Samler sol på dagtid for å koke mat på kvelden
Det er forsket mye på teknologiske løsninger for å koke mat med sol, men hva fungerer best i praksis sør for Sahara? Mangeårig forskning tyder på at det enkle og robuste trumfer det mest energieffektive.
I afrikanske områder sør for Sahara er det mange som bruker ved eller kull som hovedenergikilde til matlaging, spesielt i områder uten tilgang til strømnettet.
Dette fører blant annet til helseutfordringer knyttet til røyk og sot fra innendørs matlaging. Så mye som en halv million liv kan bli reddet hvert år ved å erstatte ved og kull til matlaging, viser en ny studie fra KTH.
NTNU-professor Ole Jørgen Nydal har jobbet med ulike teknologiske løsninger for dette, sammen med en gruppe afrikanske universiteter, i Norad-programmer.
– Hvis du går rundt i gatene i for eksempel Uganda og spør om hvorfor det ikke er små solcellepaneler på husene rundt omkring, så svarer de at det er fordi batteriene slutter å virke etter noen år. Og de er dyre. Uten varmelager blir det ingen fart i å lage sol og vind til matlaging. Dette forteller professor Ole Jørgen Nydal ved Institutt for energi- og prosessteknikk, NTNU.
Ole Jørgen Nydal og varmelagrende koker. Foto: Maren Agdestein/NTNU
Nydal har stått i spissen for et mangeårig NTNU-samarbeid med universiteter i blant annet Uganda og Tanzania om forskjellige konsepter for utnytting av sol til matlaging.
I tillegg til helsefordelene ved slike alternativer, er det dessuten et mål for mange afrikanske land som baserer seg på fossile energikilder å erstatte dem med fornybare energikilder.
Har vært vanskelig å implementere solkokere så langt
Nylig har Nydal oppsummert og vurdert konseptene i en artikkel i tidsskriftet Energies.
Her peker han på at solkoking har en lang historie med mange tilgjengelige løsninger – fra boksekokere til solkonsentratorer. Likevel har disse i liten grad blitt implementert.
Grunnene til dette er mange, men en av dem er nok at mange løsninger krever tilgang på sol akkurat når du trenger det.
– En løsning er å ta i bruk et varmelager, et varmebatteri som du lader med sol i løpet av dagen og koker med når du vil i løpet av kvelden, sier Nydal.
Særlig fremhever han varmelager i kombinasjon med solcellepanel.
Solcellepanel + varmelager = sant?
Nydal og samarbeidspartnere har testet en mengde forskjellige konsepter for varmelager. Kravet for dem alle sammen er at de skal kunne gi varme på opp til ca 220 grader, være godt isolert så de unngår varmetap, og må kunne avgi varme når sola ikke skinner.
Forskerne har sett på systemer der det varmeholdige stoffet enten er vegetabilsk olje, steinbed eller solsalt.
Det skilles mellom systemer der sola brukes direkte til oppvarming, og indirekte via solcellepanel.
– Konklusjonen fra våre erfaringer er at systemer med solcellepaneler trumfer andre løsninger fordi de er enkle, robuste og har evne til å høste energi fra diffust sollys. Dette til tross for at energieffektiviteten til direkte systemer kan være høyere enn i tilfeller med solcellepanel-systemer, sier Nydal.
Forskerne har vurdert mange faktorer:
- Er systemene rene og ufarlige å ha i hus?
- Kan de produseres og vedlikeholdes lokalt?
- Er de robuste, eller har de mange bevegelige deler som kan bli ødelagt?
- Blir varmen fort nok overført til maten?
- Noen systemer viser seg å egne seg best til steking, mens andre passer bedre til matlaging i ovn, skriver Nydal i sin artikkel.
Testing på bakken i Uganda
Ole Jørgen Nydal peker på at det også er mye aktivitet blant de afrikanske partnerne i Etiopia, Tanzania, Uganda, Mozambique og senest Malawi og Sør-Sudan.
Det er også stor interesse for dette fra universitet i Sør-Afrika og Namibia.
Jimmy Chaciga er stipendiat ved Makerere University i Uganda. Han var nylig hovedforfatter av en artikkel om solkokere. Chaciga så på et konsept i en lab på NTNU, og så bygde han det i Makerere.
Det er en småskala solkoker med en tank med 18 liter solsikkeolje, i kombinasjon med varmeelement og tre solcellepaneler. Her var energieffektiviteten lovende.
– Vi har holdt på lenge med å teste ulike konsepter. Den store utfordringen fremover er implementering, altså at konseptene tas i bruk ute i samfunnet hos de afrikanske partnerne.
– Erfaringsmessig er det ikke så rett frem å sette i gang slikt fra et universitet. Man må komme ut fra universitetene og engasjere seg med andre som kan produsere og teste og følge opp, forteller Nydal.
Det stopper ikke forskerne og studentene fra å teste nye konsepter som vindenergi direkte til varmelager.
– Både sola og vinden kommer og går, så en kombinasjon av vind og sol er bra, sier Nydal. Det er et klart behov for nye løsninger for energi for matlaging, og vår målsetning har vært at universitetene i partnerlandene kan ta en aktiv rolle i denne utviklingen.
Solovner engasjerer
Solovnsforskningen på NTNU har engasjert og fascinert mange opp gjennom. Når forskjellige konsepter har vært testet i den bleke Trondheimssola på NTNU campus Gløshaugen, har mange stoppet for å ta bilder.
Stipendiat Casiana Blasius Lwiwa utendørs ved NTNU. Hun forteller at varmelageret i midten har målt 173 grader C på det meste. Foto: Maren Agdestein/NTNU
Studenter har reist til f.eks. Tanzania i samarbeid med Ingeniører uten grenser, som ledd i masteroppgaven sin. En gruppe entrepenørstudenter lagde på et tidspunkt en solgrill for å teste et lignende i europeisk setting.
Og nå har det seg slik at en bit av solovnsforskninga til Nydal har havnet på Teknisk museum.
Utstilt på Teknisk museum
– Det er litt rart å ha noe på museum før det er tatt i bruk, ler professor Ole Jørgen Nydal.
Den permanente energiutstillingen på Teknisk Museum i Oslo som offisielt åpnet den i januar i år, handler om norsk energihistorie. Utstillingen starter med en gjennomgang av de store linjene i energihistorien her til lands via dampkraft og vannkraft, og munner ut i nåtiden med en introduksjon til energikilder som for eksempel sol og hydrogen.
Ansatt ved Teknisk museum viser frem solmonteret der bøtta til Nydal er utstilt, i den nye permanente energiutstillingen på Teknisk museum.
Og i et monter dedikert til solenergi, ved siden av tidlige eksempler på norsk solcellepanel og nyere solcelleteknologi, står en prototype fra NTNU i Trondheim og solovnprosjektet til Nydal.
– Det er veldig bra at varmebatterier kommer på en plass hvor man skal si litt om energiproblemstillinger og fornybar energi, sier Nydal.
– Utfordringen nå er få teknologien til å fungere for steking, koking og baking på varmelager, avslutter han.
Støtten til solovnforskningen
Mye av solovnforskningen omtalt i denne artikkelen er støttet av NORAD gjennom blant annet NORHED II-prosjektet Energy Technology Network (EnergyNET), men også NFR og EU-programmet Erasmus+. EnergyNET er et forskningssamarbeid mellom NTNU, Makerere University og syv andre universiteter i Øst- og Sør-Afrika.
Det skal samles varme fra sola, men det blir vanskelig når NTNU’s studenter er så nysgjerrige at prosjektet blir satt i skyggen :) Foto: Lars Konrad Sørensen/NTNU
Kilder:
- Heat Storage for Cooking: A discussion on Requirements and Concepts, by Ole Jørgen Nydal in 2023, 16 (18) https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/3113626
- Design and experimental analysis on a single tank energy storage system integrated with a cooking unit using funnel system, by Jimmy Chaciga, Makerere University, Karidewa Nyeinga, Makerere University, Denis Okello, Makererer University and Ole Jørgen Nydal, Norwegian University of Science and Technology, in Journal of Energy Storage. Volume 79, 15 February 2024
https://doi.org/10.1016/j.est.2023.110163
