Lage mat med sol? Dette bør du vite om forskning på solovner

Solovner har vært tilgjengelig i svært mange varianter i minst 30 år, så hva er grunnen til at vi fortsetter med forskning på dette området?

 Dette blogginnlegget opprinnelig ble opprinnelig postet i 2015 på www.ntnutechzone.no.

Svært mye informasjon om solovner er tilgjengelig på internett, der dedikerte organisasjoner også legger ut veiledning i hvordan ovner ganske enkelt kan konstrueres og lages selv (se f.eks. på Solar Cookers International Network). Så når teknologien er så veletablert, hvorfor har vi ved NTNU en forskningsvirksomhet på dette området?

Noen solovner tilgjengelig på markedet i dag:

Hva er en solovn, sier du?

Solovner samler varme for direkte matlaging i solen. Høye temperaturer oppnås med refleksjonssystemer. For steking må fokuseringen av solstrålene på stekeplata være ganske god slik at en oppnår tilstrekkelig høy temperatur. Koking krever ikke så høye temperaturer, og enkle bokskokere uten solfølging, kan ofte fungere tilfredsstillende.

Bakgrunnen for forskning på høytemperatur solvarme ved NTNU ligger i samarbeidsprosjekt vi har med Afrikanske universitet. Mange afrikanske land har en spredt befolkning, oftest uten tilknytning til strømnettet. Maten lages ofte over åpne ildsteder, som kan medføre helseskader og risiko for forbrenninger. Særlig i solrike land vil solovner potensielt kunne endre levemønstre og helse til det bedre.

Hvorfor er ikke da solovner i utstrakt bruk i slike afrikanske land? Våre samarbeidsprosjekt har hatt to innretninger: 1) Teknologiforbedring og 2) Vurdering av sosioøkonomiske forhold.

Teknologiforbedring: varmelager

En av grunnene til at solovner ikke er blitt så utbredt skyldes mangel på varmelagring. Med et varmelager kan ovnene tåle at noen skyer passerer, og ovnene kan også benyttes etter at sola har gått ned.

Når det gjelder varmelagring har vi i samarbeidsprosjektene undersøkt flere metoder:

• Stein: Luftbasert varmetransport fra solparabol til en beholder med stein som holder på varmen. Luft og steinlager er også et alternativ for store solkraftverk, stein kan tåle svært høye temperaturer.
• Olje og solsalt: Oljebasert varmetransport og solsalt for varmelagring. Solsalt er navnet på en nitratblanding som benyttes i store solkraftverk. Varmen lagres som smeltevarme.
• Vanndamp: selvsirkulerende vanndampsystem med solsalt som varmelager
• Olje og keramikk: pumpet oljesystem for «injera»-baking, inkludert keramisk «injera»-panne (Injera er en etiopisk lefse). Oljen fungerer her også som varmelager i seg selv. En utfordring da er å oppnå stratifisering, med sjikt som skiller områder med høy og lav temperatur i lageret.
• Et dobbelt reflektorsystem for direkte oppvarming av et varmebatteri. En nitratbeholder med stekeplate belyses da med solstrålene ovenfra.

Noen av disse systemene kan oppskaleres (stasjonære varmelagre), andre passer bedre for småskala-anvendelser (bærbare varmebatterier).

En gruppe entrepenørstudenter ved NTNU er nå i gang med å utvikle et varmelager for direkte oppvarming i en reflektor fra One Earth Designs.

Å benytte smeltevarmen som energilagring kan være fordelaktig for matlaging, siden varmen da er tilgjengelig ved konstant temperatur (smeltetemperaturen). Steking av den etiopiske injera lefsen på toppen av et varmebatteri ble demonstrert for offentligheten ved Universitetet i Mekelle (Asfafaw Tesfay, ph.d-avhandling NTNU 2015).

Selv om vi har bruk for solovner, betyr det ikke at de vil bli brukt!

Det er mange aspekter ved teknologi som avgjør om vi benytter teknologien eller ei, og slik er det også med solovner. Solovner har vært tilgjengelig på markedet lenge, slik som bokskokere og SK14-reflektoren), men det ser ut til at sosioøkonomiske og kulturelle aspekter kan være begrensende. Selv enkle solkokere kan bli for dyre for en Afrikansk familie. En solkoker kan også bryte med det vanlige matlagingsmønsteret.

Derfor har en del av prosjektene våre inkludert studier på implementering av solovner i utviklingsland. Pia Otte har vurdert både solkokere (masteroppgave) og større solkjøkken for institusjoner (ph.d.-avhandling 2014). Det er sammensatte årsaker til at solkokere anskaffes, men økonomien er en viktig faktor for at solkokerne tas vare på etter anskaffelse.

Universitetssamarbeidet

Universitetene vi har samarbeidet med ligger i Mozambique, Tanzania, Uganda, Etiopia og Sør-Afrika. Afrikanske stipendiater og forskere har hatt opphold ved NTNU. Det interne samarbeidet som har utviklet seg mellom de afrikanske landene har også vært positivt. Arbeidet med konsentrerende solvarme og varmelager ble startet av Jørgen Løvseth (NTNU – Institutt for fysikk). Vi har videreført arbeidet innenfor flere prosjekter (NORAD, Forskningsrådet, NTNU), med støtte fra Løvseth underveis. En samlerapport fra arbeidet kan du finne her.

Det er lite sol i universitetsbyen Trondheim. I neste blogginnlegg kan du lese om hvordan vi forsker vi på forbedring av solovnteknologien når det ikke er solskinn!

Ole Jørgen Nydal

Professor | Nettside

Professor ved NTNU - institutt for energi- og prosessteknikk.