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早在 18 世纪，欧洲和印度就注意到太阳能烤箱（炊具）的成功使用。太阳能炊具和烤箱吸收太阳能，将其转化为热量，储存在封闭的空间内。吸收的热量用于烹饪、煎炸和烘烤。太阳烤箱内的温度可达200摄氏度。

太阳能烤箱有多种形状和尺寸。以下是一些例子：烤箱、浓缩烤箱、反射器、太阳能蒸锅等。对于各种型号，所有烤箱都会捕获热量并将其保存在隔热室中。在大多数模型中，阳光直接影响食物。

箱式太阳能烤箱

箱式太阳能烤箱由一个隔热良好的盒子组成，盒子内部漆成黑色，里面放着黑色的食物罐。盒子上覆盖着两层“窗户”，可以让太阳辐射进入盒子并将热量保留在里面。此外，其上还附有一个内部带有镜子的盖子，该盖子向后折叠可增强入射辐射，并且在关闭时可提高炉子的隔热性。

太阳能烤箱

箱式太阳能烤箱的主要优点：

使用直接和散射的太阳辐射，
他们可以同时加热几个平底锅，
它们重量轻、便携且易于操作，
他们不必追随太阳，
适中的温度不需要搅拌，
食物整天保持温暖
它们易于使用当地材料制造和维修。

它们相对便宜（与其他类型的太阳能烤箱相比）。

当然，它们也有一些缺点：

在他们的帮助下，您只能在白天做饭，
由于温度适中，烹饪时间较长，
玻璃盖导致大量热量损失，
这样的烤箱“不知道如何”煎炸。

由于其优点，箱式太阳能烤箱是最常见的太阳能烤箱类型。它们有不同的类型：工业生产、手工艺和自制；形状可以类似于扁平的手提箱或宽阔的低箱。还有一种由粘土制成的固定炉，带有水平盖（在热带和亚热带地区）或倾斜盖（在温带气候）。对于五口之家，建议使用孔径面积（入口面积）约为 0,25 平方米的标准型号。还出售更大版本的熔炉 - 2 平方米或更大。

太阳能烤箱的建造建议

由于盒子内表面吸收的热量必须传递到锅中，因此盒子的最佳材料是铝，铝具有高导热性。此外，铝不会腐蚀。例如，钢制盒子即使有镀锌涂层，也无法承受烹饪过程中烤箱内长时间湿热的环境。铜片太贵了。

请勿将金属部件连接到盒子外部，否则可能会形成热桥。玻璃、合成羊毛或一些天然材料（花生、椰子、大米、玉米等）都可以作为隔热材料。无论使用什么材料，都必须保持干燥。

炉盖可由一层或两层带有空气层的玻璃组成。两层玻璃之间的距离通常为10-20毫米。研究表明，使用透明的蜂窝材料将内部分成小的垂直单元可以显着减少烤箱的热损失，从而提高其效率。内部玻璃受热应力，因此常采用钢化玻璃；或者两层都可以由厚度约为3mm的普通玻璃组成。

太阳能烤箱的外壳是一个反射器，可以放大入射辐射。反射面可以是普通的玻璃镜、带有反射涂层的塑料片或不易破碎的金属镜。作为最后的手段，您可以使用烟盒上的箔纸。

太阳能烤箱的外箱可以由木材、玻璃纤维或金属制成。玻璃纤维重量轻、价格便宜且防水，但连续使用时不太耐用。木材更坚固，但更重，更容易因潮湿而变质。铝板与木质紧固件相结合形成最高质量的表面，可抵抗机械应力、温度变化和湿度。铝强化木箱是最耐用的，但它更昂贵且相当重，并且制作时间长。

孔径面积为0,25平方米的标准太阳烤箱的性能达到每天约2公斤食物，即一家五口足够了。

太阳炉内最高温度可达150以上°C 热带地区晴天；大约120°C 高于环境温度。由于食物中的水不会加热到 100 以上°C，装满的烤箱内的温度会相应降低。

当将盛有食物的菜肴放入太阳能烤箱中时，烤箱内的温度会急剧下降。同样重要的是温度保持远低于 100°C 大部分的烹饪时间。但沸点是100°大多数蔬菜和谷物不需要维生素C。

在阳光充足、负载适中的情况下，太阳烤箱的平均烹饪时间为 1-3 小时。与不锈钢炊具相比，使用薄壁铝锅可显着缩短烹饪时间。此外，以下因素也会产生影响：

在高光条件下烹饪时间会减少，反之亦然，
环境温度高会缩短烹饪时间，反之亦然，
一次准备中的少量食物会减少烹饪时间 - 反之亦然。

带反射器的镜面炉

最简单的镜面烤箱是抛物面反射器和位于烤箱焦点的平底锅架。如果炉子暴露在阳光下，那么阳光会从所有反射器反射到中心点（焦点），从而加热锅。反射器可以是由例如钢板或反射箔制成的抛物面。

反射面通常由抛光铝、镜面金属或塑料制成，但也可能由许多附着在抛物面内表面的小平面镜组成。根据所需的焦距，反射器可以是深碗的形式，盛有食物的平底锅完全浸入其中（焦距短，可以保护盘子免受风吹），如果平底锅安装在焦点距反射镜一定距离。

太阳能烤箱

所有反射炉仅使用直接太阳辐射，因此必须不断转向太阳。这使他们的操作变得复杂，因为它使用户依赖于天气和控制设备。

镜面烤箱的优点：

达到高温并相应地快速烹饪的能力。
相对便宜的型号。
其中一些也可用于烘焙。

这些优点伴随着一些缺点：

根据焦距，烤箱应在太阳后面大约每 15 分钟旋转一次，
只使用直接辐射，散射的阳光会损失，
即使有轻微的云层覆盖，也可能有大量的热量损失，
处理这样的熔炉需要一定的技能并了解其操作原理，
反射镜反射的辐射非常明亮，使人眼花缭乱，并可能导致与焦点接触时灼伤，
烹饪仅限于白天，
厨师必须在烈日下工作（定焦烤箱除外），
熔炉的效率很大程度上取决于风的强度和方向的变化，
白天做的菜，晚上凉了。

这些烤箱的操作困难，加上厨师必须站在阳光下，是它们不受欢迎的主要原因。但在中国，烹饪传统上需要高温和电力，因此它们很普遍。

太阳能烤箱的热量输出

太阳能烤箱的热量输出由太阳辐射量、烤箱的工作吸收表面（通常在0,25平方米至2平方米之间）及其热效率（通常为2-2%）决定。该表比较了箱式烤箱和反射式烤箱的面积、效率和功率的典型值。

箱式烘箱和反射烘箱面积、效率和产量的标准值

烤箱	面积，平方米	平均效率，%	照明功率，W 850 W/m2	1升水的沸腾时间，分钟。
反射器	1,25	30	320	17
箱式烤箱	0,25	40	85	64

通常，反射式烤箱的工作表面比箱式烤箱大得多。因此，它们的功能更加强大，能够煮更多的水，烹饪更多的食物，或者在更短的时间内处理相当数量的食物。另一方面，由于菜肴在大气的影响下冷却，因此它们的热效率较低。

在热带和亚热带国家，几乎全年都有晴朗的天气和正常的日光。中午左右，当总太阳辐照度达到 1000 W/m2 时，根据炉子的类型和尺寸，预计热输出为 50-350 W 是相当现实的。早晨和白天的辐射量自然较低，无法通过太阳跟踪系统完全补偿。

相比之下，燃烧 1 公斤干木产生的功率约为炉灶热效率的 5000 瓦（原始炉灶为 15%，发展中国家使用的改良炉灶为 25-30%）。因此，实际到达餐具的热量输出为 750-1500 瓦。

阴天和雨季时，太阳辐射量急剧减少。在缺乏直接辐射的情况下，太阳能烤箱除了

保持煮熟的食物温暖。太阳能烤箱（无论其类型如何）的弱点是在阴天和雨天（大多数发展中国家每年 2-4 个月）必须使用传统方式烹饪食物：木材、煤气或煤油燃烧器。

太阳辐射和火炉

太阳能烤箱成功使用的主要前提是全年光照充足、阴天少。太阳辐射的持续时间和强度必须允许太阳能烤箱长时间使用。虽然在中欧阳光明媚的夏日可以进行太阳能烹饪，但对于太阳能烤箱来说，每年至少需要 1500 kWh/m2 的太阳能（相当于平均每日日照量 4 kWh/m2）。但年平均值有时可能会产生误导。太阳能烤箱适用性的一个重要条件是稳定的夏季天气，即定期、可预测的无云天气。

即使在第三世界国家的热带地区，不同国家的太阳能资源也存在很大差异。例如，印度大部分地区的太阳辐射在太阳能利用方面被认为非常好。太阳能平均用量为每天 5 至 7 kWh/m2，具体取决于地区。在该国大部分地区，雨季期间光照度最低，XNUMX 月和 XNUMX 月几乎同样低。

肯尼亚的气候和太阳能潜力有利于使用太阳能烤箱。肯尼亚靠近赤道，因此属于热带气候。在首都内罗毕，太阳能发电量从 3,5 月份的每天 2 kWh/m6,5 到 2 月份的每天 6,0 kWh/m6,5，而在其他地区则几乎保持不变（Lodwar 为 2 - XNUMX kWh/mXNUMX）。）。内罗毕的太阳辐射允许一年中九个月（六月至八月除外）使用太阳能烹饪。另一方面，在阴天或大雾天，您必须依赖传统燃料。然而，在洛德瓦尔省，太阳能烤箱全年都可以使用。

发展中国家的太阳能烤箱

使用太阳能烤箱的目的无疑是为了在面临双重能源危机时节省能源：木柴日益短缺的穷人危机，以及国际收支压力日益增大的国家能源危机。

太阳能烤箱

与其他国家相比，发展中国家消耗的能源很少。例如，1982 年印度的人均能源消耗量为 7325 GJ，是世界上最低的国家之一。但该国能源消耗的增长速度几乎是其国内生产总值的两倍。同样的情况也发生在其他发展中国家。

发展中国家的大多数人从非商业来源获取大部分能源：通过体力劳动从传统的当地能源资源中获取。他们根本买不起适量的商业生产的能源。

其逻辑后果是穷人相对缺乏燃料，他们的生活水平因此进一步下降。太阳能烤箱是改善他们生活条件的一步。

在第三世界国家所有“贫穷的大多数”居民中，太阳能烤箱应主要由农村人口使用。

烹饪食物需要多少能量

每日对燃料的需求取决于烹饪的食物种类及其数量。发展中国家的居民平均每年燃烧 1 吨木柴。一个典型的印度家庭每天需要3-7公斤的木柴；在较凉爽的地区，一个家庭每天的柴火量冬季约为20公斤，夏季约为14公斤。在马里南部，平均一个家庭（15口人）每天燃烧约15公斤木柴。在巴基斯坦的一个阿富汗难民营进行的一项研究表明，那里每个家庭每天需要的柴火高达19公斤。在一个典型的家庭中，一半以上的木材用于烘烤面包，其余的用于烹饪其他食物。冬天当然需要更多的柴火。

尽管烹饪所需的能源量各不相同，但太阳能炊具可以显着节省能源。太阳能烤箱的主要目标是减少对木柴的需求，木柴仍然是烹饪最重要的燃料。问题是，与煤油、瓶装天然气和电力相比，木材价格便宜。不断增加无节制的砍伐树木自用和出售是造成森林砍伐、沙漠扩张、水土流失、地下水位下降的主要原因，并对生态平衡产生长期不利影响。巴基斯坦的稀缺森林残余和肯尼亚猖獗的森林砍伐证明对此的担忧并没有被夸大。如果苏丹的森林砍伐不减缓，到 2005 年，森林将荡然无存。

总的来说，太阳能烤箱不太可能为国家能源做出大的贡献。然而，它们可以显着改善穷人的生活条件，帮助他们克服个人能源危机。

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