Cuisinières solaires Cuisinières solaires Cuisinières solairesPlusieurs ingénieurs et bricoleurs ont conçu littéralement des centaines de types différents de cuiseurs solaires ; des conceptions simples comme le four de bowling solaire à des conceptions plus complexes comme le panier parabolique et le cuiseur solaire en boîte de conserve . Cette grande variété d'options rend difficile la normalisation et l'évaluation des cuiseurs solaires. Toutefois, certains facteurs critiques doivent être respectés pour qu'une conception soit réussie, dont certains sont répertoriés ci-dessous : Coût - doit être suffisamment bon marché pour être viable pour une mise en œuvre dans les zones rurales. .
- Commodité - peut être construit avec des matériaux locaux facilement disponibles dans un court laps de temps, tout en étant léger.SOL
- Sécurité - la zone chauffée doit être bien protégée et aucune pièce ne doit dépasser.
- Efficacité : combien de temps faudra-t-il pour cuire les aliments ?
- Résistance au vent – doit être suffisamment solide pour ne pas être affectée par des vents légers à modérés.
- Capacité de chauffage - capacité de chauffage suffisante en fonction de son utilisation ( pasteurisation de l'eau ou cuisson des aliments ).
- Durabilité : les réparations doivent être peu fréquentes et faciles à effectuer.
- Simplicité des instructions.
Les exigences pour la cuisson solaire sont très simples. Vous devez pouvoir placer le cuiseur solaire dans un endroit ensoleillé pendant plusieurs heures et être protégé des vents forts. Les cuiseurs solaires ne fonctionnent évidemment pas la nuit ou par temps très nuageux. La lumière du soleil est absorbée par les surfaces sombres qui chauffent. Les aliments cuisent mieux dans des casseroles en métal sombres, peu profondes et minces, dotées de couvercles sombres et bien ajustés pour retenir la chaleur et l'humidité. Pour retenir la chaleur créée lorsque le pot noir absorbe les rayons du soleil, une forme de couvercle transparent est nécessaire. Cela peut être aussi simple qu'un sac en plastique transparent ou aussi compliqué que plusieurs couches de verre évacuées. Une méthode pour accélérer le processus de cuisson consiste à utiliser des réflecteurs pour augmenter la concentration de lumière solaire sur votre collecteur.
Contenu
Besoin de développement
Figure 1 : Répartition de la température pour cuisiner avec un cuiseur solaire. [1]Dans les pays en développement, la cuisine se fait habituellement sur des feux ouverts en utilisant de la biomasse telle que du bois de chauffage, du charbon de bois et du kérosène. Ce processus conduit inévitablement à une déforestation excessive dans ces régions rurales ainsi qu'à une augmentation considérable des émissions de CO 2 . Les habitants de ces régions en développement souffrent également d’infections respiratoires dues à une inhalation importante de fumée.
Environ 5 millions d'enfants dans les pays en développement meurent chaque année de maladies respiratoires et on estime que 5 millions supplémentaires meurent de maladies liées à l'eau potable contaminée. [2] On peut espérer réduire partiellement ces chiffres grâce à la technologie de cuisson solaire.
Les cuiseurs solaires fonctionnent sur le principe de base selon lequel la lumière du soleil est convertie en énergie thermique qui est retenue et utilisée à des fins de cuisine en plein air, et ont l'impact le plus positif dans les régions du monde ensoleillées et rares en carburant. Une estimation optimiste indique que la cuisson solaire pourrait entraîner une réduction potentielle de la consommation de bois de chauffage de 36 %, ce qui correspond à environ 246 millions de tonnes de bois chaque année, entraînant ainsi une compensation nette des gaz à effet de serre de près de 140 millions de tonnes par an. [3]
La figure 1 montre les processus qui se produisent sur une distribution de température de 135 degrés Celsius.
Considérations régionales
Figure 2 : Répartition annuelle moyenne de la lumière solaire [4]Environ 600 000 cuiseurs solaires sont utilisés dans les Andes, au Tibet, au Népal, en Mongolie et dans certaines parties de la Chine, et environ 1,5 million dans le monde entier, bien que ce chiffre soit préliminaire et son exactitude n'a pas encore été confirmée. [5] [6] Cependant, la plus grande réussite récente a eu lieu dans les villages en Inde.
La cuisine solaire peut convenir à une région si :
- Journées généralement ensoleillées pendant plusieurs mois de l'année.
- Espace extérieur disponible qui reste ensoleillé plusieurs heures et à l'abri des vents violents.
- Les combustibles de cuisine locaux sont chers ou difficiles à obtenir.
En raison de l'abondance de lumière solaire en Asie, en Afrique et en Australie, ces régions peuvent grandement bénéficier de l'utilisation de cuiseurs solaires, comme l'illustre la figure 2.
Outre les climats plus ensoleillés bénéficiant davantage des technologies de cuisson solaire, les endroits où les conditions sont moins venteuses pourront utiliser les cuiseurs solaires beaucoup plus efficacement. Dans les zones plus venteuses, il peut être plus approprié d'introduire des cuiseurs solaires plus lourds, mais cela pourrait entraîner des coûts plus élevés et des temps de cuisson plus longs si des bases plus épaisses sont construites, car des matières premières supplémentaires seraient nécessaires. Une autre option simple mais moins coûteuse consisterait à placer de grosses pierres ou briques autour de la cuisinière pour aider à la stabiliser face au vent.
Comment fabriquer un cuiseur solaire
Un cuiseur solaire est un appareil qui utilise l’énergie du soleil pour cuire des aliments. Il s’agit d’une alternative simple, écologique et peu coûteuse à l’utilisation d’une cuisinière ou d’un four traditionnel. Voici un guide sur la façon de fabriquer un cuiseur solaire :
- Rassemblez les matériaux : Vous aurez besoin de quelques matériaux de base pour construire votre cuiseur solaire. Ceux-ci comprennent du carton, du papier d'aluminium, de la colle, des ciseaux, un pot noir et une feuille de plastique transparent.
- Découpez le carton : Découpez quatre morceaux de carton en forme de parallélogramme. Les côtés doivent mesurer environ 1 pied de long et le haut et le bas doivent mesurer environ 6 pouces de long.
- Assemblez la cuisinière : Collez les morceaux de carton ensemble pour former une forme de boîte, avec la feuille d'aluminium à l'intérieur. Assurez-vous que le film est lisse et sans plis, car cela aidera à refléter les rayons du soleil.
- Couvrez le dessus de plastique : coupez un morceau de feuille de plastique transparent légèrement plus grand que le haut de la boîte. Collez-le en place, en vous assurant qu'il est tendu et sans plis.
- Placez la marmite dans la cuisinière : Placez la marmite noire au centre de la cuisinière. La casserole doit être complètement à l’intérieur de la cuisinière, avec le couvercle fermé.
- Cuisinez vos aliments : Placez vos aliments dans la marmite et fermez le couvercle. Placez la cuisinière à la lumière directe du soleil, en veillant à l'orienter vers le soleil lorsqu'elle se déplace dans le ciel. Les rayons du soleil seront réfléchis par la feuille d'aluminium et concentrés sur la marmite, cuisant les aliments à l'intérieur.
- Ajustez la cuisinière selon vos besoins : Si le soleil est trop bas dans le ciel ou s'il est nuageux, vous devrez peut-être régler la cuisinière pour vous assurer qu'elle reçoit suffisamment de soleil. Vous pouvez le faire en inclinant la cuisinière ou en la déplaçant vers un endroit plus ensoleillé.
Avec ces étapes simples, vous pouvez facilement fabriquer votre propre cuiseur solaire et commencer à savourer de délicieux repas cuits au soleil.
Dessins
Les cuiseurs solaires sont des concentrateurs solaires où la précision et l'efficacité ont été sacrifiées au profit de la facilité de construction et de l'utilisation de matériaux facilement disponibles. Des géométries inexactes qui permettent toujours des températures d'ébullition de l'eau ou de cuisson du pain sont utilisées. Certains calculs pertinents pour la conception de cuiseurs solaires avec réflecteurs paraboloïdaux peuvent être trouvés sur la page des calculs liés au Soleil .
Il existe toute une gamme de modèles de cuiseurs solaires, chacun avec ses propres coûts, avantages et conditions optimales. Quelques exemples...
Cuisinière à panneau solaire : simplement une boîte découpée avec du papier d’aluminium collé sur les côtés. Exemple de projet : Mathématicien mécanique pour les paraboloïdes
Cuiseur solaire : le panneau de verre crée un effet de serre. Exemple de projet : projet de recherche sur les cuiseurs solaires
Cuiseur à panier solaire : Un cuiseur à boîte solaire culturellement approprié. Exemple de projet : Cuiseur solaire parabolique Willow Basket
Cuiseur satellite solaire : La forme parabolique concentre la lumière du soleil sur un seul point. Exemple de projet : chaise Papasan, cuiseur solaire
Cuiseur solaire parabolique : assemblé par des enfants à l'aide de formules mathématiques. Exemple de projet : Comment fabriquer un four solaire pour les enfants (Locally Delicious)
Cuiseur solaire à parapluie : Les parapluies sont souvent coniques, mais peuvent se rapprocher très près d’une parabole. Exemple de projet : Comment fabriquer un cuiseur solaire "Sunbrella"
Cuiseur à pneus solaire : un sandwich à pneus noirs recyclés pour beaucoup d'isolation et d'économie
Cuiseur solaire
Figure 2 : Schémas d'un cuiseur solaire [7]Bien que des centaines de modèles innovants de cuiseurs solaires aient été inventés, le cuiseur solaire à boîte reçoit la plus grande attention en raison de son utilisation répandue à l’échelle mondiale, en particulier dans les pays en développement.
Un four solaire est essentiellement une grande boîte avec un couvercle en verre qui fera office de four. Cependant, les pertes de chaleur sur une plus grande surface compenseront en partie le gain supplémentaire dû à une plus grande surface de collecte de chaleur. Pour compenser cela, on utilise généralement une surface vitrée et des réflecteurs pour augmenter la surface apparente du capteur. Ces réflecteurs peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux et leur objectif principal est de réfléchir la lumière du soleil à travers le matériau de vitrage et dans l'espace de cuisson à l'intérieur de la boîte.
Le cuiseur à boîte se compose d'un type d'enceinte de piégeage de chaleur, qui prend généralement la forme d'une boîte en matériau isolant avec une face de la boîte équipée d'un support transparent, tel que du verre ou du plastique. Cela permet au cuiseur d'utiliser l'effet de serre et le rayonnement solaire incident cuit les aliments dans la boîte. Le matériau isolant permet aux températures de cuisson d'atteindre des niveaux similaires les jours froids et venteux que les jours chauds, tout en ayant l'avantage supplémentaire de bloquer toute fuite qui pourrait potentiellement s'infiltrer et endommager la cuisinière. Une marmite sombre est recommandée pour la cuisson car elle absorbe le maximum de chaleur et permet des températures de cuisson plus élevées. [8]
Une bonne règle de base qui indique quand le soleil est suffisamment haut dans le ciel pour permettre une cuisine efficace est lorsque la longueur de l'ombre au sol est plus courte que la taille de cet individu.
Cuiseur solaire parabolique
Cuiseur solaire parabolique du projet de cuiseur solaire "Sunbrella" .Un cuiseur solaire parabolique est essentiellement un concentrateur d'énergie solaire utilisé pour cuire des aliments ou pasteuriser de l'eau. Les conceptions paraboliques sont utilisées depuis des siècles. L'idée de concentrer la lumière à l'aide de miroirs incurvés a été développée par les Grecs, les Aztèques, les Incas, les Romains et les Chinois. Les Incas utilisaient du bronze et de l’or pour leurs miroirs et construisaient des structures de plusieurs étages. Cette technologie semble être apparue à peu près à la même époque pour chacune des civilisations.
Il existe de nombreux modèles et modèles de cuiseurs solaires paraboliques. Certains sont fabriqués à partir de matériaux de récupération collectés localement, tandis que d'autres sont fabriqués à partir de matériaux hautement usinés, durables mais plus coûteux. Voici des liens et des photos d'un certain nombre de modèles de cuiseurs solaires paraboliques.
Entonnoir solaire
Entonnoir solaireUn entonnoir solaire constitue la base de nombreuses conceptions de cuisson solaire. Dans celui-ci, la lumière est canalisée par des réflecteurs plats vers un pot ou une autre surface à chauffer située à l'autre extrémité de l'entonnoir. Cela diffère des modèles dans lesquels le pot se trouve entre le soleil et les réflecteurs, comme dans la plupart des cuiseurs paraboliques. Un entonnoir solaire est la version plate du concentrateur parabolique composé plus idéalisé.
Concentrateurs paraboliques composés
Les concentrateurs paraboliques composés (CPC) sont une classe de concentrateurs constitués de sections paraboliques tournées qui ont un facteur de concentration pour les récepteurs planaires qui est la limite thermodynamique : 1/sin (θa) où θa est la moitié de l'angle dans lequel les réflecteurs diriger toute la lumière incidente sur l’ouverture jusqu’au récepteur. Les concentrateurs paraboliques composés (CPC) peuvent être ajoutés aux distillateurs d'eau solaires, aux pasturiseurs d'eau solaires et aux cuiseurs solaires. Les CPC peuvent augmenter le rendement de ces appareils ainsi que leur efficacité en concentrant la lumière du soleil pour rendre l'appareil plus efficace.
Des recherches récentes ont montré qu'en incorporant des concentrateurs paraboliques composés (CPC) pour augmenter la collecte de lumière d'un distillateur solaire [9] et d'un pasteurisateur d'eau solaire, [10] l'efficacité et le débit peuvent être améliorés.
Cuisson intégrée
La cuisine intégrée combine l'utilisation de :
- Un modèle de cuiseur solaire approprié chaque fois que le soleil brille ;
- Un cuiseur à chaleur conservée (panier à foin ou cuiseur sans feu) pour prolonger le temps de cuisson et garder les aliments au chaud pendant 3 à 4 heures après la cuisson ; et
- Un fourneau amélioré (c'est-à-dire un fourneau efficace) à utiliser lorsqu'il n'y a pas suffisamment de soleil.
Utilisations alternatives
Outre la cuisine, ces appareils peuvent être utilisés à d’autres fins. Certains exemples sont
- Pasteurisation de l'eau
- Désinfecter les fournitures médicales sèches
- Pour désinfecter les ustensiles
Analyse d'efficacité
Cuiseurs solairesVoici une analyse de l'efficacité des cuiseurs solaires basée sur la 1ère Loi de la Thermodynamique et la 2ème Loi de la Thermodynamique , expliquant également comment calculer la puissance de cuisson de n'importe quel appareil.
Avantages
- Dans les villages de régions comme le Darfour, les femmes doivent se déplacer moins souvent pour chercher du bois de chauffage, ce qui les maintient plus près de chez elles et les maintient ainsi en sécurité. [11]
- Moins cher que de cuisiner au bois de chauffage ou au charbon de bois.
- Réduction des émissions de CO 2 et de méthane.
- Les cuiseurs solaires peuvent être facilement construits en quelques heures après une formation très basique.
- Les cuiseurs solaires sont généralement légers.
Santé
Figure 2 : Four à caisson, Bolivie. Photo; David Whitfield.La bonne nouvelle est qu’il est possible de respirer de l’air frais tout en cuisinant – grâce à un cuiseur solaire. La cuisson solaire ne produit aucune fumée.
Dans le passé, la principale raison pour laquelle les gens adoptaient la cuisine solaire était de réduire la dégradation de l'environnement causée par l'utilisation excessive de bois de chauffage. Plus récemment, les maladies respiratoires causées par la fumée toxique des feux de cuisine ont été reconnues comme un problème de santé majeur. Ils tuent 1,5 million de femmes et d'enfants chaque année, selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Les cuiseurs solaires répondent également à ces menaces majeures pour la santé.
La technologie de cuisson solaire existe depuis des décennies, mais elle est mal comprise et n’a pas été largement diffusée. Voici quelques idées sur ce qu’est la cuisson solaire et ses capacités – ainsi que ses limites.
Désavantages
- La préparation d'un repas peut prendre très longtemps.
- Il ne fait pas toujours beau.
- La cuisson solaire ne peut être effectuée que lorsque le soleil est suffisamment fort à midi, mais des aliments chauds peuvent être nécessaires beaucoup plus tôt.
- La cuisine doit être pratiquée à l'extérieur, ce qui peut constituer des menaces supplémentaires dans les pays en développement.
- Ne fonctionnera pas bien dans les zones venteuses.
- Peut être incohérent et produire des aliments non comestibles
- La cuisine solaire entretient un rapport inattendu avec la violence. [11] Il existe des anecdotes selon lesquelles les cuiseurs solaires ne sont pas promus par certaines ONG en Afrique en raison de la violence domestique. Lorsque le temps n'est pas propice à la cuisine et que le mari rentre à la maison sans trouver de repas prêt, il peut devenir violent envers sa femme. (Cela soulève d'autres problèmes, mais un problème immédiat est de ne pas aggraver la situation de la victime en ayant une cuisinière peu fiable.) [ vérification nécessaire ] Cet échec de cuisson du repas peut avoir une solution technologique : la cuisson intégrée (voir Wikia:Solarcooking:Integrated méthode de cuisson ).
Projets liés
Organisations liées
Plusieurs organisations non gouvernementales (ONG) et organisations privées ont pris l'initiative de promouvoir les avantages de la cuisson solaire dans les zones rurales en développement, depuis la création de modèles de bricolage jusqu'à la mise en place de camps de formation pour éduquer les villageois sur la façon de construire et de cuisiner avec ces appareils. Plusieurs de ces organisations ont déjà mis en ligne des conceptions de cuisinières réussies, et d’autres en sont à diverses étapes de conception. Certains de ces groupes sont répertoriés ci-dessous :
- Réseau mondial des cuiseurs solaires. http://solarcooking.wikia.com
- Cuiseurs solaires internationaux. http://www.solarcookers.org/
- Société de cuisine solaire Kyoto Twist. http://web.archive.org/web/20200928080713/http://kyototwist.org/
- Gadhia Systèmes d'énergie solaire Pvt. Ltd http://solarcooking.wikia.com/wiki/Gadhia_Solar_Energy_Systems
- Énergie solaire internationale. http://www.solarenergy.org/
- Centre de technologie rurale. http://web.archive.org/web/20050207224602/http://www.panasia.org.sg:80/nepalnet/crt/crthome.htm
- Le projet d'énergie solaire d'Amérique centrale. http://solaroven.org/
- SUN OVENS International, Inc. http://www.sunoven.com
- Initiative Lazola. http://www.lazola.de
Cuiseurs solaires internationaux
L’autorité suprême en matière de cuisson solaire est Solar Cookers International (SCI). Ils sensibilisent et développent les compétences en matière de cuisine solaire dans le monde entier, en particulier dans les régions très ensoleillées et où les sources de combustible de cuisson diminuent. SCI a permis à 30 000 familles en Afrique de cuisiner avec l'énergie du soleil, libérant ainsi les femmes et les enfants du fardeau de ramasser du bois et de le transporter sur des kilomètres.
Le Solar Cookers World Network est une alliance de plus de 500 organisations non gouvernementales (ONG), fabricants et particuliers qui promeuvent activement la cuisson solaire dans plus de 100 pays. Ce site basé sur wiki permet aux participants du réseau de partager des informations et de collaborer sur des projets et des recherches. La cuisson solaire est un élément important de la cuisine intégrée, qui comprend également l'utilisation de poêles à bois économes en carburant et de cuisinières à rétention de chaleur.
Voir également
- Des cuiseurs solaires et des fourneaux efficaces aident les familles rurales du monde entier
- Capteurs solaires thermiques DIY
- Galerie de cuisine solaire Humboldt
- Poêles pour cuisines institutionnelles
- Cuisine verte
- Calculs liés au soleil
- Utiliser deux creux paraboliques pour simuler un paraboloïde
Liens externes
- Wikipédia : Cuisine solaire
- Plan de concentrateur solaire parabolique DIY gratuit et facile
- Comment exploiter l'énergie du Soleil en fabriquant un concentrateur solaire
- https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812
Les références
- ^ Solar Cookers International, "Comment fabriquer un cuiseur solaire", http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf , consulté le 6 avril 2010.
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consulté le 8 avril 2010
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consulté le 8 avril 2010
- ^ Solar Cookers International, "Comment fabriquer un cuiseur solaire",http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf , consulté le 6 avril 2010.
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consulté le 8 avril 2010
- ↑ Deutsche Welle, "Cuisiner avec la puissance du soleil", http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5205895,00.html , consulté le 3 avril 2010
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluating Solar Cookers", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consulté le 8 avril 2010
- ↑ Wikipédia, "Cuiseur solaire", http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cooker , consulté le 3 avril 2010
- ^ Joshua M. Pearce et David C. Denkenberger, "Simulation numérique de l'application directe de concentrateurs paraboliques composés à un distillateur solaire à bassin à effet unique", Actes de la Conférence internationale 2006 sur la cuisson solaire et la transformation des aliments, p. 118, 2006. http://images.wikia.com/solarcooking/images/c/cd/Granada06_Joshua_pearce.pdf accès libre
- ^ David C. Denkenberger et Joshua M. Pearce, "Concentrateurs paraboliques composés pour la pasteurisation de la chaleur solaire de l'eau : simulation numérique", Actes de la Conférence internationale 2006 sur la cuisson solaire et la transformation des aliments, p. 108, 2006. Disponible : http://images.wikia.com/solarcooking/images/2/2e/Granada06_david_denkenberger.pdf
- ↑Aller jusqu'à :11.0 11.1 Les points ci-dessus proviennent de conversations par courrier électronique. J'espère trouver des personnes ayant de l'expérience dans ces domaines pour contribuer à Appropedia. -- Chriswaterguy · conférence à 00h20, le 31 octobre 2007 (PDT)
