Come funzionano i fornelli solari

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Di seguito troverai informazioni sul funzionamento dei fornelli solari. Il Solar Cooking Wiki, sponsorizzato da Solar Cookers International, fornisce anche una pagina individuale per 142 diversi paesi dove troverete notizie, ONG, produttori e individui che lavorano su progetti di cottura solare in quel paese. Sono disponibili anche link a possibili finanziatori:

Come funzionano i fornelli solari?

La maggior parte dei fornelli solari funziona sul principio di base: la luce del sole riscalda le pentole e/o il cibo, che viene usato per cucinare.

Come fanno le pentole di colore scuro a scaldarsi?

Le onde luminose sono assorbite dai colori scuri. Noi vediamo il colore bianco perché praticamente tutte le onde luminose attraverso lo spettro dei colori sono riflesse dalla superficie del materiale. Tutti i colori insieme creano il bianco. Tuttavia, vediamo il vero nero perché tutte le onde luminose vengono assorbite nel materiale e nulla viene riflesso via.

Questa energia fotonica assorbita dalla luce eccita le molecole che compongono la pentola di colore scuro. Le molecole eccitate hanno più energia cinetica, che noi misuriamo come temperatura. La pentola di colore scuro si riscalda.

Con una pentola a scatola solare, una parte della luce solare viene riflessa fuori dalla pentola dalle superfici non scure attraverso il vetro. Tuttavia la radiazione di calore dalla pentola ha una lunghezza d’onda più lunga della maggior parte della luce visibile, e non può sfuggire indietro attraverso il vetro, contribuendo a temperature complessive più alte all’interno della camera di cottura. Le pareti isolate della pentola aiutano anche a trattenere il calore generato dalla pentola di colore scuro.

Di seguito, è più sulla scienza di base per i fornelli a pannello solare e i fornelli a scatola solare. Un altro stile di fornello solare è un fornello solare parabolico. Essi richiedono tipicamente un riorientamento più frequente verso il sole, ma cucinano più rapidamente a temperature più alte perché possono concentrare più luce solare sulla pentola, permettendo loro di essere in grado di friggere gli alimenti. I fornelli solari a tubo evacuato usano un tubo di vetro a doppia parete altamente isolato per la camera di cottura, e non richiedono grandi riflettori perché si basano sulla loro capacità di trattenere alti livelli di calore.

	Carburante: luce del sole La luce del sole è il carburante. Un fornello solare ha bisogno di un posto all’aperto che sia soleggiato per diverse ore e protetto dal vento forte, e dove il cibo sarà al sicuro. I fornelli solari non funzionano di notte o nei giorni nuvolosi.
Convertire la luce del sole in energia termica Le superfici scure si scaldano molto alla luce del sole, mentre quelle chiare no. Si cucina meglio in pentole di metallo scure, basse e sottili con coperchi scuri e aderenti per trattenere il calore e l’umidità. Un fornello solare ha bisogno di un luogo all’aperto che sia soleggiato per diverse ore e protetto dal vento forte, e dove il cibo sia sicuro. I fornelli solari non funzionano di notte o nei giorni nuvolosi, anche se durante i mesi migliori per la cottura, molti cibi possono essere cucinati sotto nuvole intermittenti o una leggera foschia, purché il cibo sia messo fuori presto e ci sia sicuramente più sole che non nel complesso.
Trattenere il calore Una trappola termica trasparente intorno alla pentola scura lascia entrare la luce del sole, ma trattiene il calore. Si tratta di un sacchetto di plastica trasparente e resistente al calore o di una grande ciotola di vetro rovesciata (pentole a pannello) o di una scatola isolata con una finestra di vetro o di plastica (pentole a scatola).
Catturare la luce solare extra Una o più superfici lucide riflettono la luce solare extra sulla pentola, aumentandone la temperatura più velocemente e portando ad una temperatura finale più alta.

• Le cucine solari paraboliche usano un riflettore a forma di ciotola per concentrare la luce più direttamente sulla pentola, di solito dal basso, e tipicamente non richiedono una serra per trattenere il calore. Possono anche friggere e arrostire i cibi.

Conversione della luce solare in energia termica

Nella sua forma più semplice, la conversione della luce solare in calore avviene quando i fotoni (particelle di luce) che si muovono nelle onde luminose interagiscono con le molecole che si muovono in una sostanza. I raggi emessi dal sole contengono molta energia. Quando colpiscono la materia, solida o liquida, tutta questa energia fa vibrare le molecole della materia. Questa attività genera calore.

Le superfici scure si scaldano molto alla luce del sole, mentre quelle chiare no. Mentre il cibo cuoce meglio in pentole di metallo scure, poco profonde e sottili con coperchi scuri e aderenti, ci sono molti altri contenitori che possono anche essere utilizzati in un forno solare.

Ritenere il calore

Una trappola di calore trasparente intorno alla pentola scura fa entrare la luce del sole e impedisce al calore prodotto di fuoriuscire. Si tratta di un sacchetto di plastica trasparente e resistente al calore o di una grande ciotola di vetro rovesciata (nelle cucine a pannello) o di una scatola isolata con una finestra di vetro o di plastica (nelle cucine a scatola).

La luce passa attraverso il sacchetto di plastica o il coperchio di vetro come lunghezza d’onda relativamente breve. Il calore viene riflesso come una lunghezza d’onda più lunga, e non passa facilmente attraverso il contenitore trasparente. Questo spiega perché le auto lasciate al sole, specialmente quelle con gli interni neri, diventeranno lentamente sempre più calde, anche nei giorni con basse temperature dell’aria.

Le cucine solari paraboliche non richiedono tipicamente una trappola di calore, poiché la luce del riflettore è strettamente focalizzata sulla pentola. Cucinano a temperature più alte, ma richiedono un riorientamento più frequente con il sole rispetto ai fornelli a scatola o a pannello.

Catturare l’energia extra della luce solare

Una o più superfici lucide riflettono la luce solare extra sulla pentola, aumentandone il potenziale di calore. Specchi, fogli di alluminio, Mylar, metalli a specchio, vinile cromato e altri materiali lucidi sono stati usati con successo per la cottura solare, a seconda del tipo di pentola e dell’ambiente in cui verrà usata.

Tipi di fornelli solari

I tre tipi più comuni di fornelli solari sono i fornelli a scatola, i concentratori curvi (parabolici) e i fornelli a pannello. Esistono centinaia – se non migliaia – di variazioni su questi tipi di base. Inoltre, diversi sistemi di cottura solare su larga scala sono stati sviluppati per soddisfare le esigenze delle istituzioni di tutto il mondo.

Cucine a scatola

Le cucine a scatola cucinano il cibo a temperature moderate o alte e spesso ospitano più pentole, in genere impiegando da una a tre ore per cucinare vari cibi. In tutto il mondo, sono le più diffuse. Solo in India ce ne sono diverse centinaia di migliaia.

Cucine a pannello

Le cucine a pannello incorporano elementi di cucine a scatola e a concentratore parabolico. Sono semplici e relativamente poco costosi da acquistare o produrre. Il “CooKit” di Solar Cookers International è il fornello combinato più usato.

Cucine paraboliche

Le cucine solari paraboliche usano un riflettore a forma di ciotola per concentrare la luce più direttamente sulla pentola, di solito dal basso, e tipicamente non richiedono una copertura di serra per trattenere il calore. Il nome parabolico si riferisce alla forma della curva della sezione trasversale del riflettore.

Richiedono un riorientamento più frequente al sole, possibilmente ogni 10 minuti, ma cuociono il cibo più rapidamente a temperature più elevate rispetto ad altri fornelli solari, spesso raggiungendo oltre 200°C (400°F). Hanno anche la capacità di friggere i cibi. Generalmente i fornelli solari parabolici hanno bisogno di una maggiore attenzione rispetto ai fornelli a scatola o a pannello per evitare di bruciare il cibo sul fondo della pentola. Sono particolarmente utili per la cottura istituzionale su larga scala.

Disegni di cucine solari a tubo evacuato

Le cucine solari a tubo evacuato usano un tubo di vetro a doppia parete per la camera di cottura. Lo spazio tra il vetro viene creato come un vuoto, fornendo un’eccellente ritenzione di calore. Anche se efficiente, la tecnologia del vetro limita un po’ la dimensione dell’apertura del tubo di vetro, richiedendo pentole di cottura più piccole.

Vedi anche

• Luce solare
• Principi di progettazione dei fornelli solari a scatola – Mark Aalfs
• La tecnologia della cucina solare – Ed Pejack
• Tutti i progetti di fornelli solari trovati su questo wiki
• Introduzione alla cucina solare
• Perché cucinare solare
• Dove cucinare solare
• Salute e sicurezza
• Pastorizzazione solare dell’acqua
• Calcoli solari
• Luglio 2006: Varietà di dispositivi di cottura solare e usi – Shyam Nandwani

• Parabola-Focus-Directrix: calcolatrice interattiva di curve paraboliche- Jose Antonio Gutierrez Guerra
• Costruzione di fornelli e essiccatori solari – Christelle Souriau & David Amelin (Questa è un’eccellente panoramica sulle basi della cottura solare e sui semplici metodi di costruzione di fornelli ed essiccatori solari.)
• Fornelli solari parabolici – Humboldt State University
• Come funziona la cucina solare – HowStuffWorks
• Il testo completo del libro The Expanding World of Solar Box Cooking – Barbara Kerr
• Evaluation of Several Original and Commonly Used Solar Cooker Designs – Dane Dormio and Steven Jones
• Rating Solar Cookers
• French: Evaluation des fours solaires