Tak się składa, że promieniowanie słoneczne o wiele łatwiej można
wykorzystać do wytwarzania ciepła niż prądu co w praktyce jest możliwe dzięki
przemysłowo wytwarzanym modułom fotowoltaicznym. Aby uzyskać ciepło i je nie stracić należy
zachować kilka prostych zasad
- - promienie słoneczne trafiające na czarną powierzchnię podgrzewają ją jak dzieje się to z czarnymi ubraniami lub ciemnymi samochodami
- - za pomocą lupy można skupić promienie słoneczne uzyskując temperaturę kilkuset stopni
- - dzięki lusterku można dowolnie przekierowywać promienie i za pomocą kilku lusterek można tak jak przy lupie skupić je w jednym punkcie.
- - ciepło słoneczne można gromadzić i podtrzymywać przy użyciu materiałów izolacyjnych jak np. wełna.
- - szyby przepuszczają słońce i jednocześnie zapobiegają szybkiej ucieczce ciepła choć oczywiście słabiej niż materiały izolacyjne, podwójne oszklenie daje lepszy efekt
- - promieniowanie słońca przetwarzane są w ciepło gdy po przejściu przez szybę trafi na ciemną powierzchnię. Przy szczelnej konstrukcji i dobrej izolacji wewnątrz piecyka temperatura może dojść do 180 oC
Zasadniczo można wyróżnić dwa typy konstrukcji urządzeń pozwalających
uzyskać ciepło z promieniowania słońca: piekarnik solarny wykorzystujący efekt
cieplarniany oraz kuchenka paraboliczna działająca na zasadzie koncentracji
promieni słonecznych. Oba urządzenia różnią się wykorzystaniem promieniowania
bezpośredniego i rozproszonego. Piekarnik wykorzystuje oba rodzaje promieniowania
dlatego też wystarczy nakierować na południe i dobrze działa w dni kiedy
słońce co jakiś czas wygląda i chowa się
za chmury natomiast kuchenka działa
dzięki promieniowaniu bezpośredniemu w związku z czym co raz na pół godziny
należy nastawiać ją za poruszającym się słońcem.
Piekarnik solarny to izolowana skrzynka z czarnymi ścianami
wewnątrz przykryta od góry podwójną szybą. Krótkie fale promieniowania
słonecznego są przetwarzane przez ciemną powierzchnię w długofalowe
promieniowanie cieple. Formy do pieczenia i garnki mają czarną powierzchnią tak
aby absorbować promieniowanie. Ponieważ powstałe wewnątrz długofalowe
promieniowanie cieplne jest zatrzymywane przez podwójne okno oraz izolowane
ścianki wewnątrz dochodzi do wzrostu temperatury. Producenci piekarników typlu
pudełkowego jak Sun Oven
czy LAZOLA podają
160 oC jako maksymalną
temperaturę jaka może w nich powstać. Piecyk solarny można skonstruować samemu
z ogólnie dostępnych materiałów. Najprostsze eksperymentalne piekarniki powstają
nawet z kartonów po pizzy czy pudełek po butach budowane przez uczniów np. na
lekcjach techniki w celu przybliżenia zasady działania.
Do zbudowania profesjonalnych, dobrze działających piecyków potrzebne są:
szyby, drewniane listwy, drewniane płyty klejone, wkręty, gwoździe, klej do
drewna, wełna do izolacji, zużyte płyty aluminiowe z druku offsetowego
(dostępne w większych drukarniach), czarna farba żaroodporna.
Poniżej zdjęcia obrazujące powstawanie piecyka własnej roboty. Jest to
piecyk pudełkowy typu ULOG rozwinięty przez Urlicha Oehlera
około 1985 w Bazylei wielokrotnie kopiowany i modyfikowany, ze względu na łatwą
dostępność do materiałów konstrukcyjnych oraz instrukcji montażu najbardziej rozpowszechniony w Europie.
Do budowy piekarnika wykorzystano sklejane płyty drewniane będące odpadem z remontu mieszkania
Po wycięciu ścian i zbiciu ramy otrzymujemy szkielet piekarnika
Boczne ściany są nachylone pod kątem 30 stopniWidok pudełka od dołu
Prawie gotowe okno przed założeniem ostatniej ramy
Okno razem z przymocowanym do niego na zawiasach reflektorem
Złączone dwie płyty z druku offsetowego (50x70cm) z odrysowanymi wzorem niecki do wycięcia
Płyta offsetowa daje się łatwo ciąć
Również zaginanie krawędzi i składanie niecki w całość nie stanowi większego problemu
Gotową nieckę pomalowana farbą żaroodporną
Gotowa niecka mocowana do ramy
Piekarnik prawie gotowy
Pozostaje tylko od spodu włożyć izolację, w tym przypadku są to zwykłe gazety
Szybę z reflektorem trzeba przytwierdzić do zamkniętego od dołu pudełka
Piekarnik solarny gotowy
Widok piekarnika od tyłu
Piekarnik otwarty wystawiony w kierunku słońca
Piekarnik ustawiony na tylnej ściance
Takie ustawienie z kątem nachylenia okna 60 stopni przeznaczone do pieczenia w zimowe, słoneczne dni
Kuchenka paraboliczna składa się z lustrzanej powierzchni tak
uformowanej, że odbite promienie skupiają się w jednym punkcie, ogniskowej. W
tym miejscu umieszczony czarny garnek zostaje podgrzany przez wielokrotnie
skoncentrowane słońce. Kuchenki
paraboliczne występują w różnych odmianach i wielkościach od mini ekspres
parzący kawę do wielkich kuchni dla setek ludzi. Takie kuchenki są dostępne, można je zamówić i
złożyć, ich producenci podają maksymalną osiąganą temperaturę w
wysokości 200 oC EG Solar
a nawet 300 oC Solar Papillon.
Najpowszechniejszym modelem kuchenki parabolicznej produkowanej seryjnie jest
SK 14 rozwinięty w Niemczech w latach 80-tych.
Seryjnie produkowana kuchenka paraboliczna
Do zbudowania eksperymentalnych egzemplarzy używa
się np. parasole. można także zrobić to samemu z talerza anteny satelitarnej
oklejając wewnętrzną stronę połyskową taśmą aluminiową, ewentualnie folią
aluminiową do pakowania żywności.
Przykład innowacyjnego wykorzystania parasola
Poniżej zdjęcia kuchenki zbudowanej w garażu
z talerza satelitarnego.
Antena satelitarna, folia aluminiowa, kilka desek, uchwyt, czarny garnek kilka godzin i kuchenka gotowa
Widok z tyłu
Kuchenka wystawiano dokładnie na południe
Promienie słoneczne po odbiciu od talerza skupiają się na spodzie garnka
Zwykły srebrny garnek pomalowany czarnym żaroodpornym lakierem
Na tym zdjęciu widać, że powierzchnia talerza nie jest idealnie gładka mimo to pozwala zagotować wodę
Porównanie kuchenki parabolicznej i
piecyka pudełkowego
Każdy rodzaj urządzenia do gotowania ze słońcem ma swoje typowe wady i
zalety. Kuchenka solarna ze względu na osiąganie wysokich temperatur doskonale
nadaje się do smażenia potraw jak np. naleśniki oraz do gotowania wody. Trzeba
natomiast utrzymywać w czystości reflektor i uważać na to by przez przypadek
nie oślepiać sąsiadów lub wywołać pożaru. Z kolei piecyk solarny jest prosty w
budowie i użytkowaniu. Nic nie może się w nim przypalić tak więc osoba gotująca
może zostawić na dłuższy czas i zająć się innymi sprawami. Wadą może być tutaj
właśnie wydłużony czas gotowania oraz przygotowania mniejszej ilości posiłku
niż w przypadku kuchenki parabolicznej.
Modele hybrydowe
W praktyce występują połączenia elementów obu urządzeń i tak piecyki
wyposażane są w reflektory kierujące jak najwięcej promieni słonecznych do
wnętrza a po zamknięciu utrzymują temperaturę oraz kuchenki koncentryczne w
których garnek chroniony jest przed wiatrem przez osłony w postaci szyb lub
folii
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz