Як зробити сонячну духовку

Успішне використання сонячних плит (автобусів) було відзначено в Європі та Індії на початку 18 ст. Сонячні кухарі та духові шафи поглинають сонячну енергію, перетворюючи її в спеку, що накопичується всередині обмеженого простору. Всмоктується тепло використовується для приготування, смаження і випічки. Температура в сонячній печі може досягати 200 градусів Цельсієм.

Box сонячні печі

Коробка сонячних батарей складається з самоізольованої коробки, пофарбованої всередині чорного кольору, в якій розміщені чорні каструлі їжі. Коробка покрита двошаровою «поворотом», яка дозволяє сонячне випромінювання в коробку і зберігає тепло всередині. Крім цього, на внутрішній стороні кріпиться кришка з дзеркалом, яка, при складанні, збільшує припливне випромінювання, а в закритій формі покращує теплоізоляцію печі.





Основні переваги коробок сонячних батарей:

  • Використовуються як прямі, так і розсіяні сонячні випромінювання.
  • Ви можете нагріти кілька горщиків одночасно.
  • Вони легкі, переносні і прості у використанні.
  • Вони не повинні слідувати сонцем.
  • Поміряють температури роблять перемішування зайвих.
  • Їжа залишається теплою протягом всього дня.
  • Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів.
  • Вони порівняно недорогі (зрівняні з іншими видами сонячних духових шаф).
Звичайно, вони також мають деякі недоліки:

  • Вони можуть бути варені протягом дня.
  • У зв'язку з помірною температурою, приготування їжі займає довго.
  • Скляна кришка веде до значних втрат тепла.
  • Такі духовки «не можна» смажать.
Завдяки своїм перевагам сонячні печі є найбільш поширеним типом сонячної печі. Вони приходять в різні типи: промислове виробництво, арізоан і домашній; форма може нагадувати плоску валізу або широку низьку коробку. Є стаціонарні печі з глини, з горизонтальною кришкою (в тропічних і субтропічних областях) або нахилених (в помірних кліматах). Для сім'ї п'яти рекомендовані стандартні моделі з апертурою площею близько 0,25 м2. На продажу є також більші версії духових шаф - 1 м2 або більше.



Рекомендації з побудови сонячної печі

Так як тепло поглинається внутрішньою поверхнею коробки необхідно перенести на сковороду, кращий матеріал для коробки - алюмінієвий, який має високу теплопровідність. Крім того, алюміній не схильний до корозії. Наприклад, сталева коробка, навіть з гальванічним покриттям, не може витримати гаряче і вологе середовище всередині печі для довгого приготування. Мідний лист дуже дорогий.

Ви не можете прикріпити металеві деталі, які можуть створювати теплові містки. Теплоізоляційний матеріал може бути склом, синтетичною вовною або будь-яким натуральним матеріалом (податкові луки, кокоси, рис, кукурудза тощо). Який матеріал використовується, він повинен залишатися сухим.

Кришка печі може складатися з одного або двох вікон з проміжком повітря. Відстань між двома шарами скла зазвичай 10-20 мм. Дослідження показали, що використання прозорого матеріалу з клітинною структурою, що розділяє інтер'єрний простір на маленькі вертикальні клітини, може істотно зменшити втрату тепла печі, тим самим підвищуючи його ефективність. Інтер'єрне скло є тепловідкритим, тому часто використовується загартоване скло; або обидва шари можуть складатися з звичайного скла товщиною 3 мм.

Зовнішня кришка сонячної печі є рефлектором, який посилює аварійне випромінювання. Відбивна поверхня може бути звичайним склом дзеркала, відбиваючий пластиковий лист або незламний металевий дзеркало. У екстремальних випадках можна використовувати фольгу від сигаретних пачок.

Зовнішня коробка сонячної печі може бути виготовлена з дерева, склопластику або металу. Скловолокно світло, недорогий і водонепроникний, але не дуже міцний в безперервному використанні. Деревина міцна, але більш схильна до погіршення через вологість. Алюмінієві листи в поєднанні з дерев'яними кріпленнями утворюють високу якість поверхні, стійкий до механічних впливів, температурних і вологих змін. Алюмінієвий армований дерев'яний ящик є найбільш міцним, але він коштує все більш і досить важко, крім його виготовлення займає час.

Продуктивність стандартної сонячної печі площею 0,25 м2 досягає близько 4 кг їжі на добу, тобто достатня для сім'ї п'яти осіб.

Найвища температура всередині сонячної печі може досягати понад 150° C на сонячний день в тропах; це приблизно 120 ° C вище температури навколишнього середовища. Оскільки вода, що міститься в їжі, не нагрівається вище 100 °C, температура всередині заповненої печі завжди буде відповідно нижчою.

Температура в сонячній духовці різко падає при нанесенні страв з їжею. Також важливо, щоб температура залишалася добре нижче 100 ° Більшість часу приготування. Але точка кипіння 100 °C не потрібно для приготування більшості овочів і круп.

Середня тривалість готування в сонячній печі становить 1-3 години в хороших сонячних умовах і помірних навантаженнях. Використання тонкостінних алюмінієвих сковорідок значно знижує час приготування порівняно з посудом з нержавіючої сталі. Крім того, такі фактори впливають:

  • Час готування знижується в високих умовах світла і навпаки.
  • Висока температура навколишнього середовища зменшує час приготування і навпаки.
  • Невелика кількість їжі для варіння зменшує час приготування, і навпаки.
Дзеркальні печі (з рефлектором)

Найлегша дзеркальна духовка - це параболічний рефлектор і підставка для сковорідок, розташоване в фокусі печі. Якщо піч піддається сонячній печі, сонячне світло відбивається від усіх рефлекторів до центральної точки (фокусу), нагріваючи каструлю. Рефлектор може бути параболоїдним, наприклад, з листової сталі або рефлекторної фольги. Відбивна поверхня зазвичай виготовляється з полірованої алюмінію, дзеркального металу або пластику, але також може складатися з багатьох дрібних плоских дзеркал, прикріплених до внутрішньої поверхні параболоїду. Залежно від необхідної фокальної довжини рефлектор може бути у вигляді глибокої чаші, в яку повністю занурюється сковорода їжі (коротка фокальна довжина, страви захищені від вітру) або невеликої пластини, якщо сковорода встановлена на вогнищевій точці на певній відстані від рефлектора.

Всі рефлекторні печі використовують тільки пряме сонячне випромінювання, тому необхідно постійно обертати за Сонце. Це ускладнює свою роботу, так як він робить користувача залежним від погоди і регулюючого пристрою.





Переваги дзеркальних духовок:

  • Можливість досягти високих температур і, відповідно, швидкого приготування.
  • Відносно вигідні моделі.
  • Деякі з них можна використовувати для випічки.
Ці переваги супроводжуються деякими недоліками:

  • В залежності від маси вогнища, піч повинна обертати за Сонце приблизно кожні 15 хвилин.
  • Загублений тільки прямий променевість і розсіяне сонячне світло.
  • Навіть при невеликих хмарах можливі великі втрати тепла.
  • Обробка такої духовки вимагає певної майстерності та розуміння принципів її роботи.
  • Відображена рефлекторна радіація дуже яскрава, жалюзі очей і може привести до опіку на контакті з вогнищевим плямою.
  • Приготування їжі обмежена на добу.
  • Зварювання має працювати в гарячому сонці (крім печей з фіксованим фокусом).
  • Ефективність печі залежить від мінливої міцності і напрямку вітру.
  • Увечері готують страви.
Складність обробки цих печей, в поєднанні з тим, що варик змушений стояти на сонці, є основною причиною їх низької популярності. Але в Китаї, де приготування традиційно вимагає високої теплоти і потужності, вони поширені.



Теплова потужність

Теплова потужність сонячної печі визначається кількістю сонячної радіації, робочою поглинаючою поверхнею печі (зазвичай між 0,25 м2 і 2 м2) і його тепловою ефективністю (зазвичай 20-50%). Таблиця порівнює типові значення площі, ефективність та живлення для печі коробки та печі відбиття.

Стандартні значення площі, ефективність та продуктивність печі коробки та рефлекторної печі

Площа, м2

Середня ефективність, %

Потужність, Вт при освітленні 850 Вт/м2

Час відварити 1 л води, хв.

Рефлектор

1.25 р.

30.

320 р.

17.00 р.

Коробка духова

0 товар(ов) - 0.00 р.

40.

85.

64 кв.м.



Як правило, рефлексні печі мають велику робочу поверхню, ніж коробки. Отже, вони набагато більш потужні, можуть кип'ятити більше води, варити більше їжі, або обробити порівняні суми менше часу. З іншого боку, їх термоефективність нижча, тому що страви охолоджують під впливом атмосфери.

У тропічних і субтропічних країнах можна очікувати чистої погоди і нормального щоденного освітлення практично цілий рік. Навколо ноону, коли загальна сонячна освітленість досягає 1000 Вт / м2, цілком реалістично очікувати теплової потужності 50-350 Вт, в залежності від типу і розміру пластини. Кількість випромінювання вранці і вдень години природно нижча і не може бути повністю компенсована сонячною системою.

Порівняно, спалювання 1 кг сухої деревини виробляє приблизно 5,000 Вт, що переповнені тепловою ефективністю плити (15% для примітивного вогнища і 25-30% для поліпшення печі, що використовується в країнах, що розвиваються). Теплова потужність, фактично досягається стравами, тому 750-1500 Вт.

Кількість сонячної радіації різко знижується при хмарних умовах і в період дощового сезону. В умовах відсутності прямого випромінювання сонячна піч не підходить для будь-якого іншого, ніж зберігання готової їжі в теплому вигляді. Слабкий момент сонячних печей (незалежно від їх типу) полягає в тому, що на хмарних і дощових днів (2-4 місяців на рік для більшості країн, що розвиваються), їжа повинна бути приготована за допомогою звичайних засобів: дрова, газового або гасового пальника.



Сонячне випромінювання та печі

Головною передумовою успішного використання сонячної печі є достатня освітленість з невеликою кількістю хмарних днів протягом року. Тривалість і інтенсивність сонячного випромінювання повинні дозволити використання сонячної печі протягом тривалого періоду. Хоча в Центральній Європі, приготування з сонячною енергією можливо на сонячному літньому добу, мінімальна кількість сонячної енергії 1500 кВт•год/м2 на рік бажано для сонячної печі (який відповідає середньодобовому ізольованню 4 кВт•год/м2). Але однорічні середи іноді можуть бути введеними. Важливим умовою придатності сонячної печі є стабільна літня погода, тобто регулярні, передбачувані періоди безхмарних днів.

Сонячні енергетичні ресурси значно відрізняються від країни до країни, навіть в тропічному поясі третього світу. Наприклад, сонячне випромінювання в більшості регіонів Індії вважається дуже добре в плані використання сонячної енергії. Середня кількість сонячної енергії становить від 5 до 7 кВт•год/м2 на добу, в залежності від регіону. У більшості частин країни освітлення досягає мінімуму під час дощового сезону і майже невисокий протягом грудня і січня.

Клімат і сонячний потенціал Кенії вигідні для використання сонячних печей. Кенія знаходиться поруч з еквататором і тому має тропічний клімат. У столиці Найробі кількість сонячної енергії становить від 3,5 кВт•год/м2 на добу в липні до 6,5 кВт•год/м2 на добу у лютому, а в інших областях практично не змінюється (6.0 – 6.5 кВт•год/м2 на добу в Лодварській провінції). Сонячне випромінювання в Найробі дозволяє готувати з сонячною енергією дев'ять місяців на рік (крім червня-серпень). На хмарних або кормових днях, з іншого боку, ви повинні спиратися на традиційні палива. Однак в провінції Лодвар, сонячні печі можна використовувати цілий рік.



Сонячні печі для розвитку країн

Метою використання сонячних печей є безперечно збереження енергії на обличчі подвійної енергетичної кризи: криза бідних, що складається з збільшення недоліків деревини, а криза національної енергії – підвищення тиску на баланс платежів.

У порівнянні з іншими країнами, розвиваються країни, споживають дуже мало енергії. Наприклад, темп споживання енергії в Індії в 1982, 7,325 GJ, був одним з найнижчих у світі. Але споживання енергії країни зростає майже вдвічі швидше, ніж його валовий національний продукт. Так само в інших країнах, що розвиваються.

Більшість людей в країнах, що розвиваються, зводять більшу частину своєї енергії з некомерційних джерел: традиційні, локальні енергетичні ресурси і фізична праця. Вони просто не можуть дозволити собі купити потрібну кількість виробленої енергії.

Логічний наслідок цього є відносним недоліком палива для бідного, стандарт якого проживає додатково погіршується в результаті. Сонячні печі є кроком для покращення умов життя.

В першу чергу сільським населенням використовуються сонячні печі.



Скільки енергії потрібна для приготування їжі

Щодня потреба в паливі залежить від того, яка їжа готується і кількості її. резидент країни, що розвивається, в середньому, 1 тонна дрова на рік. Типова індійська родина потребує 3-7 кг деревини на добу; в оздоблювальних регіонах добова кількість деревини на сім'ю становить майже 20 кг взимку і 14 кг влітку. На півдні Малі середня родина (15 осіб) опікує близько 15 кг деревини на добу. Дослідження, проведене в Афганському біженському таборі в Пакистані, виявили, що щоденна потреба в дервах становить до 19 кг на сім'ю. Більш ніж половина дрова в типовому господарстві витрачається на хліб для випічки, решта на варіння іншої їжі. На зиму потрібно більше деревини.

Хоча кількість енергії, необхідної для приготування їжі, сонячні печі пропонують значні економії енергії. Основне завдання сонячних печей полягає в тому, щоб зменшити потребу в дерев'ях, що ще є найважливішим паливом для приготування їжі. Проблема в тому, що дерево вигідно порівняно з гаслом, повітряним газом і електрикою. Зростання неконтрольованої заправки для самовикористання та продажу є основною причиною дефорестації, розширення пустелі, ерозії ґрунтових грунтів, зниження рівня ґрунтових вод і тривалого несприятливого впливу на екологічний баланс. Мегерні залишки лісів в Пакистані та дефорація рампанів в Кенії є доказом того, що страхи не перебільшуються.

В цілому сонячні печі малоймовірно внесуть до вітчизняної енергетичної галузі. Тим не менш, вони можуть значно поліпшити умови життя бідних і допомогти їм подолати свою особисту енергетичну кризу.

Сонячні печі поставляються в різних формах і розмірах. Ось кілька прикладів: піч, піч-концентратор, рефлектор, сонячний паровар тощо. З усіма моделями, всі печі захоплюють тепло і утримують її в термоізольованій камері. У більшості моделей сонячне світло безпосередньо впливає на їжу.

Видання



Джерело: rea.org.ua/dieret/Solar/solar.html#SOLAR COOKERS