Peralatan Pengujian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.2 Peralatan Pengujian

Adapun beberapa alat perancangan dan pengujian yang digunakan adalah :

1. Komputer

Komputer digunakan untuk menyimpan dan mengolah data yang telah didapatkan dari Hobo Microstation data logger dan Agilient 34972 A.

3.1 Laptop

Dengan spesifikasi:

 Processor : Intel Core i3

 Memory : 2 GB

 Hardisk : 500 GB

2. Agilient

Alat ini dihubungkan dengan termo couple yang dipasang pada titik-titik yang akan diukur temperaturenya,setelah itu akan disimpan ke dalam alat ini, setelah itu dipindahkan ke computer untuk dapat di olah datanya.

Gambar 3.2 Agilient 3 a 972 A

Dengan Spesifikasi :

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 control

g. Fungsional antara lain pembacaan suhu Termokopel, RTD dan Termistor arus listrik AC.

3. Hobo Microstation data logger

Alat ini di hubungkan ke data logger untuk kemudian dihubungkan ke computer untuk diolah datanya. Terdapat beberapa alat ukur pada Hobo Microstation data logger yaitu :

Gambar 3.3 Hobo Microstation data logger

Keterangan:

1. Pyranometer

Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi matahari pada suatu lokasi.

2. Wind Velocity Sensor

Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan angin 3. Ambient Measurement apparatus

Alat ini digunakan untuk mengukur temperature lingkungan sekitar 4. T and RH smart sensor

Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban and temperature lingkungan sekitar buah sensor pintar multi channel

c. Ukuran : 8,9 cm x 11,4 cm x 5,4 cm

f. Interval Pengukuran : 1 detik – 18 jam (tergantung pengguna) g. Akurasi Waktu : 0 – 2 detik

4. Tangki

Pemanas air tenaga surya (PATS) ini menggunakan kolektor plat datar yang berfungsi untuk menyerap radiasi surya dan mengkonversikannya menjadi energi panas. Pemanfaatan energi surya untuk memanaskan air dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kolektor termal surya. Kolektor termal surya atau yang biasa disebut kolektor surya merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menyerap energi yang terdapat pada radiasi surya, yang kemudian mengubah energi tersebut menjadi energi termal, kemudian energy tersebut akan ditransfer langsung ke fluida yang dipanaskan maupun ke fluida lain yang digunakan untuk memanaskan. Dalam hal ini reffrigerant R-718 merupakan fluida yang memanaskan dan air yang dipanaskan.

Tangki yang digunakan pada pengujian ini sudah diisolasi terlebih dahulu, menggunakan polyurethane dan glasswool, dan lapisan paling luar menggukan plat aluminium.

Gambar 3.4 Tangki

Dengan spesifikasi dari dinding tangki adalah sebagai berikut:

= 0,25 m ;

=

0,15 W/m.K;

= 1,2 m; = 1,33 m

= 0,245 m ; = 0,026 W/m.K;

= 1,26 m

=

0,215m ; = 0,034 W/m.K;

= 1,32 m

= 0,185 m ;

Energi yang hilang ke sisi dinding tangki dapat dilihat pada skema gambar 3.5 di bawah ini:

Gambar 3.5 Skema Kehilangan Panas ke Sisi Samping Tangki

itu disebabkan karena pengujian yang dilakukan pada sore hari hingga malam hari mulai dari pukul 5 sore sampai jam 6 pagi. Dan perpindahan panas secara radiasinya hanya terjadi pada panelnya sedangkan pada tangki tidak.

Perpindahan panas secara konveksi terjadi antara 2 fasa dengan ada medianya(zat cair atau gas). Pepidahan panas konveksi yang terjadi pada Rconv1 dan Rconv2. Rconv1 ialah daya keluar dari air ke tangki(K/watt) dan hal tersebut menyebabkan konveksi karena adanya zat medianya yaitu air. Sedangkan Rconv2 ialah daya yang keluar dari plat aluminium ke suhu lingkungan ataupun udara (K/watt) dan hal tersebut juga merupakan perpindahan panas secara konveksi karena adanya zat medianya yaitu udara.

Perpidahan panas konduksi terjadi pada 2 fasa yang langsung bersentuhan tanpa ada medianya(zat cair/gas). Dalam pengujian tangki ini Rcyl1,Rcyl2 dan R,cyl3 merupakan perpidahan panas secara konduksi. Yang mana Rcyl1 ialah daya keluar dari tangki ke polyurethan(K/watt) dan fasa itu yang bersentuhan langsung. Pada Rcyl2 ialah daya yang keluar dari polyurethan ke glasswoll(K/watt) dan fasa itu yang bersentuha langsung. Sedangkan Rcyl3 ialah daya yang keluar dari glasswoll ke plat aluminium(K/watt) dan fasa itu yang bersentuha langsung. Panas yang didapat dari perpindahan panas konduksi ini ialah dari air yang dipanaskan. Dalam hal ini r₁ merupakan jari-jari dari titik tengah sampai ke tangki paling dalam. Dan r₂ merupakan jumlah dari jari-jari r1 ditambah dengan tebal tangki kemudian tebal polyurethan. Kemudian r₃ merupakan jumlah jari-jari r₂ ditambah dengan tebal glasswoll. Dan untuk r₄ merupakan jumlah dari jari-jari r₃ ditambah tebal plat aluminum.

Gambar 3.6 Sifat Air

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H₂O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Pada Percobaan ini, Air dari PDAM digunakan sebagai bahan utama pengujian.

3.4 Pelaksanaan Penelitian

Adapun waktu penelitian dilakukan selama 3 (tiga) bulan yaitu mulai dari bulan Agustus s/d Oktober 2017. Pengujian dilakukan selama 4 hari yaitu 11 – 12 Oktober 2017 dan 18 – 19 Oktober 2017 mulai dari pukul 17:00 s/d 06:00.

3.5 Set Up Experimental

Penelitian ini menggunakan Mikro stasiun data Logger untuk mengukur kecepatan angin dan kabel termokopel terhubung langsung ke agilent dan ditempelkan pada air dan juga di dinding tangki. Berikut ini adalah Experimental Set Up pada penelitian ini.

Tangki

Gambar 3.7 Set Up Experimental

Adapun beberapa parameter yang akan diukur ialah :

1. Temperatur Air (T_a).

2. Temperatur udara dinding tangki (T_d).

3. Nilai Efisiensi (v).

Tabel 3.1 Titik-titik Pengukuran Temperatur Tangki pada Pemanas Air Tenaga Surya

Titik 6 Chanel 116 Air dalam tangki Titik 7 Chanel 117 Lapisan tangki luar Titik 8 Channel 120 Suhu Lingkungan

diatas.

2. Hubungkan termokopel yang telah dipasang pada tangki ke Agilent data acquisition.

3. Tandai kabel-kabel termokopel sesuai chanel pada agilent data acquition dengan memberi label supaya data pengukuran tidak tertukar.

4. Masukkan flasdisk ke port usb.

5. Hidupkan alat dengan menekan tombol on/off.

6. Tekan tombol interval untuk mengatur lama pengukuran yang akan dilakukan. Selanjutnya gunakan tombol pemindah angka dan switch perubah angka untuk mengatur waktu yang diinginkan.

7. Jika batas pengukuran telah dicapai, tekan tombol scan lama sampai muncul scan stop pada display alat, kemudian keluarkan flasdisk.

8. Data pengukuran temperatur telah tersimpan dalam format Microsoft Office Excel dan siap untuk diolah.

MULAI

Bimbingan dosen, Buku, Studi Literatur

jurnal, dll

Tahap Persiapan

 Persiapan Alat dan Bahan

Tahap Pengujian

 Pengisian Air ke dalam Tangki

  Penyetelan Alat Ukur

  Pengujian Tangki

Data Output

 Temperatur (°C)

TIDAK Hasil

Analisa Hasil dan Penelitian

KESIMPULAN

SELESAI

Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Energi yang Terdapat pada Air

Energi yang terdapat pada air di awal pengujian (Qawal) adalah energi yang disimpan air selama pengujian pada pagi sampai siang sore hari. Untuk mengetahui energi yang terdapat pada air digunakan persamaan:

Q = m.Cp.∆T Dimana: Q = energi yang terdapat pada air (Joule)

m = massa air (kg) Cp = kalor jenis (kJ/kg.K)

∆T = perubahan suhu (K)

Berikut ini adalah energi yang terdapat pada air di awal pengujian setiap harinya:

1. Pengujian hari pertama (11 Oktober 2017) Dari data hasil pengukuran Agilent diketahui:

Tawal = 44,1 °C = 317,11 K Takhir = 39,69 °C = 312,69 K

Tf =

=

= 314,9 K

Nilai Cp@314,9 K = 4.179,87 J/kg.K

Menghitung nilai m:

m = V× ρ

= V × ρ@314,9 K

= 120x 991,43 g/

= 118,972 kg

Maka energi yang terdapat pada air adalah:

Q = m × Cp × ∆T

= 118,972 kg × 4.179,87 J/kg.K × 4,42 K

= 2.198.010,72 Joule

= 2.198,01 KJ

Gambar 4.1 Grafik Temperatur Udara dan Air vs Waktu pada Pengujian Pertama Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa penurunan suhu air, lingkungan, dan tangki terlihat konstan dan tidak terjadi perubahan suhu yang besar. Adapun hal ini disebabkan oleh tidak adanya lagi radiasi dari matahari dan suhu pada malam hari yang konstan. Suhu lingkungan pada pukul 6 sore ke pukul 6.30 sore terjadi perubahan yang sedikit mencolok. Hal ini disebabkan oleh perubahan suhu dari sore ke malam hari.

Suhu lingkungan mempengaruhi suhu tangki. Apabila suhu lingkungan turun maka suhu tangki juga turun. Tetapi pada pukul 4 pagi terjadi kenaikan suhu sedikit dan suhu lingkungan tetap turun. Pada suhu air yang berkurang hanya sedikit juga dipengaruhi oleh adanya isolasi pada tangki yang menjaga agar air tetap panas.

2. Pengujian hari kedua (12 Oktober 2017) Dari data hasil pengukuran Agilent diketahui:

Tawal = 48,65 °C = 321,65 K Takhir = 43,26°C = 316,26 K

Tf =

=

= 318,955 K

Nilai Cp@318,955 K = 4.181,73 J/kg.K Menghitung nilai m:

m = V × ρ

= V × ρ@311,925 K

= 120x 989,26 g/

= 118,711 kg

Maka energi yang terdapat pada air adalah:

Q = m × Cp × ∆T

= 118,711 kg × 4.181,73 J/kg.K × 5,39 K

= 2.675.689,52 Joule

= 2.675,689 KJ

Gambar 4.2 Grafik Temperatur Udara dan Air vs Waktu pada Pengujian Kedua

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa penurunan suhu air, lingkungan, dan tangki terlihat konstan dan tidak terjadi perubahan suhu yang besar. Adapun hal ini disebabkan oleh tidak adanya lagi radiasi dari matahari dan suhu pada malam hari yang konstan. Suhu lingkungan mempengaruhi suhu tangki. Apabila suhu lingkungan turun makan suhu tangki juga turun. Pada suhu air yang berkurang hanya sedikit juga dipengaruhi oleh adanya isolasi pada tangki yang menjaga agar air tetap panas.

3. Pengujian hari ketiga (18 Oktober 2017) Dari data hasil pengukuran Agilent diketahui:

Tawal = 49,99 °C = 322,99 K Takhir = 43,03°C = 316,03 K

Tf =

=

= 319,51 K

Nilai Cp@319,51 K = 4.181,98 J/kg.K

Menghitung nilai m:

m = V × ρ

= V × ρ@311,115 K

= 120x 988,96 g/

= 118,675 kg

Maka energi yang terdapat pada air adalah:

Q = m × Cp × ∆T

= 118,675 kg × 4.181,98 J/kg.K × 6,96 K

= 3.454.223,48 Joule

= 3.454,223 KJ

Gambar 4.3 Grafik Temperatur Udara dan Air vs Waktu pada Pengujian Ketiga Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa penurunan suhu air, lingkungan, dan tangki terlihat konstan dan tidak terjadi perubahan suhu yang besar. Adapun hal ini disebabkan oleh tidak adanya lagi radiasi dari matahari dan suhu pada malam hari yang konstan. Suhu lingkungan mempengaruhi suhu tangki. Apabila suhu lingkungan turun makan suhu tangki juga turun. Pada suhu air yang berkurang hanya sedikit juga dipengaruhi oleh adanya isolasi pada tangki yang menjaga agar air tetap panas.

4. Pengujian hari keempat (19 Oktober 2017) Dari data hasil pengukuran Agilent diketahui:

Tawal = 40,75 °C = 313,75 K Takhir = 37,04 °C = 310,04 K

Tf =

=

= 311,895 K

Nilai Cp@311,895 K = 4.178,5 J/kg.K

Menghitung nilai m:

m = V × ρ

= V × ρ@307,49 K

= 120x 993,044 g/

= 119,165 kg

Maka energi yang terdapat pada air adalah:

Q = m × Cp × ∆T

= 119,165 kg × 4.178,5 J/kg.K × 3,71 K

= 1.874.323,83 Joule

= 1.874,323 KJ

Gambar 4.4 Grafik Temperatur Udara dan Air vs Waktu pada Pengujian Keempat Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa penurunan suhu air, lingkungan, dan tangki terlihat konstan dan tidak terjadi perubahan suhu yang besar. Adapun hal ini disebabkan oleh tidak adanya lagi radiasi dari matahari dan suhu pada malam hari yang konstan. Suhu lingkungan mempengaruhi suhu tangki. Apabila suhu lingkungan turun makan suhu tangki juga turun. Pada suhu air yang berkurang hanya sedikit juga dipengaruhi oleh adanya isolasi pada tangki yang menjaga agar air tetap panas.

Dari perhitungan di atas, besarnya energi yang terdapat pada air dapat kita tabelkan, yaitu:

Tabel 4.1 Energi yang masuk ke tangki pada awal pengujian setiap harinya.

No. Tanggal Tawal (K) Takhir (K) Tf (K) Cp (J/kg.K) Q (KJ) disebabkan suhu akhir yang didapat paling tinggi dibandingkan dari pengujian lainnya.

Dalam hal ini suhu akhir ialah pada pukul 17.00 atau jam 5 sore. Karena diasumsikan setelah pukul 5 sore tidak ada lagi panas radiasi dari matahari. Dan kalor yang masuk paling sedikit ialah pada pengujian hari keempat sebesar 1.847,323 KJ. Hal ini disebabkan oleh panas radiasi yang diterima oleh pemanas air tenaga surya ini paling sedikit.

4.2 Energi Terbuang dari Tangki

Energi yang hilang ke sisi dinding tangki dapat dilihat pada skema gambar 3.5 yang ada pada bab III. Energi yang hilang pada sisi dinding tangki dapat dihitung dengan menggunakan data tempertur yang diukur oleh agilent, dengan persamaan:

Rtotal = R^conv1 + R^cyl1 + R^cyl2 + R^cyl3 + R^conv2

= +

+ + +

Setelah mendapat Rtotal maka dapat dihitung kalor yang keluar dengan persamaan :

Qout =

Dengan spesifikasi dari dinding tangki adalah sebagai berikut:

a. Menghitung Koefisien Konveksi di Dalam Tangki

Nilai properties air pada suhu Tf @313,06 K diperoleh dari tabel perpindahan panas di lampiran.

Tair Tling Tf V Cp(J/kg.K) K Pr Α β

44,11 36,02 313,06 0.001008051 4.179035 0.63113 4.4362 0.069511 0.003194

Menghitung bilangan Rayleigh dari persamaan 2.12:

Ra_L =

( )

= 1852,304

Menghitung bilangan Nusslet menggunakan persamaan 2.13:

Nu = 0.68

( )

= 4,6047

Menghitung nilai koefisien konveksi:

= 2,421 W/m².K

b. Menghitung Koefisien Konveksi di Dinding Tangki

Nilai propertis air pada suhu Tf @310,44 K diperoleh dari tabel perpindahan panas.

Ttangki Tling Tf β Ν Pr

38,86 36,02 310,44 0,003221 0,0010066 4,5868483

Menghitung bilangan Rayleigh:

Ra_L =

( )

= ( )

( )

= 207979,5196

Menghitung Bilangan Nusselt menggunakan persamaan 2.14:

Nu = [ 0.68

]

( )

] ²

( )

= 11,2375

Menghitung nilai koefisien konveksi:

= 5,332 W/m².K

Untuk mencari koefisiean konveksi pada jam dan hari berikutnya digunakan dengan rumus konveksi natural dan dicari menggunakan bantuan Ms.Excel dan data perhitungan akan dilampirkan di lampiran.

Tabel 4.2 Nilai koefisien Konveksi pada beberapa hari pengujian

No Tanggal Koefisien konveksi Koefisien

(h1) konveksi (h2)

1. 11 Oktober 2017 (Pengujian

2,421 5,332

Pertama)

2. 12 Oktober 2017 (Pengujian

2,718 6,232

Kedua)

3. 18 Oktober 2017 (Pengujian

2,775 5,911

Ketiga)

4. 19 Oktober 2017 (Pengujian

2,332 5,647

Keempat)

Untuk perhitungan ini diambil data pada pukul 17.00 WIB.

Maka:

Maka dari itu energi yang hilang dari dinding dapat dihitung:

1. Pada pengujian pertama

= +

+ +

Maka:

= +

+

+ +

=

1,227 K/watt

Setelah didapat nilai dari Rtotal Maka dapat dihitung kalor yang terbuang :

Qout =

Qout = 6,589 watt

Untuk perhitungan selanjutnya pada pukul 17.30 WIB sampai pukul 06.00 WIB akan dihitung menggunakan Microsoft Excel dan dilampirkan di lampiran.

2. Pengujian hari kedua

= +

+ +

Maka:

= +

+

+ +

= 1,182 K/Watt

Setelah didapat nilai dari Rtotal Maka dapat dihitung kalor yang terbuang :

Q =

Q = 11,644 watt

Untuk perhitungan selanjutnya pada pukul 17.30 WIB sampai pukul 06.00 WIB akan dihitung menggunakan Microsoft Excel dan dilampirkan di lampiran.

3. Pengujian hari ketiga

= +

+ +

Maka:

= +

+

+ +

= 1,181 K/Watt

Setelah didapat nilai dari Rtotal Maka dapat dihitung kalor yang terbuang :

Qout =

Qout = 12,80 watt

Untuk perhitungan selanjutnya pada pukul 17.30 WIB sampai pukul 06.00 WIB akan dihitung menggunakan Microsoft Excel dan dilampirkan di lampiran.

4. Pengujian hari keempat

= +

+ +

Maka:

= +

+

+ +

= 1,234 K/Watt

Setelah didapat nilai dari Rtotal Maka dapat dihitung kalor yang terbuang :

Qout =

Qout = 5,542 watt

Untuk perhitungan selanjutnya pada pukul 17.30 WIB sampai pukul 06.00 WIB akan dihitung menggunakan Microsoft Excel dan dilampirkan di lampiran.

Dari perhitungan sebelumnya maka dapat kita cari energi total yang terbuang dari dalam tangki setiap harinya, yaitu:

1. Pengujian pertama

Pada pengujian pertama didapat atau daya keluar sebesar 6,589 watt dan dengan menggunakan Microsoft Excel, pada pengujian menit kedua (pukul 17.30 WIB) dan seterusnya dapat dihitung dan akan dilampirkan di lampiran.

Gambar 4.5 Grafik Q out vs Waktu pada Pengujian Pertama

Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa perubahan kalor yang terjadi tidak signifikan. Hal ini disebabkan oleh perubahan suhu air, tangki dan lingkungan selisihnya tidak berbeda jauh untuk setiap jam pengujiannya.

Dalam grafik dapat dilihat bahwa Qout yang paling tinggi pada pukul 00.00

PM. Pada jam 5 sore sampe jam 7 sore terjadi perubahan yang signifikan dikarenakan perubahan suhu yang besar.

Dengan memperhatikan grafik kalor yang terbuang pada saat pengujian ini, maka dapat kita hitung besarnya energi yang terbuang dari tangki pada menit pertama, sebagai berikut:

LQout = × 1800

= 11.695,84 J

Karena penelitian ini dilakukan sampai pukul 06.00 WIB, maka total banyaknya energi yang terbuang dari tangki adalah:

ΣLQout = LQout,1 + LQout,2 + ……….. + LQout,27

Dengan bantuan Ms. Excel maka diperoleh:

ΣLQout,t = 485.775,794 J

2. Pengujian hari kedua

Pada pengujian pertama didapat atau daya keluar sebesar 11,644 watt dan dengan menggunakan Microsoft Excel, pada pengujian menit

kedua (pukul 17.30 WIB) dan seterusnya dapat dihitung dan akan dilampirkan di lampiran.

Gambar 4.6 Grafik Q out vs Waktu pada Pengujian Kedua

Dalam grafik dapat dilihat bahwa Qout yang paling tinggi pada pukul 23.30 PM. Hal itu disebabkan oleh selisih suhu pada air, tangki, dan lingkungan yang paling besar.

Dengan memperhatikan grafik kalor yang terbuang pada saat pengujian ini, maka dapat kita hitung besarnya energi yang terbuang dari tangki pada menit pertama, sebagai berikut:

LQout = × 1800

= 21.261,19 J

Karena penelitian ini dilakukan sampai pukul 06.00 WIB, maka total banyaknya energi yang terbuang dari tangki adalah:

ΣLQout = LQout,1 + LQout,2 + ……….. + LQout,27

Dengan bantuan Ms. Excel maka diperoleh:

ΣLQout,t = 701.613,69 J

3. Pengujian hari ketiga

Pada pengujian pertama didapat atau daya keluar sebesar 12,80 watt dan dengan menggunakan Microsoft Excel, pada pengujian menit kedua (pukul 17.30 WIB) dan seterusnya dapat dihitung dan akan dilampirkan di lampiran.

Gambar 4.7 Grafik Q out vs Waktu pada Pengujian Ketiga

Dalam grafik dapat dilihat bahwa Qout yang paling tinggi pada pukul 21.30 PM. Hal itu disebabkan oleh selisih suhu pada air, tangki, dan lingkungan yang paling besar.

Dengan memperhatikan grafik kalor yang terbuang pada saat pengujian ini, maka dapat kita hitung besarnya energi yang terbuang dari tangki pada menit pertama, sebagai berikut:

LQout = × 1800

= 23.716,35 J

Karena penelitian ini dilakukan sampai pukul 06.00 WIB, maka total banyaknya energi yang terbuang dari tangki adalah:

ΣLQout = LQout,1 + LQout,2 + ……….. + LQout,27

Dengan bantuan Ms. Excel maka diperoleh:

ΣLQout,t = 615.733,5251 J

4. Pengujian hari keempat

Pada pengujian pertama didapat atau daya keluar sebesar 5,542 watt dan dengan menggunakan Microsoft Excel, pada pengujian menit

kedua (pukul 17.30 WIB) dan seterusnya dapat dihitung dan akan dilampirkan di lampiran.

Gambar 4.8 Grafik Q out vs Waktu pada Pengujian Keempat

Dalam grafik dapat dilihat bahwa Qout yang paling tinggi pada pukul 05.30 AM ataupun jam setengah 6 pagi. Hal itu disebabkan oleh selisih suhu pada air, tangki, dan lingkungan yang paling besar.

Dengan memperhatikan grafik kalor yang terbuang pada saat pengujian ini, maka dapat kita hitung besarnya energi yang terbuang dari tangki pada menit pertama, sebagai berikut:

LQout = × 1800

= 10.596,13 J

Karena penelitian ini dilakukan sampai pukul 06.00 WIB, maka total banyaknya energi yang terbuang dari tangki adalah:

ΣLQout = LQout,1 + LQout,2 + ……….. + LQout,27

Dengan bantuan Ms. Excel maka diperoleh:

ΣLQout,t = 351.013,14 J

4.3 Efisiensi Tangki

Efesiensi thermal tangki ialah perbandingan antara dengan . Untuk memperoleh efisiensi tangki adalah dengan menggunakan persamaan:

× 100%

maka efisiensi tangki selama pengujian adalah:

1. Pengujian hari pertama

× 100%

= 2.198.010,72 J – 485.775,79 J

= 1.712.234,93 J Maka:

× 100%

= 77,89 %

2. Pengujian hari kedua

× 100%

= 2.675.689,52 J – 701.613,69 J

= 1.974.075,824 J Maka:

× 100%

= 73,77 %

3. Pengujian hari ketiga

× 100%

= 3.454.223,48 J – 615.733,52J

= 2.838.489,955 J

× 100%

= 82,17 %

4. Pengujian hari keempat

× 100%

= 1.847.323,83 J – 351.013,1475 J

= 1.496.310,68 J Maka:

× 100%

= 80,99 %

Dengan telah diperoleh hasil dari seluruh perhitungan maka dapat kita analisa bahwa pada hari kedua kalor yang terbuang yang paling besar dan pada hari keempat yang paling rendah. Jumlah kalor ini dipengaruhi oleh besar kalor yang masuk pada tangki. Setelah itu diperoleh nilai efisiensi yang paling tinggi pada hari ketiga sebesar 82,17% dan yang paling rendah pada hari kedua sebesar 73,77%. Tingginya nilai efisiensi dipengaruhi oleh isolasi yang baik pada tangki. Disini juga kita dapat melihat suhu turun selama pengujian yang terlampir pada lampiran. Suhu turun paling tinggi pada hari ketiga yaitu sebesar 6,96^oC dan yang paling rendah suhu turunnya padahari keempat dengan nilai 3,71^oC.

4.4 Rancangan Anggaran Biaya

Adapun rancangan anggaran biaya pembuatan solar kolektor sebagai pemanas air tenaga surya adalah sebagai berikut:

No. Nama Barang Jumlah Satuan Harga

9 Polyurethan 9 Kilogram 80.000 720.000

27 Lem Setan 10 Buah 7.500 75.000

28 Lem Silikon 4 Buah 26.000 104.000

29 Pentil Tubles 1 Buah 10.000 10.000

30 Drum 60 L 2 Buah 50.000 100.000

31 Soket Pipa 3 Buah 3.000 9.000

32 Pipa Silikon 1 Buah 8.000 8.000

33 Gun Silikon 1 Buah 40.000 40.000

34 Kunci Tekiro 8 1 Buah 23.000 23.000

35 Besi Strip 1 Buah 37.000 37.000

36 Besi siku 4 Buah 10.500 42.000

37 Kuas 2 Buah 26.000 26.000

38 Cat Besi 1 Kaleng 55.000 55.000

39 Thinner 1 Kaleng 15.000 15.000

40 Kaca 1 Buah 360.000 360.000

41 Sabun colek 2 Bungkus 5.000 10.000

42 Kawat Las 1 Kotak 30.000 30.000

43 Glasswool 1 Rol 360.000 360.000

44 Ongkos Becak 2 Kali 30.000 dan

75.000 35.000

Total 7.145.000

5.1 Kesimpulan

Adapun hasil yang diperoleh pada pengujian ini adalah

1. Jumlah kalor yang terbuang pada tangki:

 Hari pertama : 485.775,794 J

 Hari kedua : 701.613,69 J

3. Temperatur air yang turun pada tangki di pagi hari:

 Hari pertama: 44,11 °C turun menjadi 39,69 °C

  Hari kedua: 48,65 °C turun menjadi 43,26 °C

  Hari ketiga: 49,99 °C turun menjadi 43,03 °C

  Hari keempat: 40,75 °C turun menjadi 37,04 °C

2. Untuk peneliti berikutnya disarankan menggunakan tangki yang berkapasitas lebih dari 120 Liter, untuk mengetahui pengaruh volume tangki terhadap efisiensi tangki.

DAFTAR PUSTAKA

A.E. Sianturi, H. Ambarita. 2012. Studi Pemanfaatan Pemanas Air Tenaga Surya Tipe Kotak Sederhana yang Dilengkapi Thermal Storage Solar Water Heater. Medan:

Jurnal Dinamis. Volume I. No.11 (hal: 27)

Ambarita, H. 2011. Energi Surya. Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU (hal:

Agyenim, F.,Eames,P.,Hewit, N.,Smyth M. 2009. A review of materials, heat transfer and phase change problem formulation for latern heat thermal energy storage system (LHTESS). Elsivier

Chouicha, S, dkk. 2016. Valorization study of treated deglet-nour dates by solar drying using three different solar dries. Science Direct.Energi Procedia (hal: 907-916)

Darwin, H. Syah, S. Yadi. 2013. Studi Performansi Alat Pemanas Air dengan Menggunakan Kolektor Surya Plat Datar. Banda Aceh: Jurnal Teknologi dan Industri Pertanian Indonesia. Volume 5. No. 3 (hal: 12)

Duffie, J.A, Beckman, W.A. 1991. Solar Engineering of Thermal Processes. John Wiley & Sons,Inc: New York (hal: 5-6)

Duffle, A. John. 2006. Solar Engineering of Thermal Processes, Second Edition. John Wiley & Sons Inc : New York (hal: 11)

Gray, W, A dan Muller, R. 1974. Engineering Calculations in Radiative Heat Transfer, First Edition. Pergamon Press: Oxford.

Hu, S, dkk. 2017. Mathematical modelling of the performance of a solar chimney power plant with divergent chimneys. Science Direct.Energi Procedia 110 (hal: 440 – 445)

http://hariannetral.com/2014/07/pengertian-energi-dan-macam-macam-bentuk- energi.html (diakses 9 November 2017).

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cooker (diakses 12 september 2017)

http://benjimester.hubpages.com/hub/solar-water-distiller-solar-still (diakses 12 september 2017)

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_mekanis (diakses 12 september 2017)

Dalam dokumen TUGAS AKHIR DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2018 (Halaman 53-0)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.2 Peralatan Pengujian

=

= 1,2 m; = 1,33 m

= 1,26 m

=

= 1,32 m

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

=

=

=

=

+ + +

]

] 2

+ +

+

+ +

=

+ +

+

+ +

+ +

+

+ +

+ +

+

+ +

] ²