Saulės energijos panaudojimas: išsamus vadovas, kaip pasigaminti saulės krosnelę dykumoje

Sausringuose ir pusiau sausringuose regionuose visame pasaulyje prieiga prie patikimų ir prieinamų energijos šaltinių gali būti didelis iššūkis. Dykumų aplinka, nors ir dažnai skurdi ištekliais, pasižymi saulės šviesos gausa, todėl saulės energija yra ypač patraukli alternatyva. Vienas iš prieinamiausių ir veiksmingiausių būdų panaudoti šią energiją – pasigaminti ir naudoti saulės krosnelę. Šiame vadove pateikiama išsami saulės krosnelės projektavimo, gamybos ir naudojimo apžvalga, specialiai pritaikyta dykumos sąlygoms, leidžianti asmenims ir bendruomenėms panaudoti saulės energiją maisto ruošimui, pasterizavimui ir kitiems būtiniems poreikiams.

Saulės krosnelės veikimo principų supratimas

Saulės krosnelės veikia trimis pagrindiniais principais:

Koncentracija: Atspindintys paviršiai, paprastai veidrodžiai ar aliuminio folija, naudojami saulės šviesai sutelkti į mažesnį kepimo plotą. Tai sustiprina saulės spinduliuotę ir padidina krosnelės vidaus temperatūrą.
Sugėrimas: Krosnelės vidus, o ypač kepimo indas, paprastai yra juodas arba tamsios spalvos. Tamsios spalvos sugeria daugiau saulės spinduliuotės, paversdamos ją šiluma.
Izoliacija: Izoliacija sumažina šilumos nuostolius iš krosnelės, sulaikydama saulės energiją ir leisdama temperatūrai pakankamai pakilti maisto ruošimui ir pasterizavimui.

Šie principai veikia sinergiškai, sukurdami autonomišką maisto gaminimo aplinką, maitinamą tik saule. Saulės krosnelės efektyvumas priklauso nuo jos konstrukcijos, medžiagų ir gamybos kokybės, taip pat nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip saulės šviesos intensyvumas, aplinkos temperatūra ir vėjo sąlygos.

Saulės krosnelių tipai, tinkami dykumų klimatui

Keletas saulės krosnelių dizainų yra gerai pritaikyti dykumų aplinkai, kiekvienas turi savų privalumų ir trūkumų:

Dėžės tipo krosnelės

Dėžės tipo krosnelės yra labiausiai paplitęs ir paprasčiausiai pagaminamas saulės krosnelių tipas. Jas sudaro izoliuota dėžė su permatomu dangčiu (dažniausiai stiklo arba skaidraus plastiko) ir atspindinčiomis plokštėmis saulės šviesai koncentruoti. Dėžės tipo krosnelės yra universalios ir gali būti naudojamos kepimui, skrudinimui ir troškinimui.

Privalumai:

Lengva pagaminti iš lengvai prieinamų medžiagų.
Universalios maisto gaminimo galimybės.
Santykinai nebrangios.

Trūkumai:

Gali būti didelės ir sunkiai transportuojamos.
Gali prireikti reguliavimo visą dieną, norint sekti saulę.
Maksimali temperatūra gali būti žemesnė nei kitų tipų krosnelėse.

Plokščių tipo krosnelės

Plokščių tipo krosnelės yra pagamintos iš kelių atspindinčių plokščių, kurios nukreipia saulės šviesą į uždengtą kepimo indą. Jos paprastai yra mobilesnės nei dėžės tipo krosnelės ir gali būti lengvai išardomos saugojimui.

Privalumai:

Lengvos ir nešiojamos.
Santykinai lengva pagaminti.
Efektyvus medžiagų panaudojimas.

Trūkumai:

Reikia dažno reguliavimo norint sekti saulę.
Gali būti mažiau veiksmingos vėjuotomis sąlygomis.
Maksimali temperatūra gali būti žemesnė nei dėžės tipo krosnelėse.

Parabolinės krosnelės

Parabolinės krosnelės naudoja išlenktą atšvaitą, kad sutelktų saulės šviesą į vieną židinio tašką, kuriame dedamas kepimo indas. Jos gali pasiekti labai aukštą temperatūrą ir greitai pagaminti maistą.

Privalumai:

Greitas gaminimo laikas.
Aukšta temperatūra.
Gali būti naudojamos kepimui ant grotelių ir kepimui aliejuje (laikantis tinkamų atsargumo priemonių).

Trūkumai:

Sudėtingesnės pagaminti nei dėžės ar plokščių tipo krosnelės.
Reikia tikslaus suderinimo su saule.
Gali būti pavojingos, jei naudojamos neatsargiai dėl aukštos temperatūros.

Medžiagų parinkimas dykumos saulės krosnelėms

Tinkamų medžiagų parinkimas yra labai svarbus norint pagaminti patvarią ir veiksmingą saulės krosnelę, kuri atlaikytų atšiaurias dykumos sąlygas. Štai pagrindinių aspektų apžvalga:

Izoliacija

Efektyvi izoliacija yra būtina šilumai sulaikyti krosnelės viduje. Tinkamos medžiagos:

Kartonas: Perdirbtas kartonas yra lengvai prieinama ir nebrangi medžiaga. Keli kartono sluoksniai suteikia gerą izoliaciją.
Laikraščiai: Suglamžyti laikraščiai gali būti naudojami užpildyti tarpą tarp vidinės ir išorinės dėžių dėžės tipo krosnelėje.
Vilna: Vilna yra natūralus izoliatorius, kuris gerai veikia tiek karštame, tiek šaltame klimate.
Šiaudai ar šienas: Džiovinti šiaudai ar šienas gali būti sandariai supakuoti aplink kepimo kamerą, kad būtų užtikrinta izoliacija.
Atspindinti burbulinė plėvelės izoliacija: Suteikia izoliaciją ir tam tikrų atspindėjimo savybių.

Atspindinti medžiaga

Atspindintis paviršius yra atsakingas už saulės šviesos sutelkimą į kepimo plotą. Geros parinktys:

Aliuminio folija: Aliuminio folija yra nebrangi ir labai gerai atspindi šviesą. Ją galima priklijuoti ar priklijuoti lipnia juosta prie kartono ar kitų kietų paviršių.
Veidrodžiai: Veidrodžiai puikiai atspindi, tačiau yra trapesni nei aliuminio folija.
Poliruoto aliuminio lakštai: Patvaresni nei folija, bet brangesni.

Permatomas dangtis

Permatomas dangtis leidžia saulės šviesai patekti į krosnelę, sulaikydamas šilumą viduje. Tinkamos medžiagos:

Stiklas: Stiklas yra puikus izoliatorius ir praleidžia didelį procentą saulės šviesos. Tačiau jis yra sunkus ir trapus. Saugumui rekomenduojamas grūdintas stiklas.
Skaidrus plastikas (polikarbonatas arba akrilas): Skaidrus plastikas yra lengvesnis ir patvaresnis nei stiklas, tačiau gali būti ne toks efektyvus sulaikant šilumą. Pasirinkite UV spinduliams atsparų plastiką, kad išvengtumėte pageltimo ir degradacijos laikui bėgant.
Kepimo maišeliai: Mažesnėms krosnelėms ar plokščių tipo krosnelėms tvirti kepimo maišeliai gali būti paprastas, lengvas permatomas dangtis.

Kepimo indas

Kepimo indas turėtų būti tamsios spalvos, kad maksimaliai sugertų šilumą. Idealūs yra ketaus puodai arba juodai emaliuoti puodai. Venkite blizgių metalinių puodų, nes jie atspindės saulės šviesą, o ne ją sugers.

Kitos medžiagos

Jums taip pat prireiks pagrindinių įrankių ir medžiagų, tokių kaip:

Kartoninės dėžės (įvairių dydžių dėžės tipo krosnelėms)
Lipni juosta (statybinė, dažymo)
Klijai (atsparūs karščiui)
Liniuotė arba matavimo juosta
Žirklės arba peilis
Pieštukas arba žymeklis
Vyriai (pasirinktinai, dėžės tipo krosnelės dangčiui)
Atrama arba stovas (krosnelei pakreipti į saulę)

Žingsnis po žingsnio vadovas, kaip pasigaminti dėžės tipo saulės krosnelę

Šiame skyriuje pateikiamas išsamus vadovas, kaip pasigaminti paprastą ir veiksmingą dėžės tipo saulės krosnelę naudojant lengvai prieinamas medžiagas.

1 žingsnis: surinkite medžiagas

Surinkite šias medžiagas:

Dvi kartoninės dėžės (viena didesnė už kitą, su pakankamu tarpu tarp jų izoliacijai – idealiai 5–10 cm)
Aliuminio folija
Skaidraus plastiko lakštas arba stiklo plokštė (šiek tiek didesnė už mažesnės dėžės angą)
Izoliacinė medžiaga (laikraščiai, kartonas, vilna ir kt.)
Juodi dažai arba tamsios spalvos popierius
Lipni juosta
Klijai
Liniuotė arba matavimo juosta
Žirklės arba peilis

2 žingsnis: paruoškite vidinę dėžę

Nudažykite mažesnės dėžės vidų juodai arba išklokite tamsios spalvos popieriumi. Tai maksimaliai padidins šilumos sugėrimą. Prieš tęsdami leiskite dažams visiškai išdžiūti.

3 žingsnis: paruoškite išorinę dėžę

Išorinė dėžė tarnaus kaip izoliuotas krosnelės korpusas. Jei reikia, sustiprinkite išorinę dėžę papildomais kartono sluoksniais arba lipnia juosta.

4 žingsnis: sumontuokite izoliaciją

Įdėkite mažesnę dėžę į didesnę, kiek įmanoma centruodami. Užpildykite tarpą tarp dviejų dėžių izoliacine medžiaga. Sandariai supakuokite izoliaciją, kad sumažintumėte šilumos nuostolius. Naudokite papildomus kartono gabalus, kad izoliacija laikytųsi vietoje.

5 žingsnis: sukurkite atspindinčias atvartas

Iškirpkite keturias atvartas iš kartono, šiek tiek didesnes už išorinės dėžės kraštus. Uždenkite šias atvartas aliuminio folija, užtikrindami, kad blizgi pusė būtų nukreipta į išorę. Šios atvartos veiks kaip atšvaitai, sutelkiantys saulės šviesą į krosnelę.

6 žingsnis: pritvirtinkite atspindinčias atvartas

Pritvirtinkite atspindinčias atvartas prie išorinės dėžės šonų, pritvirtindami jas viršuje (arba tiesiog priklijuodami lipnia juosta). Tai leis jums reguliuoti atvartų kampą, kad maksimaliai padidintumėte saulės šviesos atspindėjimą. Jei naudojate lipnią juostą, sustiprinkite tvirtinimo taškus, kad būtų patvariau.

7 žingsnis: sukurkite permatomą dangtį

Pritvirtinkite skaidraus plastiko lakštą arba stiklo plokštę prie mažesnės dėžės viršaus, sukurdami sandarų dangtį. Tvirtai priklijuokite jį aplink kraštus, kad šiluma neišeitų. Įsitikinkite, kad dangtis yra švarus ir be jokių kliūčių, kurios galėtų blokuoti saulės šviesą.

8 žingsnis: baigiamieji darbai

Prireikus pridėkite papildomos izoliacijos ar atspindinčios medžiagos. Taip pat galite sukurti atramą ar stovą, kad pakreiptumėte krosnelę į saulę. Išbandykite krosnelę tiesioginiuose saulės spinduliuose, kad įsitikintumėte, jog ji tinkamai kaista.

Saulės krosnelės našumo optimizavimas dykumos sąlygomis

Keletas veiksnių gali paveikti saulės krosnelės našumą dykumos sąlygomis. Suprasdami ir atsižvelgdami į šiuos veiksnius, galite maksimaliai padidinti krosnelės efektyvumą ir gaminimo galimybes.

Saulės sekimas

Saulės padėtis keičiasi visą dieną, todėl būtina periodiškai reguliuoti krosnelės orientaciją, kad būtų palaikomas optimalus saulės šviesos poveikis. Tai galima padaryti rankiniu būdu keičiant krosnelės padėtį arba naudojant paprastą sekimo mechanizmą.

Izoliacija

Tinkama izoliacija yra labai svarbi norint sulaikyti šilumą krosnelės viduje. Įsitikinkite, kad izoliacija yra tinkamai sumontuota ir kad nėra tarpų ar nuotėkių, pro kuriuos galėtų išeiti šiluma.

Atspindėjimas

Atspindinčių paviršių atspindėjimas laikui bėgant gali sumažėti dėl dulkių, purvo ir oksidacijos. Reguliariai valykite atspindinčius paviršius, kad išlaikytumėte jų efektyvumą.

Vėdinimas

Tinkamas vėdinimas yra svarbus siekiant išvengti kondensato susidarymo krosnelės viduje. Kondensatas gali sumažinti saulės šviesos, pasiekiančios kepimo indą, kiekį ir taip pat gali skatinti pelėsio augimą. Krosnelėje galima įrengti mažą ventiliacijos angą, kad drėgmė galėtų išeiti.

Gaminimo laikas

Gaminimo laikas saulės krosnelėje skirsis priklausomai nuo gaminamo maisto tipo, saulės šviesos intensyvumo ir aplinkos temperatūros. Svarbu atidžiai stebėti maistą ir atitinkamai koreguoti gaminimo laiką. Paprastai gaminimas saulės energija trunka ilgiau nei įprastas gaminimas.

Vandens pasterizavimas saulės energija dykumoje

Vienas iš svarbiausių saulės krosnelių pritaikymų dykumos aplinkoje yra vandens pasterizavimas. Saugus geriamasis vanduo sausringuose regionuose dažnai yra retas, o saulės pasterizacija siūlo paprastą ir veiksmingą būdą sunaikinti kenksmingas bakterijas ir virusus.

Kaip tai veikia: Vanduo kaitinamas iki 65°C (149°F) temperatūros mažiausiai šešias minutes. Ši temperatūra yra pakankama sunaikinti daugumą ligas sukeliančių mikroorganizmų. Saulės krosnelė gali būti naudojama vandeniui kaitinti permatomame inde, pavyzdžiui, stikliniame inde ar skaidriame plastikiniame maišelyje.

Indikatoriai: Norėdami įsitikinti, kad vanduo pasiekė reikiamą temperatūrą, galite naudoti vandens pasterizacijos indikatorių (angl. WAPI). WAPI yra paprastas prietaisas, kuriame esantis vaško rutuliukas ištirpsta 65°C temperatūroje, parodydamas, kad vanduo buvo pasterizuotas.

Saugumas: Visada būkite atsargūs dirbdami su karštu vandeniu ir įsitikinkite, kad indas yra atsparus karščiui. Venkite naudoti vandenį, kuris galėjo būti užterštas cheminėmis medžiagomis.

Saugos aspektai naudojant saulės krosnelę

Nors saulės krosnelės yra saugus ir ekologiškas gaminimo būdas, svarbu laikytis tam tikrų saugos priemonių:

Akių apsauga: Venkite žiūrėti tiesiai į koncentruotą saulės šviesą, atsispindinčią nuo krosnelės atspindinčių paviršių. Naudodami krosnelę, dėvėkite saulės akinius ar kitą akių apsaugą.
Nudegimai: Krosnelė ir kepimo indas gali labai įkaisti, todėl dirbdami su jais naudokite orkaitės pirštines ar puodkėles.
Gaisro pavojus: Degias medžiagas laikykite atokiau nuo krosnelės.
Maisto sauga: Gamindami maistą saulės krosnelėje laikykitės tinkamų maisto saugos gairių. Įsitikinkite, kad maistas yra iškeptas iki saugios vidaus temperatūros, kad išvengtumėte per maistą plintančių ligų.
UV spinduliuotės poveikis: Gamindami maistą, sumažinkite ilgalaikį tiesioginį buvimą saulėje, kad sumažintumėte odos pažeidimus dėl UV spinduliuotės.

Pasauliniai saulės krosnelių naudojimo pavyzdžiai

Saulės krosnelės naudojamos įvairiose bendruomenėse visame pasaulyje, suteikdamos tvarų ir prieinamą maisto gaminimo sprendimą. Štai keletas pavyzdžių:

Pabėgėlių stovyklos: Saulės krosnelės naudojamos pabėgėlių stovyklose, kad pabėgėliai galėtų saugiai ir efektyviai gaminti maistą. Pavyzdžiui, UNHCR platino saulės virykles pabėgėlių stovyklose Čade ir Sudane.
Kaimo vietovės Indijoje: Saulės viryklės naudojamos kaimo vietovėse Indijoje, siekiant sumažinti miškų naikinimą ir pagerinti oro kokybę. Tokios organizacijos kaip „Barefoot College“ skatina saulės viryklių naudojimą atokiose bendruomenėse.
Dykumų bendruomenės Meksikoje: Vietinės bendruomenės Meksikos dykumose perima saulės krosneles, siekdamos kovoti su miškų naikinimu dėl medienos rinkimo ir sumažinti dūmų įkvėpimą gaminant maistą ant ugnies.
Pasirengimas ekstremalioms situacijoms JAV: Saulės krosnelės įtraukiamos į pasirengimo ekstremalioms situacijoms rinkinius, kad būtų užtikrintas atsarginis maisto gaminimo sprendimas elektros tiekimo nutraukimo ar stichinių nelaimių metu.

Išvada: bendruomenių įgalinimas gaminant maistą saulės energija

Saulės krosnelės gamyba ir naudojimas dykumos aplinkoje yra galingas būdas panaudoti saulės energiją maisto ruošimui, pasterizavimui ir kitiems būtiniems poreikiams. Laikydamiesi šiame vadove pateiktų gairių, asmenys ir bendruomenės gali sukurti tvarų ir prieinamą maisto gaminimo sprendimą, kuris mažina priklausomybę nuo iškastinio kuro, saugo aplinką ir gerina gyvenimo kokybę. Kadangi klimato kaita ir energijos trūkumas tampa vis aktualesniais iššūkiais, saulės krosnelės siūlo paprastą, tačiau veiksmingą įrankį kuriant tvaresnę ir atsparesnę ateitį. Pasinaudokite saulės galia ir pradėkite naudoti jos energiją jau šiandien!