METODE PENELITIAN
3.2 Bahan dan Peralatan .1. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Air
Air yang akan dipakai dalam penelitian ini adalah air bersih yang biasa dipakai untuk mandi. Sumber air tersebut diambil dari kran air PAM.
± 38 m
Universitas Sumatera Utara
2. Cat Minyak
Pengujian yang dilakukan pada tanggal 21 April – sampai 28 April 2020 menggunakan pelat kolektor terbuat dari aluminium sebanyak 4 buah dicat masing-masing dengan cat hitam doff yang berbeda – beda jenis dan merek, pemilihan merek ini dikarenakan cat jenis ini mudah didapat, dan harganyya bervariasi dari yang murah sampai mahal antara Rp. 45.000 – Rp. 90.000,di bawah ini adalah jenis-jenis cat yang dipakai sebagai berikut :
a. Cat jenis 1 : Cat sintetis enamel berbahan dasar resin alkyd tipe adhesive – high gloss Merek Cat Tipe III
Gambar 3.2 Cat Doff Merek Tipe III
b. Cat jenis 2 : Cat sintetis enamel berbahan dasar resin alkyd dengan tipe high gloss Cat Tipe IV
Gambar 3.3 Cat Doff Merek Tipe IV
c. Cat jenis 3 : Cat sintetis enamel berbahan dasar resin alkyd
28
Gambar 3.4 Cat Doff Merek Tipe II
d. Cat jenis 4 : Solvent-Based Decorative Spray Paint (Aerosol)
Gambar 3.5 Jenis Semprot Merek Tipe I
Sebagai keterangan Jenis yang digunakan pada setiap Kolektor I sampai Kolektor IV adalah sebagai berukut :
Kolektor I : Cat Semprot Merek Tipe I
Kolektor II : Cat Hitam Kilat Merek Tipe II
Kolektor III : Cat Hitam Doff Merek Tipe III
Kolektor IV : Cat Hitam Doff Merek Tipe IV
Cat minyak yang digunakan sebanyak 4 Merek cat yang berbeda dengan warna Hitam doff yang ada dijual di pasaran.
3.2.2. Peralatan
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Kotak Kolektor
Kolektor surya berfungsi untuk mengumpulkan radiasi matahari dan mengubahnya menjadi energi panas yang kemudian diteruskan ke wadah air.
Pelat kolektor mempunyai ukuran ketebalan 0,3 mm, lebar 814 mm dan panjang 814 mm dan terbuat dari aluminium yang dicat dengan warna hitam (black body) dengan variasi jenis cat sebanyak 4 jenis dengan merek yang berbeda.
Isolator mempunyai ketebalan 100 mm dari pelat kolektor dan 50 mm antara pelat kolektor dengan dinding luar. Kaca penutup dibuat dua lapis dimana pada bagian atas adalah akrilik dan bagian dalam adalah kaca. Pelat penyerap panas kedudukan yang sama tetapi setiap kotak. Demikian juga dengan jarak isolator yang sama pada setiap kotak. Kotak yang dibuat adalah sebanyak 2 buah dengan masing-masing pelat kolektor dicat berbeda-beda jenis cat.
Wadah penampungan air berada dibagian atas pelat kolektor. Volume setiap wadah adalah 300mm x 300mm x 100mm = 0.009 m3 atau 1Liter
Gambar 3.6 Komponen Utama Kolektor Surya Keteranan :
1. Cover akrelik 4. Glass woll 2. Cover kaca 5. Plat absorber 3. Wadah Air 6. Rangka
1
2
3
4
5 6
30
Gambar 3.7 Kolektor Surya dengan glasswoll 2. Agilent 34972 A
Alat ini dihubungkan dengan termokopel yang dipasang pada titik-titik yang akan diukur temperaturnya. Pencatatan data pengukuran disimpan pada flashdisk yang dihubungkan pada bagian belakang alat ini.
Gambar 3.8 Agilient 34972 A Spesifikasi Alat:
a. Daya 35 Watt
b. Jumlah saluran termokopel 20 buah c. Tegangan 250 Volt
d. Mempunyai 3 saluran utama
e. Dapat memindai data hingga 250 saluran per detik f. Mempunyai 8 tombol panel dan sistem kontrol
g. Fungsional antara lain pembacaan suhu termokopel, ResistanceTemperatur Detector (RTD), dan termistor, serta arus listrik AC
Universitas Sumatera Utara
3. Hobo Microstation Data Logger
Alat ini di hubungkan ke data logger untuk kemudian dihubungkan ke komputer untuk diolah datanya.
Spesifikasi Alat :
a. Skala pengoperasian: 20 oC-50 oC dengan baterai alkalin 40 oC-70 oC dengan baterai lithium
b. Input Processor: 3 buah sensor pintar multi channel monitoring c. Ukuran: 8,9 cm x 11,4 cm x 5,4 cm
d. Berat: 0,36 kg
e. Memori: 512 kilobyte. Penyimpanan data nonvolatile flash f. Interval Pengukuran: 1 detik - 18 jam (tergantung pengguna) g. Akurasi Waktu: 0 detik - 2 detik
Terdapat beberapa alat ukur pada Hobo Microstation data logger yaitu :
Gambar 3.9. Hobo Microstation data logger
Keterangan :
1) Pyranometer
Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi matahari pada suatu lokasi. Satuan alat ukur ini adalah W/m2.
32 Tabel 3.1 Spesifikasi Pyranometer
Parameter pengukuran : Intensitas radiasi dengan interval 1 detik Rentang Pengukuran : 0 sampai 1280 W/m2
Temperatur kerja : -40° C to 75 °C (-40° F to 167 °F)
Akurasi : ± 10,0 W/m2 or ± 5%. Tambahan temperatur error 0,38 W/m2/°C from 25 °C (0,21 W/m2/°F from 77 °F)
Resolusi : 1,5 W/m2
Penyimpangan : < ± 2% per Year Panjang kabel : 3 meters (9,8 ft)
Berat : 120 grams (4,0 oz)
Dimensi : 41 mm Height x 32 mm Diameter (1 5/8" x 1 1/4") 2) Wind Velocity Sensor
Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Satuan alat ukur ini adalah m/s. Berikut adalah spesifikasi wind velocity sensor.
Tabel 3.2 Spesifikasi Wind Velocity Sensor
Parameter pengukuran : Kecepatan angin rata-rata dan tertinggi Data Channels : 2 Channel, 1 Port
Rentang pengukuran : 0 to 45 m/s (0 to 100 mph)
Operasi kerja : Temperatur: -40oC to 75oC (-40 oF to 167 oF)
Akurasi ± 1.1 m/s (2.4 mph) atau 4%
Ambang batas awal : 1 m/s (2,2 mph) Kecepatan angin maksimum : 54 m/s (120 mph) Radius pengukuran : 3 Meter
Panjang kabel : 3,0 Meters (10 ft)
Dimensi : 190 cm x 51 cm (7,5" x 3,2")
Berat : 300 gram (10 oz)
3) Ambient Measurement Apparatus
Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur lingkungan sekitar.
Satuan alat ukur ini adalah °C. Dengan spesifikasi:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.3 Spesifikasi Measurement Apparatus
Rentang pengukuran : -40 °C to 125 °C (-40 °F to 257 °F) Akurasi : ±0,22 °C at 25 °C (±0.4 °F at 77 °F) Waktu Respon : Water: 3,5 minutes to 90%
: Air: 10 minutes to 90% ( Moving at 1 m/sec) Akurasi Waktu : ± 2 Minutes per Month at 25 °C (77 °F) Sampling Rate : 1 Second to 18 Hours
Kapasitas penyimpanan data : 43,000 12-bit Samples/Readings Lingkungan kerja : Air, Water, Steam (0 to 100% RH) Dimensi : 10,1 cm long x 1,75 cm diameter
4) T and RH Smart Sensor
Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban. Besarnya nilai yang diukur oleh alat ini dalam persen (%).
Tabel 3.4 Spesifikasi T dan RH Smart Sensor
Channel 1 Channel kelembapan
Rentang pengukuran -40 °C - 100 °C (-40 °F - 212 °F) Resolusi < ±0,03 °C dari 0 °C - 50 °C
(< ±0,054°F dari 32°F - 122°F)
Waktu Respon kurang 2,5 Menit sampai RH 90% dalam 1 m/det gerakan udara
Kondisi Lingkungan Kabel dan Sensor Tahan air selama 1 tahun dengan Temperatur sampai 50 °C
Berat w/ 17 Meter Cable: 880 grams (12,0 oz) 3.3 Pelaksanaan Penelitian
Adapun waktu penelitian yang dilakukan adalah selama 6 (enam) bulan yang terdiri dari : 3 bulan pertama yaitu bulan Oktober 2019 s/d Januari 2020 adalah waktu yang digunakan untuk membuat dan menyediakan peralatan. Selanjutnya 3 bulan berikutnya yaitu bulan Februari s/d Maret 2020 melakukan eksperimen, pengujian dan pengolahan data penelitian serta penyusunan laporan penelitian atau tesis.
3.3.1 Tahap Penelitian.
34
Tahap penelitian dilakukan selama 5 (lima) tahap penelitian yakni dengan melakukan pengujian tiap tahapan terhadap 4 (empat) kotak dimana plat kolektornya dicat dengan 4 (empat jenis cat) yang berbeda setiap kotaknya dan diberi beban air untuk dipanaskan sebanyak 1 Liter.
Gambar 3.10 Pengecatan plat Abssorber
3.3.2 Pemeriksaan Peralatan
Sebelum merangkai peralatan terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan alat ukur apakah alat ukur tersebut dapat berfungsi dengan baik dan dapat digunakan atau tidak dengan cara melakukan tes langsung alat ukur.
Alat ukur yang digunakan adalah Hobo dan mempunyai 20 Chanel pengukur temperature. Terdiri dari chanel 201-220
3.3.3 Persiapan Pendahuluan 1. Pemeriksaan kabel egilent
Setelah pemeriksaan peralatan dilakukan selanjutnya sebelum melakukan penelitian terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap kabel Agilent yang dipakai karena jika terdapat kabel yang luka terkelupas akan menyebabkan pengukuran temperatur menjadi error.
2. Pengukuran berat wadah dan air
Tahap selanjutnya adalah mengukur berat dari wadah tempat air mula-mula, pada gambar 3.6 menunjukkan berat awal dari wadah air, yang bertujuan untuk pengukuran aktual pada saat penimbangan akhir.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.11 Wadah dan Timbangan
kemudian timbangan diatur Zero. Setelah timbangan menunjukaan angkat Nol, maka air dimasukan dengan berat lebih kurang 1kg. Timbangan yang digunakan adalah timbangan digital yang mempunyai akurasi hingga 10-4 satuan gram.
Gambar 3.12 Wadah yang sudah diisi Air kuarag lebih 1kg 3.3.4 Proses Penelitian
Setelah persiapan telah dilaksanakan, maka kabel Agilent ditempelkan pada pelat kolektor, pada alas bawah wadah air, pada celah udara dan pada kaca sisi dalam untuk tiap-tiap kotak yang masing-masing akan diuji.
Wadah Air
Timbangan Kabel Egilent
36 3.3.5 Mengambil Data Hasil Penelitian
Untuk pengambilan data hasil penelitian kita memasang peralatan eksperimen pada tempat yang disinari matahari dengan baik. Semua alat ukur yang diperlukan seperti Station Data Logger HOBO Microstation, Agilent telah terpasang dengan baik. Kemudian hasil nantinya dapat kita temukan pada masing-masing alat ukur dan menjadi hasil penelitian.
Gambar 3.13 Susuan solar koletor kolektor yang diuji
Pada Gambar 3.6 menunjukkan susunan atau penempatan 4 jenis Kolektor Surya yang dicat dengan 4 merek cat hitam yang berbeda. Untuk Kolektor Surya No I adalah Kolektor Surya yang dicat dengan merek Cat Tipe I, No II dicat dengan merek Cat Tipe II, No 3 dicat dengan merek Cat Tipe III , dan yang No 4 dicat dengan mereka Cat Tipe IV.
Kolektor I
Kolektor II Kolektor III
Kolektor
Universitas Sumatera Utara