ソーラークッキングの仕組み

1700 年代半ば、ヨーロッパの博物学者、オレス・ド・ソシュールは、太陽光のエネルギーを利用することを目的とした小さな装置を作りました。当時の科学者は太陽光を熱に変換することに多くの研究を行っていましたが、主に鏡を使用して光を単一の燃焼点に集中させていました。ソシュールはガラスの熱閉じ込め能力に注目しました。

ソシュールが作成したのは、現在知られている最も初期のソーラークッカーであり、現在私たちがソーラーボックスクッカーと呼んでいるものに最もよく似ています。彼は 5 つのガラス箱を重ねて入れ子にし、黒い木の板の上に置きました。数時間日光にさらした後、ボックス内の温度は華氏 190 度 (摂氏 88 度) 弱に達しました。彼はその箱を使って果物を焼きました。

18 世紀に科学実験として始まり、ガラスが太陽光を閉じ込めて熱を発生させる理由と仕組みを探る試みは、現在では世界の最貧国の飢餓と病気を軽減するための役立つツールとなっています。 (これは、典型的な裏庭でのバーベキューに代わる、非常にクールで環境に優しい代替品でもあります。) ソーラークッキングという現代の概念は、1950 年代に初めて登場しましたが、おそらく国連のマーケティング手法に欠陥があったため、人気を得ることができませんでした [出典: ]。適切な装置を使用すると、太陽光線に含まれる熱エネルギーを利用して、食べ物を揚げることができるほどの高温を達成できます。

ソーラークッカーは、ストーブやオーブンでできることのほとんどすべてを行うことができます。唯一、使用するのは自然の無公害で無料の豊富なエネルギー源です。この記事では、太陽光がどのようにして熱になるのかを知り、利用可能なさまざまな種類の調理器とその仕組みを調べ、ソーラークッキングが世界の多くの地域で潜在的な命を救う理由を確認し、その欠点のいくつかを検討します。

プロセスの核心から始めましょう。電磁放射としても知られる太陽光はどのようにして熱になるのでしょうか?

光を使った料理

ストーブやオーブンを使用すると、肉、野菜、豆、米、パン、果物などの食べ物をほぼあらゆる方法で調理できます。焼いたり、煮込んだり、蒸したり、揚げたり、蒸したりすることができます。ソーラークッカーを使用しても同じことができますが、ガスや電気の代わりに太陽光を使用します。

太陽光自体は熱くありません。それは単なる放射線、または光波であり、基本的には変動する電場と磁場によって生成されるエネルギーです。肌に触れると暖かく感じますが、これは光波が皮膚の分子に当たるときに起こることによるものです。この相互作用は、ソーラークッカーの一種であるボックスクッカーが太陽光から高温を生成する概念と似ています。

最も単純に言えば、太陽光から熱への変換は、光波内を動き回る光子（光の粒子）が物質内を動き回る分子と相互作用するときに発生します。太陽から放射される電磁波には多くのエネルギーが含まれています。固体であれ液体であれ、それらが物質に衝突すると、このエネルギーすべてがその物質内の分子を振動させます。彼らは興奮して飛び跳ね始めます。この活動により熱が発生します。ソーラークッカーは、この熱を利用するためにいくつかの異なる方法を使用します。

ボックスクッカーはシンプルなタイプのソーラークッカーです。直径はおそらく 3 ～ 5 フィート (1 ～ 1.5 メートル) で、本質的には太陽光で動くオーブン、つまり密閉された箱が加熱されてその熱を密閉するものです。最も基本的なボックスクッカーは、内側が黒い上部の開いたボックスと、その上に置かれたガラスまたは透明なプラスチックで構成されています。多くの場合、追加の太陽光を集めてガラスに当てるために、ボックスの外側に複数の反射板 (平らな、金属製、または鏡面) が配置されています。

調理するには、この箱に食べ物の入った鍋を入れ、箱の黒い底の上に鍋を置き、太陽の当たる場所に置きます。太陽光がガラスの上部からボックスに入ると、光の波が底部に当たり、灼熱の暑さになります。濃い色は熱を吸収しやすいため、内側が黒くなっています。箱を構成する分子が励起され、より多くの熱が発生します。ボックスは熱を閉じ込め、オーブンはますます熱くなります。その効果は標準的なオーブンで行われることと同じであり、食品が調理されます。

ボックスクッカーは最高 300 度 F (150 ℃) に達することがあります [出典: ]。肉を安全に調理するのに十分な温度です。

パラボラ クッカーはさらに高温になり、最大 400 度 (摂氏 204 度) まで達し、揚げ物やパンを焼くのに十分な温度になります。この少し複雑なデザインは、湾曲した反射面を使用して、多くの太陽光を狭いエリアに集中させます。それはストーブのように機能し、大きく、時には直径が数フィートに達することもあります。

食べ物の入ったポットは、湾曲した反射板の中央に保持するアームの上に置かれ、オーブンの底点の少し上に吊り下げられており、そこにすべての光が集中します。この小さな点は非常に高温になり、分子が非常に振動するため、熱波が一定の流れで上向きに移動し、鍋の底に当たります。

パラボリッククッカーもボックスクッカーもかなり大きいので持ち運びが大変です。そしてボックスクッカーはガラスのせいで重いです。ボックスタイプのオーブンの上に放物線状の反射板を配置したパネルクッカーは、小型で軽量になる傾向があります。調理鍋は調理中ビニール袋に入れられ、熱トラップとして機能します（ボックスクッカーの透明な上部のように）。キャンプではこのようなタイプのクッカーを使う人もいます。

ただし、ソーラークッカーにとってキャンプは副業のようなものです。より中心的なアプリケーションは、貧困、飢餓、病気に対応する必要があります。

太陽光を利用した料理はどのように役立ちますか?

ソーラークッキングの利点

世界中で、何億人もの人々が調理用燃料へのアクセスが制限されています[出典: SCI]。ほとんどの場合、電気とガスは問題外です。手に届くのは木炭と薪だけで、木炭ですら高価すぎる場合があります。ということで、木材が残りました。問題は、アフリカやインドなどの多くの貧しい農村地域では木が不足していることです。毎日家族全員の食事を作るには大量の木材が必要ですが、数少ない木材資源は減り続けています。家族は調理用の薪を集めるために何時間も歩かなければならず、最終的にはなけなしのお金を燃料につぎ込み、食料を買うお金が減ります。

その結果、飢えだけでなく病気も引き起こされます。

10 億人がきれいな水にアクセスできない場合、簡単に低温殺菌 (微生物が死滅する温度まで加熱) できる機能が非常に重要です [出典: SCI]。毎年 200 万人が、飲料水を低温殺菌することで防げたはずの細菌性疾患により死亡しています [出典: SCI]。汚染された水で栽培された野菜だけでなく、肉を加熱することも健康にとって重要です。これらの栄養必需品にはすべて、A型肝炎、ジアルジア、大腸菌症などの潜在的に致命的な病気を引き起こす有害な細菌、虫、ウイルスが含まれている可能性があります。

低温殺菌にはそれほどの熱は必要ありません。水はわずか 150 °F (65 °C) で低温殺菌され、食品は 180 °F (82 °C) で低温殺菌されます [出典: SCI]。ソーラークッカーは、シンプルなデザインで 1 台あたりわずか 10 ドルで、簡単に低温殺菌の上限温度に達し、クッカーと食品の種類にもよりますが、数時間で食事を調理できます。何よりも、必要な燃料を得るために何マイルも歩く必要がありません。彼らはただ外に出て、無料で太陽を利用するだけです。ソーラークッカーを 1 年間使用すると、1 トン (0.9 トン) の薪が不要になります [出典: Justus ]。

ソーラークッキングによって解決できるもう1つの問題は、木材を燃やすという単純な行為に関係しています。火災は大気中に汚染を放出します。微粒子が多く含まれるこの煙は環境に悪影響を及ぼしますが、その空気を吸う人々にとってはさらに悪影響です。人々が屋内で直火を使って料理をすると、肺や心臓の病気を含むあらゆる種類の健康上の問題を引き起こす可能性のある微粒子を吸い込むことになります。ある推定では、この種の大気汚染により死亡する人の数は年間 150 万人とされています [出典: ]。ソーラークッカーを使用すると裸火が不要になり、空気がきれいになります。

ソーラークッカーは多くの発展途上国にとって優れたソリューションですが、いくつかの欠点もあります。ソーラークッカーを非常に有益なものにしているまさにその特性、つまり燃料としての太陽光ですが、それが問題にもなっています。大規模なソーラークッキングは実際には、少なくとも一年の半分は乾燥した晴天の気候にある国でのみ実行可能です。インド、ブラジル、ケニア、エチオピアなどの地域は、この調理方法に最適な場所の一部です [出典: SCI]。

おそらく、より大きな問題は、インドのような場所でも、太陽が常に輝いているわけではないことです。ソーラークッカーは夜間や曇りの日にはまったく機能しません。つまり、日の当たらない時間帯には薪が依然として必需品だということだ。それでも、木材の代わりに光を使ってほとんどの食事を調理することは、燃料不足の大衆が直面する問題に大きな打撃を与えます。

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