How solar cookers work

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最後に編集されました。 2020年6月9日

以下、ソーラークッカーの仕組みについての情報を掲載しています。 Solar Cookers Internationalが主催するSolar Cooking Wikiでは、142カ国の個別ページがあり、その国のニュース、NGO、メーカー、ソーラー調理器プロジェクトに取り組む個人などが掲載されています。

ソーラークッカーはどのように機能するのか？

ほとんどのソーラークッカーは、太陽の光で鍋や食品を温めて調理に使うという基本原理で動いています。

なぜ色の濃い鍋が熱くなるのですか？

光の波が暗い色に吸収されるからです。私たちが白色を見るのは、色スペクトルのほぼすべての光波が物質の表面から反射されるからです。すべての色が一緒になって白を作り出します。

この吸収された光の光子エネルギーは、暗い色の調理鍋を構成する分子を励起します。励起された分子は運動エネルギーが大きくなり、それを温度として測定します。濃い色の鍋は加熱されます。

ソーラーボックスクッカーでは、太陽光の一部はガラスの囲いを通して、濃い色の面以外から鍋の外に反射されます。しかし、鍋からの熱放射は可視光線よりも波長が長いため、ガラスを通して外に戻ることができず、調理室内の温度を全体的に上昇させることに貢献しています。また、調理器の断熱壁は、暗い色の調理鍋から発生する熱を保持するのに役立ちます。

以下、ソーラーパネルクッカーとソーラーボックスクッカーの基礎科学について詳しく説明します。ソーラークッカーには、パラボラ型ソーラークッカーというものもあります。太陽に当てる角度を変える必要がありますが、より多くの太陽光を鍋に当てることができるため、より早く、より高い温度で調理をすることができ、食材を炒めることもできます。

Fuel: sunlight
Sunlight is the fuel.これは、太陽光を燃料とするソーラークッカーで、太陽光を調理に利用するものです。ソーラークッカーは、数時間晴天が続き、強風から守られ、食品が安全に保存できる屋外スポットが必要です。

太陽光を熱エネルギーに変換する

暗い面は太陽光で非常に熱くなりますが、明るい面はそうではありません。

ソーラークッカーは、数時間晴天で強風から守られ、食品が安全になるような屋外場所が必要です。ソーラークッカーは夜間や曇りの日には機能しませんが、調理に最適な季節には、食品を早めに出して、全体的にないよりは確実に太陽がある限り、多くの食品は断続的な雲や薄靄の下で調理することが可能です。

保温

暗い鍋の周りに透明なヒートトラップで日光は入れるが、熱は逃がさないようにする。

太陽光を取り込む

光沢のある面を一つ以上使うと、太陽光が鍋に反射して温度が早く上がり、最終温度が上がりやすくなります。

放物型ソーラークッカーは、ボウル状の反射板を使って、通常は下から直接光を鍋に当て、通常は保温用の温室を必要としない。

SolSourceは調理器具と一緒に写っているパラボラソーラー・クッカーの一例です。

機関用ソーラークッキングは、多くの大型パラボラ反射板を用いて蒸気を発生させ、毎日数千人分の調理を行うことができます。このようなシステムの多くは、インドで使用されています。この例は、Solare Brücke 社の技術で構築されました。

太陽光を熱エネルギーに変換する

最も単純には、光の波の中を動き回る光子（光の粒子）と物質中の動き回る分子が相互作用すると、太陽光から熱に変わることが起こります。太陽から放射される光線は、多くのエネルギーを持っています。固体でも液体でも、物質に当たると、このエネルギーが物質中の分子を振動させる。この活動により熱が発生する。

暗い面は太陽光で非常に熱くなるが、明るい面はそうならない。暗くて浅い、薄い金属製の鍋に暗くてぴったりした蓋をすれば、食品は最もよく調理されますが、ソーラークッカーに使用できる容器は他にもたくさんあります

主な記事。鍋

保温

暗い鍋の周囲に透明なヒートトラップがあると、太陽光を取り込み、発生した熱を逃がさないようにすることができます。透明な耐熱性のビニール袋や大きな逆さガラスのボウル（パネルクッカーの場合）、ガラスやプラスチックの窓のついた断熱性の高い箱（ボックスクッカーの場合）などがこれにあたります。

光は比較的短い波長としてプラスチック袋やガラス蓋を通過します。熱はより長い波長として反射され、透明な囲いを通り抜けることは容易ではありません。

パラボラ型ソーラークッカーは、反射板からの光が鍋にしっかりと当てられるので、一般にヒートトラップは必要ありません。パラボラ型ソーラークッカーは、反射板からの光を鍋にしっかりと当てるため、ヒートトラップを必要としない。グレージング

余分な太陽光エネルギーを取り込む

一つまたは複数の光沢のある表面で余分な太陽光を鍋に反射させ、熱の可能性を増大させる。鏡、アルミホイル、マイラー、鏡面仕上げの金属、クロームメッキのビニール、その他の光沢のある素材は、クッカーの種類や使用環境に応じて、すべてソーラー調理にうまく使用されています。反射材

ソーラークッカーの種類

ソーラークッカーの代表的なものは、ボックスクッカー、湾曲集光器（パラボリック）、パネルクッカーの3種類です。これらの基本的なタイプには、何百、何千というバリエーションが存在します。

Box Cookers

Box Cookersは中～高温で食品を調理し、複数の鍋を収容することが多く、通常1～3時間で様々な食品を調理することが可能です。世界的には、最も普及している。インドだけでも数十万台ある。

主な記事です。ソーラーボックスクッカーのデザイン

パネルクッカー

パネルクッカーにはボックスクッカーとパラボラアンテナクッカーの要素が含まれている。シンプルで比較的安価に購入・生産が可能です。ソーラークッカーズインターナショナルの “CooKit “は最も広く使われているコンビネーションクッカーです。

主な記事ソーラーパネル・クッカーのデザイン

Parabolic Cookers

AlSol 1.4 parabolic cookerは、反射板からの集光光を下から受けるために調理鍋を支持する方法を実演しています。

パラボラ型ソーラークッカーは、ボウル状の反射板を使って、通常は下から、より直接的に調理鍋に光を当てるもので、通常、熱を保つための温室の囲いは必要ありません。パラボラという名称は、反射板の断面の曲線の形状に由来しています。

太陽に対してより頻繁に、場合によっては10分ごとに向きを変える必要がありますが、他のソーラークッカーに比べてより高温で素早く調理でき、しばしば200℃以上にも達します。また、食材を炒めることも可能です。一般にパラボラ型ソーラークッカーは、ボックス型やパネル型に比べて、鍋底の食材を焦がさないように注意する必要があります。

主な記事：大規模な施設での調理に適しています。パラボラソーラークッカーの設計

真空管ソーラークッカーの設計

The SLiCK SM70 is an example of the evacuated tube solar cooker.

Evacuated tube solar cookers used a double-wall glass tube for the cooking chamber.これは真空管を使ったソーラークッカーの一例です。ガラスとガラスの間を真空にすることで、優れた保温性を実現しています。効率的な反面、ガラス技術によってガラス管の開口部の大きさがやや制限されるため、より小さな調理鍋が必要になります。

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How solar cookers work