Parabol-Solarkocher

Solarkocher-Prinzip

Solarkocher in Betrieb

Das Kochgut wird im Brennpunkt des Parabolspiegels platziert

Aufbau

Ein „Solarkocher“ ist eine Vorrichtung, um aus der Energie des Sonnenlichtes Wärme zu erzeugen. Die Sonneneinstrahlung wird im Brennpunkt eines Hohlspiegels gebündelt.

Der Parabolspiegel konzentriert Sonnenstrahlen auf einen meist mattschwarzen Behälter im Brennpunktbereich. Der Behälter absorbiert Sonnenstrahlen. Sein Inhalt wird stark erhitzt. Der Solarkocher eignet sich beispielsweise zum Abkochen von Wasser, zum Braten, zur gewerblichen Nutzung in Färbereien, Seifenherstellung, Saftproduktion, Aufbereitung von Naturfasern für Flechtarbeiten oder für kleine Garküchen unter freiem Himmel.

Ausführungen

Es gibt verschiedene Bauformen von Solarkochern. Ein Solarkocher kann aus einem oder mehreren meist gekrümmten Spiegeln bestehen. Der Spiegel kann aus poliertem Aluminiumblech, verspiegelter Folie oder zum Beispiel auch metallkaschiertem Karton hergestellt werden. Im Brennpunkt befindet sich oft eine Halterung für einen Topf. Um der Sonne folgen zu können, sind Spiegel und Halterung in zwei Achsen schwenkbar gelagert.

Da Solarkocher mit relativ geringem Materialaufwand hergestellt werden können und keinen Brennstoff verbrauchen, werden sie als Lösung vieler Probleme, gerade in ärmeren Regionen der Welt, gesehen. Gerade in Regionen mit wenig sauberem Trinkwasser kann dieses mit einem Solarkocher entkeimt werden.

Soziale Auswirkungen

Die sozialen Auswirkungen von Solarkochern in ärmeren Regionen werden vielfach unterschätzt. So entfällt der nicht unerhebliche Zeitaufwand für die Brennmaterialbeschaffung, verbunden mit der täglich neuen Erkundung der Umgebung. Die gewonnene Zeit könnte nutzbringend für andere, vorher nicht gekannte Aufgaben genutzt werden. Gibt es jedoch keine Möglichkeiten der Alternativbeschäftigung, können sich soziale Spannungen ergeben.

Bei der Verbreitung von Solarkochern muss weiterhin geprüft werden, wie sie zu kulturellen Gegebenheiten (Essenszeiten, besondere Symbolkraft von Feuer) passen, da sie sonst nicht ohne Weiteres angenommen werden.

Vorteile

• Der Baumbestand wird erhalten. Aufforstungsmaßnahmen verlaufen erfolgreicher, und Dünger – z. B. Kuhdung, welcher in vielen Gebieten der Erde getrocknet als Heizmaterial dient – muss nicht mehr verbrannt werden, sondern dient wieder der Landwirtschaft.
• Frauen und Kinder in Ländern mit Brennstoffmangel werden vom täglichen Holzsammeln entlastet.
• Es entsteht beim Kochen kein gesundheitsschädlicher Rauch.
• Die Gesamttemperatur der Erdatmosphäre erhöht sich, anders als beim Verbrennen von Brennstoffen, nicht.
• Im Vergleich mit dem Schüren eines konventionellen Herdfeuers sind die Rüstzeiten für die Inbetriebnahme des Solarkochers gering. Diese Arbeitszeit kann anderweitig genutzt werden.
• Kann in Selbsthilfewerkgruppen vor Ort hergestellt oder einfach zusammengebaut werden. Das verbessert den Ausbildungsstand, schafft Arbeitsplätze und macht die Solarkocher für Einheimische bezahlbar. (Förderung meist im Rahmen der Entwicklungshilfe)
• Lebensmittel können durch Erhitzen und Luftabschluss konserviert werden.
• Sogar bei der Gewohnheit, erst Abends warm zu essen (z. B. in Afrika weit verbreitet), ist eine Anwendung sinnvoll, z. B. um Speisen schon vorzukochen (die dann Abends nur noch fertig gekocht oder erwärmt werden müssen), sowie für heißes Wasser für Kaffee, Tee etc, was unabhängig von anderen Essgewohnheiten, weltweit auch Mittags und Nachmittags üblich ist.
• Auch für Wäschewaschen (was in vielen Regionen der Welt, v.a. in Afrika, noch mit der Hand (ohne Waschmaschine) erfolgt) u.a. Zwecke kann Wasser damit auf beliebige Temperaturen erwärmt werden.
• Es werden die Lebensbedingungen in kleinen Dörfern auf dem Lande verbessert. Der Landflucht, mit ihren verheerenden Folgen, wird vorgebeugt.
• Er ist deutlich leichter recyclingfähig, als ein herkömmlicher Herd.

Nachteile

• Anwendung lohnt sich bei zu wenig Sonnenschein kaum, bzw. ist bei weniger Sonnenschein eine umso längere Zeit oder umso größere Spiegelflächen oder beides notwendig.
• In manchen Fällen müssen Kochgewohnheiten verändert werden, was die Akzeptanz von Solarkochern einschränken kann.
• Die Kosten für Solarkocher (besonders von Spiegelkochern) sind auch bei lokaler Fertigung meist so hoch, dass sie für Arme unerschwinglich sind und energieeffiziente Herde meist die bessere Alternative darstellen^[1].

Untersuchungen haben gezeigt, dass Solarkocher in der Regel nur etwa 30 bis 40 % des Brennholzes einsparen können. Dies ist weniger als verbesserte Kochherde leisten, die 50 % und mehr einsparen. Dennoch könnten sie evtl. als zusätzliche Technologie zur Energieeinsparung eingesetzt werden.

Hinweise zur Verwendung und Kochdauer

Ein Solarkocher mit einem beispielsweisen Durchmesser von 140 cm erreicht ohne weiteres eine abgegebene Leistung von rund 750 Watt. Bei guter Sonneneinstrahlung kochen drei Liter Wasser in 25 Minuten. Mit einem Solarkocher ist Kochen, Backen, Braten, Grillen und Frittieren möglich.

Mit einem Kocher können bis zu 20 Personen versorgt werden, wenn er unter Verwendung eines 12 Liter-Topfes betrieben wird.

Diagramm des Sonnenstandes

Der Kocher arbeitet ab einer Stunde nach Sonnenaufgang bis eine Stunde vor Sonnenuntergang. Aufgrund seiner hohen Leistung ist er sogar bei verhältnismäßig kurzer direkter Einstrahlung wirkungsvoll.

Einmal angekochtes Essen kann in einem Warmhaltekorb auch weitergaren. Dies geht zum Beispiel mit Reis, weswegen der Solarkocher auch oft umgangssprachlich Reiskocher genannt wird.

Bei einer Brennweite unter 30 cm muss der Spiegel alle 15 bis 25 Minuten neu auf den Sonnenstand ausgerichtet werden. Das Nachführen geschieht mit einfachen Handgriffen. Der Brennbereich liegt innerhalb des Spiegels, somit wird Verbrennen und Blenden weitgehend vermieden. Zum Bearbeiten (umrühren, befüllen usw.) sollte der Reflektor jedoch immer so geschwenkt werden, dass der Behälter (Topf) sich auf der Schattenseite befindet.

Solarkochkiste

Arbeitsposition

Draufsicht Kochraum

Eine Sonderform des Solarkochers ist die Solarkochkiste. Dabei handelt es sich um eine innen mit Blech ausgeschlagene gedämmte Holzkiste mit einem Isolierglasfenster als inneren Deckel und einem darüber montierten äußeren Deckel mit Sonnenspiegel. Dieser ist ein auf der Unterseite mit Alufolie bespannter Deckel zum Reflektieren der Sonnenstrahlen ins Innere der Kiste. Er ist an einer der oberen Längsseiten der Kochkiste mit Scharnieren befestigt ist, um schwenkbar und damit dem jeweiligen Sonnenstand anpassbar zu sein. Das Blech, mit dem die Kiste ausgeschlagen ist, sollte noch mit einer ungiftigen, geschmacksneutralen Farbe schwarz eingefärbt werden, um eine Reflexion der Sonnenstrahlen zu reduzieren und damit einen möglichst hohen Anteil an Wärmeenergie zum Kochen zur Verfügung zu haben. Der innere Isolierglas-Deckel der Kochkiste lässt die Wärmestrahlung hinein, aber keine erwärmte Luft wieder heraus. Dies macht die Solarkochkiste zu einem (abgesehen von ihrer Herstellung, bzw. der ihrer Komponenten) ausgesprochen günstigen, ökologisch sinnvollen Herd, der gerade für ohnehin holzarme Entwicklungsländer interessant sein könnte.

Ein Solarofen ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme mittels Sonneneinstrahlung unter Verwendung unterschiedlicher Spiegelkonstruktionen. Solaröfen existieren in verschiedenen Bauformen, meistens jedoch in Kistenform.

Einsatz

Der Solarofen ist ein meist transportables Gerät zum Erhitzen, Backen oder Kochen von Speisen und Getränken. Die kleineren Modelle werden vorwiegend zur Zubereitung des Proviants bei Wanderungen, Trekkingtouren, Expeditionen oder längeren Aufenthalten in freier Natur benutzt. Die größeren Solaröfen werden in sonnenreichen Ländern genutzt, um Einkommen zu erzielen, indem Brot und Kuchen gebacken wird oder Erdnüsse geröstet und verkauft werden.

Leistung

Alle Angaben beziehen sich auf eine Einstrahlung von 1 kW/m² bei klarem Himmel und optimaler Anstellung der Reflektoren.

Da auf Glasplatte und Reflektor die Sonne direkt einstrahlt (zum Beispiel 665 Watt), liegt die errechnete Effizienz bei rund 37 %, die restlichen 63 % gehen durch Teilabschattung des Kochraums, Konvektion, Verdunstungskälte, Absorption und Reflexion verloren. Bei Verwendung von hochwertigen Spiegeln (zum Beispiel eloxiertem Aluminiumblech) werden 95 % der Strahlung reflektiert, bei Verwendung von Alufolien dagegen nur 50 %. Der Kocherraum überschreitet im Leerlauf, d.h. ohne Kochgut, innerhalb von 2 bis 3 Minuten die 100°C-Marke.

Gefahren

• Der Solarofen erreicht im Leerlauf Temperaturen zwischen 140°C und 180°C.
• Es ist darauf zu achten, dass Topflappen oder isolierende Handschuhe benutzt werden, um Verbrennungen zu vermeiden.
• Die Augen dürfen nicht in den Reflexionsweg oder den Fokussierungsbereich geraten, um Blendgefahr auszuschließen.
• Beim Öffnen muss damit gerechnet werden, dass dem Kochraum heißer Wasserdampf entweicht.

Siehe auch

• Sonnendörrer
• Solarschmelzofen

Einzelnachweise

1. ↑ www.gtz.de/hera

Weblinks

• Solarcooking.org mit vielen Bauplänen
• The Solar Cooking Archive Wiki (auch auf Deutsch)
• Sun and Ice - Hersteller von qualitativ hochwertigen Solarkochern
• EG-Solar e. V. - Entwicklungshilfeverein mit dem Ziel der Verbreitung von Solarkochern
• Tiloo - Schweizer Entwicklungshilfe-Verein zur Förderung und Verbreitung der Solarkocher in Gambia
• Arge Solar - Arbeitsgemeinschaft zur Förderung der Nutzung in den Ländern des Südens
• Solar Ovens and Solar Cooking, Library of Congress, Selected Resources
• Sendung mit der Maus - Solarofen im Selbstbau
• ULOG Freiburg - Solarkocherprojekte und Solarfoodprocessing
• Lazola - Initiative zur Verbreitung solaren Kochens e.V. Paderborn