استخدامات مهمة للأفران الشمسية

في أجزاء من العالم ذات بنية تحتية موثوقة للطاقة ، يعد الطهي بالطاقة الشمسية هواية أكثر من كونها ضرورة. لكن هذا قد يتغير في أماكن مثل كاليفورنيا ، حيث يهدد انقطاع التيار الكهربائي الممتد لمنع حرائق الغابات بأن يصبح الوضع الطبيعي الجديد. ومع ذلك ، فإن القدرة على طهي الطعام وتسخين المياه ليست معطاة في العديد من المناطق الريفية في العالم ، وبالنسبة للأشخاص الذين يعيشون هناك ، يمكن للأفران الشمسية أن تكون منقذة للحياة.

تقول شركة Solar Cookers International ، وهي مجموعة مناصرة دولية ، أن ثلاثة من كل سبعة أشخاص في العالم يفتقرون إلى الوقود اللازم للطهي. من غير المحتمل أيضًا أن يكون لدى هؤلاء الأشخاص مصادر مياه صحية ، وغالبًا ما يفتقرون إلى طرق التعقيم الموثوقة ، مما يؤدي إلى تفاقم خطر الإصابة بالأمراض والعدوى. بالنسبة لهم ولأشخاص في حالات الطوارئ في كل مكان ، توفر الأفران الشمسية أكثر من وظيفة أساسية واحدة.

يشتمل كل طباخ شمسي على سطح عاكس يركز طاقة الشمس على العنصر الذي يتم طهيه. كان الموقد الشمسي الأصلي ، الذي ابتكره الفيزيائي السويسري هوراس دي سوسور عام 1767 ، عبارة عن صندوق زجاجي في الأساس. تمكنت نسخة معدلة تتضمن مرايا من طهي اللحوم في ساعة واحدة ، وقدم نموذج معزول جيدًا طعامًا مطبوخًا لعالم الفلك ويليام هيرشل أثناء سفره عبر جنوب إفريقيا في عام 1830.

اليوم ، يعتبر الصندوق الساخن واحدًا من أربعة أنواع متوفرة للطباخ الشمسي. الثلاثة الآخرون هم إما أكثر قابلية للحمل أو يولدون حرارة أكثر كثافة ، لكن الصندوق الساخن يظل واحدًا من أكثر الأنواع شيوعًا ، إن لم يكن الأكثر شيوعًا. جميع الأنواع لها مزاياها وعيوبها:

• طباخ اللوحة: هذا النوع من الفرن هو الأخف وزناً والأكثر قابلية للحمل والأقل تكلفة ، ويتكون من مجموعة من الألواح العاكسة التي عادةً ما يتم طيها لسهولة النقل عند نشرها ، تركز الألواح ضوء الشمس على منطقة طهي مركزية ويمكنها طهي وجبة في غضون ساعات. ضعفها الرئيسي هو نقص العزل.

• طباخ مكافئ: مثل جهاز الطهي اللوحي ، يحتوي الموقد المكافئ على ألواح عاكسة ، لكنها منحنية لتركيز ضوء الشمس بشكل أكثر كثافة على منطقة الطهي. يفتقر هذا الطباخ أيضًا إلى العزل ، لكنه يعوض ذلك عن طريق توليد حرارة كافية لقلي الطعام بالفعل.

• موقد GoSun: يتكون هذا الابتكار الجديد نسبيًا من أنبوب مفرغ يحتوي على العناصر المطلوب طهيها. يسمح الأنبوب لأشعة الشمس بالاختراق ، ويعمل الفراغ كعازل للاحتفاظ بالحرارة بالداخل. يمكنه طهي وجبة لثمانية أشخاص في أقل من ساعة ويعمل في الأيام العاصفة والغيوم جزئيًا وحتى في الطقس المتجمد.

• هوت بوكس: الفرن الشمسي القياسي ، والفرن الذي من المحتمل أن تصنعه إذا كنت مشتركًا في طباخ يعمل بالطاقة الشمسية المشروع عبارة عن صندوق معزول بغطاء زجاجي ولوحة عاكسة تركز الضوء على الطهي منطقة. تتميز النماذج عالية الجودة بعزل أكثر كفاءة والمزيد من الألواح. بشكل عام ، يكلف الصندوق الساخن أكثر بقليل من جهاز الطهي اللوحي ، ولأنه معزول ، فإنه يحتوي على نطاق أوسع من الاستخدام ، على الرغم من أنه أقل قابلية للحمل.

يجعل طهي الطعام طعمه أفضل ، لكن هذا ليس السبب الأكثر أهمية للقيام بذلك. تسخين طعامك إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لقتل الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تسبب المرض يجعل تناول الطعام أكثر أمانًا. تكمن أهمية الموقد الشمسي في أنه يمكن أن يولد حرارة كافية للقيام بذلك بدون وقود مصدر آخر غير طاقة الشمس ، وهو أمر حيوي في الأماكن التي يوجد فيها نقص في الخشب والنفط يتبرع.

على الرغم من أن التذوق يعتبر اعتبارًا ثانويًا ، إلا أنه لا يزال أمرًا مهمًا ، والطعام من الفرن الشمسي ، خاصةً الصندوق الساخن أو موقد GoSun ، غالبًا ما يكون مذاقه أفضل من الطعام من الأفران التقليدية. وذلك لأن العصائر من الطعام يتم الاحتفاظ بها داخل الفرن وإعادة تدويرها في الطعام بدلاً من تبديدها في الغلاف الجوي.

تتميز أجزاء كثيرة من العالم التي يندر فيها الوقود بدرجات حرارة ورطوبة عالية ، وهي ظروف مثالية للكائنات الحية الدقيقة ومسببات الأمراض التي تلوث المجاري المائية. حتى المياه المسحوبة من الآبار سرعان ما تصبح ملوثة في مثل هذه الظروف ، وتشكل الأمراض مثل التيفوئيد والكوليرا مخاطر صحية خطيرة.

الشبكة الدولية للطباخات الشمسية وأشار أن بسترة الماء في طباخ شمسي قبل الاستهلاك عن طريق رفع درجة الحرارة إلى 151 درجة فهرنهايت (66 درجة مئوية) هو وسيلة فعالة لتنقيته (مثل على عكس التسخين إلى 212 درجة فهرنهايت / 100 درجة مئوية كما تفعل في غلاية على الموقد) ، ويمكن لكل نوع من أنواع الأفران الشمسية تحقيق درجات حرارة كافية لذلك في ظل الظروف المناسبة.

تستخدم المقطورات الشمسية التي تجمع بخار الماء من الماء المغلي وتكثفها وترسبها في حاويات نظيفة بشكل أكثر شيوعًا لهذا الغرض من المواقد. حتى أبسط من ذلك ، يوصي المعهد الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا الأحياء المائية سوديس، وهي طريقة لتنقية المياه تتضمن ملء زجاجات PET النظيفة والشفافة بالماء وتركها تحت أشعة الشمس الكاملة لمدة ست ساعات.

في أجزاء من العالم حيث تعتبر المياه الملوثة سببًا رئيسيًا للمرض ، توصي السلطات بغليها لمدة 10 دقائق على الأقل قبل شربها. تمثل تكلفة الوقود للقيام بذلك جزءًا كبيرًا من الدخل اليومي للأشخاص في هذه المناطق ، لكن طاقة الشمس مجانية. يمكن تنقية كمية صغيرة فقط من الماء في وقت واحد في طباخ تقليدي ، لكن الباحثين طوروا طباخات ذات أطباق عميقة يمكنها معالجة ما يصل إلى 3 جالونات في يوم مشمس.

في البلدان التي تندر فيها المياه النظيفة ، تنتشر العدوى التي تتطور نتيجة تعقيم المعدات الطبية بشكل غير صحيح. نادرًا ما تتوافر المطهرات الكيميائية ، مثل اليود ، والوقود المستخدم في غليان الماء باهظ الثمن. في مثل هذه الأماكن ، توفر الأفران الشمسية بديلاً رخيصًا ومتاحًا للخشب والبترول لتسخين المياه.

الجهاز المفضل لتعقيم المعدات الطبية هو الأوتوكلاف ، الذي يولد البخار ويغذيه في وعاء مضغوط. يستخدم جهاز يعمل بالطاقة الشمسية يُطلق عليه اسم الغلاف الشمسي طاقة الشمس لتوليد البخار من خلال استخدام جسيمات نانوية معدنية وكربون متناثرة في محلول مائي. تمتص هذه الجزيئات الحرارة بسرعة كبيرة وتنقلها إلى الماء ، الذي يتبخر حتى في الأيام الباردة لإنشاء حمام بخار يقوم بتعقيم المعدات في حوالي 30 دقيقة.

تتمثل إحدى المشكلات الكبيرة في استخدام الخشب والنفط لتسخين المياه في أن حرائق الأخشاب تطلق غازات ضارة ومواد جسيمية في الهواء ، ويتعين على الناس استنشاق ذلك الهواء. هذا أمر خطير بشكل خاص عندما يكون الحريق داخل منزل به مدخنة غير كافية وتهوية سيئة ، كما يحدث في العديد من المناطق الريفية. تذكر منظمة الصحة العالمية أن 4 ملايين شخص يموتون كل عام بسبب الأمراض المرتبطة بالطهي في الأماكن المغلقة.

المواقد الشمسية نظيفة تمامًا وتقضي على هذه المشكلة تمامًا ، لكنها حل قابل للتطبيق فقط في البلدان ذات المناخات الجافة والمشمسة بشكل مناسب. إنهم لا يعملون في الطقس الغائم أو في الليل ، ويجب التخطيط لإجراءات الطهي للاستفادة من أشعة الشمس أثناء الخروج. قد يتطلب ذلك تعديل عادات الأكل.