طراحی و ساخت یک اجاق خورشیدی پخت نان با متمرکز کننده و آزمایش آن

استفاده از انرژی خورشیدی در همه زمینه ها، علاوه بر منافع اقتصادی، منافع زیست محیطی زیادی از جمله کاهش گازهای مضر ناشی از سوختن سوخت های فسیلی و گازهای گلخانه ای و کنترل بیابان زایی را به همراه دارد. در ایران با 1950 تا 2200 ساعت آفتابی در طول 280 روز از سال لازم است با یک برنامه منظم استفاده از انرژی خورشیدی فراگیر شود؛ از جمله استفاده از اجاق های خورشیدی در مناطق مختلف شهری، عشایری و روستانشین گسترش یابد. در این تحقیق طراحی و ساخت یک اجاق خورشیدی پخت نان با استفاده از انرژی خورشیدی انجام شده است. از آنجایی که شار تشعشعی خورشیدی حتی بر واحد سطح عمود بر جهت تشعشع در بهترین شرایط حداکثر در حدود w/m2 2000 است، نمی توان با تابش مستقیم خورشیدی بر روی یک صفحه دما و انرژی لازم برای پخت نان را تأمین نمود. بنابراین در طراحی انجام شده از یک مجموعه سهموی شکل با استفاده از چیدمانی از آینه ها برای متمرکز نمودن تشعشع به زیر صفحه پخت استفاده شده است. در مرحله طراحی و با توجه به محاسبات خورشیدی و توان لازم برای پخت نان نازک به قطر حدود 45 سانتیمتر، قطر مجموعه سهموی انعکاسی 130 سانتیمتر و قطر صفحه پخت آلومینیومی 48 سانتیمتر و ضخامت آن 6 میلیمتر در نظر گرفته شد. برای بازتابش یکنواخت تشعشع به زیر صفحه پخت از آینه های شش ضلعی تخت استفاده شده است. با توجه به تغییر مکان خورشید در فصول مختلف سال و همچنین ساعات مختلف روز در آسمان، مکانیزم تنظیم مجموعه انعکاسی از سه درجه آزادی برای تنظیم شمالی-جنوبی (تنظیم فصلی) و شرقی-غربی (تنظیم در طول روز) و امکان حرکت ارتفاعی برخوردار شد. دستگاه برای شرایط تشعشعی شهرستان کاشان طراحی و ساخته شده است و می توان با آن در 8 ماه سال، حداقل در 8 ساعت از هر روز آفتابی و در هر ساعت حدود 12 عدد نان لواش به وزن چانه خمیر 200 گرم پخت نمود. آزمایش های مختلفی با دستگاه در ماه های خرداد، تیر و شهریور 1391 در دانشگاه کاشان انجام شده اند. نتایج اندازه گیری ها صحت محاسبات را تأیید نموده و بازده کلی اجاق خورشیدی پخت نان را 50% نشان دادند.