【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう! 観察・実験・知的好奇心

 
凹面の内側にピカピカと光を反射する鏡やアルミホイルを貼り付けると、光をある一点(焦点)に集めることができます。

この科学の原理を利用して、太陽光で料理を作る道具『ソーラークッカー』です。

太陽光とそれを受ける場所さえあれば、自宅のベランダや駐車場などでも簡単に実験することができます!

『ソーラークッカー』は光の反射という科学実験でもあり、上手く使えば『防災対策』や光熱費の『節約』にも役立ちますよ。

どの季節でも実験可能ですが、特に太陽の高度が高い夏は、初めてソーラークッカーを使う人にも絶好の季節です。夏休みの『自由研究』としても是非試してみてください。

この記事では、

  • 科学実験の方法
  • 実験時の注意点やコツ
  • ソーラークッカー料理の例
  • ソーラークッカーの実用的な使用方法についての考察
  • 自由研究のアイデア

などを、できる限り詳しく解説していきます。
 

ソーラークッカーの使用方法について

我が家では、市販の段ボール製ソーラークッカーを使用しています。

説明書に記載されていた事項と、実際に実験をしてみて感じたことを組み合わせて、『ソーラークッカーの使用方法』について詳しく説明していきます。
 

適した気候条件

 

太陽高度
約20度~80度くらいの範囲であれば、地域・季節を問わずにご使用いただけます。

引用)エコソーラークッカーの説明書

 

調べてみると、夏至の昼頃の太陽高度が約80度、冬至の昼頃の太陽高度が約30度です。

このことから、どの季節も安定的に太陽光を集められる時間帯は、10時から14時頃と言えます。
特に午前中の10時から12時がおすすめです。


例えば、夏場などは太陽高度が高いので、もっと早い時間から使用することは可能です。
 
 

とは言え、自宅のベランダなどは、日の当たる時間が限られている場合もあると思います。
 
そんな方は太陽高度も参考にしてみてくださいね。

 
太陽の高度について詳しく知りたい方は、『生活や実務に役立つ計算サイト – CASIO』で太陽高度を簡単に計算することができます。
楽しいので、興味のある方は覗いてみてくださいね!(紫外線対策にもなるかもしれません・・・。)

自由研究をする方にも、役に立つと思いますよ!
 
下記のリンクから次のようにたどってみてください。
ホーム>数学・物理>天文>太陽高度(一日の変化)

『生活や実務に役立つ計算サイト – CASIO』へリンク(外部リンク)>>

 

そして、同じくらい重要なのは、雲の量です。
 

実験してみた実感としては、雲があるか無いかでかなり変わってきます。
例えば雲一つない快晴の日と、時折雲で太陽が遮られる日では結果が異なりました。
 

初めて試す日は、できる限り雲のない晴れの日を選んでみてください。

 

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用意するもの&基本手順

 

■■用意するもの■■

  • ソーラークッカー
    自作もできるそうですが、今回は気軽に楽しめる段ボール製のキットを使用しました。(組み立ては差し込むだけでとても簡単です。)
    今回使用したソーラークッカーの詳細(Amazon)>>
     
  • 黒い器
    可能であれば蓋のあるものが良いと思います。黒色の飯盒、鍋、土鍋などがある方は使ってみてください。
    ただし、風による温度低下などを防ぐために、上から何か透明なものを被せて保温する方が内部の温度が上がります。まずは小さめの器から始めてみましょう。
     
  • 黒い器や蓋の代用品
    黒いビニールテープ(電気絶縁用)で器を巻いたり、黒い油性マジックで塗ったりしましょう。
    蓋の代用品としてはラップを使用する手もありますが、『サランラップ』など耐熱性が高いラップを使った方がよいです。

    黒い方が熱を集めますので、私は黒いアルミホイルを使用しました。これは、本当に便利でお薦めです!
     
    使用した黒いアルミホイルの詳細(Amazon)>>
     
焼き芋用の黒いアルミホイル
  • 保温用の透明カバー
    透明のガラスボウルや半分に切ったペットボトルなどを使用します。

注意!
 
熱に強いペットボトルを使用しましょう。ホット用でないお茶のボトルが無難です。(炭酸のボトルやホット用ボトルなどは熱に弱い場合があります。)
 

ジッパー付きのビニール袋を使う場合には、容器とビニールが直接触れないように注意が必要です。例えば、耐熱温度100度の商品で実験したところ、見事に溶けてしまいました・・・。

熱で溶けたジッパー付きビニール

 

  • 軍手
    黒い容器などは、かなり熱くなります。やけどしないように軍手やミトンなどを使用するようにしましょう。
     
  • サングラス
    ソーラークッカーは太陽光を反射してかなりまぶしいです。数秒で目がチカチカします。できる限りサングラスを用意しましょう。無い場合には、なるべく直視せずに大人が手早く作業してくださいね。結構重要です!

 

  • 重り
    風で飛ばされないように重りなどで固定しましょう。
    (今回使用したキットは、土台の段ボール内部に重りを入れられるようになってます。)

注意!
 
土台の内部など太陽光が直接当たらない場所に設置する場合には、重いものなら何でも使用でます。
 
ただし、太陽光が直接当たる場所へ水を入れたペットボトルを設置するのは避けましょう。(光を屈折させるものは発火するリスクがあるため。)

 

■■基本的な手順■■

1.風で飛ばされないように重り等で対策

ソーラークッカーが風で飛ばされないように対策をとりましょう。
ソーラークッカーは太陽の方向に向けて置きましょう。
 

2.器の準備

黒い器を用意して、中に実験したい食材などを入れましょう。
 

3.開口部を密閉

蓋があれば蓋をしましょう。無ければ、耐熱性の高いラップや黒いアルミホイルなどで代用してください。
 

4.ソーラークッカーにセッティング

背面のウィングから少しだけ離したほぼ中央に器をセッティングします。

今回実験に使用した商品は、光を集めるウィングの角度を調整できるものでした。できそうであれば、角度を調整して器の位置に光を集めてみましょう。
 

5.保温の為に透明のカバーをする

無くても可能ですが、効率を上げるためにはあった方がよいです。
実際に実験してみると、カバーの有無で温まり方がだいぶ違いました。

あとは、待つだけです!

 

注意点!のまとめ~安全な実験のために

子供と安全に科学実験をするために、注意点をまとめておきます。
 

注意1 設置場所に注意!

ソーラークッカーの光の反射面はかなりまぶしいので、例えば自宅の駐車場や公園などで使用する場合には、周囲の人がまぶしくないか気を配って設置しましょう。
 

また、何かあると困るので、そのまま放置して出かけずに目の届く範囲で試してみる方が良いと思いました。

 
注意2 風に注意!

風で飛ばされないようにしっかりと固定して実験してみましょう。
(風が強い日は避けた方が無難だと思います。)
 

注意3 火事に注意!

めったなことでは火事にならないとは思いますが、念には念を入れて対策をしておきましょう。温度が高くなるソーラークッカーの中央部やその周囲に燃えやすいものは置かないようにしましょう。

また、水の入ったペットボトルなど光を屈折させレンズの役目をしてしまうものは、ソーラークッカーのそばに置かないようにしましょう。
 

注意4 火傷に注意! 

特に黒い器はかなり高い温度になります。素手で触らないように気を付けてください。
 

注意5 目に注意!

ソーラークッカーの内側はかなりまぶしく、すぐに目が痛くなります。サングラスをするなど直視しないように気を付けてください。
 

注意6 食中毒にも注意!

加熱を十分に行うことで、もし、食中毒菌がいたとしても殺すことができます。めやすは、中心部の温度が75度Cで1分間以上加熱することです。

引用)厚生労働省 食中毒に関する情報

 

例えば卵の場合、完全に固まるには80度C
裏を返すと半熟だと、75度Cに到達していない可能性があります。
 

ソーラークッカーは通常の調理より長く時間がかかります。
中まで完全に火が通っている確かめ、生のまま食べるのは念のため避けましょう。
 
 

 【楽天】の商品はこちらより>>
 

料理例1)初めての実験にもお薦め!~焼きいも

焼きいも

【実験条件】

5月初旬 19℃
ほぼ晴れ(時々薄曇り)
10:30~12:30
(2時間)
 

洗ったサツマイモを黒いアルミホイルで包みます。
(無い場合には、普通のアルミホイルを黒く塗ってください。)

ソーラークッカーの上に乗せた後、耐熱ガラス製のボウルを被せました。

ソーラークッカー~焼きいも

 

ガラスボウルの内側についた水滴で、ソーラークッカーが濡れました。少々の水ならはじきますが、気になる方はアルミホイルなどを敷いてみてくださいね。

 
待つこと2時間!
竹串で火の通りを確認しておきましょう。

 

ソーラークッカーで料理~焼きいも

 
ほぼ晴れだったこともあり、ホクホクの大成功!
 
 

【参考:別の実験条件】

5月初旬 24℃
ほぼ薄曇り(時々晴れ)
10:00~14:
00(4時間)

何とか食べられるけれども、少し歯ごたえが残っている感じになりました。

  

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料理例2)実用的No1!~節約&防災対策アイデアも!

子供の科学実験と言えば・・・。

もし、自宅に温度計があれば、『お湯を沸かしてみる』というシンプルな実験もお薦めです。

条件によってどのように変わるか色々試してみると、自由研究にもなりますよ!
 

【実験条件】

5月中旬 24℃
晴れ
10:00~12:00
(2時間)
 

用意するのは黒い容器と温度計。
効率良く温めるために、ふたや保温カバーがあると便利です。

今回はこんな容器を使いました。

①空き缶に黒ビニールを巻いたもの(ふたは黒いアルミホイル)
②蓋つきの黒い空き缶

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカー~お湯

保温は2Lペットボトルを半分程度に切って使いました。

それぞれの容器に180mlの水を入れてから、ソーラークッカーにセットしましょう。
(実験前の水温は約16℃)

②の蓋は、安全のため少しだけ蒸気の逃げ道をつくってください。
落ちない程度に軽く締めました。

 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカー~お湯

待つこと2時間。

結果、①82℃②78℃になりました!

このお湯で、インスタントコーヒー飲みました。普通に美味しく飲めました!

説明書によると、条件が整えば90℃以上にすることも可能だそうです。
カップラーメンもいけそうですね。

  

また、防災対策としてもお湯を沸かすということは、実用性があると思います。

 
今回は、実験で沸かしたお湯を使って、防災用の食料として我が家で備蓄しているアルファ米を戻してみました。
 

【アルファ米とは】

5年間常温保存ができ、水でも戻すことが可能な特殊な米のことなんです。
防災用の備蓄食料としてだけでなく、宇宙食としても採用されているそうです。
 
しかも、すごく美味しいんです!普通に食事として楽しめます。

 
お米の中のでんぷんは、通常、加熱で柔らかくなり、冷めると固くなってしまいます。

一方、アルファ米は米の中の水分を急激に無くすことで、でんぷん同士がくっつくことを防ぐ特殊な加工がしてあります。だから、水だけで戻ってしまう不思議なお米なんです!
 

 

戻し時間は、熱湯で15分、水で60分でしたので、80℃程のお湯で20分ほど待ちました。
(まだ少し固めでしたので、様子を見ながら時間調整してみてくださいね。)
 

ソーラークッカーで料理~お湯でアルファ米戻す(ドライカレー)

今回使用したアルファ米はこちら(Amazon)>>

 

息子の一言

うまい!
週末のお昼は毎回これでいいよ。ちょっと辛いから、別の味にしてね。

 
え!?たまになら・・・。
確かにお世辞抜きで、すごく美味しいんです。
 

しかも、80℃程度のお湯で戻せば食中毒のリスクもかなり減りますし、長期保存品を食べる時はより安心だと思います。
 

お皿も汚れない!水分も少量でOK!食べたらポイ!
 

これは防災用の食料備蓄としては、最高だなと感じました!

 

太陽光でお湯を沸かせば、勿論多少なりとも光熱費の節約にもなりますし、子供と一緒に環境について考えるきっかけになると思います。 

後は、やはり防災対策としても使えるなと感じました。
 

【少量のお湯の活用術】防災対策にも

  • 湯たんぽに入れて寒さ対策に利用する。
     
  • 沸かしたお湯はポットや水筒などで保温しておく。
    例)食器についた油汚れを浮かす。(節水にもつながる。)
    例)災害時、38℃~40℃に温度調整して頭にかければ洗髪代わりして利用できる。

 

実際に災害が起きてからではなく、簡単にできることを普段から始めてみてみようと思いました。
 

防災対策日頃からイメージトレーニングをしておいた方がよいのかもしれません。

 

料理例3)我が子の一押し!~プリン

【実験条件】

5月下旬 24℃
晴れ
10:00~11:00
(1時間)
 

プリン材料】(1~1.5人分)

  1. 卵:M1個
  2. 砂糖:20g
  3. 牛乳:100cc
  4. メイプル風味のケーキシロップ(キャラメルソースの代わりとして):適量

★卵の味がちゃんとするプリンレシピです。
 

1~3の材料をボウルに入れて、泡だて器でよく混ぜます。
 

黒い器にプリン液を入れて蓋をします。
(今回は、黒い器として使い捨てアルミ容器に黒いビニールテープを巻いたものを使用し、蓋として黒いアルミホイルを使用しました。)
 

あとはソーラークッカーにセットして、保温カバーとしてガラスのボウルを被せました。
 

待つこと1時間。

ソーラークッカーで料理~プリン

竹串などを刺してみて火の通り具合を確認してください。
 

最後に、メイプル風味のケーキシロップをかければ、キャラメルソースが苦手な子供でもOK!
 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカーで料理~プリン

 

息子
息子

何これ、美味しい!
キャラメルソースみたいに苦くないからサイコー。
明日も作っておいてくれてもいいからね。ていうか作って!

 
 
(↓後日調子に乗って再び作り、失敗しました・・・。) 

【参考:別の実験条件~失敗例】

5月下旬 27℃
晴れ
11:00~12:00(1時間)

似たような気候条件でも時間が違うためか、プリンに『す』が入ってしまいました。気温も関係あるのかもしれません。

火が通りすぎてしまいそうな天候の時には、

  • 時間を短くしてみる。
  • 保温カバーに少し隙間を開けてみる。
  • 太陽高度が低い時間帯に実験してみる。

など工夫をしながら楽しんでみてくださいね。

 

料理例4)軽食にGood!~パンケーキ

ホットケーキミックスを使った簡単パンケーキを考えてみました。
(黒い器が家に無いので、ケーキ型は全て黒いアルミホイルで自作しました。)

ホットケーキミックスの実力と言えばそれまでですが、何もつけなくても美味しいです。小学生の息子にも人気でしたよ!

おやつと食事の中間という感じでしょうか。
 

【実験条件】

5月中旬 23℃
晴れ
10:00~12:00
(2時間)
 

【パンケーキ材料】(2人分)

  1. ホットケーキミックス:150g
  2. 卵:M1個
  3. 牛乳:80ml
  4. 砂糖:小さじ1
  5. ビーフジャーキー(塩気のあるものをお好みで):適量

 ★少し甘くて、程よく塩気やスパイスが効いたレシピです。
 

1~5の材料をボウルに入れて混ぜます。(ホットケーキを作る要領です。)
ビーフジャーキーはキッチンバサミで切りました。手でちぎってもOK!


ソーラークッカーで料理~パンケーキ

 

大人は更にブラックペッパーをアクセントとして加えても美味しいですよ!

 
家に黒い器が無かったので、黒いアルミホイルで自作しました。
黒い器がある方はそれを使ってくださいね。
 

黒い器が無い時の自作方法

 

【黒い器が無い時の自作方法】

適当な大きさのお皿に、黒いアルミホイルを外側が黒色になるように敷きます。
その中にパンケーキの生地を入れましょう。(A)

その後、黒いアルミホイルを長めに切って、縦に四つ折りにします。
これを皿の壁面に巻いてホチキスでとめます。(B)

一旦、Bを皿から外して脇に置いておきましょう。
そっとAを皿から持ち上げ、Bの円の中に入れます。

注)移動させる時はABを同時に持ち上げてくださいね。

  

次は、ソーラークッカーにセッティングしましょう。

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカーで料理~パンケーキ

 
1時間経過で、一度竹串を刺してみました。
まだ火が完全に火が入っていなかったので、更に1時間。

合計2時間で完成です!
 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカーで料理~パンケーキ

 
ほんのり焦げ目もついています。断面もこの通り!
 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカーで料理~パンケーキ

ほんのり甘くて、少ししょっぱいので、小学生の息子の反応が心配でしたが・・・。
好評でした!「牛乳と一緒に食べると更に美味しいよ!」だそうです。
 

私は二切れ(1/2)でお腹いっぱいになりました。
休みの日のお昼ご飯にもなると思います!
 

時間のある時に是非お試しくださいね!

 

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料理例5)難易度高め~麺&米

そもそも茹で加減火加減が難しい料理は、ソーラークッカー向きではないと思いました。

何しろ加減が殆どできない(笑)。

でも、食べられないわけではなかったので、失敗の理由対処法などを考察しながら説明していきたいと思います。


■■パスタ■■
 

【実験条件】

5月初旬 20℃
晴れ
10:00~11:00
(1時間)
 

【パスタ(レトルト)】(0.5~1人分)

  • 早ゆでパスタ:50g~100g
  • レトルトルー:1人前
  • オリーブオイル(麺くっつき防止として、必要に応じて準備)

 

今回は、使い捨てのアルミ容器に黒ビニールテープを巻いて器としました。
容器が小さかったため、麺は少なめで50gとしました。
レトルトルーのパックにも黒ビニールテープを巻きました。
 

 

まず、早ゆでパスタの説明書きを見てみると・・・。

日清製粉 早ゆで FineFast(ゆで時間3分)

水の中に入れて電子レンジで調理できると書いてありました!

そこで、パスタを半分に折り、水と一緒に容器に入れて念のためオリーブオイルを数滴たらしました。黒いアルミホイルでふたをしたら、レトルトルーと一緒にソーラークッカーにセッティング。

上からガラスのボウルを被せて保温カバーとしました。

注意!

後で説明しますが、レトルトルーのパックは直に温めず、湯煎した方がよいと思います。


 
30分後・・・。
火の通り具合を確認したところ、まだ全然・・・。

しかし、更に30分、合計1時間が経過したところ・・・
 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~美味しく学ぼう!
ソーラークッカーで料理~パスタ

 

普通に食べられます!

でも、いかんせん、麺がベトナム料理の『フォー』くらい柔らかい・・・。
 

注意!

レトルトルーのパックがパンパンに膨れていました。破裂すると危ないので湯煎した方が良いと思いました。

 
 

【失敗に関する考察】

一度お湯を沸かしてから麺を投入した方が、うまくいくのではないかと思われます。お鍋でお湯を沸かして、麺とレトルトパックを入れる方が良さそうです。

 

 

■■お米■■

お米を炊くことは、パスタ以上に難しい・・・。
お湯でアルファ米を戻した方が、はるかに美味しいです。
 

初心者がソーラークッカーでお米を炊くのは、あまり実用的ではないと思いました。

 
それでも、科学実験だと思えば、やってみる価値はありです!
是非チャレンジしてみてください!
 

失敗して芯が残ってしまったとしても、後でラップがけして電子レンジをかければ、ちゃんと復活しますよ!食材も無駄になりませんのでご安心ください。


 

【実験条件】

5月初旬 19℃
晴れ時々曇り
10:00~12:30
(2時間30分)
 

【ご飯】(1人分)

  • 白米:0.5合(水は100cc程度)

 

研いだお米を黒い容器に入れ水を加え、蓋をしましょう。

今回は黒い器が無かったので、陶器の皿を丸ごと黒いアルミホイルで包みました。
 

45分後・・・あまり変化なし
更に45分後・・・ご飯になってきたが、かなり芯あり
更に30分・・・見た目はご飯だが、若干芯あり
更に30分・・・食べることは可能だが、やはり中心が少し固い感じ
 

結局、合計2時間半加熱しましたが、最後まで中心が少し硬いままでした。
 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~米を炊く
ソーラークッカーで料理~米を炊く

 
見た目は、まあまあ。食べると・・・
 

【実用的で楽しい自由研究】科学実験『ソーラークッカー』~米を炊く
ソーラークッカーで料理~米を炊く

 
表面がべちゃっとしていて、中心が少々固い・・・。
食べられるけれども、決して美味しくはなかったです。
 

でも、電子レンジで少しチンをすれば美味しく食べられました!

 
火が通らないからといって、時間を長くすればよいというものでもなさそうです。もっと温度が上がる条件の日に試してみた方がよいと思います。

 

【失敗に関する考察】

1.器について
今回は陶器の皿に黒いアルミホイルを巻いて器としました。黒い飯ごうや土鍋を利用した方が熱の伝わりがよく上手くいきそうな気がします。

2.火加減について
なかなか芯まで火が通りませんでした。例えば夏・快晴・10時~12時など、食材温度が上がりやすい条件の時に実験した方が上手くいくと思いました。

 

防災用の備蓄にも! 

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【自由研究】のアイデア

太陽高度が高い夏は、ソーラークッカーの絶好の実験時期だと思います。

夏休みは学校が休みで比較的時間があるので、自由研究にもお薦めです。

いくつか『自由研究のアイデア』をまとめてみましたので、参考にしてみてください。
 

1.ソーラークッカーの原理について調べる

ソーラークッカーの原理を知るために、高校物理で習う凹面鏡の知識が役に立つと思います。これを手がかりに調べてみてください。

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2.テーマを決めて色々料理してみる

ただ、料理を作るのも勿論OKなのですが、自由研究なら『テーマ』を決めた方が実験しやすいと思います。例えば『防災対策』などオリジナルのアイデアを考えてみましょう!
 

3.一つの料理を極める

一度失敗してしまった料理について、「どうして失敗したのか」、「どうしたら美味しく作れるのか」条件を変えて実験してみると自由研究になると思います。例えば、『美味しいお米を炊く』などオリジナルのアイデアを考えてみましょう!
 

4.単純な実験で、最適な実験条件を探る

例えば、「お湯をできるだけ100℃に近づけるように沸かす」などの単純な実験を繰り返す中で、ソーラークッカーに最適な条件を調べてみることもできると思います。

その際、太陽高度も参考になると思いますので、『生活や実務に役立つ計算サイト – CASIO』などのサイトで調べてみましょう。
 

下記のリンクから次のようにたどってみてください!
ホーム>数学・物理>天文>太陽高度(一日の変化)

『生活や実務に役立つ計算サイト – CASIO』へリンク(外部リンク)>>

 

まとめ~ソーラークッカーを楽しむために!

ソーラークッカーには、メリットとデメリットがあります。
天候に左右されて、思うように実験が進まない時もあるかもしれません。

でも、たった1回でも料理ができたら、「へえ~こんな簡単にできちゃうんだ!」、「太陽ってすごいな!」、「何でこんな単純な作りなのに、料理ができるの?」と、科学の不思議に触れることができると思います。

自由研究のコンクールに応募する方は別ですが、「科学を楽しみたい!」という視点で実験すれば、例え失敗であっても自由研究になるというのが、我が家の考えです。

「なぜ失敗したのか?」考えることから、新たな発見やアイデアがわくことも多いのではないでしょうか。
 

是非、お子様だけでなく、大人の方も一緒に楽しんでみてください!