В поисках недорогого и эффективного источника нагрева многие мастера все чаще и чаще обращаются к естественным природным явлениям. Одним из них является сила Солнца. Потенциала небесного светила будет достаточно, чтобы легко и быстро превращать в жидкий расплав даже жаростойкие стали и тугоплавкие сплавы!
Но чтобы рационально, эффективно и безопасно использовать силу Солнца, мастеру не обойтись без специального оборудования. Для нагрева солнечным светом потребуется солнечная печь. В обзоре рассказано о том, как выбрать солнечную печь.
Одной из самых мощных солнечных печей считается гелиокомплекс во французских Пиренеях, в городе Одейо. Диаметр зеркального концентратора данной печи составляет 54 (м). Температура в зоне фокусировки может достигать 3500 С.
Солнечная печь (гелиосистема для нагрева) – устройство для получения нагрева от небесного светила. Нагрев может осуществляться либо за счет концентрации солнечного света в одной точке, либо аккумулированием тепла на темной поверхности.
В некоторый печах нагрев осуществляется комбинацией фокусировки световых лучей и аккумулирования тепла. Среднестатистическая бытовая солнечная печь дает возможность нагревать жаровню до температуры 250-300 С.
Ниже пойдет речь про виды солнечной печи.
Сфера применения солнечной печи
Для работы солнечной печи не требуется топливо. Нагрев осуществляется без образования дыма и копоти. Это экологически чистый источник тепла, который позволяет эффективно нагревать жаровню, не нанося вредя окружающей среде.
Солнечные печи особенно актуальны в тех местах, где наблюдается дефицит растительности и прочих энергоресурсов. Это засушливые и пустынные районы, а также горы, где сложно запасаться дровами.
Первые солнечные печи использовались для термообработки пищевых продуктов, а также кипячения и пастеризации питьевой воды. Сегодня же область применения гелиосистем значительно расширилась. Помимо кулинарии солнечная печь используется в следующих сферах:
- Автономное отопление
- Горячее водоснабжение
- Металлургия
- Научно-исследовательские работы
Солнечная печь используется многими жильцами частного сектора. Установленный во дворе солнечный нагреватель позволит проводить термообработку продуктов без сжигания дров и прочего топлива. По сути это бесплатное тепло, которое бережет природу и экономит финансы пользователя.
Параболический концентратор площадью 1 (м2) даст возможность получать 700-1500 (Вт) тепловой энергии, что эквивалентно работе среднестатистической нагревательной конфорки (газовой или электрической).
Точное значение тепловой энергии солнечной печи будет зависеть от интенсивности свечения небесного светила (уровень облачности, положение Солнца) и качества исполнения концентратора.
Виды солнечной печи
Преобразовать солнечный свет в нагрев можно разными способами. Тепловые гелиосистемы можно разделить на 3 основные категории:
- Параболические концентраторы
- Аккумуляторы с темной поверхностью
- Комбинированные приборы
Каждая из разновидностей гелиосистем имеет свои преимущества и недостатки.
Как выбрать солнечную печь с параболой.
Солнечная печь в виде параболы
Параболическая солнечная печь представлена изогнутой зеркальной поверхностью. При этом изгиб обязательно должен иметь форму параболы.
Зеркальная параболическая поверхность позволяет концентрировать солнечные лучи в одной точке. Это так называемая точка фокусировки.
Многие путают параболу со сферой. Парабола лишь с виду напоминает сегмент сферы. Сферическая поверхность не способна концентрировать свет в одной точке, в то время как парабола легко концентрирует отраженные лучи в единой точке фокусировки.
В зоне фокусировки располагается подставка для посуды в виде кольцевого упора или прямых узких держателей. В данном случае парабола будет концентрировать лучи на установленной на подставку посуде.
Для повышения эффективности нагрева внешняя поверхность посуды обязательно должна иметь темный окрас! Если в хозяйстве нет черной кастрюли, то внешние стенки посуды можно вручную покрыть сажей или закоптить.
Параболическую солнечную печь можно будет использовать на протяжении всего года, зимой и летом. Лишь была ясная солнечная погода.
Какие еще виды солнечной печи существуют.
Где взять параболу
Главным недостатком параболического нагревателя является сложность изготовления. Конечно, можно пойти простым путем и использовать для конструкции печи уже готовую параболу.
Идеально подходящей параболической поверхностью обладает спутниковая тарелка. Мастеру останется лишь обклеить параболу отражающей зеркальной пленкой и зафиксировать держатель для посуды.
Но спутниковая тарелка, а тем более ненужная, есть далеко не у каждого. По этой причине параболу придется строить самому, по шаблону. Шаблон параболической поверхности легко начертить и вырезать вручную, из простого картона. Для этого пригодятся знания из школьного курса математики.
Как выбрать солнечную печь с комбинированным нагревом.
Солнечная печь в виде аккумулятора с темной поверхностью
Если зеркальная поверхность отражает солнечный свет, то темная будет поглощать излучение и нагреваться. Конструкция солнечной печи для аккумулирования тепла позволяет накапливать и удерживать нагрев на протяжении длительного времени.
Для аккумуляции тепловой энергии жаровня использует герметичный корпус. При этом боковые стенки и днище корпуса оснащены хорошей теплоизоляцией. Сверху же жаровня прикрывается стеклянной крышкой.
Дополнительно многие мастера оснащают солнечную печь плоским отражателем света. Зеркало устанавливается сверху таким образом, чтобы направлять свет в жаровню. Это позволяет ускорить процесс аккумуляции тепла.
Как понятно, оснащенная темной поверхностью жаровня будет поглощать солнечную энергию, а теплоизолированный корпус позволит печи накапливать тепло, постепенно увеличивая температуру нагрева.
Разумеется, солнечная печь данного типа медленно нагревается. При этом далека от совершенства и температура нагрева. Жаровня в виде аккумулятора обычно нагревается до 200 С. Но это хватит для приготовления любых блюд.
Солнечная печь с герметичной жаровней хорошо справляется с варкой и запеканием продуктов. Конечно, жарить в таком нагревателе тоже можно, но при частом открывании стеклянной крышки жаровня не будет держать требуемую температуру.
Солнечная печь с параболой и аккумулятором
Если простая параболическая печь обеспечивает быстрый нагрев и высокую температуру, то солнечный аккумулятор с темной поверхностью дает возможность накапливать и удерживать тепловую энергии. В комбинированной солнечной печи удалось объединить преимущества обоих вариантов нагрева.
Комбинированная солнечная печь представлена цилиндрической жаровней с двойной стенкой из закаленного стекла. Между стенками находится вакуум, что обеспечивает хорошую теплоизоляцию рабочей камеры. Внутреннее стекло покрыто темным поглощающим тепло слоем.
В жаровню помещается продолговатый противень полукруглой формы.
На колбу направлены 2 параболических зеркала, которые в сложенном состоянии защищают стеклянную жаровню. Зеркала представлены полированной до блеска листовой сталью с нержавеющими свойствами.
Комбинированная солнечная печь весьма быстро нагревается и хорошо удерживает тепло.
В продвинутых нагревателях с комбинированным принципом работы можно осуществлять не только жарку и запекание, а еще и варку. Подобные печи подходят и для кипячения, а также долговременной пастеризации питьевой воды.
Для термообработки жидкости нужен специальный вкладыш. Он помещается в расположенную вертикально или под углом 45-60˚ цилиндрическую колбу (жаровню с двойной стенкой).
Какие еще встречаются виды солнечной печи.
Солнечная печь на основе оптической линзы
Для фокусировки солнечного света можно использовать не только зеркальный отражатель. Собрать лучи света в одной точке можно и увеличительным стеклом, то есть лупой или линзой.
Конечно, увеличительные стекла большого диаметра вряд ли получится найти в продаже. Для нагрева посуды и термообработки продуктов нужна именно крупная лупа, диаметром от 30 (см) и более того.
В данном случае стеклянное увеличительное стекло вполне можно попробовать заменить водяной линзой. Такое устройство реально изготовить либо из большой стеклянной крышки от столовой посуды (сковородки, кастрюли), либо натянутой между направляющими пленкой.
Налив воду в крышку или пленку изделие превращается в крупную линзу, которая способна фокусировать солнечный свет в одной точке, по аналогии с параболой.
Линзу рекомендуется размещать над посудой. В таком случае свет будет фокусироваться на дне емкости. Данный способ получения нагрева обычно используют для кипячения и пастеризации питьевой воды.