Kompor surya menggunakan penyimpan panas dengan variasi apertur kolektor - USD Repository

(1)

i

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Program Studi Sains dan Teknologi

Oleh:

Deny Kris Riyantaka

NIM : 065214005

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

SOLAR COOKER USING THERMAL STORAGE WITH AN

APERTURE AREA VARIATION OF COLLECTOR

FINAL ASSIGNMENT

Presented as partial fullfilment to obtain the Sarjana Teknik degree In Mechanical Engineering study program

by

Deny Kris Riyantaka

Student Number : 065214005

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

alternatif untuk memasak. Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m2 sehingga cukup memadai untuk membuat kompor dengan energi surya. Tujuan penelitian adalah mengetahui unjuk kerja kompor yang meliputi temperatur maksimal, efisiensi kompor dan efisiensi sensibel yang dapat dihasilkan.

Kompor surya kolektor parabola silinder terdiri dari 1 pipa absorber tembaga berdiameter 1 inchi dengan panjang 1 m, menggunakan variasi luas apertur kolektor, selubung kaca dan reflektor berukuran 1,5 m x 1 m, kompor yang terbuat dari plat tembaga berukuran 16 cm x 16 cm x 4 cm, dan oli sebagai fluida kerja. Variabel yang divariasikan yaitu luas apertur kolektor dengan luas apertur : 0.5 m2, 0.8 m2, dan 1.1 m2 . Variabel yang diukur meliputi temperatur fluida kerja masuk pipa absorber (T1), temperatur udara

sekitar (Ta), radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G), temperatur fluida kerja keluar pipa absorber (T2), temperatur air dalam panci

pemasak (T3), temperatur tangki penyimpan (T4), dan lama waktu pemanasan

air dalam panci pemasak.

Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: telah berhasil dibuat kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas menggunakan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang dapat didukung kemampuan industri lokal. Dari data yang diperoleh, temperatur air yang dipanaskan (T3) terdapat pada kompor dengan luas apertur 1.1 m2 dengan suhu 88°C pada pengambilan data keempat. sedangkan pada kompor dengan luas apertur 0.5 m2 dan kompor dengan luas apertur 0.8 m2 hanya mencapai 69°C dan 81°C. Efisiensi kompor tertinggi terdapat pada kompor dengan luas apertur 0.5 m2yang mencapai 64.02 % pada pengambilan data keempat, efisiensi sensibel tertinggi terdapat pada kompor dengan luas apertur 0.5 m2yang mencapai 7.29 % pada pengambilan data keempat.

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan lancar dan tepat pada waktunya. Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk mencapai derajat sarjana S – 1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Sekarang telah memasuki era globalisasi sehingga banyak tenaga kerja yang terampil dan berkualitas dibutuhkan oleh perusahaan-perusahaan. Oleh sebab itu, program studi Teknik Mesin fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta telah mempersiapkan mahasiswa dengan melatih keterampilan melalui Tugas Akhir ini sebagai bekal masuk dalam dunia kerja. Penulis mengharapkan hasil yang maksimal dari Tugas Akhir yang dilaksanakan selama kurang lebih 1 semester di kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta.

Penulis telah membuat laporan hasil dari Tugas Akhir yang telah diadakan dan dilaksanakan di kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta. Dalam laporan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

2. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan.

(9)

(10)

x DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

DAFTAR DEWAN PENGUJI ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

PERNYATAAN PUBLIKSI ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI... x

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL... xv

BAB I ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 4

1.5 Batasan Masalah ... 4

BAB II... 5

2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 5

2.2 Dasar Teori... 6

(11)

xi

3.3 Variabel yang divariasikan... 13

3.4 Peralatan Pendukung... 14

3.5 Variabel yang diukur... 15

3.6 Langkah penelitian... 16

3.7 Pengolahan dan analisis data... 16

BAB IV ... 17

4.1 Data Penelitian ... 17

4.2 Perhitungan faktor pelepas panas... 29

4.3 Perhitungan efisiensi kolektor... 30

4.4 Perhitungan efisiensi sensibel ... 30

4.5 Perhitungan daya sensibel... 31

4.6 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan... 40

BAB V ... 52

5.1 Kesimpulan ... 52

5.2 Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1. Kompor surya tampak samping………...7

Gambar 3. 1. Skema Alat ... 11

Gambar 3. 2. Komponen kompor surya……... 12

Gambar 3. 3. Peletakkan termokopel……. ... 12

Gambar 3. 4. Kolektor parabola……... 12

Gambar 3. 5. Variasi luas apertur kolektor………...14

Gambar 4. 1. Grafik hubungan Temperatur (T2), Radiasi Surya (G) dengan Waktu Tanggal 28 April 2009... 18

(13)

xiii

dengan Waktu Tanggal 1 Mei 2009... 25 Gambar 4. 11. Grafik hubungan Temperatur (T3), Radiasi Surya (G)

dengan Waktu Tanggal 2 Mei 2009... 29 Gambar 4. 16.Grafik hubungan Efisiensi kolektor ( ηk ), G surya dengan

Waktu pada Data Tanggal 28 April 2009 ... 40 Gambar 4. 17. Grafik hubungan Efisiensi sensibel( ηs ), G surya dengan

Waktu pada Data Tanggal 28 April 2009 ... 41 Gambar 4. 18.Grafik hubungan Efisiensi kolektor ( ηk ), G surya dengan

(14)

xiv

Gambar 4. 20.Grafik hubungan Efisiensi kolektor ( ηk ), G surya dengan

Waktu pada Data Tanggal 30 April 2009 ... 45 Gambar 4.22. Grafik hubungan Efisiensi kolektor( ηk ), G surya dengan

Waktu pada Data Tanggal 1 Mei 2009 ... 46 Gambar 4. 23. Grafik hubungan Efisiensi sensibel( ηs ), G surya dengan

Waktu pada Data Tanggal 1 Mei 2009 ... 47 Gambar 4. 24.Grafik hubungan Efisiensi kolektor ( ηk ), G surya dengan

Waktu pada Data Tanggal 2 Mei 2009 ... 48 Gambar 4. 25.Grafik hubungan Efisiensi sensibel( ηs ), G surya dengan

(15)

xv

Tabel 4. 2. Pengambilan II Data Tanggal 29 April 2009... 19

Tabel 4. 3. Pengambilan III Data Tanggal 30 April 2009 ... 22

Tabel 4. 4.Pengambilan IV Data Tanggal 1 Mei 2009 ... 25

Tabel 4. 5. Pengambilan V Data Tanggal 2 Mei 2009... 28

Tabel 4. 6. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 28 April 2009...33

Tabel 4. 7. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 29 April 2009...34

Tabel 4. 8. PerhitunganEfisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 30 April 2009...35

Tabel 4. 9. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 1 Mei 2009...37

(16)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar dan minyak bumi untuk memasak telah banyak penelitian dilakukan untuk meningkatkan efisiensi tungku kayu tradisional dan mencari sumber energi alternatif untuk memasak. Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m2. Cara pemanfaatan energi surya untuk memasak adalah dengan menggunakan kompor energi surya yang mengkonversikan radiasi surya yang datang menjadi panas. Panas yang dihasilkan dapat digunakan untuk memasak baik secara langsung (dengan kompor surya jenis kotak atau parabola piringan) maupun tidak langsung (dengan kompor surya jenis parabola silinder atau jenis pelat datar). Penggunaan kompor ini juga sejalan dengan target pengurangan emisi karbondioksida di atmosfer (berdasarkan Protokol Kyoto).

Kompor surya yang paling umum dimasyarakatkan di Indonesia dan negara berkembang lain adalah jenis kotak dan jenis parabola piringan, hal ini disebabkan pembuatan kedua jenis kompor surya ini relatif mudah dan murah. Tetapi di beberapa negara/ daerah kedua jenis kompor surya ini sulit diterima masyarakat, hal ini disebabkan karena cara memasak dengan kedua jenis kompor surya ini berbeda dengan kebiasaan memasak masyarakat. Kebiasaan memasak masyarakat diantaranya : (1) memasak dilakukan di dalam ruangan, (2) waktu

(17)

memasak pagi, siang dan malam, (3) cara memasak dengan mengukus atau menggoreng.

Cara memasak dengan kompor surya jenis parabola piringan dilakukan di luar ruangan sehingga kurang nyaman karena orang yang memasak harus berjemur di bawah radiasi surya. Kompor surya jenis kotak hanya dapat memanggang dan mengukus tetapi tidak dapat digunakan untuk menggoreng. Kelemahan lain dari kedua jenis kompor surya tersebut adalah hanya dapat dipakai pada saat radiasi surya cukup banyak (pada siang hari dan cuaca tidak mendung). Selain itu umur pemakaian kedua jenis kompor surya umumnya ini tidak lama.

(18)

3

biaya yang lebih mahal dibandingkan kompor surya jenis kotak dan parabola piringan.

Pemanfaatan bahan dasar yang tersedia di pasar lokal merupakan cara untuk menekan biaya pembuatan kompor surya jenis kolektor datar. Penyederhanaan teknik pembuatan sampai tingkat teknologi yang dapat dikerjakan oleh industri lokal merupakan cara mengatasi kendala teknologi pembuatan kompor surya jenis parabola silinder. Pemanfaatan bahan dan teknologi yang terdapat di pasar dan industri lokal akan mempengaruhi unjuk kerja kompor surya jenis parabola silinder atau pelat datar ini.

1.2 Perumusan Masalah

Pada penelitian ini akan dibuat model kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas menggunakan bahan dan teknologi yang tersedia di pasar dan industri lokal untuk mengetahui kemungkinan penerapannya di Indonesia. Kemungkinan penerapan kompor surya jenis parabola silinder di Indonesia ditentukan oleh unjuk kerja yang dihasilkan. Unjuk kerja kompor surya ditunjukkan oleh temperatur maksimal, efisiensi kompor, efisiensi sensibel dan efisiensi laten yang dapat dihasilkan.

1.3 Tujuan Penelitian

(19)

1. Membuat model kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas menggunakan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang dapat didukung kemampuan industri lokal.

2. Mengetahui temperatur maksimal (temperatur air yang di panaskan ), efisiensi kompor, dan efisiensi sensibel yang dapat dihasilkan.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini :

1. Menambah kepustakaan teknologi kompor tenaga surya.

2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi kompor surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan kayu bakar dan minyak bumi sehingga kelestarian hutan dan alam dapat terjaga.

1.5 Batasan Masalah

1. Unjuk kerja kompor surya ditunjukkan oleh temperatur maksimal, efisiensi kompor dan efisiensi sensibel yang dapat dihasilkan.

2. Fluida kerja yang digunakan oli sebagai penyimpan panas.

(20)

5 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

Nusa Tenggara Timur merupakan propinsi termiskin di Indonesia disusul Lampung, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat dan Sulawesi Tenggara. Masyarakat di daerah-daerah ini umumnya memanfaatakan kayu bakar untuk memasak. Penggunaan kompor surya merupakan salah satu cara untuk mencegah kerusakan hutan (Suharta et al, 2005). Penggunaan kompor surya jenis kotak dan parabola di India masih dibawah biogas. Hal ini disebabkan cara memasak dengan kompor surya jenis kotak dan parabola berbeda dengan kebiasaan memasak masyarakat India (Jagadeesh, 2000). Kelemahan kompor surya jenis kotak dan parabola adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih kompor surya jenis ini tidak dapat menyimpan energi surya yang berlebih (Doraswami, 1994). Kompor surya jenis kolektor datar (1,97 m2) menggunakan dua panci pemasak (8 liter) menghasilkan efisiensi sensibel antara 0,3 sampai 0,36 dan efisiensi laten sekitar 0,49 (Silva et al, 2005). Penelitian kompor surya jenis kolektor datar (4 m2) di Brazil menggunakan satu tangki penyimpan panas (50 liter), 5 katup kontrol, 3 panci pemasak dan satu oven menghasilkan efisiensi sensibel antara 0,34 sampai 0,38 dan efisiensi laten sekitar 0,30. (Silva et al, 2002).

(21)

2.2 Dasar Teori

Kompor surya adalah alat yang dibuat untuk menggantikan kayu bakar yang berfungsi untuk mendidihkan air dan memasak. Kelemahan kompor surya jenis kotak dan parabola adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih, kompor surya jenis ini tidak dapat menyimpan energi surya yang berlebih. Penggunaan kompor surya hanya dapat dilakukan pada saat siang hari pada waktu terik matahari.

Kolektor plat parabola menggunakan cermin berbentuk parabolis untuk merefleksikan radiasi surya dan mengkonsentrasikan energinya pada area tertentu. Agar tetap dapat memfokuskan radiasi surya yang datang kolektor ini harus dapat bergerak mengikuti gerak matahari dari terbit sampai tenggelam.

Ada 2 jenis kolektor plat parabola : 1. Tabung (Through)

2. Piringan (Dish)

(22)

7

tengah hari) maksudnya 60% energi surya yang datang dapat dikonversi langsung menjadi panas termal dan diserap fluida kerja.

Pada aplikasi di industri, fluida panas dari kolektor umumnya dialirkan ke penukar panas untuk proses uap atau panas. Temperatur yang dihasilkan ini juga cukup untuk pembangkit listrik. Panas dari kolektor dapat menghasilkan energi input ke mesin siklus uap Rankine konvensional. Mesin Rankine ini dapat menghasilkan daya listrik sampai 32 kW dan sisa panas sebanyak 790 MJ. Daya listrik dan panas ini dipakai untuk kebutuhan listrik, pemanasan dan pendinginan masyarakat sekitarnya.

Kompor surya jenis parabola silinder umumnya terdiri dari pipa absorber yang diselubungi kaca dan reflektor (apertur), panci pemasak dan dapat ditambahkan sebuah tangki penyimpan panas sehingga proses memasak dapat dilakukan pada malam hari. Reflektor berfungsi untuk memperbanyak jumlah radiasi surya yang masuk ke dalam pipa absorber.

(23)

2.3.Rumus Perhitungan

Efisiensi kolektor sangat menentukan unjuk kerja kompor secara keseluruhan. Efisiensi kolektor merupakan fungsi temperatur fluida kerja masuk kolektor, semakin rendah temperatur fluida kerja masuk kolektor efisiensi kolektor akan semakin tinggi, efisiensi sebuah kolektor dapat dinyatakan dengan persamaan :

(2.1)

Dengan :

FR : Faktor pelepasan panas

G : Radiasi yang datang (W/m2) Ta : Temperatur sekitar (K)

T1 : Temperatur fluida kerja masuk kolektor (K)

UL : Koefisien kerugian (W/(m2.K)

() : Faktor transmitan-absorpan kolektor

Faktor pelepasan panas kolektor (FR) dihitung dengan persamaan :

(2.2)

Koefisien kerugian UL tergantung dari beberapa parameter diantaranya

(24)

9

Efisiensi sensibel didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam panci pemasak dari temperatur awal sampai 95OC dengan jumlah energi surya yang datang selama interval waktu tertentu. Pemilihan temperatur akhir 95OC dimaksudkan agar tidak terjadi pendidihan pada kondisi akhir air.

(2.3)

Daya sensibel adalah laju energi sensibel yang digunakan untuk memanaskan air dan dinyatakan dengan persamaan :

(2.4) Daya pendidihan adalah laju aliran energi yang dipakai untuk mendidihkan sejumlah massa air selama waktu tertentu dan dapat dihitung dengan persamaan :

(2.5)

Efisiensi laten didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses pendidihan dengan jumlah radiasi surya yang datang selama waktu tertentu. Efisiensi laten dapat dihitung dengan persamaan:

(25)

Dengan :

AC : Luasan kolektor (m2)

G : Radiasi yang datang (W/m2)

mF : Massa fluida kerja dalam pipa di kolektor (Kg)

Ta : Temperatur sekitar (K)

T1 : Temperatur fluida kerja masuk kolektor (K)

T2 : Temperatur fluida kerja keluar kolektor (K)

UL : Koefisien kerugian (W/(m2.K))

(26)

11

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Skema Alat

Kompor energi surya pada penelitian ini terdiri dari 4 komponen utama: 1. Reflektor (apertur).

2. Pipa absorber.

3. Panci pemasak berisi air. 4. Panci pemasak berisi oli.

Skema alat dan gambar rancangan dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 3.1. Skema Alat

(27)

Gambar 3.2. Kompon Panas

ponen Kompor Surya Tipe Parabola Silinder denga

Gambar 3. 3. Peletakan Termokopel

(28)

13

Keterangan :

1. T1berada pada ujung bawah saluran masuk (pipa penghubung) pada

reflektor.

2. T2berada pada saluran menuju panci pemasak.

3. T3berada di bagian dalam tangki penyimpan air.

4. T4berada pada tangki penyimpan oli.

3.2 Cara kerja alat

Radiasi energi surya yang datang, dipantulkan oleh kolektor menuju pipa absorber yang mengkonversikannya menjadi panas. Panas yang terjadi diambil oleh fluida kerja (oli) di dalam pipa absorber sehingga temperatur fluida kerja tersebut akan naik. Kenaikan temperatur fluida kerja ini menyebabkan rapat masanya turun sehingga fluida kerja dapat mengalir secara alami ke panci pemasak yang berada di sebelah atas kolektor. Hal ini terjadi secara berulang-ulang.

3.3 Variabel yang divariasikan

(29)

Gambar 3. 4.kolektor parabola silinder

Gambar 3. 5. Variasi luas apertur kolektor

3.4 Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah : P

L

Apertur

(30)

15

a. PiranometerLogger

Alat ini berfungsi untuk menerima radiasi surya yang datang per detik. b. Solar Meter

Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi surya yang datang secara manual.

c. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pengambilan data setiap 10 menit.

d. Thermo Logger

Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur pada reflektor, dan temperatur air pada panci pemasak setiap menit.

e. DataLogger

Alat ini digunakan untuk mencatat data hasil radiasi surya yang datang dan tercatat pada laptop secara otomatis.

3.5 Variabel yang diukur

Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah : 1. Temperatur fluida kerja masuk pipa absorber (T1). 2. Temperatur udara sekitar (Ta).

3. Radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G). 4. Temperatur fluida kerja keluar pipa absorber (T2).

5. Temperatur air dalam panci pemasak (T3). 6. Temperatur oli dalam panci pemasak (T4).

(31)

Untuk pengukuran temperatur menggunakan termokopel dan untuk pengukuran radiasi surya menggunakan solar meter dan piranometer.

3.6 Langkah penelitian

Langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :

1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti gambar 3.1 sebanyak 3 alat yaitu kompor surya dengan variasi luas aperture kolektor 0.5 m2, 0.8 m2, dan 1.1 m2.

2. Mempersiapkan piranometer yang telah dirangkai dengan logger. 3. Mengisi panci pemasak dengan volume air 0,5 liter.

4. Mengarahkan kolektor menghadap ke utara atau selatan sehingga mendapatkan radiasi surya sepanjang hari.

5. Memasang thermo logger pada setiap alat yang akan diambil datanya. 6. Mengukur temperatur fluida mula-mula (T1,T2,T3,T4).

7. Pengambilan data selanjutnya dilakukan tiap 10 menit.

8. Data radiasi surya juga diambil secara manual menggunakan solar meter bersamaan dengan pencatatan data padathermo logger.

9. Waktu pengambilan data dimulai dari pukul 10.00 hingga 14.00 WIB.

3.7 Pengolahan dan analisa data

(32)

17 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Dalam penelitian kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas yang dilakukan dapat diketahui dengan pengambilan data (mengukur variabel) kemudian mengolahnya menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2 untuk mengetahui efisiensi kolektor dan faktor pelepasan panas kolektor. Pada saat pengambilan data, T1, T2, T3 dan T4 dicatat setiap 10

menit. Pengambilan data kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas yaitu menggunakan variasi luas apertur kolektor yaitu 0.5 m2 , 0.8 m2 , dan 1.1 m2. Radiasi energi surya yang datang juga diambil menggunakan alat pengukur solar meter yang akan digunakan dalam perhitungan untuk mengetahui efisiensi kolektor dan faktor pelepasan panas kolektor. Pengambilan data tiap variasi dilakukan beberapa kali (selama 5 hari) untuk mendapatkan data yang akurat dari setiap variasi yang dilakukan. Tempat pengambilan data dilakukan di lingkungan Universitas Sanata Dharma.

(33)

Tabel 4. 1.Pengambilan Data I : Selasa / 28 April 2009

No. Jam

G Surya

Kompor dengan luas apertur kolektor

0.5m2 1.1m2 0.8m2

Gambar 4. 1. Grafik hubungan Temperatur (T2), Radiasi Surya (G) dengan Waktu

Tanggal 28 April 2009

0

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

G Surya T2 (apertur 0.5m2) T2 (apertur 1.1m2) T2 (apertur 0.8m2)

(34)

19

0

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

Suhu, ⁰C

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

(35)

Tabel 4. 2.Pengambilan Data II : Rabu / 29 April 2009

No. Jam

G Surya

0.5m2 1.1m2 0.8m2

Gambar 4. 4. Grafik hubungan Temperatur(T2), Radiasi Surya (G) dengan Waktu

0

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

(36)

21

0

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

Suhu, ⁰C

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

(37)

Tabel 4. 3.Pengambilan Data III : Kamis / 30 April 2009

No. Jam

G Surya

0.5m2 1.1m2 0.8m2

(W/m²) T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4

(38)

23

0

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36

Waktu

Suhu, ⁰C

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36

Waktu

(39)

Tabel 4. 4.Pengambilan Data IV : Jumat / 1 Mei 2009

No. Jam

G Surya

0.5m2 1.1m2 0.8m2

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36

Waktu

(40)

25

Lanjutan Table 4.4.

No. Jam

G Surya

0.5m2 1.1m2 0.8m2

Gambar 4. 10. Grafik hubungan Temperatur(T2), Radiasi Surya (G) dengan

Waktu Tanggal 1 Mei 2009

0

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24

Waktu

G Surya T2 (apertur 0.5m2) T2 (apertur 1.1m2) T2 (apertur 0.8m2) Suhu, ⁰C

(41)

0

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24

Waktu

Suhu, ⁰C

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24

Waktu

(42)

27

Tabel 4. 5. Pengambilan Data V : Sabtu / 2 Mei 2009

No. Jam

G Surya

(43)

0

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24

Waktu

G Surya T2 (apertur 0.5m2) T2 (apertur 1.1m2) T2 (apertur 0.8m2) Suhu, ⁰C

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24

Waktu

(44)

29

4. 2. Perhitungan Faktor Pelepasan Panas

Faktor pelepasan panas pada kompor aperture 0.5 m2 tabel 4.1 sampai tabel 4.5 dapat dihitung menggunakan persamaan (2.2). Berikut prosedur perhitungan efisiensi kolektor pada tabel 4.1 data 1 dengan luas kolektor (AC) = 0.5 m2 , panas jenis fluida kerja oli samping = 2300 J/Kg.K, lama waktu pemanasan 600 detik, radiasi sinar matahari datang (G) = 918 W/m2 , massa fluida kerja dalam pipa absorber = 0.8/600, koefisien kerugian sebesar 8 W/(m2.K), dan faktor transmitan-absorpan kolektor = 0.8

= ∗ ( − )

9:36 10:48 12:00 13:12 14:24

Waktu

G Surya T4 (apertur 0.5m2) T4 (apertur1.1m2) T4 (apertur 0.8m2)

(45)

=

0.8

600 ∗2300∗(91−53)

0.5∗[918∗0.8−8(53−32)]= 0.59

4. 3. Perhitungan Efisiensi Kolektor

Efisiensi kolektor pada kompor apertur 0.5 m2 tabel 4.1 sampai tabel 4.5 dapat dihitung menggunakan persamaan (2.1). Berikut prosedur perhitungan efisiensi kolektor pada tabel 4.1 data 1 dengan luas kolektor (AC) = 0.5 m2, panas

jenis fluida kerja oli samping = 2300J/Kg.K, lama waktu pemanasan = 600 detik, radiasi sinar matahari datang (G) = 918 W/m2

= ( )− −

= 0.59∗0.8−0.59∗8 53−32 918

= 36.09%

4. 4. Perhitungan Efisiensi Sensibel

Efisiensi Sensibel pada kompor apertur 0.5 m2 tabel 4.1 sampai tabel 4.5 dapat dihitung menggunakan persamaan (2.3). Berikut prosedur perhitungan efisiensi kolektor pada tabel 4.1 data 1 dengan laju aliran massa air = 0.5 kg , panas jenis air = 4200 J/kg.K , kenaikan temperatur air = 6 °C , luasan kolektor = 0.5 m2, radiasi surya yang datang(G) = 918 W/m2.

= ∗ ∗Δ

(46)

31

= 0.5∗4200∗(67−61)

0.5∗918∗600 = 4.51%

4. 5. Perhitungan daya sensibel

Daya Sensibel pada kompor apertur 0.5 m2 tabel 4.1 sampai tabel 4.5 dapat dihitung menggunakan persamaan (2.4). Berikut prosedur perhitungan efisiensi kolektor pada tabel 4.1 data 1 dengan laju aliran massa air = 0.5 kg , panas jenis air = 4200 J/kg.K dan lama waktu pemanasan = 600 detik

= ∗ Δ

Δ

=0.5∗4200(67−61)

600 = 21 %

(47)

32 Tabel 4. 6. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 28 Aprl 2009

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

fr η ηs Daya fr η ηs Daya fr η ηs

sensibel sensibel sensibel

1 0.00 0.59 36.09% 0.00% 0.00 -0.09 -6.00% 0.00% 0.00 0.23 16.37% 0.00%

2 21.00 0.55 33.54% 4.51% 28.00 0.28 19.53% 2.73% 21.00 0.21 15.41% 2.82%

3 7.00 0.51 31.45% 1.62% 0.00 0.29 20.10% 0.00% 3.50 0.27 19.57% 0.51%

4 -7.00 -1.48 31.17% -3.20% -17.50 2.73 126.62% -3.64% -10.50 0.75 34.52% -3.00%

5 -17.50 0.27 18.51% -6.72% -21.00 0.16 12.63% -3.67% -21.00 0.16 11.65% -5.04%

6 -7.00 0.28 20.17% -1.54% -38.50 0.14 11.14% -3.85% -3.50 0.16 11.30% -0.48%

7 -3.50 0.28 20.35% -0.81% -3.50 0.14 10.76% -0.37% -10.50 0.14 10.56% -1.52%

8 -3.50 0.22 15.05% -0.83% -14.00 0.14 11.02% -1.51% -10.50 0.14 9.53% -1.56%

9 -3.50 0.22 15.45% -0.82% -17.50 0.13 10.44% -1.86% -7.00 0.12 8.49% -1.02%

10 -3.50 0.24 16.29% -0.83% -3.50 0.14 10.71% -0.38% 0.00 0.13 9.30% 0.00%

11 -7.00 0.24 16.38% -1.78% -7.00 0.14 10.53% -0.81% -7.00 0.14 9.81% -1.11%

12 0.00 -1.81 -31.68% 0.00% 3.50 0.79 53.55% 0.71% -3.50 1.29 70.95% -0.98%

13 -7.00 -3.83 -131.43% -10.45% 14.00 0.53 24.24% 9.50% -14.00 0.80 45.63% -13.06%

14 -7.00 0.12 8.39% -3.11% -24.50 0.10 7.67% -4.95% -3.50 0.10 7.67% -0.97%

15 0.00 -7.67 -278.79% 0.00% 14.00 0.56 12.24% 2.93% -3.50 0.86 49.99% -1.01%

16 -3.50 0.17 12.55% -1.89% -24.50 0.06 3.94% -6.03% -3.50 0.11 8.02% -1.18%

17 -10.50 0.12 9.00% -3.48% 0.00 0.06 3.81% 0.00% -10.50 0.10 8.04% -2.18%

(48)

33

Tabel 4. 7. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 29 April 2009.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

1 0.00 0.75 47.37% 0.00% 0.00 0.40 30.37% 0.00% 0.00 0.19 13.70% 0.00%

2 10.50 0.47 30.66% 2.71% -21.00 0.30 21.61% -2.46% -14.00 0.14 10.17% -2.26%

3 21.00 0.37 24.69% 4.47% 38.50 0.25 17.93% 3.72% 24.50 0.10 7.22% 3.26%

4 17.50 -4.50 -126.23% 6.14% 28.00 1.80 69.23% 4.47% 17.50 1.10 59.41% 3.84%

5 -7.00 -3.67 -100.54% -9.15% -17.50 1.15 67.51% -10.40% -7.00 0.94 55.38% -5.72%

6 0.00 -3.94 -119.65% 0.00% -17.50 1.00 46.98% -10.71% -7.00 0.93 48.71% -5.89%

7 -7.00 0.16 11.59% -2.66% -7.00 0.11 8.26% -1.21% -10.50 0.08 6.01% -2.50%

8 -3.50 0.19 13.96% -0.82% -3.50 0.10 7.98% -0.37% 0.00 0.09 6.80% 0.00%

9 0.00 0.21 14.87% 0.00% -10.50 0.14 10.59% -1.34% -3.50 0.12 8.69% -0.61%

10 -3.50 2.56 133.95% -1.81% -14.00 0.62 39.44% -3.29% -3.50 0.54 40.40% -1.13%

11 -3.50 0.15 11.32% -1.31% -7.00 0.09 6.94% -1.20% -3.50 0.07 5.50% -0.82%

12 3.50 -8.94 -318.02% 1.36% 7.00 0.95 40.69% 1.24% 7.00 0.95 54.98% 1.70%

13 -14.00 0.15 11.78% -5.76% -7.00 0.07 5.47% -1.31% -17.50 0.07 5.34% -4.50%

14 -3.50 0.23 17.51% -0.96% -14.00 0.11 7.94% -1.75% -7.00 0.12 10.28% -1.20%

15 0.00 0.15 11.92% 0.00% -3.50 0.07 5.17% -0.46% 0.00 0.10 8.02% 0.00%

16 -3.50 0.11 8.18% -0.93% 3.50 0.09 6.67% 0.42% 0.00 0.10 8.06% 0.00%

17 -3.50 0.54 37.45% -1.63% 7.00 0.44 26.32% 1.48% 3.50 0.37 25.86% 1.02%

(49)

Tabel 4. 8. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 30 April 2009.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

1 0.00 0.08 6.08% 0.00% 0.00 0.05 3.65% 0.00% 0.00 0.00 0.00% 0.00%

2 7.00 0.21 15.51% 1.75% 7.00 0.10 7.94% 0.80% 17.50 0.04 2.79% 2.73%

3 21.00 0.23 16.60% 4.63% 10.50 0.12 8.84% 1.05% 31.50 0.08 6.00% 4.34%

4 7.00 0.32 21.32% 1.55% 7.00 0.20 15.73% 0.71% 35.00 0.16 11.39% 4.85%

5 21.00 0.33 21.37% 4.75% 28.00 0.24 18.92% 2.88% 38.50 0.19 13.50% 5.44%

6 21.00 0.32 21.00% 4.28% 28.00 0.25 19.31% 2.59% 38.50 0.21 15.13% 4.91%

7 10.50 0.40 26.26% 2.07% 28.00 0.28 21.53% 2.51% 14.00 0.22 15.05% 1.73%

8 24.50 0.54 34.10% 4.88% 45.50 0.30 21.72% 4.12% 3.50 0.21 14.69% 0.44%

9 14.00 0.83 48.24% 3.00% 14.00 0.36 23.34% 1.36% -3.50 0.24 16.21% -0.47%

10 14.00 0.50 29.87% 2.94% -3.50 0.25 16.56% -0.33% -7.00 0.16 11.44% -0.92%

11 21.00 -1.48 -19.27% 6.56% -10.50 1.26 50.22% -1.49% -10.50 1.06 52.90% -2.05%

12 -17.50 0.43 27.38% -6.08% -10.50 0.18 12.98% -1.66% -17.50 0.15 10.45% -3.80%

13 0.00 0.29 19.90% 0.00% -7.00 0.14 10.02% -0.66% -10.50 0.10 6.96% -1.36%

14 -7.00 -1.99 -13.29% -2.45% -28.00 1.54 61.76% -4.46% -10.50 1.83 85.56% -2.30%

15 -21.00 0.16 10.87% -7.92% 3.50 0.11 8.24% 0.60% -10.50 0.09 6.69% -2.47%

16 -24.50 0.21 14.45% -5.74% -3.50 0.12 8.68% -0.37% -14.00 0.10 6.74% -2.05%

17 17.50 -1.31 -24.77% 7.70% -21.00 0.71 36.93% -4.20% -3.50 0.82 42.98% -0.96%

(50)

35

Lanjutan Table 4.8.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

19 -7.00 0.12 8.60% -1.61% -7.00 0.09 6.25% -0.73% -7.00 0.07 5.16% -1.00%

20 0.00 0.18 12.69% 0.00% 0.00 0.08 5.83% 0.00% 0.00 0.07 4.92% 0.00%

21 3.50 0.21 14.10% 0.92% 0.00 0.10 7.22% 0.00% 0.00 0.07 4.96% 0.00%

22 3.50 0.19 12.89% 0.93% -7.00 0.09 6.40% -0.85% 0.00 0.06 4.13% 0.00%

23 -3.50 0.18 11.95% -0.93% -3.50 0.09 6.09% -0.42% 0.00 0.07 4.97% 0.00%

24 0.00 0.16 10.22% 0.00% -3.50 0.11 7.62% -0.48% 0.00 0.08 5.28% 0.00%

25 -7.00 0.07 5.06% -1.83% -21.00 0.05 3.64% -2.50% -3.50 0.06 4.31% -0.57%

(51)

Tabel 4. 9. Perhitungan Efisiensi (η) dan Faktor Pelepasan Panas (FR) pada Data Tanggal 1 Mei 2009.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

1 0.00 0.04 3.15% 0.00% 0.00 0.02 1.46% 0.00% 0.00 -0.01 -0.80% 0.00%

2 7.00 0.15 11.45% 1.91% 7.00 0.06 4.31% 0.87% 0.00 -0.02 -1.52% 0.00%

3 7.00 0.20 15.48% 2.30% 7.00 0.05 3.52% 1.04% 10.50 0.00 0.00% 2.15%

4 14.00 0.27 20.39% 3.66% 10.50 0.09 7.06% 1.25% 17.50 0.04 2.83% 2.86%

5 10.50 0.28 21.03% 2.36% 10.50 0.11 8.41% 1.07% 7.00 0.04 3.26% 0.98%

6 7.00 0.39 29.03% 1.54% 3.50 0.15 11.34% 0.35% 28.00 0.09 6.85% 3.86%

7 14.00 0.42 31.48% 3.28% 17.50 0.21 15.62% 1.86% 28.00 0.15 11.09% 4.10%

8 10.50 0.47 37.72% 2.47% 28.00 0.27 20.27% 2.99% 38.50 -0.11 -7.95% 5.66%

9 -7.00 0.64 49.11% -1.89% 35.00 0.45 31.40% 4.30% 38.50 0.39 25.65% 6.51%

10 28.00 0.51 39.04% 7.29% 52.50 0.32 22.79% 6.21% 24.50 0.27 18.84% 3.99%

11 28.00 0.64 47.33% 6.36% 31.50 0.36 23.63% 3.25% 3.50 0.27 18.70% 0.50%

12 17.50 0.88 64.02% 4.62% 17.50 0.45 28.45% 2.10% -14.00 0.35 23.23% -2.31%

13 14.00 0.59 42.54% 3.48% 0.00 0.23 16.25% 0.00% -14.00 0.18 12.96% -2.18%

14 3.50 0.56 40.53% 0.73% -17.50 0.20 14.15% -1.66% -10.50 0.15 10.57% -1.37%

15 -14.00 0.74 51.51% -3.30% -10.50 0.22 15.20% -1.13% -10.50 0.19 12.79% -1.55%

16 10.50 0.70 47.25% 3.03% -17.50 0.21 14.04% -2.30% -10.50 0.19 12.78% -1.90%

17 -7.00 0.52 35.89% -2.01% -17.50 0.17 11.64% -2.28% -17.50 0.15 9.88% -3.14%

(52)

37

Lanjutan Tabel 4.9.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

18 -3.50 0.39 27.87% -0.92% -7.00 0.12 8.07% -0.84% -3.50 0.10 7.14% -0.58%

19 -10.50 0.33 23.87% -2.68% -7.00 0.12 8.45% -0.81% -3.50 0.11 7.62% -0.56%

20 -10.50 0.28 20.51% -2.73% -17.50 0.10 7.33% -2.07% -14.00 0.08 5.80% -2.28%

21 -7.00 0.28 20.05% -1.92% -7.00 0.11 7.82% -0.87% -7.00 0.08 5.73% -1.20%

22 -3.50 0.27 19.31% -1.00% -3.50 0.10 7.12% -0.46% 0.00 0.08 5.22% 0.00%

23 -7.00 0.38 25.83% -2.22% -7.00 0.13 8.69% -1.01% 0.00 0.09 5.74% 0.00%

24 -3.50 0.40 27.06% -1.28% -7.00 0.14 9.38% -1.16% 0.00 0.10 6.26% 0.00%

25 -3.50 0.28 19.94% -1.20% -3.50 0.10 6.80% -0.54% 0.00 0.08 5.01% 0.00%

(53)

Tabel 4. 10. PerhitunganEfisiensi (η) dan Faktor PelepasanPanas (FR) pada Data Tanggal 2 Mei 2009.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

1 0.00 0.02 1.83% 0.00% 0.00 0.06 4.50% 0.00% 0.00 -0.03 -2.27% 0.00%

2 7.00 0.10 8.02% 2.00% 10.50 0.08 6.57% 1.36% -10.50 -0.01 -0.54% -1.87%

3 3.50 0.18 13.40% 0.91% 7.00 0.10 7.79% 0.83% 14.00 0.01 0.47% 2.27%

4 14.00 0.22 16.89% 3.35% 14.00 0.12 9.45% 1.52% 10.50 0.03 2.29% 1.57%

5 10.50 0.31 23.50% 2.50% 7.00 0.14 10.76% 0.76% 17.50 0.04 2.83% 2.61%

6 3.50 0.35 26.93% 0.83% 3.50 0.19 14.51% 0.38% 3.50 0.07 4.97% 0.52%

7 14.00 0.35 26.33% 3.13% 24.50 0.22 16.49% 2.49% 10.50 0.09 6.74% 1.47%

8 10.50 0.41 30.31% 2.28% 28.00 0.26 20.37% 2.77% 31.50 0.15 10.74% 4.28%

9 10.50 0.45 33.71% 2.36% 35.00 0.31 23.75% 3.58% 38.50 0.21 15.06% 5.41%

10 7.00 0.47 34.91% 1.60% 31.50 0.32 23.96% 3.26% 35.00 0.24 17.35% 4.99%

11 14.00 0.52 38.70% 3.09% 35.00 0.32 23.11% 3.52% 21.00 0.26 18.12% 2.90%

12 21.00 0.58 42.28% 4.54% 10.50 0.30 21.40% 1.03% 0.00 0.24 17.08% 0.00%

13 21.00 0.59 42.27% 4.50% -7.00 0.27 19.41% -0.68% -3.50 0.22 15.68% -0.47%

14 10.50 0.64 44.75% 2.29% -14.00 0.25 17.95% -1.39% -14.00 0.20 13.84% -1.91%

15 7.00 0.57 41.12% 1.52% -10.50 0.18 14.07% -1.04% -10.50 0.16 11.30% -1.43%

16 0.00 0.68 45.93% 0.00% -21.00 0.21 15.66% -2.26% -14.00 0.19 12.93% -2.07%

17 -3.50 0.49 34.27% -0.89% -7.00 0.16 12.46% -0.81% -7.00 0.15 10.63% -1.12%

(54)

39

Lanjutan Table 4.10.

No.

0.5m2 1.1 m2 0.8 m2

Daya

19 -17.50 0.37 25.94% -5.22% -7.00 0.13 9.41% -0.95% -7.00 0.13 8.86% -1.30%

20 -3.50 0.44 30.14% -1.00% -3.50 0.17 12.22% -0.46% -10.50 0.14 9.51% -1.88%

21 -3.50 -5.40 -182.12% -1.73% -3.50 0.51 31.37% -0.79% 3.50 0.78 40.88% 1.08%

22 -3.50 0.45 31.81% -2.28% -7.00 0.16 11.93% -2.07% -3.50 0.18 12.54% -1.42%

23 -10.50 0.22 15.58% -3.61% -17.50 0.08 6.17% -2.74% -17.50 0.08 5.50% -3.77%

24 -10.50 0.22 15.51% -3.08% -3.50 0.10 7.75% -0.47% -3.50 0.09 6.16% -0.64%

25 -3.50 0.16 11.02% -1.03% -7.00 0.09 6.59% -0.94% -3.50 0.06 4.45% -0.64%

(55)

4.6 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan

Dalam perhitungan terdapat hasil-hasil yang tidak valid, pada efisiensi kolektor di mana untuk hasil dari ηk harus berkisar mulai dari 0 hingga 1. Bagian tabel perhitungan efisiensi kolektor yang diberi warna kuning tidak dimasukkan ke dalam grafik hubungan efisiensi kolektor, G dengan waktu. Ketidakvalidtan data ini disebabkan oleh faktor yaitu,

1. Temperatur oli masuk kolektor maupun keluar kolektor yang naik maupun turun secara konstan sedangkan radiasi surya (G) yang slalu berubah-ubah setiap waktu menyebabkan perhitungan daya sensibel dan efisiensi

sensibel menjadi tidak valid karena nilai efisiensi bernilai negatif.

Gambar 4. 16. Grafik hubungan Efisiensi kolektor (ηk), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 28 April 2009

0.00%

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55

Waktu

G Surya ηk (apertur 0.5m2) ηk (apertur 1.1m2) ηk (apertur 0.8m2)

η

k

(56)

41

Dari gambar 4.16, diketahui :

Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.5 m2 = 0.3354 x 100% = 33.54 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.8 m2 = 0.1957 x 100% = 19.57 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 1.1 m2 = 0.1953 x 100% = 19.53 %

Radiasi surya rata-rata = 804 W/m2

Dari grafik hubungan diatas dapat terlihat perbedaan ketinggian efisiensi pada tiap-tiap kompor. Efisiensi kompor tertinggi terlihat pada kompor dengan apertur kolektor 0.5 m2 yaitu mencapai 33.54%. efisiensi kolektor dpengaruhi oleh besar nilai faktor pelepas panas. Besar faktor pelepas panas dipengaruhi oleh luas apertur kolektor, dimana untuk luas apertur yang semakin kecil, nilai faktor pelepas panas akan semakin besar,karena luas apertur kolektor digunakan sebagai pembagi dalam perhitungan faktor pelepas panas. Faktor pelepas panas yang semakin besar akan membuat efisiensi kolektor semakin besar.

Gambar 4.17. Grafik hubungan Efisiensi sensibel(ηs), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 28 April 2009

-1.00%

11:16 11:19 11:22 11:25 11:28 11:31 11:34 11:36 11:39 11:42

Waktu

G Surya ηs (apertur 0.5m2) ηs (apertur 1.1m2) ηs (apertur 0.8m2)

η

s

(57)

Dari grafik hubungan diatas dapat terlihat perbedaan ketinggian efisiensi sensibel pada tiap-tiap kompor. Efisiensi sensibel kompor tertinggi terlihat pada kompor dengan apertur kolektor 0.5 m2 yaitu mencapai 4.51 % , hal ini disebabkan semakin besar luas apertur kolektor maka efisiensi sensibelnya semakin kecil karena luas apertur kolektor menjadi pembagi dalam perhitungan efisiensi sensibel.

Gambar 4.18. Grafik hubungan Efisiensi kolektor (ηk), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 29 April 2009

0.00%

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

η

k

(58)

43

Dari grafik hubungan diatas dapat terlihat perbedaan ketinggian efisiensi pada tiap-tiap kompor. Efisiensi kompor tertinggi terlihat pada kompor dengan apertur kolektor 0.5 m2yaitu mencapai 47.37 %. efisiensi kolektor dpengaruhi oleh besar nilai faktor pelepas panas. Besar faktor pelepas panas dipengaruhi oleh luas apertur kolektor, dimana untuk luas apertur yang semakin kecil, nilai faktor pelepas panas akan semakin besar,karena luas apertur kolektor digunakan sebagai pembagi dalam perhitungan faktor pelepas panas. Faktor pelepas panas yang semakin besar akan membuat efisiensi kolektor semakin besar.

Gambar 4.19. Grafik hubungan Efisiensi sensibel(ηs), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 29 April 2009.

-2.00%

11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

η

s

(59)

Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.5 m2 = 0.0614 x 100% = 6.14 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.8 m2 = 0.0384 x 100% = 3.84 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 1.1 m2 = 0.0447 x 100% = 4.47%

Dari grafik hubungan diatas dapat terlihat perbedaan ketinggian efisiensi sensibel pada tiap-tiap kompor. Efisiensi sensibel kompor tertinggi terlihat pada kompor dengan apertur kolektor 0.5 m2 yaitu mencapai 6.14 % , Hal ini disebabkan semakin besar luas apertur kolektor maka efisiensi sensibelnya semakin kecil karena luas apertur kolektor menjadi pembagi dalam perhitungan efisiensi sensibel.

Gambar 4.20. Grafik hubungan Efisiensi kolektor (ηk), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 30 April 2009

0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00%

0 200 400 600 800 1000 1200

10:04 10:33 11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24 14:52 Waktu

η

k

(60)

45

Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.5 m2 = 0.4824 x 100% = 48.24 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.8 m2 = 0.1621 x 100% = 16.21% Efisiensi tertinggi pada luas apertur 1.1 m2 = 0.2334 x 100% = 23.34 %

Dari grafik hubungan diatas dapat terlihat perbedaan ketinggian efisiensi pada tiap-tiap kompor. Efisiensi kompor maksimum terlihat pada kompor dengan apertur kolektor 0.5 m2 yaitu mencapai 48.24 %. Sedangkan efisiensi maksimum apertur 0.8 m2 mecapai 16.21 % dan efisiensi maksimum apertur 1.1 m2 mecapai 23.34 % .selama pengambilan data ini nilai G pada saat itu dari beberapa waktu mengalami kenaikan dan penurunan yang tak tentu yang akan mempengaruhi dari nilai efisiensi pula.efisiensi terendah terdapat pada kolektor dengan apertur 0.8 m2 mencapai 16.21 m2

Gambar 4.21. Grafik hubungan Efisiensi sensibel(ηs), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 30 April 2009

-1.00%

10:04 10:33 11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55

Waktu

η

s

(61)

Gambar 4.22. Grafik hubungan Efisiensi kolektor (ηk), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 1 Mei 2009

-10.00%

10:04 10:33 11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

η

k

(62)

47

Gambar 4.23. Grafik hubungan Efisiensi sensibel(ηs), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 1 Mei 2009

-2.00%

9:50 10:04 10:19 10:33 10:48 11:02 11:16 11:31

Waktu

η

s

(63)

Gambar 4.24. Grafik hubungan Efisiensi kolektor (ηk), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 2 Mei 2009

0.00%

10:04 10:33 11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24

Waktu

ηk

(64)

49

Gambar 4.25. Grafik hubungan Efisiensi sensibel(ηs), G surya dengan Waktu pada Data Tanggal 2 Mei 2009

0.00%

10:04 10:19 10:33 10:48 11:02 11:16 11:31 11:45 12:00

Waktu

η

s

(65)

Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.5 m2 = 0.0454 x 100% = 4.54 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 0.8 m2 = 0.0541 x 100% = 5.41 % Efisiensi tertinggi pada luas apertur 1.1 m2 = 0.0358 x 100% = 3.58%

Dari grafik hubungan diatas dapat terlihat perbedaan ketinggian efisiensi sensibel pada tiap-tiap kompor. Efisiensi sensibel kompor tertinggi terlihat pada kompor dengan apertur kolektor 0.8 m2yaitu mencapai 5.41 % , Hal ini disebabkan karena kurang akuratnya alat ukur pada Thermo Logger dan ketidakstabilan radiasi surya yang datang.

Banyak hal yang mempengaruhi nilai efisiensi sebuah kolektor. Beberapa di antaranya adalah kualitas penyerapan panas kolektor yang ditunjukan dengan nilai FR (faktor pelepasan panas) dan nilai G (radiasi surya). Nilai efisiensi dapat

menggambarkan bagaimana kualitas sebuah kolektor dalam menyerap energi surya.

(66)

51

Faktor pelepasan panas adalah perbandingan antara energi berguna yang dikumpulkan terhadap energi yang mungkin dikumpulkan. Hal yang mempengaruhi nilai faktor pelepasan panas adalah G (radiasi surya) dan selisih dari temperatur masuk dan keluar kolektor. Jika selisih dari temperatur masuk dan keluar kolektor memiliki nilai yang besar dan nilai G (radiasi surya) juga besar maka nilai FR(faktor pelepasan panas) akan tinggi pula.

(67)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Telah berhasil dibuat kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas menggunakan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang dapat didukung kemampuan industri lokal.

2. Temperatur air maksimal (T3) yang dihasilkan kompor energi surya

mencapai 880 C ( pada kompor apertur 1.1 m2) dan efisiensi maksimal kolektor 64.02 % (pada kompor apertur 0.5 m2)

3. Efisiensi sensibel tertinggi terdapat pada kompor dengan luas apertur 0.5 m2 yang mencapai 7.29 %.(Tabel 4.9)

5.2 Saran

1. Diharapkan untuk membuat konstruksi alat benar-benar terisolasi dengan baik agar tidak ada kebocoran.

2. Untuk mendapatkan hasil data yang akurat maka waktu penjemuran alat dilakukan bersama.

3. Jika ingin mendapatkan hasil yang berbeda dapat mencoba alat ini dengan variasi yang berbeda, seperti merubah luas absorber yang digunakan.

(68)

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, W, (1995). Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta, Pradnya Paramita.

Doraswami, A., (1994). A significant advance in solar cooking, Energy for Sustainable Development,Vol. I, No. 2.

Jagadeesh, A.,(2000). Solar cooking in India, Solar Cooker Review, Vol.6, No.1.

Silva, M.E.V.; Santana, L.L.P.; Alves, R.D.B.; Schwarzer, K., (2005). Comperative Study of two Solar Cookers: Parabolic Reflector and Flate Plate Collector Indirect Heating. Proceedings of Rio 05 World Climate and Energy Event, 15-17 February 2005, Rio de Janeiro, Brazil.

Silva, M.E.V.; Schwarzer, K.; Medeiros, M.R.Q., (2002). Experimental Results of a Solar Cooker with Heat Storage, Proceedings of Rio 02 World Climate and Energy Event, Rio de Janeiro, Brazil, pp. 89–93.

(69)

Gambar variasi luas aperture 0.5 m2,0.8 m2dan 1.1 m2

Gambar Kompor Surya

(70)

55

Gambar Peletakan Kompor Surya Dilakukan Sejajar Untuk Memperoleh Radiasi Matahari yang Sama

(71)

Piranometer DataLogger

(72)