Lò nướng năng lượng mặt trời

Bếp năng lượng mặt trời là thiết bị thu nhận ánh sáng mặt trời và chuyển hóa năng lượng này để nấu ăn hoặc đun nước sôi.

Một thiết kế điển hình gồm một chảo nhôm cách nhiệt, đặt trong một hộp gỗ. Trên miệng chảo có đậy một lớp kính và phía sau là một tấm phản chiếu.

Các thiết kế sử dụng gương hoặc thấu kính Fresnel để tập trung ánh sáng mặt trời vào điểm cần nấu, có thể đạt công suất lên đến vài trăm Watt và nhiệt độ lên tới 200°C.

Các lợi ích:

Bếp năng lượng mặt trời: mang lại nhiều lợi ích cho môi trường, kinh tế và sức khỏe như sau:

• Thay thế nhiên liệu truyền thống như củi, trấu, than đá, dầu mỏ bằng ánh sáng mặt trời giúp bảo vệ oxy và giảm lượng CO₂ thải ra môi trường. Bếp điện có thể sử dụng điện từ các nhà máy nhiệt điện, gây ô nhiễm và góp phần làm nóng Trái Đất.
• Việc sử dụng bếp mặt trời có thể giảm nạn phá rừng và tiến trình sa mạc hóa ở nhiều khu vực nếu thay thế phần lớn các bếp củi hiện tại.
• Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng miễn phí. Sở hữu một hoặc nhiều bếp năng lượng mặt trời có thể giảm chi phí nhiên liệu, tiền điện, hoặc thời gian tìm củi hàng ngày.
• Các tổ chức từ thiện và bảo vệ môi trường đang tích cực thúc đẩy việc phổ biến và hướng dẫn sử dụng bếp năng lượng mặt trời. Nhiều mẫu bếp có thể được làm với chi phí chỉ khoảng 2 đô la Mỹ và có thể sử dụng lên đến 10 năm. Những mẫu bếp này còn có thể tạo ra việc làm cho ngành thủ công và công nghiệp nhỏ, đặc biệt là ở các khu vực nắng nóng.
• Bếp năng lượng mặt trời: không phát ra khói, giúp giảm kích ứng mắt và tổn hại phổi. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, việc đun nấu bằng củi hàng ngày có tác hại cho phổi tương đương với việc hút hai gói thuốc lá.
• Các kiểu bếp làm từ thùng hoặc hộp giấy không gây nguy cơ bỏng cho trẻ em và khó bị cháy nếu bị bỏ quên vì không có ngọn lửa.

Lịch sử:

Một trong những bếp năng lượng mặt trời đầu tiên được biết đến do nhà khoa học Thụy Sĩ Horace-Bénédict de Saussure chế tạo vào năm 1767. Đến năm 1945, bếp dạng hộp đã được phát triển tại Ấn Độ. Hiệu ứng nhà kính được áp dụng cho bếp năng lượng mặt trời bởi giáo sư Roger Bernard tại Lyon (Pháp) vào năm 1976.

Nguyên lý hoạt động:

Hiện tại có rất nhiều loại bếp năng lượng mặt trời khác nhau. Tất cả các loại bếp này đều dựa trên các nguyên lý cơ bản sau:

• Tập trung ánh sáng mặt trời: Các thiết kế sử dụng gương hoặc vật liệu phản xạ cao (như giấy bạc) để tập trung ánh sáng và nhiệt mặt trời vào một khu vực nhỏ, hoặc dùng gương cầu lõm để chuyển đổi chùm sáng song song thành chùm sáng hội tụ, tập trung nhiệt mặt trời tại một điểm trước gương.
• Chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt: Màu đen có khả năng hấp thụ nhiệt tốt, vì vậy thường được sử dụng bên trong các thiết kế bếp.
• Chất liệu dẫn nhiệt hiệu quả: Sử dụng các kim loại có khả năng dẫn nhiệt tốt giúp bếp nhanh nóng và thực phẩm chín nhanh hơn.
• Giữ nhiệt: Một lớp kính, bao nylon trong suốt, hoặc lớp nhựa trong suốt có thể giữ ánh sáng vào trong. Khi ánh sáng đã chuyển thành nhiệt, lớp kính hoặc nhựa sẽ giữ nhiệt không thoát ra ngoài, tạo hiệu ứng nhà kính để duy trì nhiệt trong bếp. Cách ly không khí bên trong khỏi không khí bên ngoài giúp bếp duy trì nhiệt độ cao trong điều kiện thời tiết lạnh hoặc gió, và bếp vẫn tiếp tục nấu khi có mây che trong một thời gian ngắn. Một số thiết kế giá rẻ sử dụng tấm carton bọc kim loại để phản chiếu ánh sáng quay lại từ bếp.

Các loại bếp:

Trên thị trường hiện có nhiều loại bếp năng lượng mặt trời và hướng dẫn tự chế trên Internet. Đánh giá các loại bếp này có thể không hoàn toàn chính xác vì nhiệt độ tối đa có thể thay đổi tùy thuộc vào độ kín hoặc vật liệu thiết kế. Do đó, hiệu suất, ưu điểm và nhược điểm của từng loại bếp có thể khác so với thông tin công bố. Người dùng cũng có thể điều chỉnh độ kín, góc hướng về mặt trời, và các yếu tố khác để tối ưu hóa nhiệt độ khi sử dụng bếp.

Bếp hộp:

Bếp hộp có thể đạt nhiệt độ lên đến 150°C (300°F). Vật liệu cách nhiệt bên trong cần phải chịu được nhiệt độ này mà không bị chảy hoặc xì hơi. Các vật liệu rẻ tiền như giấy báo vò, len, giẻ rách, cỏ khô, hoặc bìa cứng đều đáp ứng được yêu cầu này. Do phần lớn nhiệt tỏa ra ở phía trên, nơi được che bằng kính hoặc nhựa, nên chỉ cần đặt một lớp cách nhiệt mỏng ở bốn bên của bếp. Bên trong bếp cần có nồi, bình, hoặc khay kim loại để dẫn nhiệt. Đáy nồi, bình, hoặc khay nên được sơn đen hoặc phủ lớp sơn đen (loại không độc khi nhiệt độ cao) để tối ưu hóa hiệu quả nhiệt.

Loại bếp này rất hữu ích cho việc nấu cơm, rau, hầm thịt hoặc hầm cá.

Hướng dẫn làm:

• http://www.pathtofreedom.com/pathproject/offthegrid/solaroven.shtml Lưu trữ 2008-06-16 tại Wayback Machine
• http://video.google.com/videoplay?docid=7629834796636900144&q=cooker+solar&ei=OzpVSIzIL5Sw2QLCjK30Dg&hl=en

• Chế tạo từ những vật liệu giá rẻ
• Khả năng chống cháy hiệu quả
• Người dùng có thể đứng ngoài ánh nắng khi sử dụng bếp.

• Nhiệt độ tối đa chỉ đạt 150°C (300°F), thấp hơn so với bếp thông thường, do đó cần thời gian nấu lâu hơn. Ví dụ, một lít nước cần đến 1 giờ để sôi.
• Mặc dù nước sôi ở 100°C (212°F), các món ăn có độ ẩm cao cần được chú ý, không nên để quá lâu.
• Không thể mở bếp khi đang nấu, vì hơi nóng sẽ thoát ra ngoài. Do đó, không thể xào hoặc đảo thức ăn khi dùng bếp này.
• Cần cẩn thận khi mở nắp để tránh bị bỏng.
• Phải điều chỉnh hướng bếp mỗi nửa giờ (không cần chính xác 30 phút) để tối ưu hóa hiệu quả.
• Tại châu Âu, bếp không hoạt động từ cuối tháng 10 đến giữa tháng 2 dương lịch.
• Bếp nặng khoảng 15 kg và không chịu được nước mưa. Nếu có mưa, cần mang bếp vào nơi khô ráo ngay lập tức.

Bếp từ hộp pizza:

Bếp này có khả năng đạt nhiệt độ tối đa lên đến 135°C (275°F). Để chế tạo bếp, bạn cần một hộp cac-tông đựng bánh pizza (kích thước khoảng 30 cm x 4 cm), giấy nhôm, băng keo, giấy báo, và một cây chống như chiếc đũa. Trước khi sử dụng, bếp cần được làm nóng trong khoảng nửa giờ.

Hướng dẫn chế tạo:

• http://www.solarnow.org/pizzabx.htm Lưu trữ 2008-05-01 tại Wayback Machine
• http://video.google.com/videosearch?hl=en&q=cooker%20solar&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wv#

Bếp pa-nô:

Bếp pa-nô, được phát triển bởi giáo sư Roger Bernard, sử dụng các mảnh pa-nô để phản chiếu ánh sáng mặt trời vào một nồi, được bao bọc trong túi nylon trong suốt. Một ví dụ phổ biến là bếp CooKit, do Solar Cookers International phát triển. Bếp này có thể gấp gọn và cất vào túi nhỏ, khi mở ra có kích thước khoảng 1m ngang và 1m30 dài. Với khoảng 5 đô la Mỹ cho vật liệu, bạn có thể chế tạo một bếp như vậy, hoặc sử dụng thùng cac-tông cũ để làm.

Bếp CooKit có khả năng đạt nhiệt độ cần thiết để đun sôi nước và nấu cơm một cách hiệu quả. Trong một ngày nắng đẹp, bếp này có thể nấu cơm, thịt và rau để phục vụ cho gia đình từ 3 đến 4 người. Đối với gia đình đông hơn, bạn sẽ cần thêm bếp. Để nấu nhanh hơn, bạn có thể đặt cây hoặc giá dưới nồi để không khí có thể lưu thông tốt hơn.

Bao chất dẻo chất lượng cao có thể sử dụng trong hơn một tháng. Tuy nhiên, bạn nên sử dụng bất kỳ loại bao chất dẻo nào miễn là có thể chêm gỗ hoặc căng dây để tránh bao tiếp xúc trực tiếp với nồi, điều này có thể khiến chất dẻo bị chảy và dính vào nồi. Trong những ngày nắng gắt và không có gió, bạn không cần phải sử dụng bao vì hơi nóng không bị thoát ra xa.

Hướng dẫn sử dụng:

• http://video.google.com/videosearch?hl=en&q=cooker%20solar&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wv#

Bếp hai lớp nồi:

.

Bếp HotPot, mới được phát triển bởi tổ chức Solar Household Energy, Inc., sở hữu thiết kế hai lớp nồi: lớp trong màu đậm hấp thụ nhiệt từ mặt trời, còn lớp ngoài giúp giữ nhiệt và ngăn không cho nó thoát ra ngoài. Đáy nồi trong được thiết kế bầu để tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời. Nắp trong suốt của nồi cho phép người dùng quan sát quá trình nấu ăn.

Bếp parabol:

Bếp parabol có thiết kế phức tạp nhưng có khả năng đạt nhiệt độ rất cao nhanh chóng, có thể lên tới 380 °C (716 °F). Loại bếp này cần được điều chỉnh thường xuyên để phù hợp với góc mặt trời và cần chú ý để đảm bảo an toàn. Hiện tại, đã có hàng trăm ngàn bếp parabol được sử dụng, đặc biệt phổ biến ở Trung Quốc. Chúng rất hiệu quả cho việc nấu ăn số lượng lớn trong các cơ quan hoặc tổ chức.

Một bếp parabol với đường kính 1 mét có khả năng nấu đủ thức ăn cho 8 đến 10 người.

• Nóng nhanh chóng, một lít nước có thể sôi trong khoảng 30 phút. Phù hợp để chiên và xào thịt.
• Hoạt động hiệu quả quanh năm tại châu Âu.
• Chịu được mưa mà không gặp vấn đề.
• Khối lượng chỉ khoảng 9 kg, dễ di chuyển.

• Khó chế tạo tại nhà do yêu cầu vật liệu và độ chính xác cao.
• Chi phí cao, khoảng từ 200 euro trở lên tại Pháp vào năm 2008.
• Thức ăn có nguy cơ bị cháy khét.
• Dễ gây bỏng nếu không cẩn thận.
• Có thể gây chói mắt và hại mắt, nên cần sử dụng kính bảo vệ.
• Người dùng cần đứng ngoài trời nắng để điều chỉnh bếp.
• Cần điều chỉnh hướng bếp mỗi 15 phút để duy trì hiệu quả nấu ăn.

Bếp đa năng:

Bếp đa năng sử dụng năng lượng mặt trời khi trời nắng và chuyển sang các nguồn năng lượng khác khi trời nhiều mây, mưa kéo dài hoặc vào ban đêm. Nguồn năng lượng thay thế có thể là điện, khí đốt hoặc củi. Loại bếp này cho phép tái sử dụng một số bộ phận của các kiểu bếp cũ, từ đó góp phần bảo vệ môi trường.

Các ví dụ điển hình:

Việt Nam:

Việt Nam sở hữu nguồn năng lượng mặt trời phong phú. Các khu vực phía Bắc có khoảng 1400-2000 giờ nắng mỗi năm, trong khi các vùng miền Trung và một số khu vực miền Nam có từ 2000-3000 giờ nắng. Tuy nhiên, rất ít người khai thác triệt để điều kiện thuận lợi của ánh sáng mặt trời cho việc nấu nướng hàng ngày.

Điều cơ bản nhất của bếp năng lượng mặt trời là bảo vệ sự sống, tiết kiệm chi phí, thời gian và bảo vệ môi trường.

Từ năm 2000, các mẫu bếp năng lượng mặt trời đơn giản đã được tổ chức Solar Serve giới thiệu tại một số huyện ở tỉnh Quảng Nam. Hiện tại, hơn 1500 hộ gia đình đã được cung cấp bếp, trong đó khoảng 79% số bếp đang được sử dụng thường xuyên. Người dân đã tiết kiệm được chi phí, thời gian và cải thiện sức khỏe đáng kể.

Ấn Độ:

Tại Auroville, Ấn Độ, bếp mặt trời hình chén sử dụng một chén lớn hình cầu để phản chiếu ánh sáng mặt trời. Ánh sáng phản chiếu được hội tụ tại một điểm giao nhau với bề mặt của chén. Một hệ thống điều khiển bằng máy tính giúp di chuyển bộ phận tiếp nhận ánh sáng đến đúng vị trí hội tụ. Hơi nước được tạo ra với nhiệt độ lên đến 150°C, dùng để nấu 2000 bữa ăn mỗi ngày.

Làng Bysanivaripalle, nơi sản xuất tơ lụa, cách thành phố Tirupati, bang Andhra Pradesh 125 km về phía tây bắc, là ngôi làng đầu tiên hoàn toàn sử dụng bếp năng lượng mặt trời. Người dân sử dụng các bếp parabol kiểu 'Sk-14' do tổ chức phi chính phủ Intersol từ Úc tặng vào năm 2004.

Bolivia:

Hội Inti-Sud Soleil từ Pháp đã giới thiệu cách chế tạo bếp năng lượng mặt trời tại châu Mỹ Latinh, đặc biệt là ở Bolivia. Hội đã tiếp cận những phụ nữ và trẻ em thường xuyên đi kiếm củi, cung cấp hướng dẫn và hỗ trợ cần thiết để họ có thể tự làm những bếp này.

Châu Phi:

Hội Atouts Soleil thực hiện các dự án hỗ trợ các quốc gia châu Phi. Các bếp của hội này không chỉ dùng để nướng thịt mà còn cho phép quay thịt trong khi nướng.

Ông Michael Hönes từ Đức đã hỗ trợ nhiều nhóm phụ nữ ở Lesotho chế tạo lò nướng bánh bằng bếp năng lượng mặt trời.

Giấy bìa cứng, giấy nhôm và bao bì dẻo cho hơn 10.000 bếp đã được tặng cho các trại tị nạn Iridimi và Touloum ở Chad nhờ sự phối hợp của hội Jewish World Watch, hội KoZon từ Hà Lan và Solar Cookers International. Những người tị nạn đã tự chế tạo bếp từ các vật liệu tặng kèm và thêm nhựa cây keo Ả Rập (Arabic gum) mua tại địa phương.

Pháp:

Bếp năng lượng mặt trời lớn nhất toàn cầu hiện đang tọa lạc tại Odeillo, miền nam Pháp. Bếp này có thể đạt nhiệt độ lên tới hơn 3000 °C, được thiết lập bởi Trung tâm Nghiên Cứu Khoa Học Quốc gia (Centre national de la recherche scientifique - CNRS).

Ghi chú:

• Năng lượng mặt trời
• Bình đun năng lượng mặt trời
• Máy điều hòa nhiệt bằng năng lượng mặt trời

Liên kết bên ngoài:

Phiên bản tiếng Việt:

• Hướng dẫn làm và sử dụng bếp năng lượng mặt trời Lưu trữ 2007-03-11 tại Wayback Machine
• Giải đáp thắc mắc về bếp năng lượng mặt trời

• Phục vụ năng lượng mặt trời Việt Nam Lưu trữ 2008-06-28 tại Wayback Machine

• Tổ chức Phục vụ Năng lượng mặt trời - Solar Serve

Tiếng Anh:

• Lưu trữ Solar Cooking Archive
• Trang của Bộ Năng lượng Mỹ về tiêu thụ năng lượng tại gia
• Cook With the Sun Lưu trữ 2019-07-20 tại Wayback Machine - Thông tin từ một người đam mê bếp năng lượng mặt trời
• Đánh giá lò nướng mặt trời Về một mẫu bếp kiểu hộp đơn giản
• Chén lớn năng lượng mặt trời tại Auroville Lưu trữ 2008-06-05 tại Wayback Machine
• Solar Funnel phân tích một kiểu thiết kế bếp năng lượng mặt trời
• Lò mặt trời lớn, dự án dành cho sinh viên
• Solar Cooking Engines Lưu trữ 2008-06-09 tại Wayback Machine - Danh sách các loại bếp năng lượng mặt trời có sẵn hoặc tự làm
• Solar Cookers International (Tổ chức phi chính phủ)
• Dự án Solar Food Lưu trữ 2008-08-27 tại Wayback Machine
• STAR-TIDES (Công nghệ bền vững, Nghiên cứu tăng tốc - Hạ tầng di động cho phát triển và hỗ trợ khẩn cấp)
• Dự án Lò nướng mặt trời của Cornell University ESW Lưu trữ 2008-06-06 tại Wayback Machine
• Phim tài liệu về tổ chức FoST Nepal quảng bá bếp năng lượng mặt trời Lưu trữ 2011-04-18 tại Wayback Machine - bởi Edwin van Gorp.
• Atouts Soleil - bếp năng lượng mặt trời - bởi Xavier Devos

Tiếng Pháp:

• Bài viết Four solaire trên Ekopedia Lưu trữ 2008-06-16 tại Wayback Machine
• Lò năng lượng mặt trời tại Mont-Louis Lưu trữ 2008-06-24 tại Wayback Machine
• Bếp năng lượng mặt trời tại Atouts Soleil
• Construisez votre four solaire Lưu trữ 2008-06-18 tại Wayback Machine
• Trang chính của tổ chức Bolivia Inti-Sud Soleil

Các liên kết bên ngoài +

• http://www.ouest-atlantis.com/org/soleil/construction.htm