Comment fabriquer un petit cuiseur solaire parabolique (Jefferson Community Center)

Données du projet

Auteurs	Kevin Burks et Nick Hurn
Emplacement	Arcata , Californie
Statut	Prototypé
Coût	168,38
Exemple de	Cuiseur solaire
Manifeste OKH	Télécharger

Nick Hurn et Kevin Burks, professeurs principaux en sciences de l'environnement, créent un petit cuiseur à miroir parabolique pour démontrer les larges utilisations de l'énergie alternative dans le comté de Humboldt. Il fait partie d'une classe ENGR305 du printemps 2013 à Cal Poly Humboldt et sera exposé en permanence au Jefferson Community Center à Arcata, en Californie. Les cuiseurs paraboliques sont conçus pour exploiter l'énergie du soleil et la transférer directement dans le processus de cuisson des matières premières. Il servira de cuiseur solaire fonctionnel pour les déjeuners et les activités pour les étudiants et le personnel, ainsi que d'exemple d'utilisation créative d'énergie alternative dont la communauté pourra profiter.

Introduction

Lorsque nous avons entrepris ce projet pour la première fois, nous avions trois opportunités de conception différentes à considérer et nous avons été pour le moins dépassés. Mais heureusement pour nous, nous avons eu l'aide de Bart Orlando , un expert local en matière de cuiseurs solaires. La première conception que nous avons envisagée utilisait une antenne parabolique recyclée comme cadre, la seconde était un cuiseur parabolique portable avec un cadre pliable et la troisième utilisait une chaise papasan recyclée comme cadre. Nous envisageions déjà d'utiliser une chaise ou une antenne radar recyclée en raison de leur forme parabolique inhérente.

Une fois que nous avons décidé que notre conception la plus réalisable serait la chaise Papasan, nous avons ensuite dû décider du type de surface réfléchissante avec laquelle recouvrir la chaise. Nous devions choisir entre un revêtement Mylar, des robinets en acier inoxydable ou des robinets en aluminium poli. Nos critères de projet se concentrent sur la durabilité et l'efficacité, nous avons donc décidé d'utiliser des feuilles d'aluminium polies car elles sont hautement réfléchissantes mais suffisamment durables pour être réparées et ne pas se déchirer.

Une fois notre feuille d'aluminium poli de 0,025" arrivée, nous avons dû décider de la conception de nos robinets, les triangles argentés qui couvriraient l'extérieur de la chaise pour refléter la lumière du soleil vers le point focal. Nous avons décidé de faire nos robinets de 8" d'épaisseur. extrémité et une extrémité tronquée de 2" de l'autre côté où nous pouvons percer et aligner toutes les facettes avec un boulon.

Une fois que nous avons terminé l'aspect chaise réfléchissante du projet, nous avons commencé la conception du trépied/grille. Nous avons pensé à monter un système de support directement sur la chaise, mais le réglage constant de l'angle du soleil nous a dissuadé. Au lieu de cela, nous avons opté pour un système de trépied composé de trois tiges de bambou de 1" d'épaisseur maintenues ensemble avec des tubes de vélo recyclés serrés au sommet. Du haut du trépied, nous avons suspendu une section de chaîne de 2 pieds avec trois autres sections de chaîne de 2 pieds suspendues. de cette chaîne. Ces trois morceaux de chaîne que nous avons connectés à notre grille pour créer une surface de cuisson plate et maniable sur laquelle mettre un assortiment de casseroles. Avec quelques ajustements et tests, nous avons pu calibrer notre cuiseur solaire pour brûler du papier et faire bouillir. l'eau et éduquer la communauté sur l'importance des pratiques de cuisson durables.

Énoncé du problème

L'objectif de ce projet est de créer un cuiseur à miroir parabolique qui constitue un exemple réussi des moyens de capter et d'utiliser l'énergie solaire de manière durable. Nous prévoyons de le faire en deux étapes : d'abord tester la manière la plus efficace et efficiente de construire la cuisinière, puis mettre en œuvre les techniques de construction les plus respectueuses de l'environnement pour parvenir à sa création.

Critères d'évaluation du projet

Les critères suivants seront utilisés pour évaluer le succès de ce projet. Après délibération avec le client, nous avons déterminé les critères suivants comme étant essentiels à la réussite de notre projet. L'échelle de 1 à 10 signifie l'importance de chaque critère répertorié.

Revue de littérature

La forme

Les paraboles et les paraboloïdes sont toujours quelque chose d'amusant à apprendre. Ils ont une forme unique qui leur confère des propriétés assez intéressantes. Ils ont le pouvoir de concentrer la radio, la lumière et même les ondes sonores en un seul point focal grâce à la réflexion. La forme unique de la courbe confère au paraboloïde cette caractéristique unique. Afin de trouver le point focal du paraboloïde, il faut utiliser l'équation y = p * x^2, où p est la constante, y est la profondeur du paraboloïde et x est la circonférence maximale du paraboloïde. Avec cette équation, nous avons pu trouver notre point focal qui se trouvait à environ 4,5 pouces au-dessus du centre de notre paraboloïde.

L'histoire

Les cuiseurs solaires paraboliques sont des appareils conçus pour capter la chaleur directe du soleil à l’aide d’une surface réfléchissante de forme parabolique. Ils fonctionnent en réfléchissant les rayons du soleil vers un point focal central, créant des températures supérieures à 500 F utilisées pour chauffer, cuire et pasteuriser les aliments ou l'eau. Les cuiseurs solaires paraboliques remontent à plusieurs siècles dans les civilisations du monde entier. Des Grecs aux Aztèques, en passant par les Chinois anciens et les Romains, ils avaient tous une version. Et comme le soleil est la seule source de combustible nécessaire pour créer de la chaleur, ils sont pratiques à créer et peu coûteux à exploiter et à entretenir, ce qui en fait un outil pédagogique parfait pour une cuisine durable.

Construction

1

Mesurer et tracer des facettes sur des feuilles d'aluminium

2

Découpez toutes les facettes à l'aide du Beverly Shear. Ce processus prend du temps car la cisaille ne coupe que quelques centimètres par tranche.

3

Percez des trous de fixation dans les coins supérieurs de toutes les facettes. Ceux-ci doivent avoir un diamètre d'environ 1/4 de pouce pour permettre aux attaches zippées de glisser facilement. Percez un trou d'un demi-pouce à la petite extrémité de la facette pour permettre le boulon d'ancrage.

4

Placez les facettes sur la chaise et insérez le boulon d'ancrage

5

Étalez lentement les facettes, en prenant soin de ne pas rayer l'aluminium. Remarque : le plastique protecteur rose est laissé en place jusqu'à ce que toutes les facettes soient bien en place.

6

Insérez les attaches zippées dans chaque coin et fixez-les au bord extérieur en bambou du cadre de la chaise Papasan.

7

Retirez le plastique et inspectez toute imperfection

8

Assemblez le trépied. Regroupez les 3 poteaux en bambou et placez les chambres à air du vélo à une extrémité. Continuez à doubler les tubes sur eux-mêmes jusqu'à ce qu'ils soient bien serrés. Cela permettra aux pôles de se développer en un trépied et de se rétracter facilement sous forme de faisceau.

9

Suspendez la chaîne au haut du trépied et fixez la grille en métal blanc avec des mini mousquetons. Cette grille peut contenir de nombreuses surfaces de cuisson différentes.

dix

Cuisinez, faites bouillir et brûlez !

Consignes d'entretien

Nous construisons notre cuiseur solaire en pensant à l'entretien, notre devise était une construction simple signifie un entretien simple. Il y a très peu de pièces mobiles sur ce projet, ce qui rend la maintenance un jeu d'enfant. La principale préoccupation en matière d’entretien est un stockage et un nettoyage appropriés. Avant chaque utilisation, les robinets en aluminium poli doivent être polis. Et sans un stockage adéquat, la cuisinière pourrait s’effondrer en quelques années. Les principaux composants de la cuisinière sont les attaches zippées, la chaîne et les tiges de bambou. Le tout très peu coûteux et facile à remplacer. Nous avons également un robinet en aluminium supplémentaire en cas de dommage à l'un des robinets d'origine, ainsi que des attaches supplémentaires à donner également.

Calendrier proposé

Ce sont les dates provisoires pour la réalisation de chaque objectif.

Coût

Voici le budget triable proposé pour le cuiseur parabolique du Jefferson Community Center

Conclusion

Résultats des tests

Immédiatement après la construction du cuiseur, plusieurs tests ont été effectués pour déterminer l'efficacité de la parabole.

Test initial

Le premier test consistait simplement à placer un petit paquet de papier dans ce que nous pensions être le point focal pour voir s'il s'enflammerait. Il a fumé et carbonisé pendant environ 30 secondes mais ne s'est jamais enflammé. Ensuite, nous avons mis 1 litre d’eau dans un pot suspendu au trépied en bambou. Après environ 20 minutes, quelques bulles étaient visibles mais aucune ébullition n'était enregistrée.

Réglage fin

Pour mieux orienter la parabole vers le soleil, nous avons utilisé la technique de « l'ombre au crayon ». Cela implique de visser un crayon dans l'écrou de fixation au centre de la cuisinière. Avec le crayon perpendiculaire au plat, nous avons placé un morceau de papier avec un trou au milieu autour de l'écrou afin que l'ombre du crayon soit facilement visible. Cela nous a permis d'ajuster la cuisinière jusqu'à ce qu'aucune ombre ne soit visible, ce qui signifie qu'elle était pointée directement vers le soleil.

Tests finaux

Une fois les panneaux soigneusement nettoyés et la parabole orientée directement vers le soleil, nous avons refait les deux mêmes tests. Un paquet de papier brun de la taille d’une canette de soda a été placé au centre de la cuisinière et, en 20 secondes, il a pris feu. Cela signifie que la température au point focal était d'au moins 451 degrés F. Deuxièmement, nous avons placé 1 pinte d'eau dans la même casserole et avons constaté qu'il fallait 10 à 15 minutes pour bouillir.

Tests futurs

D'autres tests incluront un pistolet thermique infrarouge pour mesurer avec précision la température du point focal. Différents supports de cuisson, tels que les poêles, les casseroles et les faitouts, seront également essayés pour déterminer lequel cuit les aliments/l'eau le plus efficacement.

Discussion

Après les tests finaux, nous pouvons supposer en toute sécurité que la cuisinière est capable de produire des températures bien supérieures à 450 degrés F. Le point focal de la cuisinière a approximativement la taille d'une balle molle, donc la cuisson avec une poêle ou une casserole petite à moyenne est plus efficace. . La partie la plus importante de la surface de cuisson est que le fond soit noir. Les surfaces plus légères et réfléchissantes n’absorbent pas autant de chaleur, donc les aliments ne cuiront pas aussi efficacement. Ce projet a été très agréable à réaliser et nous sommes impatients d'inspirer et d'éduquer les autres.

Leçons apprises

• Surveillez TOUJOURS les rayons de lumière parasites, ils peuvent et vont déclencher un incendie, plus le plat est concave, moins le souci est important.
• Portez TOUJOURS des lunettes de protection contre les UV lorsque vous travaillez avec la lumière du soleil et des matériaux réfléchissants.
• Essayez de trouver une casserole avec un fond noir, cela augmente considérablement la température de cuisson de la poêle. Sinon, la peinture Black Tempera appliquée au fond de la casserole aidera grandement.
• TOUJOURS ranger avec quelque chose qui le recouvre ou à l'envers, le soleil égaré peut les trouver
• Un ajustement constant est nécessaire à mesure que le soleil traverse le ciel
• Le vent peut faire osciller la chaîne et priver la surface de cuisson de chaleur.
• Assurez-vous que la surveillance parentale est assurée si vous êtes en présence d'enfants
• Les conditions parfaites sont difficiles à trouver
• Fonctionne mieux lorsque le soleil est directement au-dessus de la tête (plein soleil)

Prochaines étapes

Développé principalement comme outil d’inspiration, le cuiseur parabolique sera utilisé lors de démonstrations et d’événements pédagogiques.

Place Arcata

Pour atteindre le public le plus large possible, nous prévoyons d'exposer le cuiseur lors de plusieurs événements du marché fermier d'Arcata sur la place Arcata. Ces démonstrations montreront la cuisinière en action pendant qu'elle cuit les aliments et fait bouillir l'eau. Des dépliants ou des panneaux d'information seront préparés pour approfondir les connaissances du public sur la cuisine à l'énergie solaire. De plus, des panneaux d'avertissement seront préparés pour garantir que les spectateurs sont protégés des reflets brillants qui peuvent s'échapper de la parabole.

Centre communautaire Jefferson

Après plusieurs démonstrations sur les places, le centre communautaire Jefferson à Eureka, en Californie, a accepté d'héberger de manière permanente le cuiseur parabolique. Ils prévoient d'utiliser le cuiseur lors de démonstrations et d'événements communautaires organisés au centre. Le cuiseur servira principalement d'outil d'inspiration pour les jeunes du centre, suscitant un intérêt pour les énergies durables et renouvelables chez les futurs scientifiques de l'environnement.

Conceptions améliorées

Au cours du processus de construction, nous avons noté plusieurs domaines à améliorer dans les projets futurs. Au lieu d'utiliser la chaise papasan en bambou comme cadre, les facettes en aluminium pourraient être reliées à l'aide d'une petite corde ou d'un cordon. Ce cordon passerait à travers les trous percés dans les coins supérieurs de chaque facette et, lorsqu'il serait serré, forcerait le milieu des facettes à s'incliner, créant ainsi une parabole autonome. Ce modèle a de nombreuses implications, car il serait portable, léger et plus petit, ce qui le rendrait parfait pour les voyages.

Équipe

• Kevin Burks - Quatrième année de spécialisation en sciences de l'environnement avec un accent sur l'énergie et le climat et une mineure en sciences géospatiales à Cal Poly Humboldt
• Nick Hurn - Quatrième année de spécialisation en sciences de l'environnement avec un accent sur l'énergie et le climat à [[Cal Poly Humboldt

Voir également

• Projets avec Bart
• Concentrateurs paraboliques composés
• Réflecteurs paraboliques composés pour cuiseurs solaires
• Cuiseurs solaires paraboliques

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Plus de résultats

Données de page

Auteurs	Kevin Burks , Nick Hurn
Licence	CC-BY-SA-3.0
Langue	anglais (fr)
Traductions	vietnamien
En rapport	1 sous-pages , 24 pages lien ici
Alias	Petit cuiseur parabolique pour le centre communautaire Jefferson
Impact	1 058 pages vues
Créé	4 février 2013 par Kevin Burks
Modifié	29 mai 2023 par Felipe Schenone
Citer comme	Kevin Burks et Nick Hurn (2013-2023). "Comment fabriquer un petit cuiseur solaire parabolique (Jefferson Community Center)" . Appropédie . Récupéré le 10 juin 2024 .
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