著者の所属・活動拠点の国は、アメリカです。

掲載誌：Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

太陽の光で煮炊きするソーラークッカーは、日差しのある昼に使うのが基本です。しかし、仕事や学校、農作業で日中が埋まり、主な食事を夕方に作る家庭も多くあります。著者は、太陽熱調理の課題は温度だけでなく、調理する時刻とのずれにもあると指摘しています。

この時間のずれへの対応として、論文は三つの方法を挙げています。昼に食事をとるよう生活を変える方法、昼に調理して夕方まで保温する方法、そして食べ物ではなく熱をためて夕方に調理する方法です。二つ目は、調理済みの料理を細菌が増えやすい温度に何時間も置くことになるため、食品の安全面で心配があります。そこで著者は三つ目の方法を取り上げ、5人家族の夕食を作れる装置を具体的な寸法まで設計しました。必要な量はすべて計算で示し、誰でも検算できるようにしています。

何を、どのように調べたか

この論文は設計と計算による研究です。装置は実際には作られておらず、試験も行われていません。数値はすべて、論文と一緒に公開された計算プログラムから得られたものです。

設計した装置は三つの部分でできています。一つ目は、アルミ板で作った開口面積1.6平方メートルの反射板です。日光を黒く塗った鋼製のドラムに集めます。二つ目は、このドラムに入れた22キログラムのパーム油で、熱をためる「蓄熱材」の役割を果たします。三つ目は、内側に断熱材を張った編みかごです。保温調理（加熱した鍋を断熱材で包み、余熱で調理を進める方法）を応用し、夕方に熱いドラムをかごへ移し、二つの鍋をドラムに接触させて加熱します。

計算の前提条件は次のとおりです。気温は28度で、大人2人と子ども3人の家族を想定しました。献立は米2.25キログラム（乾燥米と水の合計）と、豆と野菜の煮込み2.00キログラムです。蓄熱は晴天時に9時30分から14時30分まで行い、反射板が受ける日射の強さは平均で1平方メートルあたり620ワットとしました。調理は18時に始めるため、蓄熱を終えてから3.5時間待つことになります。

著者はこの条件で、食事に必要なエネルギー、待ち時間中に失われる熱、必要な油の量と反射板の面積、盛り付け時の温度を計算しました。さらに、部品代と木炭の節約額、曇りの日や揚げ物の場合の可否、調理する人の手間も見積もりました。反射板の集熱効率を0.42、ドラムから鍋への熱の伝わりやすさ（伝熱効率）を0.75とするなど、いくつかの値は仮定として置いています。

主な報告結果

献立を調理するには、食材と鍋に合計1.62メガジュールの熱を届ける必要があると計算されました。設計した装置では、3.5時間待った後の油の温度は160.6度です。この時点で料理に届けられる熱は1.93メガジュールとなり、必要量を0.31メガジュール（18.9%）上回りました。料理は約92度で盛り付けられると見積もられています。

待ち時間中の熱の損失を含めると、必要な油は19.4キログラムでした。設計では、きりのよい22キログラムとしています。反射板に必要な面積は1.50平方メートルで、設計値の1.6平方メートルなら4.68時間で蓄熱を終えられ、5時間の枠に収まります。

部品代の合計は115米ドルです。年300回の夕食に使うと、年間330キログラムの木炭を節約でき、示された木炭価格のもとでは0.65年で元が取れると試算されました。ただし、木炭の価格が半分になったり、使用回数が半分になったりすれば、元が取れるまでの期間はおよそ2倍になります。

うまくいかない条件もはっきり示されています。厚い曇りで日射が晴天の35%しかない日には、油は84.8度までしか温まりません。沸騰温度に届かないため、この献立には全く使えません。日射が60%の日でも、届けられる熱は必要量の約2%にとどまります。揚げ物については、調理を始める時点で油がすでに揚げ物に必要な約170度を下回っているうえ、熱を素早く送ることもできないため、作れないとされました。また、この方式では調理する人の昼間の作業が1日35分増えると見積もられています。

この報告が示すこと

著者は、調理する時刻に日光を使うのではなく昼間に熱をためておけば、ソーラークッカーでも夕食を作れると結論づけています。一方で、この方式がふだんの燃料を完全に置き換えられるという主張は誤りだと、論文自身が明記しています。曇りの日や揚げ物には、従来の燃料や別の調理方法が引き続き必要になるということです。

晴天の日でも余裕は小さいとされています。待ち時間が3.5時間から5時間に延びる、煮込みの鍋が大きくなる、蓄熱の開始が遅れる、といった条件のどれか一つでも余裕を使い切り、煮込みが生煮えになるおそれがあります。豆の種類によっては十分に煮ないと安全でないものもあるため、著者は次のように勧めています。調理開始時に油が約150度を下回っていたら、献立を減らすか燃料を使うこと。180度の油による火傷の危険や、重いドラムを運ぶ負担も、守るべき設計上の条件として扱われています。

昼間の手間が増えることについて、著者は大きな負担になりうると述べています。特に、すでに調理の多くを担っている女性に負担が偏りやすい点を指摘し、割に合うかどうかは各家庭にしか判断できないとしています。

限界として、この研究はあくまで計算であり、測定ではありません。効率や熱の損失は仮定値で、日射の強さも晴れた地域の良い晴天日を想定した値です。価格も例として示したものにすぎません。著者は、実際に1台作って温度を測り、計算との差を公表することが、検証の次の段階になると述べています。

原著論文の著者・所属：Aldred, William Alexander

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Aldred, William Alexander. A Solar Cooker That Can Cook the Evening Meal: A Panel Cooker with an Oil Thermal Store and a Retained-Heat Basket, Sized for a Family of Five. Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) 2026-11-10. DOI: 10.5281/zenodo.24109109. 原著ライセンス：CC BY.