Solarkocher

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Ein Solarkocher ist eine Vorrichtung, um aus der Energie der Sonnenstrahlung Wärme zu erzeugen. Die Einstrahlung wird im Brennpunkt eines Hohlspiegels gebündelt.

Aufbau[Bearbeiten]

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

Ausführungen[Bearbeiten]

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 meist 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. In Regionen mit wenig sauberem Trinkwasser kann ein Solarkocher zur Entkeimung eingesetzt werden.

Soziale Auswirkungen[Bearbeiten]

Solarkocher können erhebliche soziale Auswirkungen in ärmeren Regionen haben. So entfällt in Gesellschaften, die ihre Nahrung traditionell mit gesammeltem Holz garen, der Zeitaufwand für die Brennmaterialbeschaffung. Die gewonnene Zeit kann nutzbringend für andere Aufgaben eingesetzt werden.

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

Vorteile[Bearbeiten]

  • 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 der Landwirtschaft.
  • Frauen und Kinder in Ländern mit Brennstoffmangel werden vom täglichen Holzsammeln entlastet.
  • Es entsteht beim Kochen kein gesundheitsschädlicher Rauch.
  • Vermeidung von Verbrennungen am offenen Feuer.
  • Unabhängigkeit von herkömmlichen Brennstoffen wie Gas, Kerosin und Brennholz.
  • 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 Wäsche Waschen (was in vielen Regionen der Welt, v.a. in Afrika, noch mit der Hand (ohne Waschmaschine) erfolgt). Auch für andere 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[Bearbeiten]

  • Anwendung lohnt sich bei zu wenig Sonnenschein kaum, bzw. ist bei weniger Sonnenschein eine umso längere Zeit oder umso größere Spiegelflächen oder beides notwendig. Scheint die Sonne nicht, ist Kochen unmöglich.
  • In manchen Fällen müssen Kochgewohnheiten verändert werden, was die Akzeptanz von Solarkochern einschränken kann.
  • Das Kochen mit dem Solarkocher dauert meist länger als mit Gas- oder Elektroherden. Nur beim Parabolkocher (1,4 m Reflektordurchmesser) werden vergleichbare Kochzeiten erzielt.
  • 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. Mittlerweile sind auch günstige Solarkocher erhältlich[2], die anderen Nachteile bestehen jedoch weiterhin.

Hinweise zur Verwendung und Kochdauer[Bearbeiten]

Diagramm des Sonnenstandes

Ein Solarkocher mit einem Durchmesser von 140 cm erreicht ohne weiteres eine abgegebene Leistung von rund 750 Watt. Bei guter Sonneneinstrahlung kochen drei Liter Wasser in 25 Minuten. Mattschwarze Behälter absorbieren die Sonne am besten und beschleunigen so den Kochvorgang zusätzlich. Ein Deckel in derselben Farbe kann die Erhitzung außerdem beschleunigen.

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

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[Bearbeiten]

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, 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.[3] Die Solarkochkiste wurde im Jahr 1767 von Horace Bénédict de Saussure erfunden.[4]

Ein Solarofen ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme mittels Sonneneinstrahlung unter Verwendung unterschiedlicher Spiegelkonstruktionen. Solaröfen existieren in verschiedenen Bauformen, meistens jedoch in Kistenform.[5]

Einsatz[Bearbeiten]

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, als Erfolgsprojekte zählen heute vor allem solarbeheizte Großküchen. Z. B. kann in der größten Solarküche der Welt in Abu Road, Rajastan (Indien), für bis zu 18.000 Besucher eines Yoga–Zentrums solar gekocht werden[6]. Solarkocher eignen sich auch gut, um Kindern zu verdeutlichen, wie hoch die Strahlungsleistung der Sonne ist.

Leistung[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

  • Der Solarofen erreicht im Leerlauf Temperaturen zwischen 140 und 205 °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. Der benutzte Behälter sollte nicht fest verschlossen sein, so dass Dampf entweichen kann.

Ähnliche Geräte[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Solarkocher – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Die Sonne bringt es an den Tag (PDF; 1,9 MB) GTZ. Abgerufen am 9. Juli 2009.
  2. Kochen im Karton. TAZ. Abgerufen am 9. Juli 2009.
  3. Herstellung einer Kochkiste
  4. Ken Butti: Horace de Saussure and his Hot Boxes of the 1700s. Solar Cooking Archive, Solar Cookers International (Sacramento, California). Abgerufen am 30. Mai 2012.
  5. Solarofen
  6. www.solare-bruecke.org: Solar beheizte Großküchen mit Dampf als Wärmeträger abgerufen am 9. März 2011