Запечённое солнце

Готовить еду на энергии Солнца? Yes, we can. На один квадратный метр Земли попадает в два-три раза больше солнечной энергии, чем расходуется в электрической духовке на приготовление пищи. Почему же люди никогда не запекаются на солнце до состояния буженины? Причин несколько.

Самая главная - плотность энергии. Чтобы использовать солнечную энергию на приготовление пищи, надо её концентрировать.  Самый эффективный способ - параболическое зеркало, концентрирующее энергию в одной точке. На YouTube есть ролики, в которых режут металл с помощью спутниковой тарелки, обклеенной маленькими зеркалами или даже отражающей плёнкой. Но мне такую пожароопасную штуку страшно использовать в квартире. Поэтому я заинтересовалась другой идеей - солнечным аналогом духового шкафа. Это хорошо изолированный ящик с прозрачной стенкой, в котором помимо концентрации энергии ещё и задействован парниковый эффект: солнечная энергия проходит сквозь прозрачную крышку, отражается от стенок, поглощается черным объект внутри, а прозрачная стенка из правильно подобранного материала препятствует инфракрасному излучению выйти обратно.

Коммерческий солнечный духовой шкаф можно купить за 300 евро. Забавно, что вообще-то вопрос использования солнечной энергии для приготовления пищи очень остро стоит в странах Африки, где много солнца и мало другого топлива, а леса вырублены белыми благодетелями. И 300 евро там  - астрономическая сумма. Поэтому множество грантов в разных странах было выделено на то, чтобы придумать самую простую, эффективную и дешевую солнечную печь. Вот такой дизайн, например, выиграл Financial Times and HP Climate Change Challenge:

По словам создателя, две картонные коробки, оргстекло, алюминиевая фольга и покраска черной краской стоят 5 евро. Странно, потому что мне один лист оргстекла размером 50 см на 50 см обошелся в 8 евро, но допустим. Победитель должен был произвести 2,5 млн таких печей в Найроби, но как-то всё прое*л. Чувак утверждал, что печь может достигать 165 градусов Цельсия и кипятит десять литров воды за два часа.

Я сначала сделала маленькую тестовую печь из г*на и палок, чтобы понять концепцию. Сделав глубокомысленные выводы, построила версию №2 - уже для серьёзных пацанов. Взяла кубическую картонную коробку, обклеила изнутри алюминиевой фольгой, засунула в коробку побольше, и проложила пространство между двумя коробками старой одеждой. В первой версии я накрыла коробку пищевой плёнкой. Во второй - оргстеклом 50х50см.

Коты мне старательно помогали. Особенно пытливый ум был у Галатеи. Вот она проводит инспекцию работ:

Но даже пугливая Клеопатра проявила тягу к знаниям и вышла из сумрака:

На фото можно заметить, что печь скошена под углом 45°. Дело в том, что Гренобль находится на 45° северной широты. И даже летом, в солнцестояние, солнце не поднимается выше, чем на 60° градусов над горизонтом. А зимой не больше 30°. Энергия, которая попадает в печь будет пропорциональна площади крышки, умноженной на синус угла между солнечными лучами и крышкой. Поэтому для максимизации полученной энергии надо расположить крышку как можно более перпендикулярно к лучам (вы ещё тут?... не распугала я вас синусами?)

Я положила на дно печи противень, приподняв его на пробковых подставках, чтобы он не отдавал тепло стенке. Температура воды внутри печи поднялась до 77 градусов. Я сначала расстроилась, а потом прочитала, что как только температура в центре курицы достигнет 60 градусов Цельсия, достаточно 40 минут, чтобы убить бактерии. При температуре выше 74 градусов бактерии будут убиты почти мгновенно. Поэтому температуры в 77°C достаточно для приготовления любого мяса. Всё-таки курицу я приготовить не решилась, но сделала свой первый рис. Получилось прикольно, похоже на ризотто – одновременно мягко и чуть хрустяще. Готовка при минимально возможной безопасной температуре (в районе 80°C) называется slow cooking и имеет своих адептов, которые утверждают, что еда так полезнее и вкуснее. Самое главное, что при такой температуре и долгом томлении вроде бы любое жесткое мясо становится мягчайшим.

Но я решила, что the sky is the limit, и приделала к своей печи отражатели:

Это помогает увеличить мощность печи при неизменных потерях. Гугл сказал, что лучший отражательный материал, как ни странно, не алюминий, а foylon. Я сходила в магазин гидропоники на 15 евро купила три квадратных метра foylon‘а. Галатея помогала размечать картон:

Есть сайт, помогающий рассчитать угол наклона отражателей в зависимости от высоты, но я предлагаю сделать высоту равной длине стекла и не париться. В таком случае угол с прозрачной стенкой должен составлять 120 градусов. Положила куриные крылышки в стеклянную термостойкую посуду, накрыла пакетом. Температура в печи поднялась до 120 градусов за два часа, и из куриных крылышек вышел сок и закипел.

Хочу заметить, что угол падения солнечных лучей в случае с отражателями имеет принципиальное значение. Когда я наклонила печь на 5°, чтобы в печи не было тени, температура внутри почти мгновенно поднялась с 60 до 100 градусов Цельсия.  Я думаю, что если бы сделала это раньше, температура бы поднялась гораздо быстрее. Температурный зонд, воткнутый в крылья очень быстро показал 100 градусов, но я для верности подождала час, а зря. =) Крылья получились слишком мягкими и разваливались.

Я переготовила в солнечной печи все продукты, что были в холодильнике. И вот что я вам скажу: в сети утверждают, что в солнечной печи невозможно сжечь еду, но забывают уточнить, что пересушить - легко. В пустой печи противень за час нагревается до 130 градусов Цельсия (широта 45°, температура окружающей среды - 28°C, 800W/m2 прямого солнечного излучения и 120W/m2 диффузного, ветер не больше 2 м/с). Фотопруф:

Надо заметить, что большинство еды не нагревается выше 100 градусов из-за содержащейся в ней воды.

Если резюмировать: картошка получилась отличная, капуста - никогда не ела вкуснее, а кабачки почему-то были кислые, и мясо не успело приготовиться за три часа.

А ещё я приготовила кекс с оливками и ветчиной вот в такой конструкции:

Температурный зонд, воткнутый в курицу, показал 70°C (температура готовности курицы) через полтора часа после закладки курицы. Курицу я заложила в 9 утра,  то есть, готова она была в 10:30. Некоторые люди, с которыми я делюсь своим энтузиазмом, говорят "Но это же долго - несколько часов". Блин, товарищи, я готовлю на бесплатной энергии! Это раз. Во-вторых, я не нагреваю квартиру, в которой сейчас и так невозможно уже находиться. В-третьих, я никуда не тороплюсь.

Начала я этот проект два года назад. А в прошлом году я сделала версию №3, из дерева и металла, like a boss .

В ней мне уже удалось достигнуть 140°C, при этом оргстекло начало кривиться и плавиться, я и поняла, что нужно термостойкое стекло (заказала на прошлой неделе). Ещё в этом году я поняла, что там был один очень важный прокол в дизайне, и делаю версию №4, которая, надеюсь, сможет дойти до 200°C с отражателями и до 120°C - без отражателей.

Ещё в прошлом году я купила два моторчика, фоторезисторы и печатную плату с микроконтроллером Arduino, чтобы печь автоматически следовала за солнцем, потому что меня задолбало работать поворачивателем печи. Вот сегодня сделала вращающуяся платформу на солнечных батареях, но мне безумно лениво заливать сегодня видео.  В следующих выпусках. =)