Catturare l'energia solare

Il potere dell'energia solare
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Supporto didattico ALL'ESPERIENZA 4.2


Ed. Tecnica
Fisica

   CHE COSA FAR NOTARE

Con il termometro infilato nella parete del forno è possibile seguire il riscaldamento dell’aria interna e confrontare la temperatura interna ed esterna. Si può anche facilmente seguire lo spostamento del sole nel cielo, osservando come velocemente cambia la parte di superficie della piastra nera illuminata dalla luce riflessa del riflettore. Certo, la cosa più sorprendente per i ragazzi, è cercare di prendere la teglia dove si sono cotti i cibi con le mani e rendersi conto che è molto calda!  Essi sono al sole come il forno, e non si scottano, ciò che è contenuto nel forno sì. L’indicazione “80 °C” data dal termometro non è sufficiente per far loro prendere coscienza della diversità tra il dentro e il fuori del forno!

   CHE COSA SUCCEDE

La temperatura all’interno del forno arriva a 80-90 °C, a seconda dell’intensità della radiazione solare e della temperatura esterna: per l’uso di un forno solare è importante la limpidezza del cielo, perché l’eventuale  velatura è dovuta a vapore acqueo presente nell’atmosfera e questo assorbe gli infrarossi solari e ostacola un buon riscaldamento.

Il vetro del coperchio permette l'ingresso della radiazione solare nel forno; impedisce l'uscita dell'aria calda e della radiazione infrarossa emessa dai corpi che si trovano nel forno (effetto serra).

Il riflettore del coperchio riflette dentro il forno la radiazione solare e l'asta dentellata mantiene la giusta inclinazione del riflettore in modo che il fascio di luce colpisca il fondo della scatola.

Il rivestimento interno in foglio d'alluminio riflette la radiazione infrarossa emessa dai corpi che si trovano nel forno, impedendo che venga assorbita dalle pareti e quindi non sia più disponibile per la cottura; anche la scatola esterna è rivestita, internamente, di foglio d'alluminio.

La doppia parete ottenuta usando due scatole, forma una camera d'aria che ostacola il passaggio del calore verso l'esterno.

La piastra nera all'interno del forno assorbe la radiazione solare e si scalda, scaldando di conseguenza l'aria e la pentola  nera utilizzata per cuocere i cibi.

Si può seguire passo passo quel che accade.

La radiazione solare entra nel forno attraverso il vetro del coperchio: è energia in ingresso. La radiazione viene assorbita dalla piastra e dalla pentola nere e le scalda, scaldando il cibo. Notate che viene assorbita soprattutto la radiazione infrarossa, mentre la radiazione luminosa non viene assorbita molto, e in effetti si riesce a vedere bene l’interno.

Piastra e pentola scaldano anche l’aria contenuta nel forno; la sonda del termometro registra proprio la temperatura dell’aria.

Nel frattempo le pareti del forno e il vetro del coperchio disperdono calore all’esterno: è energia in uscita. Le superfici interne emettono anche infrarossi lunghi che sono assorbiti dal vetro del coperchio e sono in parte riemessi verso l’interno.

La temperatura cresce per un po’ di tempo, poi si stabilizza. Questo avviene quando il calore disperso è pari al calore acquisito dalla radiazione solare: l’energia in entrata è pari all’energia in uscita -  è stato raggiunto l’equilibrio.

 

FLASH D’ATTENZIONE

Viste le temperature normalmente raggiunte nel forno solare, è opportuno cimentarsi nella cottura di verdure o fettine di carne o di pesce. Per la cottura di cibi più impegnativi è necessario aumentare l’isolamento delle pareti del forno e pertanto svolgere prima l’attività proposta qui di seguito Gara tra forni.

E’opportuno sollevare il coperchio per il più breve tempo possibile in modo da non disperdere il calore interno nell’ambiente e utilizzare guanti da forno per estrarre pentole o teglie.

   PER APPROFONDIRE

Solar Cooking Archive http://solarcooking.org/

Solar Cooker Pilot Programme South Africa http://www.solarcookers.co.za/

Solar Cooks Do It In The Sun http://www.solarcook.com/

 

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