Funktionsweise des Solarkochers

Der Solarkocher funktioniert nach dem Prinzip einer Energiefalle. Die Sonnenstrahlen passieren die Glasscheiben, werden von dem schwarzen Innenmaterial absorbiert und gelangen dank der guten Isolierung nicht wieder nach draußen. Dies ist mit einem in der Sonne parkenden Auto zu vergleichen: im Sommer kann es in einem Auto schnell mal 70°C werden und dies, obwohl der Innenraum nicht komplett schwarz ist und das Auto auch keine Doppelverglasung hat. Die Isolierung ist beim Bau eines Solarkochers sehr wichtig. Zwischen der Herdwanne und dem Außengestell befindet sich deshalb Isoliermaterial, welches z.B. aus Mineralwollmatten, Heu, Erdnusschalen, etc. bestehen kann. Wichtig ist hierbei, dass man kein Styropor verwendet, da dieses nicht hitzebeständig ist. Die Doppelverglasung ist auch sehr bedeutend, da bei einer einfachen Glasscheibe viel zu viel Hitze wieder abgegeben wird. Der Abstand der beiden Scheiben beträgt zwischen 2 und 2,8cm. Nicht nur die Wärmeisolierung der Außenwände ist wichtig, natürlich müssen sie auch luftdicht sein. Um dies zu testen, kann man ein Teelicht in den geschlossenen Ofen stellen, und wenn dieses nach 10 Minuten nicht erloschen ist, ist der Ofen zu undicht.
Die Wärmeübertragung im Ofen vollzieht sich in drei verschiedenen Weisen: durch Strahlung, Konvektion und Leitung. Die Strahlung ist das Sonnenlicht, das direkt auf den Topf scheint und diesen erwärmt. Die Konvektion ist die Wärmeübertragung über die Luft, die entsteht, wenn die Sonne die Herdwanne erhitzt, und diese Wärme an die Luft weitergegeben wird, welche dann wiederum das Kochgut erwärmt. Die Leitung entsteht durch die Berührung des Topfes mit der Herdwanne. Wenn man sich an die Erfahrung Ulrich Oehlers hält, benutzt man allerdings ein kleines Gitter als Unterlage des Topfes, da die Wärmeübertragung seiner Meinung nach mehr von der Konvektion als der Leitung kommt. Um ein besseres Kochergebnis zu erzielen ist zu empfehlen, möglichst dünne Töpfe zu benutzen aus gut leitendem Metall wie z.B. Aluminium.
Die Wärme wird verringert durch verschiedene Kriterien: als erstes durch die Wärmeleitung der isolierten Wände und der transparenten Abdeckung, welche durch die Strömung des Windes noch verstärkt wird. Dann durch thermische Strahlungsverluste an allen warmen Teilen des Kochers und optische Verluste durch Reflexion und Absorption der Abdeckscheibe. Auch schlechte Bemalung der Innenwände und des Topfes sorgt für eine unvollkommene Absorption und Reflexion. Außerdem wird zusätzlich durch die Bildung von Wasserdampf Wärme entzogen. Die Temperatur im Ofen steigt nur so lange an, bis sich Energiezufuhr und Wärmeverlust die Waage halten.
Dadurch, dass der Ofen luftdicht ist, kann er, auch wenn die Sonne mal hinter einer Wolkenwand verschwindet, das Kochgut warm halten oder weiterkochen ohne das es zu großen Temperaturverlusten kommt. Auch kann man diese Phase noch verlängern, indem man einen Wärmespeicher einbaut. Dieser kann aus Speckstein, Schieferplatten oder Metall sein und ermöglicht ein Kochen auch nach Sonnenuntergang. Ein kleiner Speicher ist zu empfehlen, da er z.B. das Backen von Brot und Kuchen erleichtert. Da der Ofen eine recht große Einstrahlfläche hat, muss man ihn nicht immer der Sonne nachführen, was einen recht einfachen Kochvorgang bewirkt.
Am besten funktioniert der Ofen, wenn die Fensterscheibe rechtwinklig zur einfallenden Sonne steht, da dann die meisten Sonnenstrahlen in den Ofen treffen und am wenigsten an der Glasscheibe reflektieren. Deshalb gibt es viele Modelle auch in zwei Varianten. Die eine für gemäßigte Breiten mit einer abgeflachten Einstrahlfläche und die andere für tropische Gebiete mit einer waagerechten Glasscheibe, da in diesen Gebieten die Sonne viel steiler steht.

Bild: Der selbstgebaute Solarofen

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