废料改造太阳能炊具教程：用菲涅尔透镜实现阳光烹饪

本教程介绍我们如何用菲涅尔透镜聚焦阳光建造太阳能炊具，成功达到约350ºF高温并完成了煎蛋、融化奶酪和巧克力等烹饪。

项目由百慕大某所学校的12名学生和3名教师团队在学期最后两天完成，挑战在于全程使用回收材料。我花费30天收集了学校、路边和垃圾填埋场的废弃物，还获得当地太阳能公司（BeSolar Bermuda）捐赠的铝材边角料、镀金属反射塑料板及木材保温废料——别人的垃圾成了我们的宝藏！

我们的目标是既实验学习，又能烹饪美味（如水果巧克力火锅和芝士三明治！）。

步骤1：材料收集

废料堆里应有尽有：

纸板、胶合板、金属、铁丝网、灯罩、类球形金属件、雨伞、带轮托盘箱（来自其他教程）、锡箔纸、反光胶带、布基胶带、钉子螺丝、亚克力板、玻璃（务必小心处理！）

主要工具：

钢锯、木锯、美工刀、锤子和钳子

安全注意事项：

- 割伤防护（戴手套）

- 锐器防护（戴手套）

- 强光防护（太阳镜+焊工护目镜）

- 烫伤防护（高温手套）

我们先用这些材料制作了传统型太阳能烤箱原型（箱式和伞形抛物面炊具，见图片）。这些原型验证了太阳能烹饪原理，但温度仅达约80ºC（175ºF）。

下一步需要找到核心组件——菲涅尔透镜！

步骤2：寻找菲涅尔透镜

制作高效抛物面反射器需要精确几何结构、无皱褶反射面和直射阳光；制作高效箱式烤箱需要优质材料和保温（严防热损失）。我们选择完全不同的设计方案——用透镜聚焦阳光。

阳光携带能量，大气层顶每平方米接收约1300W功率。即使晴朗天气，大气也会吸收大量能量，海平面实际接收约900W/m²（太阳辐照度）。这相当于每平方米土地和海洋都运行着满功率微波炉，但能量非常分散，需要聚焦才能烹饪。

菲涅尔透镜是理想选择——它像普通透镜但更轻薄。大型透镜用于灯塔（如图），小型轻量版则藏身于背投电视中。这类老式电视如今难觅，但偶尔有人会因换新LED电视而丢弃。

当地垃圾焚烧厂友好地允许我们参观并回收电子废弃物，当天就找到一台背投电视！

如图，透镜是矩形塑料层。我们拆下固定框架后发现由三层组成：两层线聚焦透镜（聚焦成线）和一层点聚焦透镜（聚焦成点）。我们选用中间那层点聚焦透镜（聚焦点如硬币大小）。

步骤3：透镜装框

透镜是带有同心圆蚀刻的薄塑料片，非常脆弱，需要框架保持平整（弯曲会导致失焦）。

经过头脑风暴和绘图设计，我们先用硬纸板制作了初始框架，但强度不足，最终改用铝材（切割后用角码固定）。

最初设计想通过镜子反射阳光到锅具下方聚焦，但测试效果不佳。

步骤4：太阳能炊具测试

首个方案通过镜子反射阳光到锅底，但效率极低，原因包括：

- 镜子反射率不足

- 需要频繁调整角度

- 预热耗时过长

随后我们尝试手持透镜直接聚焦阳光煎蛋，15分钟即熟（即便天空略有薄云）。由此决定改用直接聚焦烹饪法。

步骤5：最终装置与烹饪

注意：透镜可轻易点燃纸板木材，食物也会迅速焦糊！我们学到不能直接聚焦食物，而应让光斑略大于锅具，通过移动锅具均匀加热。用此方法快速煎熟了鸡蛋，还制作了水果巧克力火锅！

挑战包括调整透镜角度和防风固定。总体而言，用废料制作炊具并快速烹饪食物充满乐趣！