Pengujian Kolektor Surya Plat Datar Untuk Pemanas Air Laut Dengan Membandingkan Performansi Kaca Satu Dengan Kaca Berlapis Ketebalan 5mm

(1)

(2)

(3)

(4)

Waktu T

lingkungan T kayu Kaca

Ruangan Kolektor

Plat

Absorber waktu

T

lingkungan T kayu Kaca

Ruangan Kolektor

Plat Absorber

9:00:00 28.33 30.34 37.84 46.67 49.16 9:31:00 29.62 33.93 41.13 47.22 49.16

9:01:00 28.39 30.21 38.07 45.55 49.50 9:32:00 29.64 33.90 41.01 47.43 49.50

9:02:00 28.37 30.29 38.15 45.17 48.23 9:33:00 29.67 33.51 40.90 47.44 48.23

9:03:00 28.42 30.64 38.03 44.94 47.38 9:34:00 29.72 34.18 41.01 47.48 47.38

9:04:00 28.49 30.06 38.25 44.82 46.87 9:35:00 29.77 34.54 41.28 47.71 46.87

9:05:00 28.53 31.13 38.28 44.59 46.60 9:36:00 29.75 33.95 41.74 47.87 46.60

9:06:00 28.58 31.12 38.49 44.69 46.49 9:37:00 29.83 33.63 41.72 48.07 46.49

9:07:00 28.65 30.67 38.52 44.75 46.38 9:38:00 29.88 32.81 41.83 48.09 46.38

9:08:00 28.67 30.74 38.74 44.81 46.46 9:39:00 29.92 34.30 41.98 48.19 46.46

9:09:00 28.75 31.58 39.00 44.95 46.63 9:40:00 30.06 34.33 42.38 48.36 46.63

9:10:00 28.76 30.86 39.17 45.06 46.80 9:41:00 30.10 35.12 42.54 48.72 46.80

9:11:00 28.82 30.85 39.04 45.06 46.84 9:42:00 30.22 34.61 42.77 48.72 46.84

9:12:00 28.76 31.06 39.20 45.23 47.15 9:43:00 30.12 33.94 42.81 49.12 47.15

9:13:00 28.79 30.31 39.45 45.29 47.32 9:44:00 30.13 33.59 42.99 49.34 47.32

9:14:00 28.89 31.81 39.23 45.46 47.57 9:45:00 30.23 34.04 42.79 49.45 47.57

9:15:00 28.91 32.25 39.55 45.57 47.83 9:46:00 30.23 33.77 42.36 49.44 47.83

9:16:00 29.02 32.00 39.70 45.70 48.06 9:47:00 30.21 33.08 42.47 49.20 48.06

9:17:00 29.02 32.62 39.54 45.82 48.33 9:48:00 30.39 33.43 42.74 49.49 48.33

9:18:00 29.13 32.25 39.96 46.03 48.60 9:49:00 30.36 33.86 42.81 49.70 48.60

9:19:00 29.18 33.09 40.31 46.09 48.80 9:50:00 30.53 33.29 42.87 49.90 48.80

9:20:00 29.22 32.23 40.05 46.28 48.96 9:51:00 30.41 34.56 42.98 49.99 48.96

9:21:00 29.26 32.61 40.10 46.36 49.15 9:52:00 30.51 33.82 43.19 50.10 49.15

9:22:00 29.32 31.22 40.12 46.49 49.32 9:53:00 30.40 34.51 42.99 50.20 49.32

9:23:00 29.42 31.73 40.56 46.49 49.51 9:54:00 30.45 35.96 43.46 50.20 49.51

9:24:00 29.56 32.92 40.75 46.63 49.67 9:55:00 30.53 34.73 43.35 50.66 49.67

9:25:00 29.52 33.48 40.69 46.79 49.82 9:56:00 30.60 34.12 43.50 50.84 49.82

9:26:00 29.55 33.16 40.64 46.95 50.03 9:57:00 30.64 32.92 43.42 51.04 50.03

9:27:00 29.43 32.63 40.52 46.97 50.25 9:58:00 30.72 35.54 44.00 51.14 50.25

9:28:00 29.47 32.67 40.72 47.04 50.37 9:59:00 30.77 35.05 44.17 51.41 50.37

(5)

Waktu T lingkungan

T kayu Kaca Ruangan Kolektor

Plat Absorber

waktu T

lingkungan

Plat Absorber

10:02:00 31.95 35.65 44.21 51.88 50.93 10:33:00 33.31 36.15 45.70 52.30 56.71

10:03:00 32.00 35.13 44.12 51.94 51.09 10:34:00 33.21 37.32 45.64 52.53 56.70

10:04:00 32.27 35.66 44.26 51.93 51.17 10:35:00 33.42 36.32 45.83 53.62 56.66

10:05:00 32.41 36.05 44.61 52.16 51.35 10:36:00 33.66 35.57 45.91 54.44 56.90

10:06:00 32.76 35.77 44.92 52.23 51.61 10:37:00 33.94 36.60 46.34 55.27 57.13

10:07:00 32.79 36.60 45.18 52.47 51.85 10:38:00 34.06 36.61 47.26 55.84 57.31

10:08:00 32.73 36.18 44.97 52.81 52.07 10:39:00 34.11 37.13 46.82 56.29 57.59

10:09:00 32.81 37.37 45.52 53.06 52.04 10:40:00 34.28 37.40 47.24 56.78 57.89

10:10:00 32.96 35.21 45.96 53.50 52.00 10:41:00 33.93 34.79 46.18 56.78 58.38

10:11:00 33.23 34.22 46.32 53.82 52.21 10:42:00 33.88 36.84 46.03 55.47 58.76

10:12:00 32.55 33.66 45.89 54.12 52.43 10:43:00 34.44 38.55 46.25 53.85 58.98

10:13:00 32.63 33.49 45.96 54.16 52.78 10:44:00 33.98 36.27 46.77 51.13 58.90

10:14:00 32.30 33.27 45.91 54.18 53.09 10:45:00 34.45 37.30 46.88 52.05 59.01

10:15:00 32.96 35.45 46.35 54.39 53.31 10:46:00 35.35 37.47 46.52 54.03 59.26

10:16:00 33.10 35.24 46.40 54.47 53.38 10:47:00 34.77 38.31 46.19 54.13 59.39

10:17:00 32.53 34.24 46.38 54.84 53.37 10:48:00 35.07 37.94 45.93 54.33 59.43

10:18:00 33.42 36.65 46.83 54.86 53.35 10:49:00 34.03 36.50 45.03 53.22 59.65

10:19:00 33.66 36.09 47.14 55.30 53.53 10:50:00 33.72 36.56 44.45 52.21 59.92

10:20:00 33.77 38.54 47.54 55.75 53.79 10:51:00 33.56 36.74 44.04 51.22 60.37

10:21:00 33.86 37.01 47.70 56.27 53.85 10:52:00 33.42 36.07 43.53 50.32 60.88

10:22:00 33.72 37.29 47.93 56.67 54.12 10:53:00 33.58 37.58 43.38 49.93 61.24

10:23:00 34.17 38.06 48.20 56.95 54.38 10:54:00 33.56 37.42 43.24 49.42 61.46

10:24:00 33.98 36.28 48.16 57.17 54.54 10:55:00 34.01 36.68 43.14 49.27 61.67

10:25:00 32.89 36.43 46.67 55.39 54.83 10:56:00 35.58 37.52 43.46 47.48 58.86

10:26:00 32.65 36.96 46.17 53.78 55.08 10:57:00 35.50 37.27 43.92 48.79 56.31

10:27:00 32.83 36.96 46.11 52.75 55.43 10:58:00 36.80 37.63 43.72 47.24 54.78

10:28:00 33.33 36.61 46.00 53.32 55.60 10:59:00 36.69 37.84 44.18 46.55 55.58

10:29:00 32.76 36.21 44.89 53.07 55.94 11:00:00 36.64 37.01 45.31 50.22 55.47

10:30:00 32.67 37.20 44.95 52.33 56.26 11:01:00 36.78 37.51 45.62 52.36 54.66

(6)

Waktu T lingkungan

Plat Absorber

waktu T

lingkungan

Plat Absorber

11:04:00 35.81 35.94 46.45 55.44 55.19 11:35:00 34.57 36.97 47.85 56.57 60.85

11:05:00 35.91 35.70 46.38 55.54 55.17 11:36:00 34.86 38.33 47.58 55.90 61.13

11:06:00 34.16 35.02 45.15 53.89 56.84 11:37:00 34.90 37.74 47.69 56.29 58.29

11:07:00 33.49 35.18 44.36 52.35 58.20 11:38:00 34.45 35.88 48.27 57.17 56.32

11:08:00 33.69 34.70 44.64 52.36 59.49 11:39:00 34.54 36.06 47.82 57.12 56.31

11:09:00 36.65 35.76 45.20 51.96 60.39 11:40:00 34.80 37.93 47.70 56.70 56.43

11:10:00 37.24 35.35 45.07 49.81 60.93 11:41:00 34.80 39.29 47.06 55.19 53.23

11:11:00 36.44 35.30 45.02 48.69 61.60 11:42:00 34.50 36.97 46.59 54.00 50.89

11:12:00 36.47 35.21 45.08 48.08 61.21 11:43:00 33.88 35.27 45.96 52.98 49.23

11:13:00 36.88 35.94 45.10 47.78 59.40 11:44:00 33.90 35.91 45.37 52.10 47.99

11:14:00 37.38 35.51 45.37 47.72 57.68 11:45:00 33.91 36.36 44.66 51.30 47.28

11:15:00 36.91 35.46 45.21 47.67 54.03 11:46:00 34.75 36.28 45.85 52.18 46.71

11:16:00 37.56 35.47 45.23 47.60 54.18 11:47:00 34.87 36.35 46.57 53.90 46.27

11:17:00 36.93 35.98 45.47 47.60 56.66 11:48:00 35.31 37.01 47.50 55.86 46.04

11:18:00 37.90 36.37 45.86 47.70 57.00 11:49:00 35.43 36.53 48.03 57.52 45.95

11:19:00 37.57 36.40 46.34 48.98 57.34 11:50:00 35.72 37.04 48.60 58.76 47.53

11:20:00 38.65 37.51 46.99 52.32 55.87 11:51:00 35.61 37.04 48.89 59.44 52.83

11:21:00 38.59 37.12 47.39 54.29 54.50 11:52:00 36.49 37.62 49.73 60.15 56.98

11:22:00 39.41 39.82 48.15 55.88 53.42 11:53:00 36.12 37.66 49.84 60.63 60.12

11:23:00 39.47 38.97 48.61 57.07 52.50 11:54:00 36.36 38.05 50.12 60.79 62.22

11:24:00 39.47 39.53 49.05 58.22 51.87 11:55:00 35.37 36.97 48.88 60.11 63.99

11:25:00 39.35 36.96 49.58 59.10 51.39 11:56:00 35.00 37.56 48.11 57.83 65.12

11:26:00 38.71 36.94 49.76 59.57 51.71 11:57:00 35.02 37.82 48.07 56.32 66.12

11:27:00 38.59 36.95 49.98 60.05 49.52 11:58:00 34.75 35.83 48.32 56.06 66.64

11:28:00 35.31 35.30 48.52 59.10 50.69 11:59:00 35.99 38.48 49.46 57.30 64.89

11:29:00 34.27 35.25 47.73 57.01 48.84 12:00:00 36.28 38.07 49.81 58.88 61.62

11:30:00 34.72 37.31 47.63 55.55 47.52 12:01:00 36.63 39.69 49.61 59.68 59.21

11:31:00 34.84 38.74 47.54 54.62 52.23 12:02:00 35.77 36.60 48.47 58.80 57.95

11:32:00 34.74 35.51 47.10 54.02 55.65 12:03:00 36.17 38.19 48.45 57.72 57.02

(7)

Waktu T lingkungan

Plat Absorber

waktu T

lingkungan

Plat Absorber

12:06:00 37.12 38.35 50.74 60.46 61.40 12:37:00 36.28 41.41 50.34 61.12 66.44

12:07:00 37.95 39.28 51.58 61.64 60.18 12:38:00 36.49 39.77 51.16 62.37 68.02

12:08:00 37.32 36.93 51.93 62.80 61.18 12:39:00 36.30 41.24 51.93 63.53 69.44

12:09:00 36.32 37.07 51.83 63.17 62.73 12:40:00 36.60 41.70 52.53 64.55 70.14

12:10:00 36.08 37.89 50.64 62.22 62.47 12:41:00 36.18 41.06 52.82 64.98 68.49

12:11:00 35.63 37.21 49.93 60.11 61.59 12:42:00 36.24 42.09 53.10 65.85 64.99

12:12:00 35.64 38.15 49.56 58.25 59.33 12:43:00 36.77 41.04 53.74 66.22 62.10

12:13:00 35.49 39.46 48.68 56.94 57.45 12:44:00 36.44 39.23 53.67 65.87 60.00

12:14:00 35.50 40.23 48.68 56.17 55.81 12:45:00 35.58 36.57 51.90 63.81 58.43

12:15:00 35.55 40.13 48.31 55.34 54.61 12:46:00 35.74 37.11 52.31 62.65 57.26

12:16:00 35.39 38.43 48.03 54.64 53.62 12:47:00 35.83 38.87 51.95 61.90 56.24

12:17:00 35.42 36.96 47.85 53.96 55.51 12:48:00 36.07 38.26 50.75 60.10 55.46

12:18:00 34.83 36.96 46.85 53.32 58.95 12:49:00 36.11 39.51 50.10 58.70 54.76

12:19:00 34.87 36.39 46.47 52.62 61.93 12:50:00 36.03 37.96 49.89 57.75 54.17

12:20:00 34.97 37.31 45.70 51.96 64.17 12:51:00 36.17 38.27 51.06 58.89 53.54

12:21:00 34.94 36.88 45.63 51.56 65.85 12:52:00 36.45 38.48 51.84 60.73 53.23

12:22:00 34.98 36.20 45.32 51.16 67.12 12:53:00 36.42 38.54 52.19 62.46 52.91

12:23:00 34.76 37.31 44.94 50.82 67.75 12:54:00 36.56 38.94 52.88 63.81 52.68

12:24:00 34.86 36.68 44.90 50.43 67.86 12:55:00 36.74 40.79 53.57 64.74 52.62

12:25:00 34.74 36.34 44.48 50.61 68.33 12:56:00 36.28 39.09 53.52 65.49 52.83

12:26:00 35.00 36.92 44.34 50.62 66.68 12:57:00 36.57 38.60 53.88 65.83 53.02

12:27:00 35.03 37.19 44.34 50.49 63.35 12:58:00 36.14 37.29 53.74 66.16 53.00

12:28:00 35.20 36.51 44.42 50.60 60.64 12:59:00 36.34 39.81 53.98 66.26 53.28

12:29:00 35.20 37.72 45.65 52.67 59.90 13:00:00 36.72 40.50 53.20 64.98 56.46

12:30:00 35.41 37.36 46.68 55.71 61.89 13:01:00 36.86 40.62 53.41 64.66 60.38

12:31:00 35.46 37.59 47.66 57.56 64.26 13:02:00 36.73 40.53 52.58 62.75 63.74

12:32:00 35.59 37.52 48.20 59.26 65.98 13:03:00 36.78 40.47 51.98 60.99 65.98

12:33:00 35.86 39.93 47.57 57.81 64.26 13:04:00 36.39 39.29 51.14 59.81 64.26

12:34:00 36.11 39.77 49.44 59.48 66,14 13:05:00 36.67 40.33 50.94 58.90 66.14

(8)

(9)

(10)

Waktu I Waktu I Waktu I Waktu I Waktu I Waktu I Waktu I Waktu I 09.00 385,6 09.30 459,4 10.00 526,9 10.30 588,1 11.00 670,6 11.30 694,4 12.00 734,4 12.30 278,1

09.01 389,4 09.31 460,6 10.01 514,4 10.31 590,6 11.01 675,6 11.31 696,9 12.01 745,6 12.31 280,6

09.02 391,9 09.32 463,1 10.02 519,4 10.32 591,9 11.02 686,9 11.32 698,1 12.02 760,6 12.32 291,9

09.03 394,4 09.33 465,6 10.03 509,4 10.33 598,1 11.03 696,9 11.33 708,1 12.03 759,4 12.33 290,6

09.04 394,4 09.34 466,9 10.04 520,6 10.34 599,4 11.04 701,9 11.34 724,4 12.04 755,6 12.34 296,9

09.05 396,9 09.35 470,6 10.05 485,6 10.35 601,9 11.05 695,6 11.35 726,9 12.05 750,6 12.35 350,6

09.06 398,1 09.36 479,4 10.06 514,4 10.36 605,6 11.06 674,4 11.36 714,4 12.06 741,9 12.36 699,4

09.07 399,4 09.37 478,1 10.07 529,4 10.37 609,4 11.07 660,6 11.37 696,9 12.07 746,9 12.37 833,1

09.08 401,9 09.38 478,1 10.08 545,6 10.38 611,9 11.08 650,6 11.38 681,9 12.08 754,4 12.38 825,6

09.09 403,1 09.39 481,9 10.09 548,1 10.39 614,4 11.09 638,1 11.39 626,9 12.09 769,4 12.39 845,6

09.10 409,4 09.40 484,4 10.10 545,6 10.40 614,4 11.10 580,6 11.40 189,4 12.10 775,6 12.40 855,6

09.11 411,9 09.41 488,1 10.11 545,6 10.41 614,4 11.11 493,1 11.41 180,6 12.11 769,4 12.41 870,6

09.12 413,1 09.42 486,9 10.12 544,4 10.42 619,4 11.12 705,6 11.42 191,9 12.12 769,4 12.42 358,1

09.13 414,4 09.43 489,4 10.13 531,9 10.43 623,1 11.13 726,9 11.43 336,9 12.13 773,1 12.43 330,6

09.14 420,6 09.44 490,6 10.14 509,4 10.44 628,1 11.14 731,9 11.44 346,9 12.14 788,1 12.44 316,9

09.15 420,6 09.45 490,6 10.15 474,4 10.45 631,9 11.15 736,9 11.45 706,9 12.15 809,4 12.45 393,1

09.16 424,4 09.46 493,1 10.16 416,9 10.46 631,9 11.16 736,9 11.46 716,9 12.16 826,9 12.46 356,9

09.17 429,4 09.47 500,6 10.17 441,9 10.47 634,4 11.17 730,6 11.47 724,4 12.17 828,1 12.47 299,4

09.18 431,9 09.48 500,6 10.18 493,1 10.48 640,6 11.18 268,1 11.48 733,1 12.18 826,9 12.48 274,4

09.19 434,4 09.49 501,9 10.19 543,1 10.49 643,1 11.19 249,4 11.49 733,1 12.19 823,1 12.49 245,6

09.20 434,4 09.50 504,4 10.20 561,9 10.50 649,4 11.20 266,9 11.50 718,1 12.20 389,4 12.50 240,6

09.21 439,4 09.51 506,9 10.21 568,1 10.51 654,4 11.21 746,9 11.51 719,4 12.21 289,4 12.51 238,1

09.22 440,6 09.52 511,9 10.22 566,9 10.52 658,1 11.22 374,4 11.52 710,6 12.22 291,9 12.52 236,9

09.23 440,6 09.53 516,9 10.23 566,9 10.53 663,1 11.23 698,1 11.53 494,4 12.23 275,6 12.53 285,6

09.24 441,9 09.54 516,9 10.24 570,6 10.54 655,6 11.24 678,1 11.54 221,9 12.24 290,6 12.54 513,1

09.25 441,9 09.55 518,1 10.25 576,9 10.55 664,4 11.25 675,6 11.55 206,9 12.25 288,1 12.55 628,1

09.26 448,1 09.56 520,6 10.26 585,6 10.56 670,6 11.26 684,4 11.56 201,9 12.26 304,4 12.56 766,9

09.27 450,6 09.57 520,6 10.27 584,4 10.57 670,6 11.27 689,4 11.57 206,9 12.27 499,4 12.57 790,6

09.28 453,1 09.58 520,6 10.28 584,4 10.58 678,1 11.28 691,9 11.58 234,4 12.28 373,1 12.58 771,9

(11)

13.00 233,1 13.30 224,4 14.00 458,1 14.30 621,9 15.00 144,4 15.30 178,1 16.00 418,1 16.30 73,1

13.01 248,1 13.31 246,9 14.01 269,4 14.31 614,4 15.01 143,1 15.31 176,9 16.01 410,6 16.31 81,9

13.02 274,4 13.32 205,6 14.02 319,4 14.32 600,6 15.02 140,6 15.32 179,4 16.02 400,6 16.32 136,9

13.03 239,4 13.33 194,4 14.03 623,1 14.33 588,1 15.03 141,9 15.33 179,4 16.03 258,1 16.33 175,6

13.04 233,1 13.34 179,4 14.04 640,6 14.34 580,6 15.04 141,9 15.34 254,4 16.04 241,9 16.34 128,1

13.05 240,6 13.35 169,4 14.05 630,6 14.35 568,1 15.05 143,1 15.35 186,9 16.05 294,4 16.35 70,6

13.06 639,4 13.36 161,9 14.06 618,1 14.36 563,1 15.06 148,1 15.36 175,6 16.06 420,6 16.36 59,4

13.07 713,1 13.37 161,9 14.07 529,4 14.37 556,9 15.07 150,6 15.37 255,6 16.07 413,1 16.37 51,9

13.08 776,9 13.38 158,1 14.08 316,9 14.38 549,4 15.08 156,9 15.38 455,6 16.08 401,9 16.38 44,4

13.09 768,1 13.39 164,4 14.09 660,6 14.39 555,6 15.09 159,4 15.39 466,9 16.09 391,9 16.39 40,6

13.10 779,4 13.40 169,4 14.10 675,6 14.40 439,4 15.10 155,6 15.40 456,9 16.10 385,6 16.40 51,9

13.11 709,4 13.41 168,1 14.11 704,4 14.41 189,4 15.11 150,6 15.41 454,4 16.11 365,6 16.41 70,6

13.12 580,6 13.42 164,4 14.12 705,6 14.42 368,1 15.12 150,6 15.42 449,4 16.12 198,1 16.42 73,1

13.13 646,9 13.43 159,4 14.13 696,9 14.43 420,6 15.13 156,9 15.43 451,9 16.13 173,1 16.43 75,6

13.14 814,4 13.44 154,4 14.14 680,6 14.44 555,6 15.14 165,6 15.44 450,6 16.14 153,1 16.44 40,6

13.15 794,4 13.45 153,1 14.15 701,9 14.45 563,1 15.15 180,6 15.45 448,1 16.15 136,9 16.45 41,9

13.16 574,4 13.46 155,6 14.16 699,4 14.46 570,6 15.16 206,9 15.46 438,1 16.16 123,1 16.46 65,6

13.17 630,6 13.47 156,9 14.17 608,1 14.47 576,9 15.17 226,9 15.47 429,4 16.17 109,4 16.47 70,6

13.18 801,9 13.48 159,4 14.18 653,1 14.48 591,9 15.18 225,6 15.48 418,1 16.18 105,6 16.48 71,9

13.19 763,1 13.49 169,4 14.19 653,1 14.49 598,1 15.19 219,4 15.49 406,9 16.19 103,1 16.49 78,1

13.20 646,9 13.50 186,9 14.20 266,9 14.50 598,1 15.20 216,9 15.50 413,1 16.20 104,4 16.50 90,6

13.21 459,4 13.51 211,9 14.21 246,9 14.51 536,9 15.21 218,1 15.51 424,4 16.21 111,9 16.51 86,9

13.22 730,6 13.52 233,1 14.22 225,6 14.52 213,1 15.22 214,4 15.52 414,4 16.22 145,6 16.52 106,9

13.23 333,1 13.53 245,6 14.23 268,1 14.53 198,1 15.23 214,4 15.53 418,1 16.23 219,4 16.53 71,9

13.24 614,4 13.54 246,9 14.24 579,4 14.54 193,1 15.24 209,4 15.54 310,6 16.24 119,4 16.54 64,4

13.25 703,1 13.55 244,4 14.25 559,4 14.55 180,6 15.25 199,4 15.55 360,6 16.25 84,4 16.55 114,4

13.26 691,9 13.56 239,4 14.26 621,9 14.56 166,9 15.26 194,4 15.56 371,9 16.26 79,4 16.56 138,1

13.27 680,6 13.57 239,4 14.27 561,9 14.57 161,9 15.27 183,1 15.57 365,6 16.27 78,1 16.57 133,1

13.28 706,9 13.58 249,4 14.28 616,9 14.58 154,4 15.28 173,1 15.58 398,1 16.28 75,6 16.58 146,9

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

DAFTAR PUSTAKA

Cengel, A. Yunus. 2002. Heat Transfer. Ebook Edition. Hal : 28.

Duffie John A. & Beckmann William A. 1991. Solar Engineering of Thermal

Processes. John Wiley & Sons, Inc, New York.

Google, (online), Energi Fosil Menipis, Solar Cell Jadi Solusi,

http://www.republika.co.id/berita/ekonomi/bisnis/13/05/27/mnga8h-energi-fosil-menipis-solar-cell-jadi-solusi, tanggal akses 12 Februari

jam 10:30 WIB.

Handoyo E.A. Pengruh Jarak Kaca ke Plat Terhadap Panas yang Diterima Suatu

Kolektor Surya Plat Datar. Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen

Petra Vol.3, No.2, Oktober 2001:52-56.

Inti solar. Kolektor Flat.http://www.intisolar.com/news/kolektor_flat.html.

Diakses tanggal 15 Februari 2016 .

Johnson’s D. Table of absorptivity and emissivity of common materials and coatings. http://www.solarmirror.com/fom/fom-serve/cache/43.html.

Diakses tanggal 20 Februari 2016 jam 14.15 Wib.

Koestoer, Raldi Artono. 2002. Perpindahan Kalor. Edisi pertama. Salemba

Teknika, Jakarta. Hal : 187.

Lienhard IV JH. Lienhard V JH. A Heat Transfer Textbook, Third Edition

Phlogiston Press. Cambridge Massachusetts; 2003.

L. Streeter, Victor. 1995. Mekanika Fluida jilid 2. Alih Bahasa, Arko Prijono,

M.S.E. Erlangga, Jakarta. Hal : 10.

Matuska T.Z. hal.V Mathematical Model and Desaign Tool KOLEKTOR 2.2

Referrence Handbook (3rd draft, 01-2009). Czech Technical

University in Prague, Faculty of Mechanical Engineering Dept. Of

Environmental Engineering; 2009.

Mehmet Esent, Hikmet Hesen, (2005), Experimental Investigation Of A Two-

(17)

Philip K, San Y.K. Pengaruh Tebal Plat dan Jarak Antar Pipa Terhadap

Performansi Kolektor Surya Plat Datar. Jurnal Teknik Mesin

Universitas Kristen Petra Vol.3, No.2, Oktober 2001:47-51.

Philip Kristanto & James Laeyadi. Kolektor Surya Prismatik. Jurnal Teknik Mesin

vol. 2, No.1 April 2000 Universitas Kristen Petra, Surabaya. Hal 250.

Rosa Yasmendra. Rancang Bangun Kolektor Surya Plat Datar Energi Surya untuk

Sistem Pengeringan Pasca Panen.Jurnal Teknik Mesin Politeknik

Negeri Padang Vol.4, No.2, Desember 2007;ISSN 1829-8958.

Solar Dimension. Solar energy can reduce your electricity consumption by

between 30% and 60% (Depending on your hot water usage).

Capturing Solar Energy for Hot Water.

http://www.solardimension.co.za/solar_energy.html. Diakses tanggal

3 Februari 2016 pukul 19.30.

Soteris. A.Kalogirou (2009),Solar Energy Engineering, Printed in the United

States Of America

Tirtoatmodjo R. Handoyo E.A. Unjuk Kerja Pemanas Air Jenis Kolektor Surya

Plat Datar dengan Satu dan Dua Kaca Penutup. Jurnal Teknik Mesin

Universitas Kristen Petra Vol. 1, No.2, Oktober 1999:115-121.

Welty, Wicks, Wilson, Rorrer. Fundamental Of Momentum, Heat, And Mass

Transfer. 2002. Vol.2. Edisi Ke-empat, Alih Bahasa, Ir. Gunawan Prasetio. Erlangga, Jakarta. Hal : 2.

http://www.google.com/flat-platecollector//gambar.html diakses tanggal 15 februari

2016

http://www.google.com/consentratorcollector.html diakses tanggal 15 februari 2016

jam 15.30 Wib

http://www.google.com/evacuatedtubecollectors..html diakses tanggal 15 februari

2016 jam 15.30 Wib

http://www.google.com/evacuatedreceivedpicture.html diakses tanggal 15 februari

2016 jam 17.00 Wib

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_water_heating diakses tanggal 15 februari 2016

jam 17.00 Wib

http://bloghasnan blogspot.com/2012/04/memahami.sifat-sifat.dasar.aliran.html

(18)

Perhitungan dan Analisa Data

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian

Diagram alir pelaksanaan penelitian merupakan tahapan-tahapan dalam

pengerjaan skripsi. Penelitian ini dilakukan dengan kegiatan-kegiatan yang

meliputi :

Studi Literatur

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pelaksanaan Penelitian

Buku referensi, jurnal, internet, dll

Usulan Penelitian

Tahap Persiapan :

1. Pengecekan kolektor surya

2. Persiapan tangki air laut dan sirkulasi 3. Penyetelan alat ukur suhu

4. Pengujian kolektor surya

Pengumpulan data :

- Temperatur kolektor surya (0C) - Temperatur lingkungan (0C) - Temperatur Air laut (0C) - Waktu (menit)

- Radiasi Matahari

Kesimpulan Ya

Ya

Tidak

Selesai Mulai

(19)

3.2. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan November 2015 sampai April 2016

bertempat di gedung lantai IV Magister Pascasarjana Teknik Mesin, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3.3. Metode Pengujian

Kolektor surya ini nantinya sebagai pengganti pemanas (heater) pada

desalinasi air laut dengan suhu yang dicari adalah ±500C. Tujuannya untuk

mendapatkan uap air murni yang dikondensasikan melalui evaporator sehingga

menghasilkan air murni dan konsentrat garam, juga mengurangi penggunaan arus

listrik atau bahan bakar untuk memanaskan air laut. Oleh karena itu pertimbangan

yang perlu diperhatikan dalam pengujian ini, yaitu ekonomis, produktifitas tinggi,

mudah pembuatan dan mudah dioperasikan.

Pengujian kolektor yang akan dibahas meliputi plat absorber, penutup

transparan (kaca) dan isolasi pada kolektor. Adapun langkah pengujian terdiri dari

4 tahap atau fase, yakni : (Pahl dan Beitz)

1. Fase perumusan (Formulation Phase)

2. Fase fungsi (Functional Phase)

3. Fase pengujian (Test Phase)

4. Hasil (Result)

3.4. Prosedur Pengujian Kolektor Surya

Pengujian ini dilakukan dengan prosedur yang telah ditetapkan dalam

merekam data pada alat pengukuran suhu (agilent) agar pada saat pelaksanaan

pengujian tidak kehilangan waktu optimum pengujian. Waktu pengujian

dilakukan pada jam 9.00 wib sampai jam 17.00 wib. Prosedur pengujian disusun

sebagai berikut:

1. Hidupkan alat pengukur temperatur (agilent)

2. Buka kerudung kaca penutup kolektor surya

3. Hidupkan pompa air sirkulasi

4. Pasang titik-titik pengambilan suhu pada letak yang telah ditentukan

(20)

6. Stop perekeman data pada akhir jam

7. Matikan kembali semua yang berhubungan dengan arus listrik

8. Tutup kembali kolektor surya

3.5. Alat dan Bahan

Penelitian ini menggunakan alat dan bahan untuk pengukuran selama proses

pengujian.

3.5.1. Alat

1. Pompa

Pompa yang digunakan untuk mensirkulasikan air ke dalam pipa tembaga

adalah pompa aquarium yang memiliki daya cukup rendah.

Dengan spesifikasi pompa sebagai berikut :

Merk/model : Armada AR-1800

Frequence : 50 Hz

Tegangan/frekuensi : 220-240 V

Daya : 28 Watt

Total head : 1.5 m

Kapasitas maksimum : 1500 L/H

(21)

2. Agilent (Termokopel)

Digunakan untuk mengukur suhu di setiap titik pada kolektor maupun

tangki air.

Gambar 3.3 Agilent (termokopel)

Spesifikasi agilent :

a. Daya 35 Watt

b. Jumlah saluran termokopel 20 buah

c. Tegangan 250 volt

d. Mempunyai 3 saluran utama

e. Ketelitian termokopel 0,030C

f. Dapat memindai data hingga 250 saluran per detik

g. Mempunyai 8 tombol panel dan sistem kontrol

h. Fungsional antara lain pembacaan suhu termokopel, Resistence

Temperature Detector (RTD), termistor, dan arus listrik AC

3. Hobo Microstation Data Logger

Digunakan untuk mengukur temperatur udara, kecepatan angin, intensitas

cahaya dan kelembaban.

(22)

Spesifikasi sebagai berikut :

a. Skala pengoperasian : 200– 500C dengan baterai alkalin

400– 700C dengan baterai litium

b. Input sensor : 3 sensor pintar multi channel monitoring

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

d. Berat : 0,36 kg

e. Memori : 512Kb penyimpanan data nonvolatile flash

f. Interval pengukuran : 1 detik – 18 jam (tergantung pengguna)

g. Akurasi waktu : 0 - 2 detik

3.5.2. Bahan

1. Besi siku

Bahan ini digunakan sebagai kerangka atau dudukan dari bagian isolator

pada kolektor surya, ukuaran dari kerangka ini adalah panjang 126 cm, lebar 66

cm dan tinggi 20,5 cm.

Gambar 3.5 Kerangka Besi

2. Kayu Triplek

Bahan ini digunakan sebagai bagian luar pada kolektor surya, juga

digunakan sebagai isolator sehingga dapat meminimalkan panas yang hilang.

Konduktivitas termal kayu adalah 0,140 W/mK. Ukurannya adalah dengan

(23)

Gambar 3.6 Kayu Triplek

3. Rockwool

Bahan ini digunakan sebagai lapisan isolator, digunakan untuk mencegah

panas dari kolektor hilang keluar. Jenis rockwool yang dipakai adalah wire mesh

yang memiliki konduktivitas 0, 042 W/mk. Pada rancang bangun ini ketebalan

rockwool yang dirancang pada kolektor adalah 60 mm.

Gambar 3.7 Rockwool

4. Gabus (Sterofoam)

Bahan ini digunakan sebagai lapisan isolator, untuk mencegah kehilangan

panas pada kolektor surya. Konduktivitas sterofoam adalah 0,036 W/m.K.

Ketebalan gabus yang dirancang adalah 50 mm.

(24)

5. Kaca

Bahan ini digunakan sebagai jalur masuknya radiasi matahari dan untuk

mengurangi udara panas yang berada didalam kolektor agar tidak keluar, dalam

hal ini kaca penutup dibuat 2 lapis dengan ukuran sebagai berikut.

Kaca Penutup

a. Panjang = 1000 mm

b. Lebar = 500 mm

c. Tebal = 5 mm

Konduktivitas termal kaca berbahan glass adalah 1,3 W/m.K, transmisivitas ( ) =

0,85, refleksi ( ) = 0,09 absorsivitas ( ) = 0,06 dan emisivitas ( ) = 0,88.

Gambar 3.9 Kaca

6. Plat Aluminium

Bahan ini digunakan sebagai absorber. Plat aluminium ini memiliki

konduktivitas yang baik yaitu sebesar 237 W/m.K, emisivitas ( ) = 0,97 diberi cat

hitam agar radiasi yang masuk pada kolektor surya akan diserap sepenuhnya oleh

(25)

Gambar 3.10 Plat Alumunium

7. Pipa tembaga

Bahan ini digunakan sebagai penukar kalor untuk sirkulasi air, pipa tembaga

memilki penyerap dan penghantar panas yang baik. Konduktivitas tembaga adalah

385 W/m.K. Ukuran pipa tembaga yang digunakan adalah dimater ¼ inchi (6,35

mm), panjang total 8 m.

Gambar 3.11 Pipa tembaga

8. Air murni dan air laut

Air murni digunakan sebagai sirkulasi pada pipa penukar kalor untuk

memanaskan air laut, sedangkan air laut yang akan dipanasi untuk mendapatkan

uap air murni pada desalinasi air laut.

9. Poros (pejal)

Bahan ini digunakan sebagai penyangga kolektor yang akan disambungkan ke

(26)

Gambar 3.12 Poros (pejal)

10.Bearing

Bahan ini digunakan sebagai penyangga poros, untuk membantu dan

mempermudah pemasangan kabel termokopel agilent.

11.Tangki Air sirkulasi

Tangki ini terbuat dari sterofoam. Digunakan sebagai tempat air sirkulasi yang

akan dipompakan ke dalam pipa tembaga pada pada kolektor, ukuran dari

tangki ini adalah tinggi 30 cm, lebar 40 cm.

Gambar 3.13 Tangki Air sirkulasi

12.Tangki Air laut

Digunakan sebagai tempat air laut yang akan dipanasi oleh pipa penukar kalor,

(27)

Gambar 3.14 Tangki air laut

13.Penyangga Kolektor surya.

Digunakan sebagai penyangga atau dudukan pada kolektor surya. Ukurannya

adalah panjang 1,5 m x 1 m x 1,25 m.

Gambar 3.15 Penyangga kolektor surya

3.6. Set Up Experimental

Kabel termokopel yang terhubung ke agilent ditempelkan ke plat absorber,

kaca, kayu, pipa tembaga, kaca, ruang kolektor, air laut dan air sirkulasi. Untuk

memperoleh data-data temperatur dalam setiap menitnya (interval waktu

perekaman dapat disesuaikan). Lalu pada bagian belakang agilent dipasang

flasdisk untuk merekam data-data temperatur dari setiap kabel-kabel tersebut, kemudian tekan tombol scan pada agilent, lalu dihubungkan ke laptop

menggunakan kabel data USB. Setelah proses perekaman selesai, data dari kedua

(28)

Gambar 3.16 Set Up Experimental

Tabel 3.1 Titik-titik Pengukuran Temperatur pada Kolektor Surya

Chanel 101 Air Masuk Titik 1

Chanel 108 Air Keluar Titik 2

Chanel 112 Pipa Tembaga Titik 3

Chanel 113 Air Sirkulasi Titik 4

Chanel 114 Air Laut Titik 5

Chanel 115 Plat Absorber Titik 6

Chanel 116 Kaca Atas Titik 7

Chanel 117 Air Keluar APK Titik 8

Chanel 118 Ruangan Titik 9

Chanel 119 Kaca Bawah Titik 10

Aigilent Kabel Termokopel

1

2

3

6

7

4

8

5

10

9

Data Logger Hobo Dari tangki air laut

(29)

Berikut prosedur dalam pengujian, adapun langkah-langkah pengaturan agilent

sebagai berikut :

1. Tentukan titik-titik yang akan diukur pada kolektor surya, yang tertera

pada tabel diatas;

2. Hubungkan termokopel yang telah dipasang pada kolektor 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 yang terletak di belakang alat tersebut;

5. Hidupkan alat dengan menekan tombol on/off;

6. Set masing-masing channel pada agilent pada posisi pengukuran suhu

(temperature);

7. Tekan tombol interval untuk mengatur lama pengukuran yang akan

dilakukan. Selanjutnya gunakan tombol pemindah angka dan switch

perubah angka untuk mengatur waktu yang diinginkan;

8. Jika batas pengukuran telah dicapai, tekan tombol scan selama 2 detik

sampai muncul scan stop pada display alat, kemudian keluarkan flasdisk;

9. Data pengukuran temperatur telah tersimpan dalam format Microsoft

(30)

3.7. Kerangka Konsep Hasil Penelitian

[image:30.595.144.548.170.590.2]

Kerangka konsep hasil penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.17.

Gambar 3.17. Kerangka Konsep Penelitian Solar

Radiation

Temperatur Max Air Laut

Energi yang sampai pada kolektor



 2 1 Idt A Qinciden_t

Energi yang diserap air



Tw2 Tw1



C

m

Q_u  _w _pw 

Melaksanakan

Eksperimen

Semua Komponen Teruji

Posisi Kolektor Surya berdasarkan arah sinar matahari Letak Pemasangan Agilent Luas Absorber Isolator Tangki Air Laut Absorbsivitas Plat EFISIENSI

= Q_u/Q_incident

Massa Air Panas Jenis

(31)

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Pengujian

Jumlah energi panas untuk menaikkan temperatur air (qA) dapat dihitung.

Dimana laju aliran air yang melewati pipa-pipa penukar panas adalah 400

ml/menit atau 0,0004 m3/menit berdasarkan pengukuran yang dilakukan dengan

cara pengukuran menggunakan bejana ukur. Pada tanggal 20 April 2016,

temperatur rata-rata antara air sebelum masuk dan keluar pipa ̅ A =

(41,86+30.62)/2 = 36,24oC maka dari lampiran 2 diperoleh sifat-sifat air A =

993,169 kg/m3 Sedangkan massa air mA pada menit pertama adalah:

ṁA = A × QA

= 993,169 × 0,0004

= 0,397 kg/menit

Temperatur air masuk dan air keluar dapat diketahui berdasarkan

pengukuran yang dilakukan pada titik pipa masuk kolektor dan pipa keluar

kolektor sehingga alat agilent dapat membaca berapa temperatur air dari titik-titik

yang telah ditentukan.

4.1.1. BentukKolektor Surya

Kolektor surya pada rancang bangun ini adalah tipe plat datar. Panjang dari

pada kolektor surya ini adalah 1,5 m dengan lebar 0,64m. Berikut ini adalah

gambar detail kolektor surya beserta ukurannya [dalam mm].

(32)

Kolektor surya terdiri atas 4 lapisan yaitu kayu, sterofoam, rockwoll dan plat

alumunium.

Tabel 4.1 Konduktivitas Termal Bahan

Kaluminium = 237 W/m.K Ksterofoam = 0,036 W/m.K

Kkayu = 0,140 W/m.K Kglass = 1,3W/m.K

Krockwoll= 0,042 W/m.K Ktembaga = 0,19 W/m.K

Berikut dimensi dari kolektor surya :

(Keterangan : A=Luas; p=panjang; l=lebar; t=tebal) A1 = p1 x l1 = 1,5 m x 0,169 m = 0.2535 m2

A2 = p2 x l2 = 1,5 m x 0,160 m = 0.240 m2

A3 = p3 x l3 = 1,5 m x 0,110 m = 0.165 m2

A4 = p4 x l4 = 1,5 m x 0,050 m = 0.075 m2

A5 = p5 x l5 = 1,5 m x 0,51 m =0.765 m2

A6 = p6 x l6 = 1,5 m x 0,55 m = 0.825 m2

A7 = p7 x l7 = 1,5 m x 0,60 m = 0.90 m2

A8 = p8 x l8 = 1,5 m x 0,64 m = 0.96 m2

t1 = t8 = 7 mm

t2 = t7 = 50 mm

t3 = t6 = 60 mm

t4 = t5 = 0,3 mm

4.2. Perhitungan dan Hasil Data untuk Kaca Satu Lapis

Pada penelitian ini, perhitungan dan hasil data diperoleh dari pengujian alat

yang dilakukan pada tanggal 20 April 2016 saat kondisi matahari cerah.

4.2.1. Analisis Intensitas Radiasi Matahari (Solar Radiation)

Intensitas radiasi matahari diukur dengan menggunakan alat ukur sensor

radiasi yaitu pyranometer yang terdapat pada Hobo Micro Station Data Logger.

Alat ukur ini berada di Laboratorium Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

(33)

Berikut data hasil pengukuran Hobo terhadap Intensitas Radiasi Matahari pada

tanggal 20 April 2016.

Tabel data Intensitas radiasi pada setiap menitnya dapat dilihat pada lampiran 4.

Berikut adalah grafik Intensitas matahari tanggal 20 April 2016, pada gambar 4.2.

[image:33.595.113.510.198.406.2]

\

Gambar 4.2 Grafik Intensitas Radiasi Matahari Tanggal 20 April 2016

Radiasi maksimum intensitas radiasi matahari pada tanggal 20 April 2016

dari pukul 09.00 WIB – 17.00 WIB adalah 833,1 W/m2.

4.2.2. Perhitungan Kolektor Surya

Perhitungan panas pada kolektor surya dilakukan setiap menit. Untuk

perhitungan pada laporan ini digunakan data pengujian pada hari ke lima

pengujian, yaitu pada tanggal 20 April 2016 saat intensitas radiasi matahari yaitu

pukul 12.35 WIB. Temperatur permukaan plat, permukaan kaca dan dalam

kolektor diperoleh dari data Agilent, sedangkan temperatur lingkungan dan

intensitas radiasi matahari diambil dari data Hobo.

Berikut data suhu dan Intensitas Radiasi Matahari pada tanggal 20 April 2016

(34)

Tabel 4.3 Data Suhu dan Intensitas Radiasi Matahari Tanggal 20 April 2016

Waktu

Suhu (0C) Intensitas

Matahari

(W/m2) Plat Ruang

Kolektor

Kaca Kayu Lingkungan

12.35 71,64 57,97 47,97 38,36 35,91 833,1

4.2.3. Menghitung Koefisien Konveksi

a. Menghitung Koefisien Konveksi Permukaan Luar (h1)

Koefisien konveksi permukaan luar adalah koefisen konveksi antara udara

lingkungan terhadap permukaan kayu, h1 (koefisien konveksi natural)

Temperatur Lingkungan (Tr) vs Temperatur Permukaan Kaca (Ts)

Temperatur Lingkungan (TL) = 35,91 0C = 308,91K

Temperatur Kayu (Tk) = 38,36 0C = 311,36K

Temperatur Film (Tf) = 37,14 0C = 310,14K

Tabel 4.4 Sifat Fisik Udara pada Temperatur 310,14 K, pada lampiran 1.

Tf

(K) (kg/m3)

Cp

(J/kg.K)

x 10-5

(N.s/m2)

k x 10-2

(W/m.K)

x 10-5

(m2/s)

Pr

310,14 1,127664 1,007.405 1,893846 2,705013 2,400027 0,705580

 Menghitung bilangan Grashoff (GrL)

= massa jenis udara = 1,127664 kg/m3

g = gravitasi = 9,81 m/s2

= kemiringan kolektor = 00

= koefisien udara =

= 0,003237/K

L = panjang kolektor = 1,5 m

(35)

Maka :

⁄

GrL = 0,93 x 109

 Menghitung bilangan Rayleigh (RaL) RaL = GrL x Pr

RaL = Bilangan Rayleigh

GrL = Bilangan Grashoff

Pr = Bilangan Prandt

Maka :

RaL = 0,93 x 109 x 0,705580

= 0,66 x 109

 Menghitung bilangan Nusselt (Nu%) Nu% = 0,59 RaL0,25 untuk 104≤ RaL ≤ 109

Nu% = 0,1 RaL1/3 untuk 109≤ RaL ≤ 1013

Nu% = bilangan Nusselt

RaL = bilangan Rayleigh

Karena RaL diantara 104≤ RaL ≤ 109, maka besarnya bilangan Nusselt adalah

Nux = 0,59 RaL0,25

= 0,59 x (0,66 x 109)0,25

= 94,665

 Menghitung koefisien konveksi (h1)

Nux = atau h1=

Nux = bilangan Nusselt

l = lebar penampang kayu = 0,64 m

k = konduktivitas termal udara = 2,705013x 10-2 W/mk

maka :

h1 =

(36)

b. Menghitung Koefisien Konveksi Permukaan Dalam (h2)

Koefisien konveksi permukaan dalam adalah koefisien konveksi antara

udara dalam kolektor terhadap permukaan plat absorber.

Temperatur udara dalam kolektor (Tu) vs temperatur permukaan plat (Tp)

Temperatur udara kolektor (Tu) = 57,970C = 330,97 K

Temperatur plat absorber (Tp) = 63,950C = 336,95 K

[image:36.595.116.451.248.550.2]

Temperatur Film (Tf) = 60,960C = 333,96 K

Tf

(K) (kg/m3)

Cp

(J/kg.K)

x 10-3

(N.s/m2)

k x 10-2

(W/m.K)

x 10-5

(m2/s)

Pr

333,96 1,048376 1008,39 2,010811 2,888390 2,766779 0,695245

= koefisien udara =

= 0,00302/K

L = panjang kolektor = 1.5 m

= viskositas udara = 2,010811 Ns/m2

Maka :

GrL = 1,62 x 109

 Menghitung bilangan Raykeight (RaL) RaL = GrL x Pr

(37)

Maka :

RaL =1,62 x 109 x 0,695245

= 1,13 x 109

 Menghitung bilangan Nusselt (Nu%)

Nu% = 0,59 RaL0,25 untuk 104≤ RaL ≤ 109

Nu% = 0,1 RaL1/3 untuk 109≤ RaL ≤ 1013

RaL = bilangan Rayleigh

Nux = 0,1 RaL1/3

= 0,1 x (1,13 x 109)0,333

= 103,458

 Menghitung koefisien konveksi (h2) Nux = atau h2=

l = lebar penampang plat= 0,05 m

k = konduktivitas termal udara = 2,888390 x10-2 W/mk

maka :

h2 =

= 59,765 W/m2K

4.2.4. Menghitung Kehilangan Panas

1. Menghitung Kehilangan Panas pada Sisi Dinding (Q1)

Q

1

= U

d

.A(T

u

–

T

L

)=

Ud = koefesien pindahan panas menyeluruh pada dinding

h1 = koefesien konveksi permukaan luar (W/m2.K)

h2 = koefisien konveksi permukaan dalam (W/m2.K)

(38)

TL = temperatur lingkungan (K)

t1 = tebal kayu (m)

t2 = tebal sterofoam (m)

t3 = tebal rockwoll (m)

t4 = tebal plat absorber (m)

kky = konduktivitas termal kayu (W/m.K)

kst = konduktivitas termal sterofoam (W/m.K)

krw = konduktivitas termal rockwoll (W/m.K)

kp = konduktivitas termal plat absorber (W/m.K)

A1 = luas penampang kayu pada sisi dinding (m2)

A2 = luas penampang sterofoam pada sisi dinding (m2)

A3 = luas penampang rockwoll pada sisi dinding (m2)

A4 = luas penampang plat absorber pada sisi dinding (m2)

Gambar 4.3 Lapisan-lapisan Susunan Kolektor

= 0,197238 K/W

= 5.787037 K/W

(39)

= 0,00001688K/W

= 0,223093 K/W

Maka :

Q1 =

= 1,39 Watt x 2 = 2,78 Watt

Kehilangan panas pada sisi dinding lainnya,

A1.1 = luas penampang kayu pada sisi dinding (m2)

A2.1 = luas penampang sterofoam pada sisi dinding (m2)

A3.1 = luas penampang rockwoll pada sisi dinding (m2)

A4.1 = luas penampang plat absorber pada sisi dinding (m2)

Q1 = Ud.A(Tu– TL

)=

Qb =

= 0,590 x 2 = 1,181 Watt

Jadi total kehilangan panas pada sisi dinding Q1 = 2,78 + 1,489 = 3,964 Watt

2. Menghitung Kehilangan Panas pada Sisi Alas (Q2)

Q2 = UbA(Tu-Tr) =

Ub = koefisien pindahan panas menyeluruh pada sisi bawah (alas)

h1 = koefisien konveksi permukaan luar (W/m2.K)

(40)

Tr = temperatur lingkungan (K)

t8 = tebal kayu (m)

A8 = luas penumpang kayu pada sisi alas (m2)

A7 = luas penampang sterofoam pada sisi alas (m2)

A6 = luas penampang rockwoll pada sisi alas (m2)

A5 = luas penampang plat absorber pada sisi alas (m2)

=

0,052083 K/W

=

1.543209 K/W

=

1,731601 K/W

=

0,00000165 K/W

= 0,021872 K/W

Maka :

Q2 =

(41)

3. Menghitung Kehilangan Panas pada kaca/Cover (Q3)

[image:41.595.106.512.93.744.2]

Berikut adalah disain dari kolektor surya plat datar dengan kaca berlapis, pada

gambar 4.4.

Gambar 4.4 Dimensi Kolektor Surya Kaca Satu Lapis

Q3 =Ua.A(Tp-Tr)

* Ua =

{

}

+ ( )

Ua = koefisien pindahan panas menyeluruh pada kaca (cover)

N = jumlah kaca/cover = 1 lembar

β = sudut kemiringan kolektor = 00

σ = konstanta Stefan-Boltzman = 5,67 x 10-8 W/m.K4 C = 520(1 –0,000051.β2) untuk 00≤ β ≤ 700 = 520

e = 0,43 (1 – (100/Tu)) = 0,300078

εk = emisivitas kaca = 0,88

εp = emisivitas plat = 0,97

hw = koefisien perpindahan kalor konveksi = 2,8 + 3w = 13 W/m2.0C

f = (1 + 0,089hw – 0,1166hw. εp)(1 + 0,07866N) = 0,806

A = luas permukaan kaca = 0,96 m2

Tu = temperatur udara dalam kolektor (oC)

Tr = temperatur lingkungan (oC)

Tp = temperature plat absorber (oC)

a =

{

⁄

}

(42)

= 1,2342W/m2.0C

b =

₍ ₎

( )

= 4,0352W/m2.0C

Ua = a + b = 5,269W/m2.0C

maka:

Q3 = 5,005 W/m2.0C x 0,96 m2 x (71,640C –35,91 0C)

= 180,75 Watt

Dari hasil perhitungan kehilangan panas yang telah dilakukan, maka diperoleh

total kehilangan panas pada kolektor adalah:

Qloss = Qdinding + Qalas + Qatas

= 3,964 + 5,31 + 180,75

= 190,032 Watt

4.2.5. Menghitung Energi yang Sampai ke kolektor Kaca Satu Lapis

Energi yang sampai pada kolektor dapat dihitung dengan menggunakan

rumus:



 2

1 Idt A Q_incident Dimana:

A : Luas penampang dari pelat absorber (m2)

: 0,96 m2

Penelitian dimulai pukul 09.00 WIB pada intensitas awal 421 W/m2 dan

intensitas tertinggi 833 W/m2 pada pukul 12.35 WIB. Dengan memperhatikan

(43)

Gambar 4.12, maka dapat kita hitung besarnya energi berguna kolektor Alat

pemanas air tenaga surya.

Dengan memperhatikan grafik intensitas matahari yang terjadi saat

penelitian ini maka dapat kita hitung besarnya energi yang sampai pada solar

kolektor pemanas air laut sebagai berikut:

Gambar 4.5 Grafik Intensitas Matahari Vs Waktu, Tanggal 20 April 2016

Untuk menyelesaikan persamaan: 



2

1 Idt A Q_incident

Harga



2

1

Idtdapat dihitung dari luas dibawah kurva dengan menggunakan metode

trapesium. Dimana setiap 1 menit (60 detik) kita menghitung luas dibawah kurva

dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

X y y

L   

2 1 0 1 Maka: 60 2 60 , 420 90 , 421 1    L 2 1 25.275Joule/m

L

(44)

Karena air telah mencapai temperatur maksimum pada pukul 12.35 WIB, dengan

menggunakan bantuan MS Excel, maka besarnya luas di bawah kurva di dapat

sebagai berikut:

6.883.593.



L

Sehingga energi yang sampai pada kolektor adalah:

6.883.593 6x 9 , 0  incident Q kJ Qincident 6608,249 4.2.6 Energi yang Diserap oleh Air

Energi ini dapat di hitung dengan menggunakan rumus:

) ( _w₂ _w₁

pw w

u m C T T

Q  

Dimana:

mw = Massa air (kg) = 20 kg

Cp.w = Panas jenis dari air laut (kJ/kg.

0

C) = 4,18 kJ/kg0C

Tw1 = Temperatur awal air sebelum dipanaskan oleh kolektor (

0

C) = 30,740C

Tw2 = Temperatur aktual setelah dipanaskan oleh kolektor (

0

C) = 47,080C

Maka: ) 74 , 30 27 , 51 ( 18 , 4

20  

 x Qu kJ 1715,639 

4.2.7 Efisiensi dari Kolektor Kaca Satu Lapis

Efisiensi kolektor untuk memanaskan air dengan menggunakan air

sirkulasi dapat dihitung sebagai berikut:

(45)

Berikut grafiik efisiensi dari perhitungan efisiensi kolektor surya kaca satu lapis

[image:45.595.117.499.158.371.2]

permenitnya dengan bantuan Ms. Excel dapat dilihat pada lampiran 6.

Gambar 4.6. Grafik Efisiensi Kolektor Surya Kaca satu lapis Vs Qu

4.3. Perhitungan dan Hasil Data untuk Kolektor Kaca Berlapis

Pada penelitian ini, perhitungan dan hasil data diperoleh dari pengujian alat

yang dilakukan pada tanggal 4 Januari 2016 saat kondisi matahari cerah.

4.3.1. Analisis Intensitas Radiasi Matahari (Solar Radiation)

Intensitas radiasi matahari diukur dengan menggunakan alat ukur sensor

radiasi yaitu pyranometer yang terdapat pada Hobo Micro Station Data Logger.

Alat ukur ini berada di Laboratorium Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara.

Berikut data hasil pengukuran Hobo terhadap Intensitas Radiasi Matahari pada

tanggal 04 Januari 2016.

Tabel Data Intensitas Matahari 04 Januari 2016 untuk permenitnya tertera pada

lampiran 5.

Berikut adalah grafik Intensitas matahari tanggal 04 Januari 2016, pada gambar

(46)

Gambar 4.7 Grafik Intensitas Radiasi Matahari Tanggal 04 Januari 2016

Radiasi maksimum intensitas radiasi matahari pada tanggal 04 Januari

2016 dari pukul 09.00 WIB – 17.00 WIB adalah 870,6 W/m2.

4.3.2. Perhitungan Kolektor Surya Kaca Berlapis

Perhitungan panas dan efisiensi pada kolektor surya dilakukan setiap menit.

Untuk perhitungan pada laporan ini digunakan data pengujian pada hari ke empat

pengujian, yaitu pada tanggal 04 Januari 2016 saat intensitas radiasi matahari

maksimum pada pukul 12.41 WIB. Temperatur permukaan plat, permukaan kaca

dan dalam kolektor diperoleh dari data Agilent, sedangkan temperatur lingkungan

dan intensitas radiasi matahari diambil dari data Hobo.

Berikut adalah data suhu pada tiap titik kolektor dan Intensitas Radiasi Matahari

maksimum pada tanggal 04 Januari 2016 pukul 12.41 WIB.

Tabel 4.6 Data Suhu dan Intensitas Radiasi Matahari 04 Januari 2016, pada

lampiran.

Waktu

Suhu (0C) Intensitas

Matahari

(W/m2) Plat Ruang

Kolektor

Kaca

1

Kaca

2

Kayu Lingkungan

(47)

4.3.3. Menghitung Koefisien Konveksi

a. Menghitung Koefisien Konveksi Permukaan Luar (h1)

Koefisien konveksi permukaan luar adalah koefisen konveksi antara udara

lingkungan terhadap permukaan kayu, h1 (koefisien konveksi natural)

Temperatur Lingkungan (TL) vs Temperatur Permukaan Kayu (Ts)

Temperatur Lingkungan (TL) = 33,860C = 306,86 K

Temperatur Kayu (Tk) = 38,840C = 311,84 K

Temperatur Film (Tf) = 36,350C = 309.35 K

Tf

(K)

(kg/m3)

Cp

(J/kg.K)

x 10-5

(N.s/m2)

k x 10-2

(W/m.K)

x 10-5

(m2/s)

Pr

309,35 1.1302698 1007.003 1,8901508 2,699219 2,317348 0,705690

= massa jenis udara = 1.1302698 kg/m3

= koefisien udara =

= 0,00326/K

L = panjang kolektor = 1,5 m

Maka :

GrL = 1,92 x 109

 Menghitung bilangan Rayleigh (RaL) RaL = GrL x Pr

(48)

Maka :

RaL = 1,92 x 109 x 0,705690

= 1,35 x 109

 Menghitung bilangan Nusselt (Nu%) Nu% = 0,59 RaL0,25 untuk 104≤ RaL ≤ 109

Nu% = 0,1 RaL1/3 untuk 109≤ RaL ≤ 1013

RaL

= bilangan Rayleigh

Nux = 0,59 RaL0,25

= 0,59 x (1,35 x 109)0,25

= 113,249

 Menghitung koefisien konveksi (h1) Nux = atau h1=

l = lebar kolektor surya = 0,64 m

k = konduktivitas termal udara = 2,699219 x 10-2 W/mk

maka :

h1 =

= 4,776 W/m2K

b. Menghitung Koefisien Konveksi Permukaan Dalam (h2)

Koefisien konveksi permukaan dalam adalah koefisien konveksi antara udara

dalam kolektor terhadap permukaan plat absorber.

Temperatur udara kolektor (Tu) vs temperatur permukaan plat absorber (Tp)

Temperatur udara kolektor (Tu) = 61,340C = 334,34 K

Temperatur plat absorber (Tp) = 69,410C = 342,41 K

(49)

Tf

(K)

(kg/m3)

Cp

(J/kg.K)

x 10-3

(N.s/m2)

k x 10-2

(W/m.K)

x 10-5

(m2/s)

Pr

338,37 1,0336763 1008,535 2,027146 2,9140009 2,818001 0,694627

= koefisien udara =

= 0,00299/K

L = panjang kolektor = 1.5 m

Maka :

GrL = 2,07 x 109

 Menghitung bilangan Raykeight (RaL) RaL = GrL x Pr

Pr = Bilangan Prandt

Maka :

RaL = 2,07 x 109 x 0,694627

= 0,144 x 109

 Menghitung bilangan Nusselt (Nu%)

Nu% = 0,59 RaL0,25 untuk 104≤ RaL ≤ 109

Nu% = 0,1 RaL1/3 untuk 109≤ RaL ≤ 1013

(50)

Nux = 0,59 RaL0,25

= 0,59 x (0,144 x 109)0,25

= 114,981

 Menghitung koefisien konveksi (h2)

Nux =

atau h2=

l = lebar penampang plat = 0,05 m

k = konduktivitas termal udara = 2,027146 x 10-2 W/mk

maka :

h2 =

= 67,011 W/m2K

4.3.4. Menghitung Kehilangan Panas

1. Menghitung Kehilangan Panas pada Sisi Dinding (Q1)

Q1 = Ud.A(Tu– TL)=

Ud = koefesien pindahan panas menyeluruh pada dinding

h1 = koefesien konveksi permukaan luar (W/m2.K)

Tu = temperatur udara dalam kolektor (K)

t1 = tebal kayu (m)

(51)

A1 = luas penampang kayu pada sisi dinding (m2)

A2 = luas penampang sterofoam pada sisi dinding (m2)

A3 = luas penampang rockwoll pada sisi dinding (m2)

[image:51.595.201.437.226.383.2]

A4 = luas penampang plat absorber pada sisi dinding (m2)

Gambar 4.8 Lapisan-lapisan Susunan Kolektor

= 0,197238 K/W

= 5.787037 K/W

= 8,658008 K/W

= 0,00001688 K/W

= 0,19897185 K/W

Maka :

Qa =

(52)

Kehilangan panas pada sisi dinding lainnya,

A1.1 = luas penampang kayu pada sisi dinding (m2)

A2.1 = luas penampang sterofoam pada sisi dinding (m2)

A3.1 = luas penampang rockwoll pada sisi dinding (m2)

A4.1 = luas penampang plat absorber pada sisi dinding (m2)

Q1 = Ud.A(Tu– TL)=

Qb =

= 0,744 x 2 = 1,489 Watt

Jadi total kehilangan panas pada sisi dinding Q1 = 3,5 + 1,489 = 4,989 Watt

2. Menghitung Kehilangan Panas pada Sisi Alas (Q2)

Q2 = UbA(Tu-Tr) =

Ub = koefisien pindahan panas menyeluruh pada sisi bawah (alas)

h1 = koefisien konveksi permukaan luar (W/m2.K)

Tu = temperatur udara dalam kolektor (K)

t8 = tebal kayu (m)

A8 = luas penumpang kayu pada sisi alas (m2)

A7 = luas penampang sterofoam pada sisi alas (m2)

(53)

A5 = luas penampang plat absorber pada sisi alas (m2)

= 0,052083 K/W

= 1.543209 K/W

= 1,731601 K/W

= 0,00000165 K/W

= 0,01950704 K/W

Maka :

Q2 =

= 5,38` Watt

3. Menghitung Kehilangan Panas pada kaca/Cover (Q3)

[image:53.595.109.445.114.466.2]

Berikut adalah disain dari kolektor surya plat datar dengan kaca berlapis, pada

gambar 4.10.

Gambar 4.9 Dimensi Kolektor Surya

qa = Ua x Aa x (TPA– TL)

Keterangan :

Qa = Kehilangan panas dari bagian atas

Aa = Luas sisi kolektor bagian atas

[image:53.595.117.501.519.619.2]

(54)

Tk1 = Temperatur kaca pentup 1

Tk2 = Temperatur kaca penutup 2

TG1 = Ruangan antara kaca penutup 1 dan 2

TG2 = Ruangan kolektor surya (antara kaca 2 dan absorber).

TL = Temperatur lingkungan

Nilai qa sebanding dengan perkalian koefisien kehilangan energi panas dari

bagian atas (Ua) dengan luas sisi kolektor bagian atas (Aa) dan temperatur plat

abosrber (TPA) dan lingkungan (TL).

Ua =

hv-K1 = Koefisien kehilangan panas secara konveksi akibat angin yang berhembus

diatas permukaan kaca penutup 1.

hv-K1 = 5,7 + 3,8w (w < 5 m/s)

hv-K1 = 6,4 w0,78 (w > 5 m/s)

dimana nilai kecepatan angin (w) yang terukur pada pukul 12.41 WIB adalah

0,006 m/s lebih kecil dari 5 m/s2

hv-K1 = 5,7 + 3,8w

= 5,7 + (3,8 x 0,006)

= 5,7228 W/m2.K

hd-K1 atau hd-K2 = Koefisien kehilangan energi panas karena konduktivitas termal

kaca penutup 1 atau 2.

hd-K1 =

k = konduktivitas termal kaca berbahan glass adalah 1,3 W/m.k

t = tebal kaca penutup 1 ( 5mm = 0,005m).

hd-K1 =

= 260 W/m2.K

(55)

hv-K2 =

Nu = bilangan Nusselt

k = konduktivitas termal udara

t = ketinggian pada ruangan kosong antara kaca penutup 1 dan 2 (G1)

Dalam perhitungan bilangan tersebut memerlukan sifat-sifat udara yang dianalisa

pada temperatur ruangan kosong antara penutup 1 dan 2 (G1) yang diperoleh dari

nilai rata-rata antara Tk1 dan Tk2.

TG1 =

= 328,44 K

Tabel 4.9 Sifat fisik udara pada temperatur 328,44 K, pada lampiran 1.

Tf

(K) (kg/m3)

Cp

(J/kg.K)

v (m2/s)

k

(W/m.K)

Pr

328,44 1.0667500 1008.137 0,0000188 0,0284045 0.703018

Maka :

GrL(G1) =

= = 6301090,184

Sehingga bilangan RaL diperoleh dengan persamaan .

RaL(G1) = GrL(G1) × PrL(G1)

= 6301090,184 × 0.703296 = 4429781,899

Bilangan NuLuntuk 102< RaL< 108 dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Dimana dari tabel 2.4 dengan  = 0 diperoleh parameter m = 0,07, n = 0,32 × 104,

(56)

NuL(G1) = 1 +

= 1 +

= 12,42

Maka hv-K2didapat dengan persamaan.

hv-K2 =

=

= 70,61 W/m2.K.

hd-K2 sama dengan nilai hd-K1 karena konduktivitas bahan dan tebal kaca sama,

yaitu 260 W/m2.K.

hr-PA = kehilangan panas akibat radiasi dari plat absorber ke lingkungan dapat

ditentukan dengan persamaan berikut.

Dimana = 5,67 x 10-8 W/m2.K (nilai konstanta Stefan Boltzman),  K1= 0,88 dan  PA= 0,97.

hr-PA =

=

= 7,09 W/m2.K.

hv-PA = Koefisien kehilangan energi panas akibat konveksi pada permukaan plat absorber. Nilai hv-PA didapatkan seperti langkah-langkah pada perhitungan hv-K2.

Perhitungan hv-PA perlu diketahui dulu sifat udara pada temperatur ruang antara

(57)

Tabel 4.10 Sifat fisik udara pada temperatur 334,34 K , pada lampiran 1.

Tf

(K) (kg/m3)

Cp

(J/kg.K)

v (m2/s)

k

(W/m.K)

Pr

334,34 1.0470965 1,0083738 0,00001935 0,028841 0,702191

Sedangkan tG2 = 0,04 m. Maka GrL pada ruang antara kaca dengan plat absorber adalah :

GrL(G2) =

=

= 20260511,47

RaL(G2) = GrL(G2) × Pr(G2)

= 20260511,47× 0,702191

= 14226760,15

Bilangan NuL pada Gap 2 yaitu:

NuL(G2) = 1 +

= 1 +

= 17,86

Sehingga hv-PA adalah:

hv-PA =

=

(58)

Setelah hv-PA diperoleh maka Ua adalah:

Ua =

= 4,05 W/m2. K

Besarnya kehilangan panas melalui permukaan kaca penutup 1 dengan luas AK1 =

0,96 m2dapat dihitung dengan persamaan.

Q3 = Ua × AK1 × (TPA-TL)

= 4,05 × 0,96 x ( 307,09)

= 137,45 Watt

Dari hasil perhitungan kehilangan panas yang telah dilakukan, maka diperoleh

total kehilangan panas pada kolektor adalah :

Qloss = Qdinding + Qalas + Qatas

= 4,99 + 5,38 + 137,45

= 147,838 Watt.

4.3.5 Menghitung Energi yang Sampai ke Kolektor untuk Kaca Berlapis

Energi yang sampai pada kolektor dapat dihitung dengan menggunakan

rumus:



 2

Dimana:

A : Luas penampang dari pelat absorber (m2)

(59)

Penelitian dimulai pukul 09.00 WIB pada intensitas awal 385 W/m2 dan

intensitas tertinggi 870 W/m2 pada pukul 12.41 WIB. Dengan memperhatikan

grafik intensitas matahari yang terjadi pada saat penelitian ini ditunjukkan pada

Gambar 4.10, maka dapat kita hitung besarnya energi berguna kolektor Alat

pemanas air tenaga surya.

Dengan memperhatikan grafik intensitas matahari yang terjadi saat penelitian ini

maka dapat kita hitung besarnya energi yang sampai pada solar kolektor pemanas

air laut sebagai berikut:

Gambar 4.10. Grafik Intensitas Matahari Vs Waktu,Tanggal 04 Januari 2016

Untuk menyelesaikan persamaan: 



2

Harga



2

1

Idtdapat dihitung dari luas dibawah kurva dengan menggunakan metode

trapesium. Dimana setiap 1 menit (60 detik) kita menghitung luas dibawah kurva

dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

X y y

L   

2 1 0

(60)

Maka: 60 2 4 , 389 6 , 385 1    L 2 123.250Joule/m

L

Sehingga luas dibawah kurva dalam 1 (satu) menit adalah 25.275 Joule/m2.

Karena air telah mencapai temperatur maksimum pada pukul 12.41 WIB, dengan

menggunakan bantuan MS Excel, maka besarnya luas di bawah kurva di dapat

sebagai berikut:

7.380.345



<