BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN
C. Pembahasan
Data yang telah diolah ditampilkan dalam bentuk grafik untuk mempermudah proses analisa. Dari grafik yang telah ditampilkan dapat dilihat beberapa hal, antara lain:
1. Efisiensi teoritis harian (ηteoritis harian)
Dari gambar 4.1 dapat dilihat pada percobaan ke-1, 2, 4 dan 6 terdapat kesamaan yaitu Gharian relatif tinggi (292,9 Watt/m2, 409,5 Watt/m2, 359,4 Watt/m2, 296,2 Watt/m2) namun ηteoritis kedua destilator relatif rendah (20% sampai 28%). Hal tersebut disebabkan oleh kaca yang menerima kalor selama proses pengembunan uap air di dalam bak destilator. Kaca yang menerima kalor secara terus menerus dapat menyebabkan temperatur kaca penutup (TC) menjadi tinggi dan
0.0
ke-η Aktual Siang Destilator Konvensional η Aktual Total Destilator Konvensional η Aktual Siang Destilator dengan Kondenser η Aktual Total Destilator dengan Kondenser
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
menghambat proses pengembunan uap air jika kalor tersebut tidak segera berpindah ke lingkungan karena perbedaan temperatur antara air dan kaca menjadi semakin kecil. Selain itu Gharian yang tinggi dapat menyebabkan temperatur lingkungan menjadi tinggi sehingga berpotensi memperlambat pelepasan kalor dari kaca penutup ke lingkungan karena perbedaan temperatur antara kaca dengan lingkungan semakin kecil. Pada percobaan ke-3, Gharian tidak terlalu tinggi yaitu sebesar 147,2 Watt/m2. Kondisi tersebut membuat air yang akan didestilasi tidak terlalu banyak menyerap kalor dari absorber dan mengakibatkan sedikitnya air yang menguap sehingga membuat ηteoritis kedua destilator menjadi rendah, yakni destilator konvensional sebesar 24,3% dan destilator dengan kondenser sebesar 15,4 %. Pada percobaan ke-5 Gharian relatif rendah sebesar 211,8 Watt/m2, ηteoritis destilator dengan kondenser sebesar 23,1% sedangkan ηteoritis destilator konvensional sangat tinggi yaitu sebesar 69,3%.
Tingginya ηteoritis destilator konvensional disebabkan faktor perubahan besarnya energi surya yang diterima oleh destilator. Hal tersebut mempengaruhi efisiensi karena TW tidak dapat langsung turun secara drastis ketika Grata-rata perjam turun secara drastis. Pada gambar 4.4 terlihat pada percobaan ke-1 ηteoritis kedua destilator berada pada kisaran 30% dengan Gharian relatif rendah sebesar 175,5 Watt/m2, percobaan ke-2 ηteoritis kedua destilator barada pada kisaran 33,5%
dengan Gharian sebesar 411,6 Watt/m2. Percobaan ke-3 ηteoritis kedua
81
destilator berada pada kisaran 42% dengan Gharian sebesar 326,9 Watt/m2. Pada percobaan ke-4 ηteoritis destilator konvensional sebesar 47,9% dan destilator dengan kondenser sebesar 37,4% dengan Gharian
sebesar 543,8 Watt/m2. Percobaan ke-5 mendapatkan hasil ηteoritis destilator konvensional sebesar 33,8% dan destilator dengan kondenser sebesar 53,7% dengan Gharian sebesar 228,7 Watt/m2. Percobaan ke-6 ηteoritis destilator konvensional sebesar 23,7% dan destilator dengan kondenser sebesar 26,4% dengan Gharian sebesar 337,4 Watt/m2. Gambar 4.7 menunjukkan destilator dengan kondenser unggul pada variasi ini. ηteoritis destilator dengan kondenser lebih tinggi dibandingkan ηteoritis destilator konvensional terjadi mulai dari percobaan ke- 1 sampai percobaan ke- 6. Perolehan data variasi ini menunjukkan ηteoritis tertinggi pada kedua destilator terjadi pada percobaan ke- 4 dengan destilator konvensional sebesar 43,1% dan destilator dengan kondenser sebesar 60,3%. Gharian pada percobaan tersebut juga merupakan Gharian paling tinggi yakni sebesar 479,3 Watt/m2. Berbeda dengan gambar 4.7, pada gambar 4.10 secara keseluruhan dari percobaan ke- 1 sampai percobaan ke- 6 ηteoritis
destilator konvensional lebih tinggi dibandingkan ηteoritis destilator dengan kondenser. Pada percobaan ke- 1, 2 dan 3, Gharian berkisar antara 493 Watt/m2 sampai 553 Watt/m2 menghasilkan ηteoritis destilator konvensional berada pada kisaran 39% sampai 45%, sedangkan ηteoritis destilator dengan kondenser berada pada kisaran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21% sampai 30%. Percobaan ke-4 diperoleh hasil ηteoritis destilator konvensional sebesar 31,9% dan ηteoritis destilator dengan kondenser sebesar 29,5% dengan Gharian sebesar 248,2 Watt/m2. Percobaan ke-5 diperoleh hasil ηteoritis destilator konvensional sebesar 24,5% dan ηteoritis destilator dengan kondenser sebesar 21,7% dengan Gharian
sebesar 374,6 Watt/m2. Pada percobaan ke-6, ηteoritis pada destilator dengan kondenser sebesar 37,2% sedangkan ηteoritis destilator konvensional masih lebih tinggi yakni sebesar 45,9% dengan Gharian
sebesar 379,6 Watt/m2. ηteoritis tertinggi pada kedua destilator terjadi di percobaan ke-6. Tidak jauh berbeda dari variasi kondenser ditutup terpal, pada gambar 4.13 variasi reflektor terlihat ηteoritis destilator konvensional lebih tinggi dibandingkan ηteoritis destilator dengan kondenser dan hal tersebut terjadi dari hari ke- 2sampai hari ke- 6.
Namun pada hari ke- 1 ηteoritis destilator dengan kondenser lebih tinggi. Kedua destilator mencapai ηteoritis tertinggi pada hari ke 2 dengan perolehan 43,6% untuk destilator konvensional dan 28,1%
untuk destilator dengan kondenser.
Secara keseluruhan terdapat 4 kondisi yang terjadi yaitu:
a. ηteoritis tinggi dengan Gharian tinggi, kondisi ini terjadi jika Gharian membuat TW menjadi tinggi tanpa diikuti kenaikan TC
sehingga selisih temperatur (ΔT) menjadi besar. ΔT yang besar memungkinkan proses perpindahan kalor secara konveksi dapat terjadi secara lebih cepat. TW yang tinggi memungkinkan
83
air yang akan didestilasi dapat menguap dengan cepat sedangkan TC yang rendah dengan TW yang tinggi memungkinkan proses pengembunan secara konveksi secara cepat. Oleh karena itu ηteoritis menjadi tinggi.
b. ηteoritis rendah dengan Gharian rendah, kondisi ini terjadi jika TW
rendah dan ΔT kecil sehingga proses penguapan dan pengembunan berjalan dengan lambat.
c. ηteoritis tinggi dengan Gharian rendah, kondisi ini disebabkan saat pengambilan data pada jam-jam awal energi surya yang datang sangat tinggi sehingga menyebabkan TW menjadi tinggi namun pada jam-jam berikutnya energi surya yang datang menurun secara drastis sedangkan TW hanya turun secara perlahan.
Penurunan juga terjadi pada TC namun dari data yang diperoleh terlihat kecepatan penurunan pada TC lebih cepat dibandingkan TW. Sehingga pada jam-jam energi surya yang datang turun, ΔT cenderung besar dan memungkinkan ηteoritis menjadi tinggi.
d. ηteoritis rendah dengan Gharian tinggi, kondisi ini disebabkan oleh Gharian yang tinggi membuat TW menjadi tinggi. Tingginya TW ini menyebabkan TC ikut menjadi tinggi karena kaca terus menerus menerima kalor dari uap air yang mengembun. TC sulit untuk turun karena Gharian menyebabkan suhu lingkungan tinggi sehingga perpindahan kalor dari kaca penutup ke
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
lingkungan berjalan lambat. Akibat dari kondisi tersebut adalah perbedaan suhu antara air dan kaca (ΔT) menjadi kecil, proses penguapan air yang akan didestilasi berjalan lambat, proses pengembunan uap air berjalan lambat dan mengakibatkan ηteoritis rendah.
2. Efisiensi Teoritis Siang(ηteoritis) dan Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) Idealnya ηteoritis sama dengan ηaktual siang, namun secara keseluruhan pada grafik ηteoritis vs ηaktual siang menunjukkan hal yang sama yaitu ηteoritis lebih tinggi dibandingkan ηaktual siang. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa hal diantaranya adalah kebocoran pada sekat bagian penghubung bak destilator dengan kondenser pasif, air yang telah mengembun di kaca penutup menetes jatuh ke bak destilator sebelum mengalir ke saluran penampung dan air hasil destilasi menguap kembali saat berada di dalam saluran penampung atau bak penampung karena temperatur air tersebut masih di atas temperatur air normal.
3. Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang), Efisiensi Aktual Malam (ηaktual
malam) dan Efisiensi Aktual Total (ηaktual total)
Destilator dengan kondenser memiliki ηaktual siang lebih tinggi dibandingkan ηaktual siang destilator konvensional untuk variasi ketinggian air 3 cm terjadi pada percobaan ke-1, 4, dan 6, untuk variasi ketinggian air 2 cm terjadi pada percobaan ke-1, 3, 4 dan 5, untuk variasi ketinggian air 1 cm terjadi pada percobaan ke-1 sampai 6, untuk variasi kondenser ditutup terpal terjadi pada percobaan ke-2,
85
4, 5 dan 6, untuk variasi reflektor terjadi pada percobaan ke-1 dan 6.
Destilator konvensional memiliki ηaktual siang lebih tinggi dibandingkan ηaktual siang destilator dengan kondenser untuk variasi ketinggian air 3 cm terjadi pada percobaan ke-2, 3 dan 5, untuk variasi ketinggian air 2 cm terjadi pada percobaan ke-2 dan 6, untuk variasi kondenser ditutup terpal terjadi pada percobaan ke-1 dan 3, dan untuk variasi reflektor terjadi pada percobaan ke-2, 3, 4 dan 5.
Sebagian besar data menunjukkan destilator dengan kondenser memiliki ηaktual malam lebih tinggi dibandingkan ηaktual malam destilator konvensional. Hal tersebut terjadi pada variasi ketinggian air 3 cm percobaan ke-1 dan 2, sedangkan untuk variasi ketinggian air 2 cm, variasi ketinggian air 1 cm, variasi kondenser ditutup terpal dan variasi reflektor terjadi mulai dari percobaan ke-1 sampai 6.
Destilator dengan kondenser memiliki ηaktual total lebih tinggi dibandingkan ηaktual total destilator konvensional untuk variasi ketinggian air 3 cm terjadi pada percobaan ke-1 dan 4, untuk variasi reflektor terjadi pada percobaan ke-1, sedangkan untuk variasi ketinggian air 2 cm, variasi ketinggian air 1 cm dan variasi kondenser ditutup terpal terjadi pada percobaan ke-1 sampai 6. Percobaan ke-2, 3 dan 5 pada variasi ketinggian air 3 cm, percobaan ke-2, 3, 4 dan 5 pada variasi reflektor menunjukkan destilator konvensional memiliki ηaktual total lebih tinggi dibandingkan ηaktual total destilator dengan kondenser.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4. Perbandingan Hasil Destilator Konvensional dan Destilator dengan Kondenser
Pada variasi air 3 cm destilator konvensional memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan destilator dengan kondenser. Efisiensi teoritis (ηteoritis) tertinggi destilator konvensional terjadi pada percobaan ke-5 sebesar 69,3% dengan Gharian sebesar 211,8 Watt/m2. Efisiensi aktual siang (ηaktual siang) dan efisiensi aktual total (ηaktual total) tertinggi juga terjadi pada destilator konvensional pada percobaan yang sama. Efisiensi malam (ηaktual malam) tertinggi terjadi pada destilator konvensional percobaan ke-3 sebesar 16,4% dengan Gharian
sebesar 147,2 Watt/m2.
Pada variasi air 2 cm destilator dengan kondenser lebih unggul jika ditinjau dari ηteoritis. Destilator dengan kondenser pada percobaan ke-5 mempunyai ηteoritis sebesar 53,7% dengan Gharian sebesar 228,7 Watt/m2. Hal tersebut juga berlaku jika ditinjau dari ηaktual siang, ηaktual malam dan ηaktual total karena destilator dengan kondenser jauh lebih unggul. Percobaan ke-3 merupakan pencapaian ηaktual siang tertinggi terjadi pada destilator dengan kondenser sebesar 40,9% dengan Gharian
sebesar 326,9 Watt/m2. Sedangkan ηaktual malam dan ηaktual total tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-5 sebesar 14,9% dan 53,8% dengan Gharian sebesar 228,7 Watt/m2.
Pada variasi air 1 cm destilator dengan kondenser jauh lebih unggul dibandingkan destilator konvensional. ηteoritis, ηaktual siang dan ηaktual total
87
tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-4 sebesar 60,3%, 5ke-4,5 % dan 58,9% dengan Gharian sebesar 479,3 Watt/m2. Sedangkan ηaktual malam tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-2 sebesar 6,3% dengan Gharian sebesar 169,7 Watt/m2.
Pada variasi kondenser ditutup terpal destilator konvensional memiliki ηteoritis tertinggi dan dicapai pada percobaan ke-6 dengan perolehan sebesar 45,9% dengan Gharian sebesar 379,6 Watt/m2. Namun pada variasi ini ηaktual siang, ηaktual malam dan ηaktual total destilator dengan kondenser lebih tinggi. ηaktual siang dan ηaktual total tertinggi dicapai pada percobaan ke-6 sebesar 33,7% dan 37,0% dengan Gharian sebesar 379,6 Watt/m2. ηaktualmalam tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-5 sebesar 5,7% dengan Gharian sebesar 374,6 Watt/m2.
Pada variasi reflektor, ηteoritis tertinggi dicapai oleh destilator konvensional pada percobaan ke-2 sebesar 43,6% dengan Gharian sebesar 341,6 Watt/m2, sedangkan ηaktual siang dan ηaktual total terjadi pada percobaan ke-5 sebesar 29,2% dan 32,1% dengan Gharian sebesar 220,2 Watt/m2. Namun ηaktual malam tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-3 sebesar 9% dengan Gharian sebesar 210,3 Watt/m2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Telah dibuat model destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas.
2. Dari perbandingan data pada variasi ketinggian air 3 cm, 2 cm dan 1 cm diperoleh efisiensi aktual siang tertinggi (ηaktual siang) terdapat pada destilator air energi surya konvensional variasi ketinggian air 3 cm sebesar 57% dengan Gharian sebesar 211,8 Watt/m2, efisiensi aktual malam tertinggi (ηaktualmalam) terdapat pada destilator air energi surya konvensional variasi ketinggian air 3 cm sebesar 16% dengan Gharian
sebesar 147,2 Watt/m2, efisiensi aktual total tertinggi (ηaktual total) terdapat pada destilator air energi surya konvensional variasi ketinggian air 3 cm sebesar 67% dengan Gharian sebesar 211,8 Watt/m2. Dari perbandingan data pada variasi ketinggian air 1 cm, variasi kondenser ditutup terpal dan variasi reflektor diperoleh efisiensi aktual siang tertinggi (ηaktual siang) terdapat pada destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas variasi ketinggian air 1 cm sebesar 55% dengan Gharian sebesar 479,3 Watt/m2, efisiensi aktual malam tertinggi (ηaktualmalam) terdapat pada destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas variasi reflektor sebesar 9%
dengan Gharian sebesar 210,3 Watt/m2, efisiensi aktual total tertinggi
89
(ηaktual total) terdapat pada destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas variasi ketinggian air 1 cm sebesar 59% dengan Gharian sebesar 479,3 Watt/m2.
3. Secara keseluruhan destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas memiliki unggul. Sebagian besar data menunjukkan efisiensi efisiensi aktual siang (ηaktual siang), efisiensi aktual malam (ηaktual malam), efisiensi aktual total (ηaktual total) pada destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas lebih tinggi dibandingkan destilator air energi surya konvensional.
B. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan material yang tahan air dan tahan panas.
2. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan instrumen pengukuran yang lebih akurat dan tahan terhadap cuaca yang ekstrim.
3. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan penelitian dengan instrumen pengukuran lebih dari satu untuk masing-masing parameter yang diukur.
4. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan pengukuran temperatur dinding destilator dan temperatur lingkungan saat pengambilan data.
5. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan pengukuran temperatur pada bagian pinggir kaca penutup untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
mengetahui ada atau tidaknya perbedaan temperatur pada bagian tengah dan pinggir kaca penutup.
91
DAFTAR PUSTAKA
Ahmed, H.M., (2012). Experimental Investigations of Solar Stills Connected to External Passive Condensers, Journal of Advanced Science and Engineering Research, 2, pp 1-11
Arismunandar, Wiranto. (1995). Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta: Pradnya Paramita.
Badran, O.O., (2007). Experimental Study Of The Enhancement Parameters On A Single Slope Solar Still Productivity, Desalination, 209, pp 136–
143
Bahi, A.E.; Inan, D., (1999). Analysis of a parallel double glass solar still with separate condenser, Renewable Energy, 17, 4, pp 509–521
Cengel, Yunus A., (1998). Heat Transfer: A Practical Approach. Boston:
McGraw Hill
Effendi, Hefni. (2003). Telaah Kualitas Air: Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Kanisius
Fath, H.E.S.; Samy M. Elsherbiny, S.M.. (1993). Effect of adding a passive condenser on solar still performance, Energy Conversion and Management, 34, 1, pp 63–72
Fath, H.E.S; Elsherbiny, S.M.,; Ghazy, A. (2004). A Naturally Circulated Humidifying/Dehumidifying Solar Still With A Built-In Passive Condenser, Desalination, 169, pp 129–149
Kusnaedi. (2010). Mengolah Air Kotor Untuk Air Minum. Jakarta: Penebar Swadaya
Kunze, H. H.,(2001). A New Approach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In Remote Areas, Desalination, 139, pp 35–41
Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., (2002a). Non-Conventional Solar Stills Part 1. Non-Conventional Solar Stills With Charcoal Particles As Absorber Medium, Desalination, 153, pp 55–64
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., (2002b). Non-Conventional Solar Stills Part 2. Non-Conventional Solar Stills With Energy Storage Element, Desalination, 153, pp 71–80
Nijmeh, S.; Odeh, S.; Akash, B., (2005). Experimental And Theoretical Study Of A Single-Basin Solar Still In Jordan, International Communications in Heat and Mass Transfer, 32, pp 565–572
93
Lampiran 2. Foto Alat Penelitian
Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif Belakang Atas
Destilator Air Energi Surya Konvensional
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
TDS (Dallas Semiconductor Temperature Sensor)
Level Kapasitif
95
Pyranometer
Logger (Biru) dan Stalker (Merah)