Metakognisi Volume 3 Nomor 1 Januari 2021 PENGUJIAN PERFORMA TERMAL SECARA SERENTAK DUA PEMANAS AIR TENAGA SURYA (PATS) BERDASARKAN STANDAR UJI SNI

(1)

Noor Fachrizal 40

PENGUJIAN PERFORMA TERMAL SECARA SERENTAK DUA PEMANAS AIR TENAGA SURYA (PATS) BERDASARKAN STANDAR UJI SNI

THERMAL PERFORMANCE TESTING OF 2 SOLAR WATER HEATERS SIMULTANEOUSLY BASED ON SNI STANDARD

Noor Fachrizal

B2TKE BPPT, Kawasan Puspiptek Gd. 620, Tangerang Selatan E-mail: [email protected]

Abstrak

Labroatorium Pengujian Pemanas Air Tenaga Surya (LPPATS) di B2TKE BPPT mampu untuk melayani uji mutu produk 2 modul Pemanas Air Tenaga Surya (PATS) komersial secara serentak, berdasarkan pada prosedur dan standar mutu SNI 3021-1992 Edisi ke-1 (satu). Pengujian kinerja termal terhadap dua sampel uji PATS komersial yang dipilih secara acak ini, menunjukkan kedua sampel mampu mengumpulkan panas stagnasi pada uji termosifon hingga temperatur tanki melebihi 70^oC, dengan rugi-rugi termal tangki masing-masing 1.21 W/m².K (PATS 1) dan 0.78 W/m².K (PATS 2), jauh di bawah batas maksimum SNI 1.75 W/m².K. Namun demikian, persentase penurunan temperatur tanki pada malam hari masin cukup tinggi, diperolah 18.42% (PATS 1) dan 14.75% (PATS 2), diharapkan persentase penurunan temperatur ini dapat dapat diturunkan hingga di bawah 10%. Hasil ini berkorelasi pada uji efisiensi rata-rata kolektor yang yang diperoleh yaitu 47.98%

dengan faktor rugi-rugi termal kolektor Ulc 7.58 W/m².K pada PATS 1, sedangkan pada PATS 2 efisiensi rata-rata kolektor 49.02% dengan nilai U_lc 4.34 W/m².K.

Sampel PATS 2 memenuhi standar U_lc yang disyaratkan yaitu di bawah 7 W/m².K.

Kata Kunci: Termosifon, surya termal, uji kinerja, efisiensi kolektor

Abstracts

The Solar Water Heater Testing Laboratory (LPPATS) at B2TKE BPPT has been able to service the product quality test of 2 commercial solar water heater (SWH) modules simultaneously, based on the procedures and quality standards of SNI 3021- 1992 1st Edition. The thermal performance testing of two commercial PATS test samples that were randomly selected, showed that the two samples were able to accumulate heat stagnation in the thermosiphon test until the tank temperature exceeded 70^oC, with tank thermal losses of 1.21 W/m².K respectively. (SWH 1) and 0.78 W/m².K (SWH 2), far below the SNI maximum limit of 1.75 W/m².K. However, the percentage of tank temperature reduction at night is still high enough, obtained by 18.42% (SWH 1) and 14.75% (SWH 2), it is expected that this percentage of temperature reduction can be decreased to below 10%. These results correlate to the average collector efficiency test obtained, namely 47.98% with the Ulc collector

(2)

thermal loss factor of 7.58 W/m².K in SWH 1, while in SWH 2 the average collector efficiency is 49.02% with an U_lc value of 4.34 W/m².K. The PATS 2 sample meets the required Ulc standard, which is below 7 W/m².K

Keywords: Thermosifon, solar thermal, performance test, collector efficiency

PENDAHULUAN

Pemanas air tenaga surya (PATS) merupakan produk teknologi yang memanfaatkan energi termal surya sudah banyak beredar di pasaran, baik produk domestik maupun impor, terutama banyak digunakan di hotel dan vila hingga perumahan. Yang paling banyak digunakan sampai saat ini adalah produk PATS dengan kolektor pelat datar, dan sudah ada produsen dalam negeri yang menghasilkan produk tipe ini sejak lama. Karena itu, untuk perlindungan terhadap konsumen, standar dan uji mutu sistem PATS telah tersedia berupa Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk produk ini, yaitu SNI 3021-1992 Edisi ke-1 (satu), yang diharapkan dapat diimplementasikan untuk mengambarkan pada masyarakat kualitas PATS yang dipasarkan,.

Berikut ini disajikan hasil pengujian 2 buah sampel unit PATS pelat datar komersial berbeda tipe yang dipilih secara acak dari produk-produk yang terdapat di pabrik pembuatannya, yang merupakan proses uji petik sesuai aturan SNI. Masing- masing sampel berkapasitas 150 liter air dengan luas kolektor 1.6 m², dan berkapasitas 150 liter air dengan luas kolektor 1.97 m². Pengujian dilaksanakan secara serentak. Fokus pengujian ini untuk memperoleh parameter-parameter mutu kinerja termosifon tanki dan kinerja termal kolektor berdasarkan prosedur dan standar mutu SNI. Pengujian dilakukan menggunakan fasilitas outdoor pada Laborarotium Pengujian Pemanas Air Tenaga Surya (LPPATS) di Balai Besar Teknologi Konversi Energi (B2TKE) BPPT di kawasan Puspiptek Tangerang Selatan. Fasilitas ini disediakan mampu untuk melayani uji mutu produk PATS komersial dua unit kolektor atau PATS secara serentak berdasarkan SNI maupun ISO. Diharapkan dengan fasilitas ini dapat memberikan layanan teknis pengujian mutu produk PATS yang beredar di pasaran.

(3)

PENGUJIAN KINERJA TERMAL PATS BERDASARKAN SNI

Kualitas termal unit PATS bergantung pada kemampuan termal komponen- komponennya yaitu kinerja kolektor dan tanki penyimpannya, yaitu kemampuan menyerap panas kolektor termal surya, dan kemampuan menyimpan dan mempertahankan panas pada tangki air. Efisiensi kedua komponen itu ditentukan tinggi rendahnya rugi-rugi panas kedua komponen tersebut.

Sudah banyak penelitian dilakukan untuk menghasilkan prototipe PATS dengan kemampuan menghasilkan temperatur lebih tinggi dan menyimpannya dalam waktu lebih lama. Faktor efisiensi kolektor surya dan faktor rugi-rugi telah digunakan untuk melihat kinerja termalnya oleh Hottel (1955). Pengujian kinerja termal kolektor surya pelat datar untuk mengamati pengaruh kemampuan menyerap dan mentransmisikan panas surya oleh fluida kerja dilakukan oleh Jaisangkar (2011), dan pengaruh insulasinya serta temperatur kerjanya oleh Setiawan et al (2019).

Perilaku kinerja solar kolektor sangat bergantung kondisi cuaca dan kondisi lingkungan, eksperimentasi menghasilkan pendekatan model matematika telah diteliti oleh Mathioulakis (1999). Tanki Pada PATS merupakan bagian penting yang akan mengakumulasikan energi panas yang telah diserap oleh kolektor. Penelitian telah dilakukan untuk meminimalissasi rugi-rugi dengan material insulasi tanki dengan berbagai variasi ketebalan dilakukan oleh Colle (2001). Pengembangan dan penelitian teoritis dan eksperimental untuk meningkatkan performa kolektor PATS telah dilakukan menggunakan berbagai pendekatan dan metode yang berbeda, yaitu Kristanto dan Laeyadi (2000), Abubakar dan Egbo (2014), Zakaria et al (2017), dan dengan mengoptimasi sudut kemiringan oleh Grigonienė dan Karnauskas (2009), Oko dan Nnamchi (2012), serta Uba dan Sarsah (2013).

Prosedur pengujian kinerja dan standar mutu komponen PATS berdasarkan SNI yaitu tangki penyimpan dan kolektor surya termal, akan dirinci sebagai berikut (BSN, 1992) :

a) Uji Termosifon Temperatur Stagnasi Tanki

Pengujian ini ditujukan untuk mengevaluasi kinerja tanki, yaitu menentukan dinamika temperatur air dalam tangki penyimpaan air panas PATS, temperatur air maksimum yang dapat dicapai oelh air di dalam tanki serta untuk menentukan faktor kehilangan panas dari tangki penyimpan, dan untuk menentukan kemampuan

(4)

maksimum menghasilkan dan penyimpanan air panas pada kondisi sistem PATS beroperasi stagnan, tanpa mengoperasikan pemanas tambahan.

Sebelum pengujian dimulai, air dingin dialirkan ke seluruh sistem hingga terisi penuh untuk mengkondisikan keadaan awal sistem, ini dilakukan sore pada hari sebelumnya. Sistem PATS ini dioperasikan selama sedikitnya 120 jam sehingga dicapai temperatur maksimum tangki lebih dari 70^oC. Pada hari terakhir, dilakukan pembuangan air panas yang sudah tersimpan tersebut, dengan laju sekurang- kurangnya 1 liter/menit dan sebesar-besarnya sama dengan kapasitas tangki penyimpan dibagi dua jam. Variabel yang diukur dalam pengujian ini adalah temperatur inlet sistem, temperatur outlet kolektor, temperatur tangki/outlet sistem, temperatur ambient, laju aliran, dan insolasi, selama 24 jam.

Dari pengujian ini diperoleh data harian untuk menghitung parameter- parameter :

 Persentase kenaikan dan penurunan temperatur tangki rata-rata, dengan mengamati temperatur maksimum tangki yang diperoleh pada siang hari yang dicapai dan penurunan temperatur tanki minimum pada malam hingga pagi hari berikutnya.

 Faktor rugi-rugi termal tangki penyimpan rata-rata. Data yang digunakan pada perhitungan ini adalah data malam hari sejak radiasi tidak ada atau minim, biasanya diambil antara jam 18 – 06. Perhitungan ini untuk menentukan harga rugi-rugi termal rata-rata tangki Uls, menggunakan persamaan yang digunakan (BSN, 1992):















 



 amb f sto

amb i sto s

p

ls T T

T T t A

C

U M ln

.

. (1)

Dengan Tsto-i adalah temperatur tangki pada awal pengukuran, Tsto-f temperatur tangki diakhir pengukuran, As luas permukaan efektif tangki, t adalah selang waktu pengukuran, dalam hal ni adalah 10 menit. Faktor kehilangan ini tak boleh melebihi 1.75 W/m².K

 Temperatur tangki maksimum yang dapat dicapai pada siang hari.

 Energi tersimpan maksimum dalam tangki pada proses stagnasi, yang diperoleh dari perhitungan energi yang dibuang dalam proses pengeluaran air panas secara

(5)

terus menerus pada akhir proses pengujian termosifon ini, setelah temperatur tangki mencapai maksimum.

b) Pengujian Kinerja Kolektor Surya

Tujuan pengujian ini untuk menghitung efisiensi dan rugi-rugi termal kolektor surya. Pada pengujian ini kolektor dialiri air dalam sirkulasi tertutup, aliran air diatur masuk dan keluar kolektor saja. Laju aliran fluida kerja (air) diusahakan pada laju yang menghasilkan aliran turbulen, untuk kasus PATS ini direkomendasikan sekitar 2 - 2.5 liter/menit (minimal 0.0136 kg/(det.m²) (Perers et al,1990), dengan perubahan maksimum sebesar 1%. Tekanan fluida sekitar 2.4 bar (minimal 2 bar) harus diperoleh. Laju angin yang melintasi kolektor maksimum 4.5 m/det.

Akumulasi radiasi surya adalah hasil perhitungan dengan asumsi linieritas selama 10 menit data direkam, sehingga diperoleh radiasi surya setiap meter persegi yang dikumpulkan selama waktu sampling.

Perhitungan efisiensi (sesaat) kolektor didasarkan pada formula (BSN, 1992) :

Ctot am b c avg p lc p c

Ctot u

C I

T xF T

U xF xA x

I

W (  )





   ^



(2)

W_u adalah perolehan panas sesaat,  adalah faktor transmisi kaca,  adalah absorptivitas absorber, Ac adalah luas kolektor, Fp adalah efisiensi absorber, ICtot

adalah radiasi surya dalam watt/m², T_avg-c = (T_C-out + T_C-in)/2 sesaat, U_lc adalah faktor rugi-rugi termal kolektor, _C adalah efisiensi kolektor sesaat. Efisiensi harian dapat dihitung dari akumulasi perolehan panas dan radiasi sesaat selama seharian pengujian. Semua perhitungan rugi-rugi termal dan efisiensi kolektor valid bila data yang diperoleh dari insolasi harian lebih besar dari 4 kWh/m² (BSN, 1992).

Dengan mem-plot dalam garis linier C terhadap (Tavg-c –Tamb)/ ICtot untuk tiap sampel, dapat diperoleh persamaan Y=a - b X, sehingga bila Y adalah C dan X adalah  =(Tavg-c –Tamb)/Ictot , maka b adalah Ulc.Fp (BSN, 1992). Dengan memilih data-data radiasi yang melebihi 599 W/m² dengan rata-rata diatas 630 W/m², dan

(6)

mengumpulkannya dalam satu grafik hubungan linier _C terhadap (T_avg-c –T_amb)/ I_Ctot, maka koefisien rugi-rugi termal U_lcxF_p dapat ditentukan (Perers et al, 1990). Dengan asumsi F_P adalah 0.85 (harga yang diperoleh dari manufakturer), maka harga U_lc dapat dihitung. Persyaratan harga U_lc ini diacukan pada SNI 3021-1992 Edisi ke-1 (satu), yaitu 7 W/m².K (BSN, 1992). Radiasi yang masuk ke kolektor harus dalam keadaan tunak, untuk itu temperatur inlet dan laju aliran harus dapat dijaga pada harga yang relatif konstan.

BAHAN DAN PERALATAN

Pengujian kinerja termal unit PATS terdiri dari 2 sub pengujian, yaitu :

 Pengujian kinerja tanki yang disebut dengan pengujian proses termosifon, dan

 Pengujian kinerja termal kolektor surya.

Parameter-parameter kinerja termal kedua komponen PATS ini yang akan menjadi fokus pengujian ini, karena menjadi syarat mutu produk PATS nerdasarkan standar SNI.

Konfigurasi pengujian mutu PATS diberikan dalam skema pada gambar 1.

Kemiringan kolektor 15^o ke arah utara, sesuai spesifikasi dari produsen untuk wilayah Indonesia.

(7)

Gambar 1 Skema pengujian serentak 2 PATS

Fasilitas uji ini merupakan sistem pengujian menggunakan cahaya matahari alami di luar ruangan, diperuntukkan melayani pengujian untuk mendapatkan karakterisitik termal produk PATS komersial maupun prototipe hasil riset. Karena itu fasilitas uji ini terdiri dari rig uji yang terletak di luar ruangan yang bebas dari halangan, yang dilengkapi dengan sensor-sensor pengukuran, yang terhubung dengan ruang kontrol dan sistem akusisi data. Fasilitas ini dipersiapkan untuk dapat menguji secara serentak dua unit spesimen kolektor dan PATS, karena itu terdapat site 1 dan site 2 pada rig uji untuk meletakkan 2 sampel uji, sehingga kedua spesimen dapat dibandingkan kinerja masing-masing karena diuji pada kondisi cuaca dan suplai air yang dapat dibuat sama.

Di dalam ruang kendali dilengkapi perangkat kendali temperatur air suplai yang didukung oleh komponen pemanas listrik dan unit pendingin, yang digunakan untuk mengendalikan temperatur fluida sehingga temperatur fluida yang masuk ke kolektor dapat diatur relatif konstan pada uji efisiensi kolektor. Selain itu reservoir air bersih tersedia untuk suplai fluida saat pengujian. Untuk memantau unjuk kerja PATS, dilakukan pengambilan data melalui 15 buah sensor yang dipasang pada spesimen maupun di sekitar peralatan uji (pada kondisi lingkungan). Sensor terdiri dari beberapa sensor pengukur temperatur: temperatur air, temperatur permukaan plat penyerap, temperatur udara ambien. Radiasi matahari dipantau menggunakan pyranometer yang dipasang sesuai dengan posisi kemiringan kolektor, sedangkan laju aliran air menggunakan flowmeter. Seluruhkan sensor, kecuali pemantau cuaca, terdapat dual sensor terpasang pada masing-masing spesimen uji. Data-data hasil pengukuran dimonitor dan direkam menggunakan DMM (Digital Muti Meter).

Pengambilan data dilakukan setiap 10 detik dan data rata-rata yang diperoleh selama interval waktu 10 menit direkam ke dalam hard disk pada komputer untuk selanjutnya dievaluasi.

Secara keseluruhan, pengukuran data-data pengujian oleh sensor-sensor pengukuran baik yang dipantau oleh interface DMM dan observasi lapangan diberikan pada tabel 1.

(8)

Noor Fachrizal 47 Tabel 1. Parameter yang diukur

No Parameter Deskripsi Jenis sensor Monitor

1 Tamb Temperatur lingkungan Pt100, 4w DMM

2 Tc-in, 2 unit Temperatur inlet kolektor Pt100, 4w DMM 3 Tc-out, 2 unit Temperatur outlet kolektor Pt100, 4w DMM 4 Vdot, 2 unit Laju air kolektor Magnetic Flowmeter DMM

5 Ictot Radiasi total Pyranometer DMM

6 Wc, 2 unit Kecepatan angin Anemometer DMM

7 Tsto, 2 unit Temperatur tangki Tc type K DMM

8 Tabs, 2 unit Temp absorber Tc type K DMM

9 P Tekanan Fluida Bourdon Type Field

Rig uji outdoor dan 2 spesimen uji PATS, serta ruang kendali dan observasi data dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Test rig dan ruang kendali PATS

Sementara itu spesifikasi unit PATS yang diuji diberikan pada tabel di 2.

Tabel 2. Spesifikasi spesimen uji

Keterangan Spesifikasi

PATS tipe 1 PATS tipe 2

Material Tangki

Cover Zincallum finish clear Plat SS 430 BA 0,4 mm Insulasi High Density Polyurethane High Density Polyurethane Tabung 2.2 mm Low Carbon Steel by

Enamel

Plate Low carbon Steel 2 mm Coating Enamel

Inlet dan Outlet Pipa stainless steel 3/4” Pipa stainless steel 3/4”

Kapasitas 142 Liter 146 Liter

Berat Kosong Tangki 44 Kg 48 Kg

Berat Isi Tangki 186 Kg 194 Kg

Dimensi (L x W x D) 1180 x 550 x 485 mm 1230 x 525 x 525 mm Material Kolektor

Box Allumunium Alloy Finish Anodized Silver

Cover Atas Low Iron Pattern Tempered Glass 3.2 mm

Absorber Allumunium Alloy Finish Anodized Black & Copper Pipes

(9)

Insulasi High Density Injection Polyurethane & Alumunium Foil

Jumlah Panel kolektor 1 Panel

Luasan Panel 1,6 m² 1,97 m²

Berat Kosong Panel 24 kg 30 kg

Berat Isi Panel 25.5 kg 32.5 kg

Diemsni kolektor 1625mmx990mmx76.5mm 1990mmx990mmx76.5mm Sumber : spesifikasi produsen.

Pengujian dilakukan selama 6 hari untuk pengujian termosifon dan 6 hari untuk pengujian kinerja termal kolektor surya. Seluruh pengoperasian PATS dilakukan pada ketinggian antara 6 – 25 m dari permukaan laut, baik dalam keadaan PATS terisi air dengan aliran tertutup maupun tanpa aliran.

HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Termosifon

Pengujian termosifon dilakukan selama 6 hari, hasil pengujian termosifon kedua unit spesimen uji diberikan pada tabel 3.

Dari pengujian termosifon diperoleh nilai persentasi penurunan temperatur tangki, yaitu: (T_tank-maks –T_tank-min)/T_tank-maks sebesar 18.42 %, pada sampel PATS 1 dan 14.75% pada sampel PATS 2. Kedua angka ini masih cukup besar, diharapkan faktor kehilangan panas ini dapat di bawah 10%.

Tabel 3. Perhitungan hasil pengujian termosifon PATS 1.

Temperatur stagnasi maksimum tangki pada proses termosifon ini manpu mencapai lebih di atas 70^oC bahkan pada sampe PATS 2 mampu melampaui 80^oC.

(10)

Sementara perhitungan faktor rugi-rugi termal tangki dari persamaan (1) diperoleh harga koefisien rugi-rugi termal tangki rata-rata adalah 1.21 W/m².K pada PATS 1 dan 0.78 W/m².K pada PATS 2. Artinya, kerugian tanki tak melebihi harga standar yang ditetapkan sebesar 1.75 W/m².K, sedangkan kalor terkumpul maksimum pada proses pembuangan air panas hari terakhir diperoleh 20.77 MJ (PATS 1) dan 27.87 MJ (PATS 2) dengan temperatur saat pembuangan adalah 68.24^oC (PATS 1) dan 77.43^oC (PATS 2) . Secara umum kedua sampel memenuhi standar mutu SNI untuk uji termosifon ini, di mana PATS 2 memiliki tanki lebih baik. Rugi-rugi termal pada tanki dapat disebabkan faktor insulasi tanki (Colle, 2001), atau karena faktor kolektor, karena pada malam hari maupun cuaca dingin, kolektor dapat menjadi media pelepas panas.

Pengujian kolektor

Temperatur air inlet kolektor dikendalikan sehingga air masuk kolektor cenderung stasioner pada temperatur tertentu, dengan mengatur pemanas listrik dengan temperatur air yang masuk ke kolektor dapat divariasikan dari dari 32ôC hingga 60ôC (Perers et al. 1990), dalam pengujian ini disetel pada 35ôC, 40ôC, 45

oC, 50^oC, dan 55^oC, dan pompa utama dinyalakan dan keran disetel agar laju aliran air dalam sirkulasi antara 2-2.5 lt/men (120-150 lt/jam).

Pengujian kolektor menghasilkan efisiensi harian berkisar 38.19 - 59.86%, dengan rata-rata 47.98% untuk spesimen PATS 1, sedangkan PATS 2 efisiensi harian berkisar 40.31 - 59.70%, dengan rata-rata 49.02%. Semua perhitungan berdasarkan data insolasi harian di atas syarat 4 kWh/m², diberikan pada tabel 4.

Hasil plot grafik data-data pilihan efisiensi kolektor sesaat sesuai kriteria, diberikan pada gambar 3, diperoleh persamaan linier y= -6.44x + 0.61untuk PATS 1 dan y = -3.69x + 0.59 untuk PATS 2. Dengan asumsi F_p = 0.85 (data spesifikasi pabrik), didapatkan harga U_lc 7.58 dan 4.34 W/m².K masing-masing untuk PATS 1 dan PATS 2, di mana kolektor PATS 1 melampaui standar yang disyaratkan yaitu 7 W/m².K, sedangkan kolektror PATS 2 menunjukan hasil yang memenuhi syarat tersebut.

Tabel 4. Hasil pengujian kolektor

(11)

Gambar 3. Plot data terpilih untuk menentukan Ulc kolektor pada spesimen PATS 1 dan 2.

Efisiensi kolektor surya menentukan perolehan kalor yang kinerja sistem keseluruhan PATS. Di sini tampak kontribusi kinerja termal kolektor yang mempengaruhi hasil uji kinerja termosifon sebelumnya, di mana PATS 2 memberikan hasil lebih baik dari PATS 1. Hasil pengujian dua unit sampel kolektor di atas sudah memberikan hasil cukup baik, walaupun efisiensi rata-rata yang

(12)

diperoleh belum memenuhi yang diharapkan dalam kisaran 50 – 60 %, demikian juga koefisien rugi-rugi termal yang diharapkan kurang dari 4 W/m².K agar efisiensinya lebih baik. Penyempurnaan pada kolektor surya perlu dilakukan, yaitu insulasinya, efisiensi optik kaca penutup, desain dan sifat termal dari pelat absorber. Pemilihan jenis pelat absorber yang selektif dapat mengurangi kerugian radiasi (Jaisangkar, 2011).

Hasil pengujian kinerja termal dua modul pemanas air tenaga surya diberikan rangkumannya pada tabel 5.

Tabel 5. Hasil pengujian kinerja

No Pengujian Parameter Standar Hasil

PATS 1 PATS 2

1 Termosifon, pengujian 6 hari.

Ttankmaks-Ttankmin

T_tankmaks

- 18.42% 14.75%

Temp stagnasi maksimum

> 70 75.20 ^oC 82.59 ^oC Uls (W/m².K) < 1.75 1.21 0.78

E_drop (MJ) - 20.27 27.87

2 Kinerja Kolektor, pengujian 6 hari.

Rentang efisiensi - -

38.19% - 59.86% 40.31- 59.70%

Efisiensi Rata-rata 47.98% 49.02%

Ulc (W/m².K) < 7 7.58 4.34

KESIMPULAN

Hasil pengujian kapasitas panas PATS diacukan pada prosedur SNI 3021-1992 Edisi ke-1 (satu) diperoleh, kedua sampel uji memiliki kemampuan mencapai temperatur stagnasi tanki maksimum melampaui 70 ^oC, dengan persentase penurunan temperatur tanki rata-rata 18.42 % (PATS 1) dan 14.75% (PATS 2), dengan faktor rugi-rugi tanki memenuhi standar maksimum SNI yaitu 1.75 W/m².K , masing-masing sebesar 1.21 dan 0.78 W/m².K untuk tanki PATS 1 dan PATS 2.

Pengujian kolektor menghasilkan efisiensi termal rata-rata 47.98% (PATS 1) dan 49.02% (PATS 2), dengan Nilai rugi-rugi pada kolektor adalah 7.58 W/m².K (PATS 1) dan 4.34 W/m².K (PATS 2), di atas standar yang disyaratkan yaitu 7 W/m².K. Kinerja klektor ini memberi kontribusi besar pada kinerja sistem sehingga efisiensi rata-rata sistem belum dapat melampui 50%. Penyempurnaan insulasi pada kolektor surya masih perlu dilakukan.

(13)

Berdasarkan pengujian tersebut menunjukkan bahwa kinerja PATS dipengaruhi rugi-rugi panas pada kolektor surya maupun tanki. Untuk menjamin kualitas produk PATS yang beredar dipasaran, produk PATS perlu dilakukan uji petik. Kemampuan fasilitas untuk menguji serentak 2 spesimen uji ini dapat bermanfaat untuk memberikan perbandingan kinerja 2 produk PATS, atau pebandingan prototipe PATS hasil riset dan pengembangan, dalam kondisi pengujian yang sama.

DAFTAR PUSTAKA

ASHRAE Standard, Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collector, ANSI/ASHRAE 93-1986.

Abubakar, Gambo Buhari, and Gerry Egbo, Performance Evaluation of Flat Plate Solar Collector (Model Te39) In Bauchi, American Journal of Engineering Research (AJER) e-ISSN : 2320-0847 p-ISSN : 2320-0936 Volume-3, Issue- 10, pp-34-40, 2014

BSN, SNI. 3021-1992 Edisi ke-1 (satu), Pemanas Air Tenaga Surya Tipe Domestik Sistem Termosifon Langsung Dengan Pemanas Tambahan, Jakarta, 1992.

Colle S, Abreu SL, Glitz K, Colle F. Optimization of the auxiliary heating and water storage insulation of a low cost domestic hot water heating system with an electric shower. In: Proceedings of ISES Solar World Congress. 2001.

Grigonienė,Jurgita and Mindaugas Karnauskas, Mathematical modeling of optimal tilt angles of solar collector and sunray reflector, energetika. 2009. T. 55. Nr. 1.

P. 41–46, lietuvos mokslų akademija, 2009

Hottle HC, Whiller A. Evaluation of ﬂat-plate solar collector performance, Transaction of Conference on the Use of Solar Energy, University of Arizona;

Vol.2, pp. 74–104, 1955.

Jaisangkar S., Ananth J., Thulasi S.,Jayasuthakar S.T., Sheeba K.N., “A comprehensive review on solar water heaters”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 15, pp.3045-3050, 2011.

Kristanto, P., James Laeyadi, Kolektor Prismatik, JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 2, No. 1 : 22 - 28, Universitas Kristen Petra, April 2000.

(14)

Mathioulakis, E., K. Voropoulos and V. Belessiotis, Assessment of Uncertanty in Solar Collector Modeling and Testing, Solar Energy Vol. 66, No. 5, pp. 337–

347, Elsevier Science Ltd, Pergamon, Great Britain, 1999.

Oko, C.O.C. and S.N. Nnamchi, Optimum Collector Tilt Angles For Low Latitudes, The Open Renewable Energy Journal, 2012, 5, 7-14, 2012.

Parker BF. Derivation of efﬁciency and loss factors for solar air heaters. Solar Energy, Vol 26, pp.27–32, 1981Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collector, ANSI/ASHRAE 93-1986.

Perers,B., B. Karlsson, H. Walletun; Simulation and evaluation methods for solar energy system, application for new collector design at high lattitude, Studsvik Report ED-90/4, Nyk”pink (Schweden), 1990.

Setyawan, Eko Yohanes, Arif Kurniawan , Febi Rahmadianto , Richard A. M Napitupulu , Parulian Siagian, Flat Plate Type Solar Collector Performance Using Double Thermal Insulation, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 852, 2nd TICATE, IOP Publishing, 2019.

Uba Felix A. and Emmanuel A. Sarsah, Optimization of tilt angle for solar collectors in WA, Ghana, Advances in Applied Science Research, 4(4):108-114, Pelagia Research Library, 2013.

Zakaria, S.H., Aliane Khaled, and Henaoui Mustapha, Experimental Study of a Flat Plate Solar Collector Equipped with Concentrators, International Journal of renewable Energy research, Vol.7, No.3, 2017.