超實用的露營好幫手_太陽能悶燒鍋
文、圖：顏端佑
教育部中央教學與課程自然科學領域輔導團員
新北市環境教育輔導團員 、新北市立三重高中教師
近年國內興起一股露營熱潮，有別於過去以學生族群為主要的露營對象，新型態露營活動已是進化到家庭聚會、公司旅遊的交流型態，不分男女老幼、年齡大小都能參與的全民性戶外休閒活動。露營者在裝備上不斷的升級也造就另一項旅遊商機，帳篷的材質透氣性、睡墊的舒適度、睡袋的保暖，行動廚房也都展現不同的野炊料理，但愛露營的您是否曾思考過？若能不再執著於升級裝置材質，而是將炊事用具升級為實用又環保的DIY設備，如此不僅可減少碳排放，更增加了露營過程享受大自然的樂趣。
三重高中國中部學生，徐竑翊及陳品妤兩位學生透過DIY設計參與105、106學年度新北市太陽能悶燒鍋創意大賽第二名，及106學年度新北市科展獲得甲等的獎項，從實驗中設計出製作方式簡單、攜帶輕巧方便及發熱性高的DIY太陽能悶燒鍋，以下將製作方式與研究成果分享給大家:
★製作材料: 1.60cmx60cm塑膠瓦楞紙 四片(紙板或木板皆可)
2.80cmx80cm銀色卡點西德紙 四片(鋁箔紙亦可，但是效果不優 )
3.70cmx50cmx15cm塑膠盆一個(紙箱亦可) 4.60cm 木條
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| 製作反光板 | 發出170oC的船形造型 |
★製作方式
1.製作反光板；先將塑膠瓦楞板裁切成60cm ×60cm之正方形。
2.在正方形上面貼上銀色卡點西德紙增加光線折射效果。
3.將2片正方形的兩邊用透明膠帶相連。
4.將另2片正方形沿著對角切割成兩片等腰三角形，再連成一份可以對折的正方形，以便摺疊。
5.將四片反光板相連成船型 。
6.用60cm木條連結在反光板上作為支架，變為船形組合成的立體反射板之太陽能悶燒鍋，反射表面積60cm×60cm×4=14400cm2。
7.將船型的太陽能悶燒鍋放置於70cm塑膠盆固定，內部放置一個含蓋的鍋子，鍋中放入要煮的食材。
8.放置太陽下即會加溫，煮熟的時間不一定，還是受控在裝置製作是否完備。
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| 學生們討論設計圖 | 有造型的太陽能悶燒鍋 |
★材料分析:
1.塑膠瓦楞紙做基底底板:幾次實驗結果發現，紙箱瓦楞紙可以再生利用方便取得，但是在使用過程中或存放容易受潮濕而變形不易保存，若是以木板雖不怕受潮變形，但是切割不易重量也較重不易攜帶，塑膠瓦楞紙質量輕防潮、好切割、文具店就可以購買。反射板數量也以4片反射表面積為60cm×60cm×4=14400cm2。最佳，增加或減少一片反射板對增加溫度都沒有明顯效果。
2.卡點西德取代鋁箔紙:目前坊間太陽能悶燒鍋製作的反射體，主要是以鋁箔紙為主，建議以卡點西德紙作為主要材料，雖說卡點西德紙價格比較高，但優點是貼於塑膠瓦楞紙上較平整、不容易損壞、折射光線效率卻比鋁箔紙高出20%以上，鋁箔紙雖然容易取得、但是表面不夠平整，造成的反射效率降低，損壞的機會也相較於卡點西德紙來得高，卡點西德紙可以至製作廣告看板的店家購買，還可以請教老闆，如何將它貼得平整不會殘留空氣在其中。
3.反射板的排列決定溫度:船形造型反射效果最好，研究中船型的集熱效果最佳，在105學年的比賽中，曾經以產出170oC以上的高溫，打破多年的最高溫紀錄，反射板設置利用平面不要有弧度，平面效率高於弧面的反射效率，主要原因是平面較能調整反射光於集中一點增加集熱效果，在利用60cm的木條作為支架已固定太陽能悶燒鍋的外型，恰好獲得最好的反射角度70.5O，最集中的光熱。
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鋁箔紙不光滑，影響反射，同時外鍋的反射板之間 空隙過大、沒有集中 |
不同造型的外鍋有不同的聚熱效果 |
★增溫及保溫的小技巧:
太陽能悶燒鍋溫度來至於聚光發熱，除此之外要更了解保溫的小技巧，以下幾點讓製作者參考:
1.跟著太陽跑:在地球與太陽相對運動下觀察，以每小時15o的視角度移動(360o/ 24小時)，悶燒鍋若以垂直太陽照射最能獲得熱能，因此使用太陽能悶燒鍋時，至少每一小時需要調整悶燒鍋對著太陽的角度，每30分鐘調整一次約7.5O效果更好。
2.悶燒鍋別破了:反射面角度固然重要，但是每一個反射板之間不可以有空隙，別讓好不容易收集的光就從著空隙跑掉了，杯狀、箱狀、碗狀都可以，關鍵就是不要讓鍋子"破了"。
3.地板把熱吸走了: 一項科學原理，"比熱值越小增溫越快降溫也快"，若將太陽能悶燒鍋直接放在地板，哪麼上面產生的熱很快就地板給吸收，而溫度傳遞最差的介質是"空氣"，因此，悶燒鍋下方的支架，應該用密閉式的物體，例如:塑膠盆或紙箱，讓溫度保持在悶燒鍋裡，就像是為悶燒鍋再穿上一件羽絨衣。
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| 地板把熱都吸走了 | 不同的反射板製作 |
在製作太陽能悶燒鍋時發現造型會影響聚光聚熱的效果，本DIY主要介紹船型的製作，反光發熱效果，相信還有更好的排列造型可以再提高增溫效果，主要目的民眾能更了解太陽能運用概念，也鼓勵大家再野外露營時能用更自然的方式去享受大自然，露營時玩玩節能科學也是寓教於樂的活動。
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| 第二名及最佳節能獎 | |
