Solenergi til matlaging: Reisebrev fra Tanzania

Gjennom masteroppgaven fikk vi muligheten til å dra ned til Tanzania for å teste ut hvor bra vi kunne få varmet opp mat ved bruk av solcellepaneler, varmeelementer og oppvarmet olje i et så enkelt oppsett som mulig.

Her kan du lese om det vi fikk oppleve fra turen som varte fra 13.02-16.03.2020, men først en liten introduksjon av oss:

Vi er to masterstudenter på produktutvikling og produksjon, med fordypning i energi-, prosess-, og strømningsteknikk. Vi valgte denne masteroppgaven av flere grunner. For det første ga den mulighet for mye arbeid i lab, noe vi begge ønsket oss. For det andre var det veldig spennende at vi kunne få dra på denne turen vi skal skrive om, men det aller mest sentrale var viktigheten av temaet.

Det er utrolig givende å jobbe med en master der resultatet kan hjelpe og øke livskvaliteten til mange mennesker.

Matlaging uten god tilgang på strøm

Prosjektet ble opprinnelig startet opp for å forbedre matlagingsmetodene i områder i Afrika uten god tilgang på strøm fra det statlige nettverket. I disse områdene brukes hovedsakelig kull og vedfyring som energikilde for matlaging, og siden matlagingen foregår innendørs fører avfallsstoffene fra disse biobrenslene til helseskadelig innendørsklima.

Ifølge Verdens helseorganisasjon (WHO), fører dårlig inneklima til totalt 1.6 millioner dødsfall årlig. Sør for Sahara i Afrika har kun 25 % av befolkningen tilgang på elektrisitet, og det viser seg at 90-100 % av energibehovet i hjemmet brukes til matlaging i disse områdene. Selv om områdene sør for Sahara har dårlig tilgang på strøm, finnes det en veldig god, ren og gratis energikilde: solen!

For å forbedre helsen og levevilkårene til mennesker som lever uten tilstrekkelig tilgang på strøm, må det fokuseres på å finne gode løsninger for matlaging som hverken avhenger av strøm fra det nasjonale nettverket eller avgir stoffer som er skadelig for helse og miljø. Solenergi oppfyller alle disse kravene, i tillegg til å være gratis og stort sett tilgjengelig.

Solenergi og matlaging på NTNU

I samarbeid med flere afrikanske universiteter ble dette prosjektet startet opp, og har i løpet av flere år sett på ulike måter å utnytte solenergi til matlaging. Vi er så heldige at vi har fått være en del av denne utviklingen, ved å ta utgangspunkt i et system som ble utviklet i løpet av 2018-2019. Systemet ble utviklet gjennom en masteroppgave tilsvarende den vi skriver nå, også med Ole Jørgen Nydal som veileder.

Slik fungerer systemet

Systemet som ble utviklet før vi begynte med oppgaven består av 3 tanker over hverandre, hvor den midterste fungerer som et varmelager ved bruk av varmeelementer koblet til solcellepaneler. Tankene inneholder olje, som både lagrer solenergien termisk og transporterer den ved behov.

Varmeelementene varmer opp oljen til 250 grader, og temperaturen stabiliseres her ved hjelp av tilførsel av kald olje fra den øverste tanken. Ved matlaging føres den varme oljen gjennom en koker og/eller steker, hvor den gir fra seg varme og renner videre til den nederste tanken.

Herfra kan oljen pumpes manuelt opp til den øverste tanken. Dette systemet er med andre ord ganske enkelt, drevet av gravitasjon og består hovedsakelig av mekaniske komponenter. Det finnes også sikkerhetssystemer som forhindrer oppvarming over en viss temperatur, for å forhindre ulykker.

• Les også: Lage mat med sol? Dette bør du vite om forskning på solovner

Feltarbeid og testing av systemet i Arusha

Etter et halvt år med testing av systemet tilkoblet strøm på lab på NTNU, dro vi til Per og Miriam Bjerre i Arusha for å teste et tilsvarende system der. Per har et verksted hvor han lagde systemet i forbindelse med fjorårets master, og vi fikk testet det med solcellepaneler og de værforholdene som tilfeldigvis var til stede da.

Disse testene og samtaler med både Per og Miriam, som har bodd i Arusha i over 15 år og driver veldedig arbeid med befolkningen som lever i landsbyer utenfor Arusha, gjorde oss oppmerksom på utfordringer med systemet som det er. Derfor begynte vi også å tenke ut og tegne et nytt, litt enklere system som også belager seg på solcellepaneler for strøm til varmeelementer og olje for lagring av termisk energi.

På grunn av både værforhold og tilgjengelig tid fikk vi ikke mulighet til å lage en prototype av det nye systemet, men erfaringene og problemstillingene tok vi med oss tilbake til NTNU.

Ekskursjon til Mtwara med studenter fra UDSM

Etter to uker med testing i Arusha, gikk turen videre til Dar Es Salaam, den største byen i Tanzania. Her møtte vi flere studenter fra NTNU og University of Dar Es Salaam (UDSM), som alle er tilknyttet samarbeidsprosjektet mellom de to universitetene. Alle studentene og noen av professorene fra UDSM ble med på en fem dagers lang ekskursjon, der vi kjørte fra Dar Es Salaam ned til Mtwara.

Underveis på denne turen fikk vi se på flere industriområder i tilknytning til gassproduksjonen i Tanzania. Denne turen ga oss også et unikt innblikk i kulturen i Tanzania, og vi fikk opplevelser man aldri hadde fått som “vanlige” turister.

Tilbake til UDSM

De siste dagene i Tanzania ble brukt til et felles seminar sammen med studentene og professorene fra UDSM, der vi alle skulle holde foredrag for hverandre. Formålet med disse foredragene var å kunne fortelle om hvordan man lå an i masteroppgaven og hva som hadde blitt gjort under prosjektoppgaven. Dette var en ypperlig mulighet for oss å presentere hva vi hadde observert under testingen av systemet i Arusha, og hvilke løsninger vi ønsket å implementere for å få vekk de problemene vi hadde sett.

Vi fikk gode tilbakemeldinger på våre tanker fra både studenter og professorer om både ting som var bra og hva vi måtte tenke litt ekstra på. Samtidig var det veldig spennende å høre hva andre studenter jobber med, og mange av erfaringene de hadde gjort var også mulig for oss å ta med videre.

---

Utvekslingen med masterstudenter mellom UDSM og NTNU er en del av NORPART prosjektet: «UDSM-NTNU mobility program in energy etehnology». NOPART programmet administreres av Diku. I 2020 inkluderer det 8 NTNU studenter fra NTNU og 7 studenter fra UDSM.