Taller cocina solar

“Cocina Solar”

Autor: Francisco Torres Valenzuela

Valparaíso, Octubre 2003

Fases de diseño
Lo primero que se debe tener en cuenta es el tipo de cocina al que nos
abocaremos, y conocer como es posible determinar las dimensiones optimas para
la estructura. Por eso es que entraremos en un poco de cálculos matemáticos muy
básicos, que son necesarios para nuestro diseño.
La funciónprincipal de una parábola, es que tiene la particularidad de concentrar
toda la energía incidente del sol (idealmente) en un foco, o punto, determinado por
la geometría de la misma, es este punto el que debemos determinar por relaciones
matemáticas básicas.
a)
En la figura 1a,se muestra la forma de la
parábola, la cual se calculara con:
1)

X2
Y=
4·F

donde las variables se definen como:- Y: Altura de la parábola.
- X: Ancho de la parábola medido
del vértice (radio)
- F: Foco o punto de concentración
( lugar donde se ubicara la olla)
En la figura 1,b se ilustra la equivalencia
entre parábolas con focos en lugares distintos,
con una misma boca de recepción. Aquí la
energía recibida es idéntica, solo cambiara
el lugar de concentración de esta.
De aquí sé desprende quepara una parábola
achatada el foco estará afuera, mientras que en
una parábola larga el foco estará en él interior.
Esto se comprueba con la formula 1.

b)
Boca de
recepción

c)

La figura 1,c esquematiza como los rayos del
sol incidentes, se reflejaran todos en el mismo
GEA UTFSM – Generación de Energías Alternativas

punto focal. La determinación de este punto será nuestro objetivoprincipal.
Mostrare ahora los cálculos que determinaron la geometría de la cocina solar.

Cálculos
Para empezar con los cálculos, debemos saber que el tamaño de la boca de
recepción determinara la cantidad de energía captada. Se utiliza un metro
cuadrado de área para captar 1000 [kW] de potencia, esta será nuestra referencia.
Esto va a depender obviamente de la radiación existente.Dependiendo si queremos dentro o fuera el foco (considerando que esta posición
afectara la ubicación de la olla o recipiente) es la forma parabólica que tendremos.
Para este diseño, se calculo el foco a una distancia pequeña del vértice, además
considere un diámetro de 80 centímetros (X=40) para la boca de captación, con
esto tendré un área de A = 0,5 m2. Si bien la idea seria conseguir un diámetrode
112 centímetros para obtener un área de 1 metro cuadrado de captación, pero
tuve limitantes, como el tamaño de las placas.
El dato de entrada será el ancho:

X: 40 [cm]

X2
Y=
4·F

, los demás valores se determinan “dándose” un valor para el foco
y probando en la ecuación el valor para la altura Y.

, en la tabla se registran algunos valores de prueba.

GEA UTFSM – Generación deEnergías Alternativas

Y [cm]
X
40
40
40
40
40
40

Tabla Evaluación
F
50
40
30
20
15
13

Y
8
10
13
20
27
31

30
13

40

Foco

Se comprueba como un valor alto para el foco, implica una parábola más chata,
con una altura de apenas 8 centímetros. Como se indico en la figura 1,b.
Para nuestros intereses, en este caso se utilizara el foco a 13 centímetros, ya quecon esto se logra una altura de 30 centímetros aprox. Mas adelante sé vera él
porque de esta elección.
Nota: No se recomienda colocar el foco tan afuera en lugares donde circule demasiado viento,
porque este enfriara la superficie de la olla haciendo mas largo el tiempo de cocción. Ahora bien,
se puede contener el recipiente en fuentes de vidrio, lo suficientemente grande para que quepa laolla. De esta forma evitamos el enfriamiento, y además agregamos un factor positivo, ya que se
producirá un pequeño efecto invernadero dentro de la fuente, con esto se conservara el calor por
mas tiempo.

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X [cm]

Materiales de Construcción
Quiero señalar que los materiales que se presentan a continuación son de total
flexibilidad a...