Follow by Email

de “overbodige luxe”

Een satellietschotel, cd's, age-coins en een tennis
racket krijgen een tweede leven als solar cooker. Zo wordt achterhaalde technologie 'omgesmeed' tot productiemiddel van duurzame energie.


Dit apparaat bestaat zo veel mogelijk uit onderdelen, die voor hun oorspronkelijke toepassing overbodig zijn geworden: omdat er inmiddels een betere oplossing is; of omdat we inmiddels wel wat beters hebben te doen.

Toch is er in het verleden veel geld over de balk gesmeten voor deze 'grondstoffen'.  Omdat ze bovendien nog in goede staat verkeren, wordt de achterhaaldheid wel eens verdrongen. Zodoende bewaren veel mensen dit soort objecten nog steeds. Anderen proberen iets van die investering te redden, door ze op de tweedehandsmarkt aan te bieden. Maar, het aanbod is veel groter dan de vraag. Uiteindelijk zijn veel benodigdheden dan ook aan de stoeprand te vinden.
Kortom: de onderdelen zijn goedkoop, gratis, en/of u levert zelfs een bijdrage aan het oplossen van een afvalprobleem, door ze te hergebruiken.

Het milieu heeft er bovendien op andere manieren baat bij, als we er solar bbq's van maken. Daarmee zijn we namelijk in staat, om (onder meer) eten te bereiden, zonder hout(skool) of fossiele brandstof te verstoken. Niet alleen in theorie, of met veel moeite: de "overbodige luxe" kan, wat betreft prestatie en gebruiksgemak, goed concurreren met houtskoolbarbecues.
Voordat cd's in de vuilverbranding wat energie opleveren, kunnen zij eerst nog een veelvoud daarvan aan schone energie produceren. De duurzaamheid van deze manier van hergebruik ontstijgt het niveau van allerlei 'recycle art'.
Wat niet wegneemt, dat de "overbodige luxe" wonderlijk mooi is, om te zien. Wie zich daarbij nog stoort aan bv de verf, die van de draagarm bladdert, is een kniesoor; die van harte welkom is om de installatie verder op te pimpen.

Genoeg over het 'art'-aspect. Dit concept is niet (alleen) bedoeld om over na te denken, maar vooral om letterlijk te reflecteren. Niet om een ludiek kunstje te laten zien; maar om te inspireren tot namaken, en verbeteren van het concept; zodat uiteindelijk meer mensen toegang krijgen tot gratis energie.

Cd's als reflector gebruiken op satellietschotels is ook al veel eerder bedacht. Met zo'n reflector kan indruk gemaakt worden, door hout te laten ontbranden, of metaal te smelten. Leuk, maar in de praktijk hebben we er niet veel aan.
Hoe reflecterende satellietschotels verder getransformeerd  kunnen worden tot apparaten, waarin de geconcentreerde energie ook zinvol benut kan worden (bv om te koken), is nog iets anders. Geen grote uitdaging voor de inventiviteit van de mensheid als geheel; maar wel voor de amateur-knutselaar die het wiel opnieuw moet uitvinden, omdat er weinig over te vinden is op internet.
Kraakhelder heeft er al een tijdje over nagedacht, en wel eens iets uitgeprobeerd. Zo is wat inzicht ontstaan in de problemen, die zich aandienen bij de ombouw van satelietschotels; en hoe die opgelost kunnen worden.

Aan de hand daarvan, wordt hieronder beschreven hoe de "overbodige luxe" in elkaar zit. Dat is vooral leerzaam, voor mensen die van plan zijn, om een satellietschotel om te bouwen tot solar kookapparaat. De uitdaging (om een pan horizontaal in de lucht te houden, op het brandpunt van een schotel, die telkens van positie moet veranderen) lijkt voor veel knutselaars te groot. Hopelijk kan deze beschrijving hen overtuigen, dat de problemen best te overzien zijn; en mogelijke oplossingen simpel.


EEN SATELLIETSCHOTEL OMBOUWEN TOT SOLAR BBQ

Door reflecterend materiaal op een satellietschotel te bevestigen, kunnen we zonlicht concentreren op het brandpunt van de schotel. Aluminium reflecteert beter dan glazen spiegels. Allerlei alu-folies of -tape kunnen goed op schotels geplakt worden.

In alu-folies zit nooit veel rek. Grote stukken kunnen daarom niet glad op het gekromde oppervlak van een satellietschotel geplakt worden.
De oplossing is om smalle stroken te gebruiken, die elkaar overlappen. Daardoor wordt de kromming in de breedterichting van elke strook  verwaarloosbaar; en kan deze rimpelloos de kromming in de lengterichting volgen. De kromming van de schotel in de breedterichting wordt opgevangen door de stroken meer of minder te laten overlappen.

Wie er een paar tientjes tegenaan wil gooien, kan plakfolie kopen, die speciaal gemaakt is voor solar reflectie. Dat is zijn geld waard, als u een reflector wilt maken die een tijdje mee moet kunnen gaan. Dat is in alle opzichten de beste mogelijkheid. Het is zelfs goedkoper dan vergelijkbare folies (zoals voor auto-belettering), die weinig zullen onderdoen; maar toch weer ergens anders voor gemaakt zijn.
Wie er niet meer dan een of twee euro voor over heeft, kan aluminiumtape bij de Action kopen. Maar, het kan ook makkelijk voor niets; omdat ons afval vergeven is van alu houdende folies, die vaak goed te gebruiken zijn voor solar reflectie.
Weliswaar is een groot deel daarvan niet gemaakt om daglicht te verdragen, en wordt afgebroken door de uv-straling in zonlicht. Maar: ook als dit materiaal continu buiten staat, duurt het vele maanden (soms jaren) voordat de reflectie afneemt. Dus, als we de reflectors alleen blootstellen aan de zon, als we ze willen gebruiken; kunnen we er heel lang plezier van hebben, voordat het reflecterend vermogen van de folie merkbaar afneemt.

In dit geval  maken we gebruik van een afvalstroom, die niet bestaat uit materiaal dat verbruikt of versleten is. Het is juist gemaakt voor de eeuwigheid, maar desondanks overbodig geworden door technologische innovatie: compact discs (en dvd's etc).

Er zijn satellietschotels die vol zitten met gaatjes (om gewicht en materiaal te besparen; wie weet ook vanwege windgevoeligheid). Daar kunnen makkelijk zelf-tappende metaalschroeven in geschroefd worden.  Vervolgens zijn er verloopringen nodig, om de cd's op de schotel vast te kunnen schroeven. Eventueel verkrijgbaar in een bouwmarkt, maar het kan leuker. Of dat ook duurzamer is, blijft de vraag; maar xgoedkoper is het zeker: 'age coins' (gratis verkrijgbaar, voor gebruik in een sigarettenautomaat, voor iedereen boven de 18).

-Rond het brandpunt (dat is waar de satellietontvanger zat) moet een houder voor de kookpan bevestigd worden.
Hier wordt een metalen tennisracket gebruikt. Door de gaatjes (van de verwijderde bespanning) in het frame kan ijzerdraad gespannen worden, om kookpannen op te zetten, of in te hangen. Of er kan een rooster aan gehangen worden, zoals op de foto's. Uit minimalistisch oogpunt geven we de voorkeur aan een verbogen kleerhanger (van ijzerdraad), omdat die meestal ook wel voldoet.
Om het racket draaibaar aan de draagarm te bevestigen, is een stuk draadeinde gebruikt, omhuld door stukjes cv-pijp, op maat gezaagd voor de vorm van het tennisracket; en bij elkaar gehouden door wat ringetjes en moertjes.
Met slecht gereedschap was de cv-pijp zagen zoveel werk, dat achteraf onbegrijpelijk is, dat we niet eerst een bezemsteel hebben verzaagd. Misschien minder hittebestendig; maar wel makkelijker en meer low-tech. Het is snel getest of er op het hout een te hete plek zou kunnen ontstaan. In dat geval kan het afdoende zijn, om het hout in te pakken in alufolie. En zo niet, dan is er altijd nog wel ergens een stukje metalen pijp te vinden.

zo zat de draagarm eerst
-We kunnen de draagarm, waaraan de satellietontvanger bevestigd was, vaak hergebruiken om de kookpot(-houder) aan te bevestigen. Toch is dat niet altijd de meest bruikbare oplossing.
Nog wel voor het espresso-apparaatje hiernaast, dat ongeveer zo groot is als de satellietontvanger was. Maar, voor ander kookgerei zit het bovenste deel van de draagarm zo in de weg, dat we deze ergens moeten afzagen. Daarna wordt de bevestiging van een pothouder al gauw zo complex, dat we net zo goed de draagarm helemaal kunnen vervangen door een andere constructie (zie bijvoorbeeld de boekenrek barbecue).
 Bij deze schotel kon de L-vormige draagarm simpelweg omgedraaid worden (dwz de poot, waar de ontvanger zat, op de plaats waar oorspronkelijk de andere poot zat: onder de schotel, bevestigd aan het frame).  Daardoor werd de draagarm korter, en kwam verder van de rand van de schotel af. De stang hoefde zodoende zelfs niet afgezaagd te worden.
Alleen om het (oorspr.) bovenste deel te gebruiken voor de bevestiging onder de schotel, moesten er een paar gaten geboord worden. Voor bevestiging van het tennisracket konden bestaande gaten (van de oorspronkelijke bevestiging van de draagarm aan de schotel) gebruikt worden.
Dit draaipunt tussen racket en draagarm ligt niet bij het brandpunt; waardoor de positie van het brandpunt tov het racket niet helemaal vast is, maar ietsje varieert met de zonshoogte. In de praktijk is dan geen probleem, omdat het brandpunt redelijk rond het midden van het oppervlak van het racket blijft.

-De schotel moet op een basis, een onderstel, geplaatst worden. Als de schotel daarop kan ronddraaien (om de zon horizontaal te kunnen volgen), hoeft de constructie niet telkens opgetild te worden. Een beproefde oplossing is het onderstel van een bureau-draaistoel op wielen. De wielen komen goed van pas, omdat we meestal solar koken op plaatsen, die een deel van de dag in de schaduw liggen. Omdat de bbq wel  in de zon moet staan, moeten we die nog al eens verplaatsen.
Als de schotel al te soepel kan ronddraaien op de poot, kan dat een probleem zijn bij wind. Door bijvoorbeeld een bout door de buitenkant van de draaipoot, kan de draaias vastgezet worden. En dan hebben we een uitermate windbestendige solar cooker.

-Voor de verticale draaiing naar de zon kunnen we meestal het gewricht van de oorspronkelijke bevestiging van de schotel gebruiken.  We willen kunnen richten op een zoninval tussen de ca 20 (want, lager heeft de zon weinig kracht meer) en 65 (de maximale zonshoogte in NL is 61grd) graden. Dus aan 50 graden draaiing hebben we genoeg. Maar, als we de onderkant van het gewricht horizontaal op het onderstel zetten, overlapt het bereik van het gewricht meestal maar een klein deel van de zonshoogtes die we willen gebruiken.  Daarom moet het gewricht met een hoek van meestal zo'n 30 graden gekanteld op het onderstel bevestigd worden. Vaak is de simpelste oplossing een blokje hout tussen de achterkant van het gewricht, en het onderstel.
De in NL gangbare satellietschotels zijn asymmetrisch. Dat heeft als voordeel, dat het reflecterende oppervlak beter benut wordt, omdat er geen schaduw is van de ontvanger en draagarm. Voor solar koken is een bijkomend voordeel, dat de reflector onder de kookpot geplaatst kan worden, zodat de gereflecteerde energie de pan vooral aan de onderkant raakt. En dat sluit beter aan op de manieren waarop men gewend is te koken: door verhitting van onderaf.
Een nadeel van de asymmetrie is echter de moeite om de as van de parabool te bepalen. Dat is de lijn, die de zelfde hoek met de aarde moet maken, als de invallende zon. Deze loopt, vanaf de basis van de parabool, door het brandpunt. Dat punt is duidelijk: nl waar de ontvanger heeft gezeten. De basis is door de asymmetrie moeilijker te bepalen.
Als dat eenmaal lukt, is het eenvoudig om daaruit de juiste kantelingshoek te berekenen. Na pogingen daartoe, bleek proefondervindelijk toch een heel andere hoek nodig. Gewoon eerst wat experimenteren is daarom niet de moeilijkste manier om de nodige kanteling te bepalen; zeker als het gewricht maar 50 graden gedraaid kan worden.
Of nog minder: 40 graden komt ook voor. In dat geval kunnen we de kanteling aanpassen aan het seizoen. Alleen in mei, juni en juli komt de zon boven de 50 graden.
Naarmate de mogelijke draaiingshoek van het gewricht groter is, luistert de kantelingshoek minder nauw.
Zoals hier. Het bleek afdoende om een plankje, dat net door een gat in het gewricht past, tussen gewricht en onderstel te klemmen; om de nodige kanteling te bereiken.

-Met wat simpele verbindingen kan de constructie zo gemaakt worden, dat de schotel met een enkele hand (verticaal) op de zon gericht kan worden, terwijl het tennisracket altijd waterpas/ horizontaal blijft staan. Dit mechanisme is gebaseerd op de eigenschappen van een parallellogram; elders beschreven als het boekenrek-principe. Zolang de onderste zijde waterpas is, blijft de bovenste zijde (de kookpot-houder) ook waterpas; zelfs als de hoek verandert.
Vanuit 'low-tech' oogpunt lijken andere oplossingen wel eens eenvoudiger. Het nadeel daarvan is meestal, dat we vier handen nodig hebben om de schotel verticaal te richten. Maar, ook technisch pakt het vaak ingewikkelder uit dan een parallellogram-constructie (die wel met een enkele hand gericht kan worden).
Met wat fantasie zijn de benodigde stangen of staafjes makkelijk te vinden. Hier kon het plankje, gebruikt voor de kanteling, eveneens dienst doen als onderste zijde van het parallellogram; nadat er nog een blokje hout haaks op was geschroefd.
Vanaf daar kon een stangetje (oorspronkelijk bedoeld om een boekenrek in verband te houden) geleid worden naar het handvat van het tennisracket, om de tweede staande zijde van het parallellogram te vormen. Dat is goed zichtbaar, omdat deze verbinding in dit geval recht kan blijven, zonder in de knoop te komen met de schotel.
Dat komt niet altijd zo uit. Om dat op te lossen, is het goed om te bedenken, dat iedere zijde van het denkbeeldige parallellogram fysiek niet de vorm hoeft te hebben van een rechte lijn. Zo is hier de belangrijkste (dragende) staande zijde niet zichtbaar: de verbinding wordt feitelijk gevormd door de L-vormige draagarm, die vast bevestigd is aan het gewricht. Wiskundig kunnen we die opvatten als een rechte lijn tussen twee hoek- / draaipunten: het gewricht, en de bevestiging van het racket aan de draagarm. Zolang een verbinding tussen twee draaipunten star is, en stevig genoeg, is de vorm van die verbinding vrij. Die vorm kan zo gekozen worden, dat de beweging van het parallelogram niet gehinderd wordt door de beweging van de schotel.
Zolang we zorgen dat elk paar tegenoverliggende zijden even lang is (dwz  de (al of niet denkbeeldige) rechte lijnen tussen draaipunten), hebben we een parallellogram; en zal dit mechanisme de pan rechthouden.
Om te voorkomen dat het parallellogram ongewenst van vorm verandert (bijvoorbeeld door het gewicht van de pan), moeten we deze eenvoudig (zonder gereedschap) vast kunnen zetten. Hier is een bout van het gewricht vervangen door een draaiknop van een oude buro-stoel.

En daarmee is een goed presterend, en gebruiksvriendelijk solar kookapparaat klaar voor gebruik. Zo makkelijk is het om een oneindige bron van gratis duurzame energie aan te boren: door wat geknutsel met rommel.
Er is al popcorn mee gepoft, wat in principe betekent dat aan alle bbq-verwachtingen voldaan kan worden.
Dit soort apparaten zijn minder geschikt voor fietsvakanties, omdat ze niet makkelijk zijn op te vouwen. Ze zijn eerder geschikt voor ruime tuinen, of dakterrassen, waar ze kunnen blijven staan. Door de goede weersbestendigheid kunnen ze in principe buiten blijven (al is het dan verstandig om, i.v.m. brandgevaar en weersinvloeden, de cd's af te dekken met een hoes; tegen een blinde muur te zetten; of plat op de grond te leggen. Dat laatste is ook veiliger in verband met sterke wind).

Tegenover de nadelen bij transport en opslag, staan de voordelen in prestatie, gebruiksgemak, en robuustheid. Maar, de 'overbodige luxe' onderscheidt zich vooral door de verwaarloosbare materiaalkosten.
Vergelijkbare solar cookers zijn namelijk ook wel kant-en-klaar te koop; maar dan bent u al snel honderden euro's lichter.

1 opmerking: