Tự chế bếp năng lượng mặt trời

Bếp năng lượng mặt trời sử dụng nguồn nhiệt từ ánh nắng, nghĩa là người dùng không phải bỏ tiền để mua.

Tự chế bếp năng lượng mặt trời

Vừa qua Jon Boehmer ở Kenya đoạt giải thưởng 75.000USD nhờ việc công bố loại bếp tự tạo gọi là Hộp Kyoto (H1) nhằm giúp gia đình nông thôn phương tiện đun nấu mà không còn phải chặt phá cây rừng.

Người ta dùng hai hộp như kiểu các thùng các-tông. Hộp nhỏ đặt lồng vào trong hộp lớn, ngăn cách bởi lớp vật liệu cách nhiệt như các vỏ trấu. Bốn mặt trên của hộp ngoài mở ra và được lót trong bằng các vật liệu phản chiếu mạnh tia nắng mặt trời như giấy bạc, lon bia cán thẳng hay tấm kính sơn đen mặt sau. Nắp trên hộp trong được cắt bỏ, trong khi bốn vách đứng của nó cũng được dán lót như các nắp trên hộp ngoài.

Mặt trong đáy hộp được sơn màu đen nhằm chuyển tất cả tia nắng phản chiếu từ bốn nắp trên và bốn vách đứng thành ra sức nóng. Trên đáy hộp người ta dùng các miếng gỗ hay bộ giá đỡ để đặt dụng cụ đun nấu như các loại bếp thông thường. Một tấm kính lớn trong suốt được đặt làm nắp phía trên hộp nhỏ để giữ cho nhiệt khỏi thoát ra ngoài.

Nguyên lý hoạt động của bếp hộp năng lượng mặt trời được trình bày trong hình vẽ (H2). Theo đó nhiệt độ bên trong hộp bếp được điều chỉnh cao thấp tùy theo thế đặt các tấm phản chiếu, và tốc độ đun nấu nhanh chậm tùy theo nắp kính đậy kín hay hở. Nhiệt độ bên trong hộp bếp tác động lên nồi từ cả mọi phía, khác với các bếp thông thường chỉ nhận sức nóng từ đáy. Vì vậy nhu cầu nhiệt độ cần cho đun nấu chỉ vào khoảng 70-100^oC trong khi nhiệt độ thực tế của bếp có thể lên tới 150^oC.

Nhóm nghiên cứu cho biết chi phí tự tạo hộp bếp kiểu này chỉ khoảng 100.000 đồng mỗi cái, chủ yếu sử dụng nguyên liệu phế thải từ các hộp giấy, thùng thiếc, giấy bạc gói thực phẩm hay các lon bia, vỏ hộp kim loại cán thẳng… Một số tổ chức tài trợ dự án phát triển nông thôn ở châu Phi còn đặt hàng làm sẵn để có chất liệu chống cháy tốt hơn.

Người ta nghĩ rằng sẽ có hàng triệu nông dân những vùng xa xôi sẽ được hưởng lợi, y tế cộng đồng sẽ được bảo đảm nhờ ăn chín uống chín, và lượng CO₂ độc hại thải vào khí quyển sẽ giảm tương đương từ 1 đến 2 tấn cho mỗi gia đình nhờ việc hạn chế sử dụng than củi.

• Bếp hình hộp
• 
  Đặc điểm của loại này là nấu từ từ và có thể nấu những lượng thức ăn lớn. Có nhiều kiểu thiết kế tùy theo vị trí cửa sổ và số gương phản chiếu.

• Bếp dùng pa nô
  Roger Bernard gần đây đã khỏi xướng việc dùng loại bếp này tại Pháp. Theo kiểu này, những tấm pa nô phẳng sẽ tập trung ánh sáng mặt trời vào một cái nồi để trong một cái túi nhựa hay dưới một cái tô bằng thủy tinh. Ưu điểm của nó là có thể làm được trong khoảng một giờ mà không tốn kém gì nhiều. Ở Kenya (châu Phi), những bếp loại này đang được sản xuất cho Dự án trại tỵ nạn Kakuma; giá mỗi cái là 2 đô la Mỹ.

• Bếp hình chảo (pa ra bôn)
  Đây là những dĩa hình chảo (pa ra bôn) tập trung ánh sáng mặt trời vào đáy của một cái nồi. Ưu điểm của nó là nấu cũng nhanh như những loại bếp thường dùng khác. Nhược điểm là chế tạo phức tạp, phải thường xuyên xoay bếp theo hướng mặt trời, và có thể gây phỏng hoặc làm hại mắt nếu không dùng đúng cách. Tuy nhiên, những mối lo ngại này đã được giải tỏa phần nào với mẫu thiết kế của tiến sĩ .Dieter Seiter.

2.Ai đã sáng chế ra bếp dùng năng lượng mặt trời ?

Theo chúng tôi biết, đó là Horace de Saussure, một nhà tự nhiên học người Thụy Sĩ. Ông đã thí nghiệm về năng lượng mặt trời từ năm 1767.

3.Loại bếp này đang được dùng nhiều nhất ở đâu ?

Theo những báo cáo đáng tin cậy thì có hơn 100.000 cái đang được dùng ở Ấn Độ và Trung Quốc. Chúng tôi cũng biết về những dự án loại này tại hầu hết các quốc gia trên thế giới. Tổ chức Solar Cookers International gần đây đã có một thành tựu ngoạn mục ở Kenya với bếp pa nô kiểu Bernard. Hơn 5000 gia đình ở châu lục này đang xử dụng năng lượng mặt trời.

4.Bếp mặt trời có thể nóng cở bao nhiêu độ ?

Nhiệt độ mà bếp hình hộp và bếp pa nô có thể đạt tới tùy thuộc vào số lượng và kích thước của các gương phản chiếu. Một bếp hình hộp có một gương phản chiếu thường đạt đến 150 độ C. Thật ra, trong việc nấu ăn không nhất thiết phải cần đến nhiệt độ cao. Bếp của bạn nấu thức ăn tốt miễn là nó đạt đến khoảng chừng 90 độ C. Bếp có nhiệt độ cao giúp nấu thức ăn với số lượng nhiều, nấu nhanh hơn, và có thể nấu vào những ngày mây mù. Tuy nhiên, cũng có những người chuộng cách nấu ăn ở nhiệt độ thấp vì họ có thể yên tâm để thức ăn trên bếp để làm việc khác. Với một bếp hình hộp có một gương phản chiếu, khi thức ăn đã đươc nấu rồi thì chúng sẽ giữ được độ ấm lâu và không bị cháy khét. Cũng cần nên nhớ là không có thức ăn nào có thể vượt lên trên 100 độ C trừ khi nào lượng nước trong đó đã bốc hơi hết. Những nhiệt độ cao mà bạn có thể thấy các sách dạy nấu ăn đề cập đến trong các bếp nấu thông thường là nhằm để cho tiện lợi và tạo những tác dụng đặc biệt, chẳng hạn như làm thức ăn có màu nâu một cách nhanh chóng.

5.Phải mất bao lâu để nấu một bửa ăn ?

Theo kinh nghiệm, thời gian nấu sẽ gấp đôi so với các loại bếp thông thường, nếu dùng loại bếp hình hộp có một gương phản chiếu. Tuy nhiên, vì bạn không thể nào làm cháy thức ăn với bếp hình hộp nên bạn không phải trông chừng nó, hoặc trộn khuấy gì hết. Bạn chỉ cần đặt vào bếp mấy cái nồi chứa mấy loại thức ăn khác nhau rồi ….. đi làm. Buổi chiều, khi bạn trở về thì thức ăn đã chín và nó vẫn còn được giữ ấm cho tới khi bạn lấy ra ngoài.
Với loại bếp dùng pa nô thì khả năng nấu ít hơn, thường chỉ có một nồi nhung có thể nấu nhanh hơn. Có người cho rằng thỉnh thoảng phải trộn thức ăn để chúng có thể nóng đều.
Nấu bằng bếp hình chảo (pa ra bôn) thì cũng giống như nấu bằng những loại bếp mạnh thông thường. Vì ánh sáng mặt trời được tập trung trực tiếp vào đáy nồi, khả năng nấu rất nhanh. Tuy nhiên, bạn phải canh chừng cẩn thận và khuấy đều, nếu không thức ăn sẽ cháy khét.

6.Vậy có phải cứ xoay bếp về phía có ánh sáng mặt trời ?

Các loại bếp hình hộp thì không cần phải xoay trừ khi bạn nấu đậu, phải mất đến 5 giờ. Bếp pa nô thì cần phải xoay nhiều hơn vì chúng có những gương phản chiếu có thể che khuất nồi nấu. Bếp pa ra bôn thì là loại khó nhất để tập trung tia nắng. Chúng cần phải được xoay từ 10 đến 30 phút một lần, tùy theo độ tập trung của gương pa ra bôn.

7.Có nên làm bếp mặt trời từ các nguyên liệu “tốt” (như ván ép, thủy tinh…) hay dùng giấy cứng (giấy các tông dùng để làm thùng, hộp) cũng được ?

Trừ khi nào bạn muốn có một cái bếp chất lượng cao có thể để ngoài mưa cũng không sao, thì giấy các tông cũng có thể làm một cái bếp tốt rồi. Giấy các tông dễ làm mà vẫn giữ nhiệt tốt. Một số người mà chúng tôi biết đã sử dụng những cái bếp làm từ giấy các tông trong hơn 10 năm.

8.Dùng gương phản chiếu bằng thủy tinh (kiếng) thì có hiệu quả hơn không ?

Xét về khả năng phản chiếu thì gương thủy tinh tốt hơn những vật liệu đơn giản khác như giấy nhôm cán mỏng (aluminium foil). Tuy nhiên, thủy tinh dể vỡ và mắc tiền hơn.

9.Có nên sơn đen những vách trong lò không ?

Một số người thích làm theo cách này vì họ cho rằng như vậy sẽ làm cho nhiệt độ trong lò cao hơn. Tuy nhiên, nếu như vách lò nóng hơn thì chưa chắc thức ăn trong nồi sẽ nóng hơn. Chúng tôi nghĩ rằng dán giấy nhôm cán mỏng (aluminium foil) lên mặt trong vách sẽ làm các tia nắng trong lò dội lại và chúng sẽ đập vào cái nồi màu đen hay cái đế lót màu đen bên dưới. Vì đế lót tiếp xúc trực tiếp với đáy nồi, lượng nhiệt mà nó hút vào sẽ truyền thẳng vào đáy nồi tốt hơn.

10.Nên dùng loại sơn nào ?

Bạn có thể dùng loại sơn có ghi hàng chữ “không độc hại khi đã khô” trên nhãn. Nhưng không được làm mất lớp sơn này khi chùi rửa. Một số người ở Uganda cho biết họ làm đen nồi của họ bằng chính lớp “lọ nồi” bám bên ngoài nồi sau những lần nấu nướng.

11.Cửa sổ bếp làm bằng thủy tinh (kiếng) có tốt hơn là làm bằng nhựa trong suốt ?

Nhìn chung, nhiều người cho rằng kíếng hiệu quả hơn nhựa khoảng 10%. Ngoài ra, kíếng sẽ không làm tản nhiệt cũng như làm cho bếp vững chải hơn khi trời nổi gió. Tuy vậy, nhựa thì không bị bể, dể vận chuyển và hiệu quả khá tốt. Mặt khác, có một loại phim nhựa (plastic film) dùng trong nấu ăn rất dễ tìm trong các siêu thị với giá rẻ. Các loại nhựa khác cũng tốt. Kíếng “plexiglas” cũng tốt.

12.Dùng loại nồi nào là tốt nhất ?

Lý tưởng nhất là loại nồi có hình dáng thấp, nhẹ, màu tối có kích thước hơi rộng hơn khối lượng thức ăn để trong đó. Chảo kim loại có lẻ là tốt nhất. Các loại nồi, chảo bằng nhôm có màu sáng có thể cho sơn đen hoặc để cho khói đen bám lên. Nồi bằng gang cũng được, nhưng phải mất nhiều nhiệt để làm nóng nồi cũng như thức ăn trong nồi, nhất là trong điều kiện thời tiết có nhiều mây.

13.Làm sao để cách nhiệt thật tốt ?

Có thể dùng nhiều loại nguyên liệu khác nhau. Tuy nhiên, sợi thủy tinh (Fiberglass) hoặc chất xốp (Styrofoam) thì không nên dùng vì chúng có thể tỏa mùi khó chịu khi bị nóng lên. Những loại nguyên liệu thông thường như bông gòn, len, lông chim, hoặc thậm chí giấy báo cũ cũng hiệu quả. Nhiều người thích để trống hoặc chèn vào khoảng hở giữa các vách những miếng các tông có dán giấy nhôm cán mỏng. Làm vậy sẽ khiến cái bếp của bạn nhẹ hơn mà cũng hoạt động tốt. Phần lớn sự mất mát nhiệt xảy ra qua chổ cửa sổ bằng kíếng hay bằng nhựa chứ không qua các vách bằng các tông. Vì vậy, nếu có hao hụt đôi chút đâu đó ở các vách ngăn thì cũng không ảnh hưởng nhiều đến nhiệt độ chung trong bếp.

14.Có thể dùng những nguyên liệu chất lượng cao để làm tăng hiệu quả của bếp mặt trời không ?

Bạn có thể thấy rằng một bếp mặt trời chất lượng cao làm bằng nguyên liệu đắt tiền sẽ khiến cho nó hấp dẫn hơn. Ở những xứ giàu có, việc nấu ăn chỉ tiêu thụ một tỉ lệ năng lượng “nhỏ” trong đời sống hàng ngày bởi vì dân chúng ở các nước ấy tiêu thụ những lượng năng lượng khổng lồ cho những mục đích khác như đi lại, chiếu sáng, điều hòa không khí vv…. Giới thiệu bếp dùng năng lượng mặt trời có công dụng là chỉ ra cho họ thấy có thể đưa những nguốn năng lượng khác để thay thế một phần nào vào cuộc sống của họ. Đơn giản nhất là nấu ăn và phơi quần áo ngoài trời. Đây là những cách ít tốn kém nhất để giảm bớt sự tiêu xài năng lượng.
Trên thực tế, bên cạnh những người nói trên là hằng triệu người nghèo khổ trên thế giới hiện vẫn hằng ngày nấu ăn trên những cái bếp khói tỏa mù mịt. Để kiếm củi, họ phải cuốc bộ mỗi ngày mấy tiếng đồng hồ. Những cư dân nghèo ở thành thị kiếm không ra củi; thế là có khi họ phải dành ra đến phân nửa thu nhập của mình để có ….. lửa nấu ăn. Những người này không thể nào có đủ tiền để làm một cái bếp mặt trời bằng nguyên liệu cao cấp được.
Do vậy, quyết định cuối cùng là tùy bạn. Với những đối tượng khá giả, bạn có thể giới thiệu một cái bếp làm bằng nguyên liệu cao cấp để hướng họ đến một tương lai ít khói và xanh tươi hơn. Còn đối với những người khác thì bạn có thể tìm hiểu và đề xuất những nguyên liệu rẻ, dể kiếm ở nơi mà họ đang sinh sống.

15.Có thể khử trùng nước bằng bếp mặt trời được không ?

Được. Bằng cả ba loại bếp nói trên. Tuy nhiên, có một sự thật ít được người ta biết đến là chỉ cần làm nóng nước lên đến nhiệt độ 65 độ C trong 20 phút là có thể uống được rồi, chứ không cần phải đun sôi. Cách xử lý nước này, gọi là pasteurization ( khử trùng theo phương pháp Pasteur ), giết tất cả các vi trùng gây bệnh cho con người đồng thời không phí phạm năng lượng để đun sôi nước. Có một lý do khiến người ta cứ đun sôi nước rồi mới uống là không phải chổ nào và ai cũng có sẳn cái nhiệt kế (thermometer) để trong bếp, và việc nhìn thấy nước sôi ục ục trong ấm là một dấu hiệu khiến người ta cảm thấy yên tâm là nước như vậy mới uống được. Tiến sĩ Robert Metcalf đã có một bài viết rất đầy đủ thông tin mang tựa đề Những tiến bộ gần đây về việc khử trùng nước bằng năng lượng mặt trời theo phương pháp Pasteur. Bạn sẽ tìm thấy các thông tin liên quan khác ở trang tài liệu của Solar Cooking Archive.

16.Nếu như bếp mặt trời hay như vậy thì tại sao tất cả mọi người không dùng nó ?

Có nhiều lý do. Đầu tiên là tuyệt đại đa số người dân trên thế giới thật ra không biết rằng có thể nấu ăn bằng ánh sáng mặt trời. Nhưng khi đã nhận ra điều này thì hầu như là ý kiến này được tiếp nhận một cách nhiệt tình, nhất là ở những nơi mà việc kiếm các nguồn năng lượng như dầu, củi, gas, điện …cũng như việc nấu ăn trên những cái bếp khói tỏa mù mịt là một gánh nặng cho con người. Để giúp người nghèo có thể dùng năng lượng mặt trời trong việc nấu ăn hàng ngày, cần phải có nhiều yếu tố. Những dự án dùng năng lượng mặt trời thành công nhất đã xảy ra ở những nơi có nhu cầu cao nhất, thời tiết thuận lợi nhất, và đã có những người kiên trì theo đuổi việc thay đổi cách sử dụng năng lượng. Một thí dụ điển hình là thành quả của tổ chức Solar Cookers International ở Trại tị nạn Kakuma ở Kenya.

17.Một cái bếp làm bằng giấy các tông…. Liệu nó có bắt lửa và cháy hay không ?

Không. Giấy cháy ở nhiệt độ 233 độ C và chắc chắn cái bếp mặt trời của bạn không thể nào nóng đến như vậy.

18.Có thể dùng bếp mặt trời vào những mùa nào trong năm?

Ở những vùng nhiệt đới và ở miền nam Hoa Kỳ thì có thể nấu quanh năm tùy theo thời tiết. Ở những nước nằm xa về phía bắc như Canada, có thể nấu khi trời quang đãng ngoại trừ 3 tháng lạnh nhất trong năm. Hãy nhấp chuột vào bức tranh kế bên, bạn sẽ biết lượng nắng mà mỗi vùng trên thế giới nhận được trong năm.

19.Nên nấu những loại thực phẩm nào khi mới có một cái bếp mặt trời mới ?

Lúc đầu nên thử nấu cơm, với một lượng nhỏ. Lý do là nấu cơm tương đối dể dàng. Gà và cá cũng là những món rất dễ nấu.




20.Cái bếp của tôi chỉ nóng tới 121 độ C. Như vậy nó đủ sức nấu những món cần tới 177 hay 232 độ C không ?
Với 121 độ C thì hoàn toàn có thể nấu đủ thứ thức ăn. Cần nhớ rằng nước không thể nào nóng hơn 100 độ C. Điều này có nghĩa là nếu bạn đang nấu món gì đó có chứa nước, thì nó không thể nào nóng hơn 100 độ C. Từ lâu nay, các sách hướng dẫn nấu ăn hay yêu cầu nhiệt độ cao với dụng ý rút ngắn thời gian nấu hoặc để làm cho đồ ăn có màu nâu. Với hầu hết các loại bếp mặt trời, thời gian nấu sẽ lâu hơn. Tuy nhiên, thức ăn vẫn có màu nâu vì mặt trời chiếu sáng trực tiếp trên mặt cửa sổ bếp.

21.Đang nấu, mặt trời bị mây che thì sao ?

Thức ăn của bạn vẫn tiếp được nung nóng, miễn là cứ mỗi giờ bầu trời cho bạn khoảng 20 phút có nắng (khi dùng bếp hình hộp). Khi trời có nhiều mây che, không nên nấu những món có thịt.  Nếu bạn chắc rằng bầu trời sẽ quang đãng cả ngày, hãy để bất kỳ loại thực phẩm nào vào bếp vào buổi sáng, quay mặt bếp về hướng nam. Thức ăn sẽ được nấu chín khi bạn trở về nhà vào buổi chiều.


(St)


Tự chế bếp cồn cực kỳ đơn giản
Tự chế bóng đèn đơn giản
Tự chế bộ lọc nước cho bể cá
Cách tự chế kính thiên văn thành công
Tự chế bẫy chuột đơn giản, hiệu quả