Sistema portátil de cozinha solar tipo caixa com apoio elétrico

Abstract

Cozinhar é uma necessidade primária e uma importante atividade doméstica para todas as famílias. A cozinha solar é uma alternativa muito interessante em países com muita exposição solar. No entanto, a utilização de sistemas de cozinha solar em residências ou restaurantes é praticamente inexistente. Esta dissertação foi desenvolvida pela constatação de as propostas existentes de cozinhas solares do tipo caixa serem geralmente baseadas em experiência e em conhecimento empírico e não o resultado de estudos de transferência de calor. O modelo matemático apresentado tem como base as equações que regem as trocas de calor numa cozinha solar do tipo caixa, com apoio elétrico. A metodologia utilizada passou por compreender a geometria, os materiais e as condições exteriores e, a partir desses dados, construir um modelo que fosse capaz de traduzir a evolução da temperatura dos elementos da cozinha, com especial incidência na temperatura da comida a ser cozinhada. Estabelecido e implementado o modelo, estudou-se o impacto dos componentes da caixa e do apoio elétrico na temperatura máxima atingida, e no tempo necessário para a atingir. Os resultados obtidos indicaram as temperaturas esperadas nos tempos desejados. Fica estabelecida a metodologia para a realização de estudos mais refinados e/ou aprofundados, baseados numa análise energética detalhada, deste tipo de cozinhas solares que representa um avanço considerável.

Cooking is a primary necessity, and an important household activity for all families. Solar cooking is a very interesting alternative in countries with lot of sun exposure. However, the use of solar cooker systems in homes or restaurants is practically non-existent. This dissertation was developed by the observation that existing proposals for box-type solar cookers are generally based on experience and empirical knowledge, and not the result of heat transfer studies. The mathematical model presented is based on heat exchange’s equations in a box-type solar cookers, with electrical support. The methodology used consisted of understanding the geometry, materials and external conditions and, based on these data, building a model capable of predicting the temperature evolution of the cooker elements, with a special focus on the temperature of the food to be cooked. Once the model was established and implemented, the impact of the components of the box and the electrical support on the maximum temperature reached, and on the time necessary to reach it, was studied. The results obtained indicated the expected temperatures at the desired times. The methodology for conducting more refined and/or in-depth studies is established, based on a detailed energy analysis, of this type of solar cookers, which represents a considerable advance.