Bếp đun dùng năng lượng mặt trời

* Thưa giáo sư, mới đây tôi được biết có một số loại bếp đun nấu dùng năng lượng mặt trời rất có hiệu quả. Tuy nhiên tôi không biết cụ thể ra sao. Xin giáo sư cho biết rõ hơn?

Nguyễn Huy, TP Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang

Bếp năng lượng mặt trời là một thiết bị giữ các tia nắng và dùng năng lượng này để đun nấu các loại thực phẩm hoặc đun nước sôi. Một trong các thiết kế là gồm một cái thau bằng nhôm, được cách ly tốt đặt trong một hộp gỗ. Một tấm kính đậy trên miệng thau có gắn với một tấm phản chiếu ở phía sau.

Các thiết kế dùng gương hay thấu kính Fresnel để hội tụ ánh nắng vào điểm cần đun nấu có thể được dùng. Các bếp này có thể đạt công suất vài trămWatt và nhiệt độ tới 200°C. Bếp nấu hình hộp được làm bằng gỗ (có thể làm bằng tôn), tiết diện ngang có thể hình vuông hoặc hình tròn. Mặt phản xạ bên trong  được làm bằng kim loại (nhôm, thép trắng hoặc Inox) đánh bóng nhẵn để có độ phản xạ cao.

Biên dạng của mặt phản xạ là tổ hợp của các mặt Parabôn tròn xoay để có thể nhận ánh sáng từ mặt trời và từ gương phản xạ. Nồi chứa thức ăn  là nồi nấu bình thường bên ngoài được sơn màu đen (chọn loại sơn có độ hấp thụ cao) để có thể hấp thu ánh sáng tốt, dung tích của nồi tuỳ thuộc vào kích thước của bếp và tuỳ thuộc vào thời gian chúng ta cần nấu chín thức ăn. 

Tấm kính trong  là tấm kính có độ trong suốt cao để có thể cho ánh sáng xuyên qua tốt, thường được chế tạo bằng tấm kính trong có chiều dày 2-3mm, tấm kính này có tác dụng tạo “lồng kính” và giảm tổn thất nhiệt khi nấu. Gương phản xạ  là tấm gương có độ phản xạ ánh sáng cao, gương có thể xoay quanh trục xoay để hướng chùm tia sáng phản xạ từ gương vào nồi, phía sau tấm gương có tấm bảo vệ và cũng là nắp đậy của bếp khi không sử dụng. 

Lớp vật liệu cách nhiệt là bông thuỷ tinh cách nhiệt (hoặc có thể dùng bất kỳ vật liệu cách nhiệt nào như rơm rạ… thậm chí để không chỉ có không khí nhưng phải kín), nhằm giảm mất mát nhiệt khi nấu. Đế đặt nồi  nhằm mục đích ngăn cách giữa nồi và các bộ phận khác của bếp để giảm mất mát nhiệt khi nấu, nên đế đặt nồi có thể là một tấm bông thuỷ tinh dạng ép cứng, tấm Amiăng hoặc bất kỳ vật liệu gì nhưng chịu được nhiệt độ (đến 400^oC) và cách nhiệt.

Với cường độ bức xạ mặt trời tại Đà Nẵng lúc 11h (940W/m²) thì để nấu sôi 10 lít nước (từ nhiệt độ 25^oC) ta có thể mất 1 giờ. Để đơn giản trong việc chế tạo và giảm giá thành, trong thực tế chúng ta hoàn toàn có thể tự chế tạo cho mình một bếp năng lượng mặt trời bằng các thiết bị và vật liệu sẵn có. Với bếp này hộp bảo vệ bên ngoài được làm bằng gỗ. Mặt phản xạ bên trong được dùng là cái chậu nhôm (kích thước nhỏ hay to tuỳ ý theo yêu cầu) nên chọn những loại chậu nhôm người ta đã chế tạo sẵn với độ bóng của mặt trong cao. 

Nồi chứa thức ăn là nối nấu bằng nhôm bên ngoài sơn đen (dùng loại bình xịt sơn đen nhám). Tấm kính trong dược dùng là loại kính trong dày 2,5mm (chú ý khi lắp cần có lớp gioăng đệm để ngăn cách giữa mặt phản xạ bên trong và tấm kính đế tránh bị vỡ khi nấu). Gương phản xạ được chế tạo bằng tấm thép trắng đã được đánh bóng sẵn dày 0,8mm. Gương có thể gập vào gập ra và được đỡ bằng 2 thanh cài hai bên. Lớp vật liệu cách nhiệt được dùng là rơm rạ. 

Đế đặt nồi được dùng là tấm Amiăng dày 2mm. Với loại bếp nấu hình hộp thường được dùng để nấu nước, cơm hoặc thức ăn cần nhiệt độ dưới 120^oC như nấu canh, luộc rau…Trước lúc nấu thì chúng ta phải chuẩn bị thức ăn trước cho vào nồi và đậy nắp lại, đặt nồi vào trong bếp trên đế đặt nồi, đậy hệ thống tấm kính trong - gương phản xạ lên trên (chậu nhôm), dịch chuyển bếp và điều chỉnh góc nghiêng của gương phản xạ sao cho nồi có thể nhận được nhiều ánh sáng nhất.

Tuỳ theo kích thước của bếp và dung lượng thức ăn trong nồi mà sau thời gian khoảng 60-90 phút cơm hoặc thức ăn sẽ chín. Trong quá trình nấu nếu có thời gian thì tốt nhất là sau khoảng 15 phút chúng ta nên xê dịch bếp để có thể nhận được ánh sáng nhiều nhất thì thời gian nấu sẽ nhanh hơn.