需要很長時間。
- 天氣並不總是晴朗。
- 太陽能烹飪只能在中午陽光足夠強時進行，但可能需要更早的熱食。
- 烹飪必須在戶外進行，這可能會給發展中國家帶來額外的威脅。
- 在有風的地區表現不佳。
- 可能不一致並可能產生不可食用的食物
- 太陽能烹飪與暴力有著意想不到的關係。[11]有傳聞稱，非洲一些非政府組織因家庭暴力而不再推廣太陽灶。當天氣不適合做飯時，丈夫回到家發現沒有準備好飯菜，他可能會對妻子使用暴力。 （這引發了其他問題，但一個迫在眉睫的問題是不要因為擁有不可靠的炊具而加劇受害者的處境。）[需要驗證]這種無法做飯的情況可能有一種技術解決方案：整合烹飪（參見維基百科：Solarcooking：Integrated）烹飪方法）。
相關項目
相關機構
一些非政府組織 (NGO) 和私人組織已開始在發展中農村地區宣傳太陽能烹飪的好處，從進行 DIY 設計到設立訓練營，教育村民如何使用這些設備建造和烹飪。其中一些組織已經在網路上發布了成功的炊具設計，而其他組織則處於不同的設計階段。下面列出了其中一些組：
- 太陽能炊具世界網。http://solarcooking.wikia.com
- 太陽能炊具國際。http://www.solarcookers.org/
- 京都扭曲太陽能烹飪協會。http://web.archive.org/web/20200928080713/http://kyototwist.org/
- 加迪亞太陽能係統列兵。有限公司http://solarcooking.wikia.com/wiki/Gadhia_Solar_Energy_Systems
- 太陽能國際。http://www.solarenergy.org/
- 農村技術中心。http://web.archive.org/web/20050207224602/http://www.panasia.org.sg:80/nepalnet/crt/crthome.htm
- 中美洲太陽能計畫。http://solaroven.org/
- SUN OVENS 國際有限公司http://www.sunoven.com
- 拉佐拉倡議。http://www.lazola.de
國際太陽能炊具
太陽能烹飪的最高權威是國際太陽能烹飪協會(SCI)。他們在全世界傳播太陽能烹飪意識和技能，特別是在陽光充足且烹飪燃料來源日益減少的地區。 SCI 讓非洲 30,000 個家庭能夠利用太陽能做飯，使婦女和兒童擺脫了收集木材和搬運木材數英里的負擔。
太陽能炊具世界網路是一個由 500 多個非政府組織 (NGO)、製造商和個人組成的聯盟，在 100 多個國家積極推廣太陽能烹飪。這個基於維基的網站允許網路參與者分享資訊並就專案和研究進行協作。太陽能烹飪是綜合烹飪的重要組成部分，其中還包括使用節能木爐和保溫炊具。
參見
外部連結
- 維基百科：太陽能烹飪
- 免費輕鬆DIY拋物面太陽能聚光方案
- 如何透過製造太陽能聚光器來利用太陽能
- https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812
參考
- ^ Solar Cookers International，“如何製作太陽能炊具”，http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf，2010年4 月 6 日訪問
- ^ 太陽能烹飪檔案，“評估太陽能炊具”，solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc，2010 年 4 月 8 日訪問
- ^ 太陽能烹飪檔案，“評估太陽能炊具”，solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc，2010 年 4 月 8 日訪問
- ^ Solar Cookers International，“如何製作太陽能炊具”，http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf，2010年4 月 6 日訪問
- ^ 太陽能烹飪檔案，“評估太陽能炊具”，solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc，2010 年 4 月 8 日訪問
- ^ 德國之聲，“用太陽的力量烹飪”，http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5205895,00.html，2010年4 月 3 日訪問
- ^ 太陽能烹飪檔案，“評估太陽能炊具”，solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc，2010 年 4 月 8 日訪問
- ^ 維基百科，“太陽能炊具”， http: //en.wikipedia.org/wiki/Solar_cooker，2010年4 月 3 日訪問
- ^ Joshua M. Pearce 和 David C. Denkenberger，“複合拋物面聚光器直接應用於單效盆式太陽能蒸餾器的數值模擬”，2006 年國際太陽能烹飪和食品加工會議記錄，第 11 頁。 118，2006 。
- ^ David C. Denkenberger 和 Joshua M. Pearce，“用於太陽能水熱巴氏滅菌的複合拋物面聚光器：數值模擬”，2006 年太陽能烹飪和食品加工國際會議論文集，第 17 頁。 108，2006年。
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