Cuiseur solaire parabolique Willow Basket

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Notre premier test réussi de biscuits géants à l'avoine

Le cuiseur solaire parabolique Willow Basket a été créé par Elizabeth Titus, Elle Parks, Simon Walter-Hansen et Bart Orlando pour le Lost Valley Education and Event Center. Ci-dessus - Kim Goulet présente le pain Challah qu'elle a préparé et cuit à l'aide du four solaire Willow Basket au Lost Valley Education and Event Centre en août 2016.

(Avancez la vidéo à 15h29 si vous souhaitez passer des détails de fabrication de la pâte à la cuisson solaire et à la grande finale.)

Résultats de la recherche sur les tests pour 2015-2016

*********************************Dernières nouvelles*************** ******************* 8-12-2016 - Lost Valley : La température du four solaire à panier de saule parabolique atteint 425 ^° C pour la première fois par un après-midi ensoleillé de 95 ^° C. 14h au pré d'essai.

• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 6-6-2015 Le panier bout 2 gallons en 2 heures de 11h à 13h par une journée ensoleillée de 82 heures ^à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 6-12-2015 Le panier bout 2 gallons en 2 heures de 11h à 13h pendant 5 jours chauds et ensoleillés d'affilée à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 13/06/2015 Le panier chauffe le four solaire à 325° ^C en 2,5 heures de 11h à 13h30 par une journée ensoleillée ^de 75°C à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 25/06/2015 Le panier chauffe le four solaire à 335° ^C en 2,5 heures de 11h à 13h30 par une journée ensoleillée ^de 90° à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 26/06/2015 Le four solaire à panier cuit le pain en 1,5 heure, de 11h30 à 13h00, par une journée ensoleillée de 90 ^° à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 29/06/2015 Le four solaire à panier cuit le pain en 1,5 heure, de 00h00 à 13h30, par une journée ensoleillée de 89 ^° à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 7-1-2015 Le four solaire à panier cuit un lot de 30 biscuits en 1,5 heures de 00h00 à 13h30 par une journée ensoleillée ^de 90° à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 8-3-2016 La température du four solaire parabolique en panier de saule atteint 350 ^° C pour la première fois par un après-midi ensoleillé de 90 ^° C à 14 heures dans la prairie d'essai de Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 8-4-2015 Le four solaire parabolique en panier de saule cuit un gâteau aux carottes parfait en 2,5 heures de 11h30 à 14h00 par une journée ensoleillée ^de 94 heures à Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 8-10-2016 Le four solaire parabolique à panier en saule cuit du pain Challah parfait pour la première fois par un après-midi ensoleillé de 85 heures de ^midi à 14 heures dans la prairie d'essai de Lost Valley.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 18/08/2016 Le four solaire parabolique à panier en saule prépare pour la première fois un gâteau au citron végétalien parfait à 375 ^{° C, par un après-midi ensoleillé de 96 °} C, en 1,5 heures de midi à 13h30 dans la prairie d'essai. à la Vallée Perdue. Une deuxième séance de cuisson a donné un gros lot de biscuits à l'avoine garnis de chocolat noir et de noix de coco le même après-midi.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 19/08/2016 Le four solaire parabolique à panier en saule cuit une pizza végétarienne parfaite à 400 ^° C pour la première fois, par un après-midi ensoleillé à 104 ^° C en 2 heures de 13h30 à 15h30 lors des tests. prairie à Lost Valley. Remarque - Une première tentative précédente à 11 heures du matin a été ralentie et retardée pour le déjeuner par 9 traînées de vapeur se produisant simultanément qui se sont étendues et ont convergé vers une couverture nuageuse artificielle de 6/10 cirro-stratus, réduisant l'intensité de la lumière du soleil, ce qui a réduit la température du four. Un lot de frites solaires a été gâché par des températures plus basses de l'huile de friture sur 2 cuiseurs paraboliques séparés alors que la première pizza était en train de cuire.
• MISE À JOUR DE LA RECHERCHE 22/08/2016 Le four solaire Parabolic Willow Basket cuit des biscuits à l'avoine sans gluten à 350° ^C par un après-midi ensoleillé de 78 ^° C en 1 heure de 11h30 à 12h30 dans la prairie d'essai de Lost Valley. Une deuxième séance de cuisson a donné un autre lot de biscuits à l'avoine garnis de chocolat noir et de noix de coco le même après-midi.

Raisons d'utiliser un panier comme modèle pour les cuiseurs solaires

par Bart Orlando

Nous souhaitons responsabiliser les populations des pays non industrialisés, en utilisant une méthode de construction de cuiseurs solaires paraboliques qui peut utiliser les compétences des vanniers traditionnels, en utilisant des matériaux végétaux indigènes. Les instructions pour fabriquer des cuiseurs solaires à panier parabolique doivent être gravées ou gravées sur la surface convexe de cuiseurs solaires paraboliques en aluminium massif ou en acier inoxydable de forme similaire, fabriqués (à partir de métaux récupérés) par des usines capables de former par rotation ou d'éradiquer le football. réflecteurs de lumière du stade. Ces paraboloïdes métalliques durables peuvent ensuite être largués par avion vers des villages éloignés et des camps de réfugiés à partir d'avions-cargos C-130 pour être utilisés dans des démonstrations éducatives et comme modèles avec des instructions en langage universel pour tisser des paniers paraboliques.

Des réflecteurs à finition miroir doivent être fournis à partir de couvercles à finition miroir en acier inoxydable de qualité alimentaire provenant de légumes en conserve (fabriqués sans doublures en BPA), largués par avion vers des villages éloignés et des camps de réfugiés, afin de nourrir les enfants souffrant de malnutrition ou de retard de croissance, pendant que le reste de la boîte est utilisé. comme marmite après avoir été initialement noirci sur un feu de cuisson avant utilisation. En distribuant des milliers de modèles de paraboloïdes métalliques, des millions de fours solaires à panier parabolique peuvent être créés par ceux-là mêmes qui en ont le plus besoin.

Deux milliards de femmes passent la majeure partie de leur journée à parcourir de nombreux kilomètres à pied depuis leur village pour trouver du bois de chauffage pour leurs feux de cuisine, qui est ensuite transporté en gros paquets lourds. Les femmes qui s'occupent des feux de cuisine, respirent la fumée et contractent l'emphysème. Ce type de cuiseur solaire parabolique à focalisation profonde peut également pasteuriser l'eau potable qui devrait autrement être chauffée avec du bois de chauffage ou transportée sur de longues distances depuis des puits d'eau profonde sûrs. Les cuiseurs solaires à panier parabolique nécessitent environ 100 fois moins de travail que ce qui est traditionnellement la norme pour plus de la moitié des femmes sur Terre. Cela permet de consacrer plus de temps libre à participer à des activités telles que des programmes d'alphabétisation et à construire des industries artisanales locales (telles que la vannerie au four solaire) pour générer un revenu en espèces.

Les premiers tests ont démontré que ce prototype peut faire bouillir à plusieurs reprises 2,5 gallons d'eau et chauffer une petite chambre de four à 330 degrés Fahrenheit en 1,5 heure, en plein soleil à midi en été (et chaque jour ensoleillé dans les régions équatoriales). Lors de tests récents, suite à des modifications apportées à la conception et au positionnement de la chambre du four, celle-ci atteint régulièrement des températures de 350 degrés F. et a atteint 425 degrés f. à trois reprises. Il prépare des biscuits, des gâteaux, du pain et même des pizzas végétariennes !

Utilisations et applications potentielles

Les cuiseurs solaires à panier parabolique peuvent être utilisés aux fins suivantes :

Pasteurisation de l'eau potable
Préparation de plats cuisinés
Paraboles de télécommunication par satellite pour liaisons Internet, à utiliser à des fins pédagogiques dans les écoles de village. (antenne incluse dans l'airdrop)

Comment fonctionnent les cuiseurs solaires paraboliques

par Bart Orlando

Le graphique de y = 0,4x ²

Représenter graphiquement une parabole et un paraboloïde

Les cuiseurs solaires paraboliques sont alimentés par la LUMIÈRE VISIBLE rayonnant d’une immense réaction de fusion thermonucléaire alimentée par l’hydrogène située à 93 millions de kilomètres de la Terre, au cœur d’une étoile, que nous appelons notre Soleil. Les cuiseurs solaires convertissent la lumière solaire visible en énergie thermique (c'est-à-dire chaleur ).
Le mot parabolique fait référence à la courbure mathématique précise du miroir réfléchissant qui crée une lentille réfléchissante qui concentre la lumière directe du soleil sur un point focal lorsqu'elle est dirigée directement vers le soleil. Si une bouilloire noire est remplie d’eau et placée à ce point focal, elle recevra et absorbera plus de lumière solaire que si elle était simplement exposée seule à la lumière directe du soleil. Lorsque la lumière solaire concentrée est absorbée par la bouilloire, elle est convertie en énergie thermique, ce qui fait monter la température de l'eau dans la bouilloire jusqu'à 100 ° ^C . En revanche, la lumière frappant le miroir n'est pas absorbée mais est réfléchie et donc la surface du miroir reste proche de la température ambiante. (Dans les climats où les températures ambiantes à midi sont inférieures à zéro, c'est-à-dire à des latitudes élevées ou à des altitudes élevées, toute eau bouillante qui s'écoule de la bouilloire vers le bas sur la surface du miroir froid en dessous , gèlera facilement.)
De cette façon, l’énergie du soleil peut être directement convertie en énergie thermique pour la cuisson, la pasteurisation de l’eau et l’allumage de flammes solaires partout dans le monde. La surface en miroir peut également focaliser un signal micro-ondes pour les télécommunications par satellite si une antenne est positionnée au point focal à la place de la bouilloire et si le panier parabolique, maintenant une antenne parabolique, est dirigé vers un satellite de communication au lieu du soleil et est utilisé à des fins éducatives. à des fins de transmission d'informations, de communications d'urgence et de liaisons Internet montantes.

Discussion sur les choix autour de la construction

par Elizabeth Titus

Ce panier est destiné à inciter les artisans autochtones à utiliser leurs matériaux locaux. Le saule est un matériau de tissage très couramment disponible et relativement facile à utiliser.

Nous avons consulté plusieurs ressources en ligne sur le tissage et le traitement du saule.

J'ai utilisé les techniques de tissage partagées sur le site Jon's Bushcraft [1] pour la base. Une fois arrivé sur les côtés, j'ai décidé de simplifier en un seul tisserand pour obtenir les dimensions et la forme exactes que nous recherchions.

Sur la base de l'expérience passée de Bart Orlando (création d'un cuiseur solaire à panier parabolique) , nous avons créé des cerceaux [2] de différents diamètres pour guider la construction précise de notre paraboloïde.

Les maths

par Elizabeth Titus

Avant de commencer la construction, nous avons tracé 3 paraboles ; y = .4x ² , y = .5x ² et y = .6x ² . Bart a choisi y = 0,4x ² car il était juste assez peu profond pour viser en s'inclinant tout en restant un paraboloïde à focalisation profonde. Nous avons décidé d'en créer un de 5 pieds de large et de diamètre. J'ai calculé les hauteurs des différents diamètres en conséquence.

Pour ce panier, j'ai créé un tableau de valeurs correspondant à y = .4x ² pour x et y jusqu'à 2,5, puisque notre diamètre serait de 5 pieds, donc le rayon serait de 2,5. C'était aussi la hauteur. Nous avons décidé de tronquer la base à un diamètre de 1 pied pour qu'elle ait une base de niveau (en plus de simplifier le processus de tissage). C'était à une hauteur de 0,1 pied, j'ai donc soustrait 0,1 pied de toutes les autres hauteurs.

Procédure étape par étape (meilleures pratiques)

par Elizabeth Titus

Saule récolté

. Veuillez cliquer sur les hyperliens numérotés en bleu pour voir des images photographiques illustratives.

Faites tremper les morceaux de saule droits [3] pendant une journée par pied de hauteur. Vous voulez principalement des pièces de 3 à 6 pieds de long.

Créez des cerceaux [4] à partir du saule et de la ficelle [5] d'un diamètre intérieur de 1, 2, 3, 4 et 5] pieds pour servir de guides pour le tissage. [6] [7]

Voici un tableau des valeurs que nous avons générées pour la hauteur et le diamètre.

Ce site a été la principale source d'inspiration pour la technique : [ [8] ]

Sélectionnez 12 à 16 morceaux de saule comme piquets originaux. Nous n’en avons utilisé que 6 et avons reçu le retour selon lequel ce serait plus fort avec plus, mais cela pourrait être plus difficile à démarrer.

Trancher avec un couteau au milieu de la moitié des piquets [9] , en enfilant les autres piquets dans tous ceux fendus [10] . Vous pouvez alterner des extrémités plus épaisses pour plus de symétrie (donc de stabilité) dans tout le panier.

Prenez deux petits tisserands. Coupez en points et placez-les dans la même fente dans un piquet divisé, enroulez-les autour du piquet le plus proche, tournez-les de l'autre côté [11] et continuez à croiser chaque piquet et à les tordre une fois du côté opposé. Pendant que vous faites cela, travaillez à écarter les piquets afin qu’ils s’étendent depuis le centre. Un ami aidant pourrait être utile ici. Lorsqu'un tisserand est à court, superposez-en un nouveau pour l'épisser. Tissez de cette façon jusqu'à obtenir un cercle d'un diamètre d'un pied, en comblant les espaces si nécessaire.

Une fois que vous avez la base de votre cercle, remarquez à quel point vos piquets sont solides, flexibles et longs sur la circonférence. Sélectionnez de nouveaux enjeux à couper en un point et insérez-les à droite des enjeux sélectionnés que vous souhaitez remplacer avant de continuer. Tout piquet remplacé doit être coupé au bord du cercle. [12]

Vous allez maintenant créer le bord du fond du panier. Réchauffez la base des piquets en les frottant et en les pliant doucement, puis pliez-en un vers la gauche, derrière deux piquets puis vers le haut. Faites-le avec chaque pieu successivement, vers la gauche, en attachant les pieux à la verticale pour les écarter. Un ami peut également être utile ici. Vous devrez rentrer et relever les deux derniers pour que le motif continue tout autour et crée un bord autonome. [13]

Sélectionnez des tisserands longs, fins et flexibles. Coupez la petite extrémité pour pouvoir la ranger dans le tissage et tissez une fois autour de la base, dans et hors de chaque piquet. [14] [15]

Fixez le cerceau de 2 pieds à environ 4,5 pouces du sol [16] . J'ai ajouté un peu de hauteur pour tenir compte du fond du panier. Vous pouvez utiliser des morceaux de saule massif, aiguisés aux deux extrémités afin d'être enfoncés dans le sol et collés dans le cerceau.

Fixez le panier au sol au centre du cerceau de deux pieds. Attachez les piquets au cerceau en les laissant un peu tourner en spirale mais en essayant de stabiliser le centre [17] . Entrez et sortez avec un tisserand à la fois jusqu'à ce que vous atteigniez le cerceau.

Installez le cerceau de 3 pieds de manière à ce qu'il se trouve à environ 10,5 pouces du sol. Placez le panier à l'intérieur, sans le cerceau précédent, et tissez jusqu'à atteindre celui-là [18] . Continuez avec le cerceau de 4 pieds, qui mesure environ 1 pied et 7 pouces de haut [19] , et le cerceau de 5 pieds [20] , qui mesure 2 pieds et 6 pouces de haut. Vous pourriez décider d'utiliser un autre bois pour les piquets, en affûtant l'extrémité pour l'enfoncer dans le sol et en ajoutant un clou sur le dessus avec sa tête coupée afin qu'il puisse s'attacher aux cerceaux [21] . [22]

Placez le panier dans l'ensemble cerceau/piquet de 5 pieds de diamètre, en ancrant le centre du panier au sol au centre précis du cerceau, à l'aide de piquets courts. [23] [24]

Au fur et à mesure que vous en tissez de nouveaux, vous pouvez les utiliser pour stabiliser les tisserands précédents en tissant vers la base, puis en vous tournant pour tisser latéralement. Abaissez vos tisserands au fur et à mesure et travaillez pour ranger soigneusement les extrémités pour plus de stabilité. Lorsque vous avez terminé, coupez les extrémités qui dépassent trop. Vous pouvez également ajouter de nouveaux piquets au fur et à mesure en les poussant dans le tissage, et de préférence dans la base.

Une fois que vous avez atteint le sommet, laissez quelques piquets dépasser pour retenir les tisserands et les tailler. Le dessus serait facile à retirer, alors sélectionnez de bonnes pièces pour fabriquer des poignées qui maintiennent également le dessus. Rasez chaque extrémité en cales plates et, pour une meilleure adhérence, taillez plusieurs encoches orientées vers le haut de chaque côté. Réchauffez le saule en le pliant doucement et en le frottant pour le réchauffer. Pliez chaque pièce et insérez les extrémités à une distance choisie autour du haut. Placez-en deux ensemble pour des poignées plus solides. Soyez conscient de l’ampleur de l’écart que vous créez ; un espace trop grand facilitera leur retrait accidentel.

Débriefing (ce qui a fonctionné, ce qui n'a pas fonctionné)

par Elizabeth Titus

Notre premier test réussi de biscuits géants à l'avoine

Notre premier gâteau aux carottes cuit avec succès

Biscuits à l'avoine

Biscuits à l'avoine médicinaux biologiques avec des pépites de chocolat noir et de noix de coco

Le saule est beaucoup plus facile à travailler lorsqu’il est correctement trempé. Récoltez en hiver, laissez reposer et sécher pendant plusieurs mois, puis laissez tremper pendant une journée par pied de longueur. Sortez-le pour le adoucir un jour avant de l'utiliser. Essayez de l'utiliser pour la base dans les 4 jours suivant le trempage. C'est la partie la plus délicate, avec les virages les plus serrés. Une fois que vous avez atteint le cerceau de 2 ou 3 pieds de diamètre, les virages sont beaucoup plus indulgents et vous pouvez être moins sélectif quant à l'état dans lequel se trouve votre saule. Si votre saule se brise ou se froisse, vérifiez vos méthodes de trempage et passez peut-être plus de temps. réchauffez-le là où vous voulez qu’il se plie.

Nous avons essayé de nombreuses méthodes pour mesurer les dimensions du panier au fur et à mesure que nous travaillions, notamment en essayant de fabriquer un guide interne avec un bâton comme axe et des ficelles attachées, un panier externe suspendu avec les cerceaux attachés ensemble afin de bercer le panier, et mesurer et remesurer au fur et à mesure. À la fin, la meilleure technique semblait être de placer un cerceau à la fois, de centrer puis de placer le panier à l'intérieur. J'ai fait beaucoup de calculs pour essayer de calculer d'autres relations entre les points et les diamètres, mais la simple relation hauteur: diamètre était certainement la plus utile.

Le tuteurage fonctionnait bien avec des piquets de saule aiguisés, mais nous avions besoin de quelque chose de plus grand et de plus uniforme pour les cerceaux les plus hauts.

Nous avons décidé que stocker le panier à l’envers pourrait être le meilleur moyen de maintenir son intégrité.

Note complémentaire de Bart : Après un an, le panier a commencé à perdre sa véritable forme paraboloïde et à s'affaisser le long du côté le plus proche du sol (lorsqu'il était orienté vers de faibles angles de déclinaison), comme le montrent les photos liées. [25] Je pense que c'est parce qu'il a été convenu de ne pas utiliser les cerceaux comme contraintes permanentes qui auraient été uniformément espacées de la base ou du sommet jusqu'au bord comme prévu à l'origine et indiqué par les résultats d'une tentative précédente de tissage. un cuiseur solaire à panier parabolique en 2007. [26] Cependant, la forme affaissée s'est avérée presque parfaite pour la cuisson de gâteaux et de biscuits à la fin de l'été, lorsque le soleil de midi était à une déclinaison plus faible. [27] Cette forme ne conviendrait pas à la cuisson solaire en milieu de journée dans les régions équatoriales lorsque le soleil est proche du zénith, mais conviendrait à une utilisation le matin et en fin d'après-midi dans ces régions. Peut-être que les deux styles devraient être conçus pour être utilisés dans les deux angles de déclinaison extrêmes.

Nous avons utilisé un petit barbecue Smokey Joe Weber propre et noir comme chambre de cuisson du four. [28] De la pâte à gâteau ou à biscuits était déposée sur des moules à pâtisserie. [29]

La température maximale du four observée était de 335 degrés Fahrenheit un jour à 90 degrés Fahrenheit. Des températures de four plus élevées ont probablement été atteintes les jours supérieurs à 100 degrés, bien qu'aucune mesure n'ait été effectuée ces jours-là. 325 degrés Fahrenheit par une journée à 75 degrés était la température maximale documentée photographiquement. [30] [31]

Je pense qu'une structure squelettique plus solide pour de si grands paniers devrait être faite de rotin ou de bambou de manière à permettre le tissage de matériaux tels que le saule pour remplir la forme du panier. Les cadres de chaise Papasan fournissent un exemple sur lequel baser une telle conception.

Je pense que la prochaine tentative de cuiseur solaire à panier devrait utiliser des miroirs circulaires en aluminium de 10" de diamètre qui imitent l'utilisation de couvercles de boîtes de légumes à finition miroir.

Le cuiseur solaire Willow Basket fait bouillir de l’eau

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Modèle parabolique

de Bart Orlando et Simon Walter-Hansen

Une courbe parabolique, de l'équation y = 0,4x ² , a été tracée à l'aide d'un plan cartésien avec les axes x et y dessinés sur la surface d'une grande section de contreplaqué de 3/8" d'épaisseur. La courbe a été découpée à l'aide d'une scie sauteuse. Ce modèle parabolique était suspendu périodiquement dans le panier pour vérifier qu'une courbe parabolique précise était en cours de tissage .

Les miroirs en aluminium

de Bart Orlando et Simon Walter-Hansen

L'aluminium au fini miroir a été acheté auprès de la société de fourniture d'aluminium Alumet. [35]
Deux feuilles de 4 x 8' ont été découpées en facettes en forme de coin, techniquement appelées gores, à l'aide d'un découpeur plasma. [36]
Un guide en bois en forme de facette a été fabriqué pour que le découpeur plasma puisse tracer. [37] La ​​largeur des facettes était d'environ 7" et la longueur des facettes a été choisie pour s'étendre du bord du panier jusqu'au bord de la circonférence extérieure de la base plate de 1' de diamètre du panier qui est ombragée par la marmite suspendue.

Les facettes ont été fixées au panier à l'aide d'attaches zippées enfilées dans trois petits trous percés près de chaque coin de chaque facette.

Ces facettes en aluminium au fini miroir seront remplacées dès que possible par des couvercles de boîtes de conserve en acier inoxydable de qualité alimentaire au fini miroir afin de démontrer la faisabilité de leur utilisation comme réflecteurs solaires (et bouilloires solaires), comme ce serait le cas dans les villages reculés. et les camps de réfugiés recevant des ponts aériens ou des largages de ces légumes en conserve sur mesure. [38] [39]

Remerciement spécial à

Colin Doyle - Directeur des projets de permaculture Centre d'éducation et d'événements de Lost Valley

Justin Michelson - Directeur exécutif - Lost Valley Education and Event Center

Simon Walter-Hansen - Ingénieur/Mentor - Centre d'éducation et d'événements de Lost Valley

Le Centre éducatif et événementiel de Lost Valley [www.lostvalley.org]

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Liens pertinents

Projets avec Bart