Horno solar

Proyecto Física II

“La estufa solar”



2 ° E Turno Matutino

Introducción

De acuerdo con estudios realizados durante varios años se sabe que la energía solar resulta una buena opción para sustituir la energía convencional en aplicaciones domésticas, en el cocinado de alimentos. Esto se logra a través del aprovechamiento de laenergía solar en estufas solares.

Una estufa solar puede:
• Cocinar comida sin necesidad de electricidad, ni madera, ni petróleo u otro combustible.
• Pasteurizar agua para hacerla potable, previniendo muchas enfermedades.
• Ahorrar árboles y/u otros recursos.
• Evitar la contaminación y tener que respirar humo mientras se cocina.
• Utilizar la energía gratuita del sol quees una energía renovable.
• Cocinar comida sin tener que darle mucha atención o ninguna sin que se queme.

Principios para el diseño de nuestro horno solar.

Efecto invernadero
Este efecto permite aumentar el calor dentro del horno. Es el resultado del calor en espacios cerrados en los que el sol incide a través de un material transparente como el cristal o el plástico. La luz visiblepasa fácilmente y es absorbida y reflejada por los materiales que estén en el espacio cerrado. La energía de la luz que es absorbida principalmente por los metales se convierte en energía calorífica, la cual tiene una mayor longitud de onda. La mayoría de esta energía radiante, a causa de esta mayor longitud de onda, no puede atravesar el exterior y por consiguiente es atrapada en el interior delespacio cerrado. La luz reflejada, o se absorbe por los otros materiales en el espacio o atraviesa el cristal si no cambia su longitud de onda.
Reflectores
Entre mayor cantidad de luz solar entre por la caja, mayor será la cantidad de energía dentro de ella, es por esto que generalmente se usan reflectores externos para aumentar la cantidad de luz solar incidente.
Conducción
La segundaley de la termodinámica plantea que el calor siempre viaja de lo caliente a lo frío. El calor dentro de una cocina solar se pierde fundamentalmente por conducción, radiación y convección.
El calor dentro de una cocina solar se pierde cuando viaja a través de las moléculas de todo el material de la caja hacia el aire fuera de la caja. Es por esto, que en todo diseño tradicional de un horno solarse usa un material llamado aislante térmico.
Radiación
Lo que está tibio o caliente despide olas de calor, o irradia calor a su alrededor. Estas olas de calor se irradian de los objetos calientes a través del aire o el espacio. La mayor parte del calor radiante que se despide de las ollas calientes dentro de una cocina solar se refleja de vuelta a las ollas.
Convección
Las moléculas deaire pueden entrar y salir de la caja a través de huecos o imperfecciones en la construcción, o al abrir la puerta; así, el aire caliente escapa del horno. Es por esto que si se quiere reducir las pérdidas de calor por este fenómeno se debe de fabricar un horno hermético y abrir la puerta lo menos posible.
Almacenaje de calor
Cuando la densidad y el peso de los materiales dentro del armazónaislado de la cocina solar aumenta, la capacidad de la caja de mantener el calor se incrementa. Si introducimos en el horno metales, cazuelas pesadas, agua o comida dura que tarda mucho tiempo en calentarse, la energía entrante se almacena como calor en estos materiales pesados, retardando que el aire de la caja se caliente. Estos materiales densos, cargados con calor, seguirán irradiando ese calordentro de la caja, manteniéndola caliente durante un largo período aunque el día se acabe.
Volumen de la caja
Siendo todo igual, cuanto más grande sea el área de acumulación solar de la caja en relación al área de pérdida de calor de la misma, tanta más alta será la temperatura de cocción. Dadas dos cajas que tengan áreas de acumulación solar de igual tamaño y proporción, aquella de menor...