Kompor surya tipe kolektor pelat datar untuk memasak di dalam ruangan - USD Repository

(1)

i

KOMPOR SURYA TIPE KOLEKTOR PELAT DATAR UNTUK

MEMASAK DI DALAM RUANGAN

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Sarjana Teknik

di Teknik Mesin

Diajukan oleh :

THOMAS ANGGA SURYA INDARTO 045214075

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

ii

FLAT PLATE COLLECTOR TYPED SOLAR COOKER FOR

INDOOR COOKING

A THESIS

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain theSarjana Teknik Degree

In Mechanical of Engineering

By:

THOMAS ANGGA SURYA INDARTO 045214075

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii INTISARI

Kompor surya yang paling umum di masyarakat di Indonesia dan negara berkembang lain adalah jenis kotak dan jenis parabola. Tetapi di beberapa negara atau daerah, kedua jenis kompor surya ini sulit diterima masyarakat karena cara memasak dengan kedua jenis kompor surya ini berbeda dengan kebiasaan memasak masyarakat. Kebiasaan memasak masyarakat diantaranya memasak dilakukan di dalam ruangan, cara memasak dengan mengukus atau menggoreng dan waktu memasak pagi, siang dan malam. Penelitian ini bermaksud untuk membuat model kompor surya pelat datar untuk memasak di dalam ruangan dan mengetahui unjuk kerja kompor tersebut.

Kompor surya pelat datar ini terdiri dari kolektor (pipa seri dan paralel), kotak penyimpan panas yang sekaligus berfungsi sebagai kumpor, panci pemasak, katup pengatur, kolom ekspansi dan lubang udara. Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah radiasi surya yang datang, temperatur udara sekitar, temperatur fluida kerja yang masuk dan keluar kolektor, temperatur panci pemasak, dan temperatur air dalam panci pemasak.

Unjuk kerja kompor ini adalah nilai efisiensi maksimum pada seri adalah 1,38 %, sedangkan nilai efisiensi pada paralel adalah 1 %, nilai efisiensi sensibel maksimum pada seri adalah 1,15 %, sedangkan nilai efisiensi sensibel pada paralel adalah 1,03 % dan temperatur air maksimum pada paralel adalah 52,40 oC, sedangkan temperatur air maksimum pada seri adalah 51,80oC.

(8)

viii KATA PENGANTAR

Terimakasih kepada kebesaran Tuhan yang telah selalu setia memberikan berkat, rahmat, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga atas ijin-Nya, Tugas Akhir dalam mencapai gelar sarjana pun akhirnya dapat diselesaikan. Terimakasih pula penulis sampaikan kepada pihak-pihak yang telah memberikan bimbingan, dorongan, fasilitas dan bantuan yang sangat berarti bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir Gregorius Heliarko SJ., SS., B.ST., MA., M.Sc., 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 kuliah, bimbingan , serta fasilitas yang diberikan selama masa kuliah.

4. Bapak’e, Ibu’e, dan mas Angger yang telah memberikan doa,dorongan, motivasi, pengertian, fasilitas, laptop dan dan curahan kasih sayang yang tak pernah berhenti diberikan kepada penulis.

5. Mochiku yang selalu memberikan semangat, dukungan, fasilitas, pengertian dan kasih sayang dari awal kuliah hingga saat ini.

(9)

ix 7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir

ini.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, kekeliruan, dan jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kemajuaan yang akan datang.

Yogyakarta, 25 Februari 2008

(10)

x DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

TITLE PAGE ii

LEMBAR PENGESAHAN iii

DAFTAR DEWAN PENGUJI iv

LEMBAR PERNYATAAN v

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI vi

INTISARI vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR TABEL xv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN xvii

BAB I : PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Perumusan Masalah 3

1.3. Tujuan Penelitian 3

1.4. Batasan Masalah 4

BAB II : DASAR TEORI 5

2.1. Landasan Teori 5

2.2. Tinjauan Pustaka 7

(11)

xi

BAB III : METODE PENELITIAN 11

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 11

3.2. Peralatan 11

3.3. Variabel yang Divariasikan 16

3.4. Variable yang Diukur 16

3.5. Langkah Penelitian 17

3.6. Pengolahan dan Analisis Data 18

BAB IV : ANALISIS DATA, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 19

4.1. Tabel Hasil Pengambilan Data 20

4.2. Fluida yang Dipergunakan 25

4.2.1 Massa Fluida (mf ) 25

4.2.2 Panas Jenis Fluida Kerja ( CPF) 25

4.3. Radiasi Surya (G) 26

4.4. Analisis Pada Kolektor Seri 27

4.4.1 Temperatur Fluida (Tf ) 27

4.4.2 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida (Qf ) 28 4.4.3 Laju Energi Surya yang Diserap oleh Kolektor 29

4.4.4 Faktor Pelepas Panas (FR ) 29

4.4.5 Efisiensi Kolektor Seri (η ) 30

4.4.6 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air ( Daya Sensibel ) 31

4.4.7 Efisiensi Sensibel 31

4.5. Analisis Pada Kolektor Paralel 32

(12)

xii 4.5.2 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida (Qf ) 33

4.5.3 Laju Energi yang Diserap oleh Kolektor 33

4.5.4 Faktor Pelepas Panas (FR ) 34

4.5.5 Efisiensi Kolektor Paralel (η ) 34

4.5.6 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air ( Daya Sensibel ) 35

4.6. Pembahasan 47

4.6.1 Efisiensi Kolektor 47

4.6.2 Daya Sensibel 48

4.6.4 Temperatur Air 50

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 52

5.1. Kesimpulan 52

(13)

xiii DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bagian-bagian Kompor Surya Jenis Kolektor Datar 5

Gambar 2.2. Bagian bagian Kolektor Datar 6

Gambar 2.3. Susunan Pipa Kolektor Pararel dan Seri 7

Gambar 3.1. Bagian-bagian Kompor Surya Jenis Kolektor Datar 11 Gambar 3.2. Dua Kolektor Datar (Ukuran 1m x 0,5m) dengan Susunan Pipa

Kolektor Seri dan Pararel 12

Gambar 3.3. Dua Buah Kotak Penyimpan Panas (Ukuran 20cm x 20cm x 4cm)

dan Dua Panci Pemasak Masing-masing Berisi 0,5 Liter Air 13

Gambar 3.4. Panci Pemasak Berisi 0,5 Liter Air 13

Gambar 3.5. Katup atau Kran Pengatur Berfungsi Untuk Mengatur Laju Aliran

Fluida Antara Kotak Penyimpan Panas dan Kolektor 14 Gambar 3.6. Kolom Ekspansi Berfungsi Untuk Menjaga Tekanan Fluida Kerja

Saat Temperatur Tinggi 14

Gambar 3.7. Lubang Udara Berfungsi Untuk Keluarnya Udara Saat Minyak

Dipompa ke Dalam Kompor Surya 15

Gambar 3.8. Sel Surya yang Telah Dikalibrasi Untuk Mengukur Radiasi Surya 15

Gambar 3.9. Termokopel dan Displainya 16

Gambar 3.10. Posisi-posisi Pengukuran pada Peralatan/Model Penelitian 17 Gambar 4.1. Grafik Hubungan Efisiensi Kolektor Seri dan Paralel dengan

(14)

xiv Gambar 4.2. Grafik Hubungan Daya Sensibel dengan Radiasi Surya yang Masuk 48

Gambar 4.3. Daya Sensibel Rata-rata 48

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Efisiensi Sensibel dengan Radiasi Surya yang

Masuk 49

(15)

xv DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data pada Tanggal 19 September 2007, Jenis Kolektor Seri 20 Tabel 4.2. Data pada Tanggal 19 September 2007, Jenis Kolektor Paralel 20 Tabel 4.3. Data pada Tanggal 20 September 2007, Jenis Kolektor Seri 21 Tabel 4.4. Data pada Tanggal 20 September 2007, Jenis Kolektor Paralel 21 Tabel 4.5. Data pada Tanggal 21 September 2007, Jenis Kolektor Seri 22 Tabel 4.6. Data pada Tanggal 21 September 2007, Jenis Kolektor Paralel 22 Tabel 4.7. Data pada Tanggal 22 September 2007, Jenis Kolektor Seri 23 Tabel 4.8. Data pada Tanggal 22 September 2007, Jenis Kolektor Paralel 23 Tabel 4.9. Data pada Tanggal 23 September 2007, Jenis Kolektor Seri 24 Tabel 4.10. Data pada Tanggal 23 September 2007, Jenis Kolektor Paralel 24 Tabel 4.11. Data Besar Radiasi yang Diterima Kolektor 27

Tabel 4.12. Temperatur Fluida Seri 27

Tabel 4.13. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida pada Kolektor Seri 28 Tabel 4.14. Faktor Pelepas Panas pada Kolektor Seri 30 Tabel 4.15. Efisiensi Kolektor Seri pada Pengambilan Data Hari Pertama 30 Tabel 4.16. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air pada Kolektor Seri 31

Tabel 4.17. Temperatur Fluida Paralel 32

(16)

xvi Tabel 4.21. Hasil Perhitungan pada Tanggal 19 September 2007, Jenis

Kolektor Seri 37

Tabel 4.22. Hasil Perhitungan pada Tanggal 20 September 2007, Jenis

Kolektor Seri 38

Kolektor Seri 39

Kolektor Seri 40

Kolektor Seri 41

Kolektor Paralel 42

Kolektor Paralel 43

Kolektor Paralel 44

Kolektor Paralel 45

(17)

xvii DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

AC : luas kolektor (m2)

CPf : panas jenis fluida kerja (J/(kg.oC)) Cpw : panas jenis air (J/(kg.oC))

G : radiasi surya yang datang (W/m2) I : arus ( A )

R : hambatan () V : tegangan (Volt)

Ta : temperatur sekitar (oC)

Ti : temperatur fluida kerja masuk kolektor (oC) To : temperatur fluida kerja keluar kolektor (oC) Tf : temperatur rata-rata fluida kerja (oC) Tp : temperatur panci (oC)

Tw : temperatur air (oC)

Tf : kenaikan temperatur fluida kerja (oC)

Tw : kenaikan temperatur air (oC)

t : lama waktu pemanasan (s) FR : faktor pelepasan panas

 : faktor transmitan-absorpan kolektor UL : koefisien kerugian (W/(m2.oC)) mf : massa fluida kerja (kg)

(18)

xviii

f

 : massa jenis fluida kerja (kg/liter) Vf : volume total fluida kerja (liter)

Qw : laju energi kalor yang diserap oleh air (watt) Qf : laju energi kalor yang diserap oleh fluida (watt)

 : efisiensi kolektor

s

(19)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam rangka mengurangi ketergantungan 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 (Sumber dari Kementrian Energi Republik Indonesia). 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) maupun tidak langsung (dengan kompor surya jenis kolektor datar). Penggunaan kompor ini juga sejalan dengan target pengurangan emisi karbondioksida di atmosfer (berdasarkan Protokol Kyoto).

(20)

2

Cara memasak dengan kompor surya jenis parabola 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.

Beberapa negara seperti India, Mali, Chili, Argentina dan Jerman mengembangkan kompor surya jenis kolektor datar yang cara pemakaiannya lebih sesuai dengan kebiasaan memasak di masyarakat. Proses memasak dengan kompor surya jenis kolektor datar ini dapat dilakukan di dalam ruangan. Jika dilengkapi dengan penyimpan panas dengan kapasitas yang memadai maka proses memasak dapat dilakukan pada pagi, siang dan malam hari. Cara memasak dengan mengukus, memanggang dan menggoreng dapat dilakukan dengan kompor surya jenis ini. Keuntungan lain dari kompor surya jenis kolektor datar ini adalah keandalan, kenyamanan pemakaian, perawatan yang mudah dan umur pakai yang lama. Kelemahan dari kompor surya jenis kolektor datar adalah pembuatannya yang memerlukan biaya yang lebih mahal dan teknologi yang lebih tinggi dibandingkan kompor surya jenis kotak dan parabola.

(21)

3

datar. Pemanfaatan bahan dan teknologi yang terdapat di pasar dan industri lokal akan mempengaruhi unjuk kerja kompor surya jenis kolektor datar ini.

1.2. Perumusan Masalah

Pada penelitian ini akan dibuat model kompor surya jenis kolektor datar 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 kolektor datar di Indonesia ditentukan oleh unjuk kerja yang dihasilkan. Unjuk kerja kompor surya ditunjukkan oleh temperatur maksimal, efisiensi kolektor dan efisiensi sensibel yang dapat dihasilkan.

1.3. Tujuan Penelitian

a. Membuat model kompor surya pelat datar.

b. Mengetahui dan membandingkan efisiensi kolektor, efisiensi sensibel dan temperatur air maksimum yang dapat dihasilkan kompor surya pelat datar tipe seri dan paralel.

c. Membandingkan hasil penelitian dengan penelitian lain.

Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat :

a. Menambah kepustakaan teknologi kompor tenaga surya.

(22)

4

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

1.4. Batasan Masalah

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

b. Fluida kerja yang digunakan minyak goreng sebagai penyimpan panas.

(23)

5 BAB II

DASAR TEORI

2.1. Landasan Teori

Kompor surya jenis kolektor datar (gambar 2.1.) umumnya terdiri dari satu atau lebih kolektor datar, satu atau lebih panci pemasak dan dapat ditambahkan sebuah tangki penyimpan panas sehingga proses memasak dapat dilakukan pada malam hari. Pada sistem ini juga dapat ditambahkan reflektor pada bagian sisi kolektor yang berfungsi untuk memperbanyak jumlah radiasi surya yang masuk ke dalam kolektor.

Gambar 2.1. Bagian-bagian Kompor Surya Jenis Kolektor Datar

(24)

6

dalam pipa-pipa yang direkatkan pada pelat absorber sehingga temperatur fluida kerja tersebut naik. Kenaikan temperatur fluida kerja ini menyebabkan rapat massanya turun sehingga fluida kerja dapat mengalir secara alami ke panci pemasak yang berada di sebelah atas kolektor. Di dalam panci pemasak terjadi perpindahan sebagian energi sensibel ke dalam bahan makanan yang dimasak sehingga temperatur fluida kerja yang telah memberikan panas ke makanan turun. Turunnya temperatur menyebabkan rapat massa fluida kerja di sekitar panci akan naik sehingga secara alami akan mengalir ke bawah (ke arah kolektor) dan tempatnya digantikan fluida kerja yang bertemperatur lebih tinggi (dari kolektor). Dengan demikian sirkulasi fluida kerja terjadi secara alami tanpa bantuan pompa. Kemampuan fluida kerja bersirkulasi secara alami tergantung pada kekentalan fluida, kemiringan kolektor dan beda ketinggian antara kolektor dengan tangki penyimpan.

(25)

7

Gambar 2.3. Susunan Pipa Kolektor Pararel dan Seri

Kolektor merupakan bagian kompor surya yang menerima energi surya (gambar 2.2.). Susunan pipa di dalam kolektor dapat berupa susunan pararel atau susunan seri (gambar 2.3.).

2.2. Tinjuan Pustaka

(26)

8

(27)

9

%) lebih besar dibandingkan jenis kolektor seri (0,96 %) dan juga nilai temperatur air dalam panci pada jenis kolektor paralel (58,65 ºC) lebih besar dibandingkan jenis kolektor seri (51,95 ºC). Nilai efisiensi sensibel pada jenis kolektor seri (2,32 %) lebih besar dibandingkan jenis kolektor paralel (0,96 %) (Yulyanto, 2008).

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 :

 

         G T T U F

F i a

L R R

c 

 (2.1)

Faktor pelepasan panas kolektor (FR) dihitung dengan persamaan :







L i a



C f Pf f R T T U G A t T C m F      ) ( / . . .  (2.2)

Koefisien kerugian UL tergantung dari beberapa parameter diantaranya kualitas

pelat absorber, isolasi kolektor dan jumlah tutup kaca. Untuk perancangan praktis harga UL sebesar 8 W/(m2. oC) adalah khas untuk bahan isolasi biasa (serat kaca,

sabut kelapa dan serbuk gergaji), pelat absorber yang dicat hitam dan jumlah tutup kaca satu sampai dua buah.

(28)

10

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.



 

t

C

w pw w S

dt G A

T C m

0

. . .



(2.3)

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

t T C m

Q_w w pw w

 

 . .

.

(29)

11 BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Tempat penelitian dilakukan di Kampus Sanata Dharma. Pengambilan data dilakukan selama empat jam dalam sehari yaitu pada pukul 10.00 – 14.00 dan dilakukan selama lima hari yaitu pada tanggal 19 September– 23 September 2007.

3.2. Peralatan

Gambar 3.1. Bagian-bagian Kompor Surya Jenis Kolektor Datar 2 6

5 1

3

(30)

12

Kompor surya kolektor datar (gambar 3.1) terdiri dari :

1. Dua kolektor datar (ukuran 1m x 0,5m) dengan susunan pipa kolektor seri dan paralel.

2. Dua buah kotak penyimpan panas (ukuran 20cm x 20cm x 4cm). 3. Dua panci pemasak masing-masing berisi 0.5 liter air.

4. Katup atau kran pengatur berfungsi untuk mengatur laju aliran fluida antara kotak penyimpan panas dan kolektor.

5. Kolom ekspansi berfungsi untuk menjaga tekanan fluida kerja saat bertemperatur tinggi agar tidak terjadi tekanan berlebih dan berfungsi memasukkan minyak.

6. Lubang udara berfungsi untuk keluarnya udara saat minyak dipompa ke dalam kompor surya.

(31)

13

Gambar 3.3. Dua Buah Kotak Penyimpan Panas (Ukuran 20cm x 20cm x 4cm) dan Dua Panci Pemasak Masing-masing Berisi 0,5 Liter Air

(32)

14

Gambar 3.5. Katup atau Kran Pengatur Berfungsi Untuk Mengatur Laju Aliran Fluida Antara Kotak Penyimpan Panas dan Kolektor.

(33)

15

Gambar 3.7. Lubang Udara Berfungsi Untuk Keluarnya Udara Saat Minyak Dipompa ke Dalam Kompor Surya

Dalam pengambilan data, peralatan yang digunakan meliputi: 1. Sel surya yang telah dikalibrasi untuk mengukur radiasi surya.

2. Termokopel dan displainya.

(34)

16

Gambar 3.9. Termokopel dan Displainya

3.3. Variabel yang Divariasikan

1. Susunan pipa kolektor : seri atau paralel

3.4. Variabel yang Diukur

1. Temperatur udara sekitar (Ta)

2. Radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G) 3. Temperatur fluida kerja masuk kolektor (Ti)

4. Temperatur fluida kerja keluar kolektor (To) 5. Temperatur panci pemasak (Tp)

(35)

17

Untuk pengukuran temperatur digunakan termokopel dan untuk pengukuran radiasi surya digunakan solar sel yang telah dikalibrasi. Posisi termokopel pada alat dapat dilihat pada gambar 3.10.

Gambar 3.10. Posisi-posisi Pengukuran pada Peralatan/Model Penelitian 3.5. Langkah Penelitian

1. Menyiapkan kompor menggunakan kolektor dengan susunan pipa seri dan paralel yang telah diisi fluida kerja minyak goreng.

2. Menyiapkan sel surya yang telah dikalibrasi untuk mengukur radiasi surya. 3. Mengisi panci pemasak dengan 0,5 liter air.

4. Membuka katup atau kran pengatur agar fluida kerja bersirkulasi antara kolektor dan kotak penyimpan.

5. MencatatG,Ta, Ti, To,Tp, danTw tiap 15 menit dari pukul 10.00 WIB sampai dengan pukul 14.00 WIB.

(36)

18

3.6. Pengolahan dan Analisis Data

Setelah pengambilan data maka dilakukan pengolahan data sebagai berikut : 1. Menghitung faktor pelepasan panas kolektor (FR) dengan persamaan (2.2) 2. Menghitung efisiensi kolektor (c) dengan persamaan (2.1)

3. Menghitung daya sensibel (Qh) dengan persamaan (2.4)

4. Menghitung efisiensi sensibel (S) dengan persamaan (2.3)

Analisis akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik-grafik berikut : 1. Grafik hubungan efisiensi kolektor dengan Ti-Ta/G.

2. Grafik daya sensibel dengan G ( ).

3. Grafik histogram daya sensibel rata-rata pada tiap variasi susunan pipa kolektor.

(37)

19 BAB IV

ANALISIS DATA, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

Data-data yang digunakan untuk perhitungan kolektor jenis seri maupun paralel yaitu:

Fluida kerja = Minyak

Panjang kolektor = 1 m

Lebar kolektor = 0,5 m

Luas Kolektor = 0,5 m2

Diameter dalam pipa = 0,01 m

Panjang pipa didalam kolektor:

Kolektor seri = 2,2 m

Kolektor paralel = 4,4 m

Luas penampang pipa = 0,0000785 m2

Volume pipa dalam kolektor:

Kolektor seri = 0,17 liter

Kolektor paralel = 0,35 liter

Volume air dalam panci = 0,5 liter

Massa jenis fluida kerja = 0,833 kg/liter

Massa jenis air = 1 kg/liter

(38)

20

4.1 Tabel Hasil Pengambilan Data

Tabel 4.1. Data pada Tanggal 19 September 2007, Jenis Kolektor Seri

Tp Tw

(panci) (air) No. Waktu Radiasi

(Volt) Ta (lingkungan) Celsius Ti kolektor Celsius To kolektor

Celsius _Celsius _Celsius

1 10:00 3,02 27,00 27,90 38,40 21,30 19,00

2 10:15 3,17 27,00 28,40 43,10 21,50 19,10

3 10:30 1,20 30,70 32,20 66,10 25,40 27,60

4 10:45 3,41 30,60 35,80 57,10 32,50 32,10

5 11:00 2,44 31,10 30,70 81,40 40,70 42,20

6 11:15 3,33 32,60 35,20 88,50 39,20 41,80

7 11:30 3,34 32,10 38,80 90,50 43,30 44,00

8 11:45 3,44 31,00 38,20 83,40 43,50 40,20

9 12:00 2,72 28,60 37,70 85,70 41,10 36,10

10 12:15 3,24 31,60 36,30 93,40 45,70 37,40

11 12:30 3,19 31,20 26,50 68,60 31,50 31,50

12 12:45 3,05 34,00 40,40 70,90 39,90 39,40

13 13:00 2,91 31,30 43,10 79,10 45,30 47,40

14 13:15 2,71 31,70 41,40 85,40 47,20 46,80

15 13:30 2,42 32,00 38,80 82,20 51,10 52,50

16 13:45 2,05 32,70 40,30 77,60 46,80 51,80

17 14:00 2,13 32,20 38,30 75,70 45,40 49,80

Tabel 4.2. Data pada Tanggal 19 September 2007, Jenis Kolektor Paralel

Tp Tw

1 10:00 3,02 27,00 32,80 53,40 23,20 21,20

2 10:15 3,17 27,00 34,60 61,60 24,60 21,90

3 10:30 1,20 30,70 35,40 73,60 32,10 23,40

4 10:45 3,41 30,60 41,20 82,00 31,80 23,20

5 11:00 2,44 31,10 38,60 69,00 41,20 39,50

6 11:15 3,33 32,60 43,50 79,40 40,90 42,50

7 11:30 3,34 32,10 45,30 79,10 42,50 44,00

8 11:45 3,44 31,00 38,90 71,10 40,50 43,50

9 12:00 2,72 28,60 43,50 7910 42,40 44,70

10 12:15 3,24 31,60 45,00 85,70 43,70 45,50

11 12:30 3,19 31,20 39,80 78,70 43,50 44,40

12 12:45 3.05 34,00 40,50 84,00 46,50 46,90

13 13:00 2,91 31,30 51,30 78,50 47,70 48,30

14 13:15 2,71 31,70 53,60 84,30 50,10 50,70

15 13:30 2,42 32,00 48,30 78,10 50,00 51,00

16 13:45 2,05 32,70 36,40 78,10 48,40 51,10

(39)

21

Tp Tw

1 10:00 3,16 27,30 30,70 81,50 24,70 39.10

2 10:15 3,14 27,30 30,70 75,60 31,00 43,50

3 10:30 2,45 33,00 35,30 63,40 32,80 47,60

4 10:45 2,43 32,40 35,80 77,00 33,60 48,00

5 11:00 1,43 28,80 35,80 70,90 34,50 49,40

6 11:15 2,01 29,10 35,80 74,50 34,60 48,90

7 11:30 2,95 29,30 35,80 78,20 34,90 48,70

8 11:45 2,50 33,30 36,70 93,90 36,10 51,80

9 12:00 2,57 28,50 36,00 81,60 34,20 50,00

10 12:15 2,63 30,50 36,90 75,60 33,60 50,60

11 12:30 2,74 30,50 33,60 91,30 34,90 50,60

12 12:45 0,72 25,70 36,10 86,20 30,80 48,60

13 13:00 3,01 29,70 35,30 62,50 30,00 49,70

14 13:15 0,63 26,90 30,40 60,30 41,60 42,10

15 13:30 2,72 29,80 31,30 66,20 41,20 44,00

16 13:45 2,92 29,10 28,70 65,90 41,40 45,60

17 14:00 1,47 30,20 29,80 56,30 40,70 45,20

Tp Tw

1 10:00 3,16 27,30 29,30 85,90 37,90 42,40

2 10:15 3,14 27,30 42,00 83,70 39,70 41,50

3 10:30 2,45 33,00 41,90 84,00 42,30 43,90

4 10:45 2,43 32,40 42,20 78,10 41,40 48,50

5 11:00 1,43 28,80 41,20 78,10 40,30 46,30

6 11:15 2,01 29,10 43,50 79,60 41,20 47,40

7 11:30 2,95 29,30 45,30 80,30 42,90 49,00

8 11:45 2,50 33,30 40,10 89,80 44,10 48,50

9 12:00 2,57 28,50 38,30 88,50 42,00 49,00

10 12:15 2,63 30,50 35,60 87,30 42,90 47,70

11 12:30 2,74 30,50 42,60 87,90 43,70 47,40

12 12:45 0,72 25,70 46,30 81,30 44,60 46,90

13 13:00 3,01 29,70 43,60 68,80 42,00 48,50

14 13:15 0,63 26,90 43,00 72,10 39,30 49,50

15 13:30 2,73 29,80 42,30 75,90 41,80 46,40

16 13:45 2,92 29,10 35,90 78,00 40,10 49,90

(40)

22

Tp Tw

1 10:00 3,12 25,30 25,10 37,20 27,50 21,50

2 10:15 3,26 25,60 25,30 41,20 29,40 24,10

3 10:30 3,57 27,40 27,10 48,30 31,00 27,80

4 10:45 3,98 29,20 28,30 54,80 32,60 32,20

5 11:00 3,66 32,50 34,10 85,20 44,00 45,30

6 11:15 1,22 30,40 33,30 80,10 40,10 46,20

7 11:30 3,96 31,50 35,30 87,30 44,00 50,80

8 11:45 4,09 28,40 37,00 90,30 47,30 50,60

9 12:00 0,86 27,90 40,30 89,30 47,90 54,10

10 12:15 3,85 31,00 29,60 90,10 42,30 48,30

11 12:30 1,09 32,20 37,10 74,60 48,20 50,00

12 12:45 1,04 29,50 33,70 72,60 46,90 50,00

13 13:00 1,03 26,30 36,80 75,00 40,90 38,40

14 13:15 3,65 30,10 30,90 86,40 45,40 47,80

15 13:30 0,95 32,50 35,30 67,90 43,70 45,00

16 13:45 1,87 28,30 29,10 60,30 44,00 44,70

17 14:00 2,87 27,70 28,00 66,00 44,70 43,70

Tp Tw

1 10:00 3,12 25,30 30,40 50,40 30,40 27,10

2 10:15 3,26 25,60 35,10 65,70 33,90 31,90

3 10:30 3,57 27,40 37,90 70,10 35,10 35,60

4 10:45 3,98 29,20 40,10 88,50 36,50 39,80

5 11:00 3,66 32,50 39,50 96,10 35,20 40,60

6 11:15 1,22 30,40 46,40 79,20 46,90 48,80

7 11:30 3,96 31,50 40,30 89,50 48,50 49,50

8 11:45 4,09 28,40 56,80 71,80 49,90 47,20

9 12:00 0,86 27,90 44,10 68,30 49,80 55,00

10 12:15 3,85 31,00 47,30 80,60 49,00 40,10

11 12:30 1,09 32,20 39,70 70,30 45,00 49,30

12 12:45 1,04 29,50 39,00 70,90 45,20 45,40

13 13:00 1,03 26,30 33,00 61,70 41,20 47,80

14 13:15 3,65 30,10 47,90 71,30 39,80 45,50

15 13:30 0,95 32,50 36,70 62,10 44,70 38,70

16 13:45 1,87 28,30 33,20 60,40 44,30 44,80

(41)

23

Tp Tw

1 10:00 2,77 29,40 27,60 52,60 33,30 33,20

2 10:15 1,30 28,90 31,20 57,40 30,70 34,80

3 10:30 0,89 27,60 27,00 49,10 37,40 35,50

4 10:45 0,95 27,90 29,90 52,40 34,20 34,80

5 11:00 3,83 29,10 25,20 62,10 36,50 35,40

6 11:15 3,82 30,90 31,80 90,70 40,70 39,10

7 11:30 1,08 29,60 26,50 83,70 45,10 45,10

8 11:45 1,38 30,70 27,50 77,00 44,00 46,10

9 12:00 1,01 29,20 31,70 73,60 48,70 45,40

10 12:15 3,69 31,70 39,40 89,30 46,20 46,30

11 12:30 0,95 31,00 40,50 92,30 50,50 48,60

12 12:45 1,07 31,20 38,20 83,00 49,50 49,00

13 13:00 1,06 30,40 39,50 81,50 48,00 47,30

14 13:15 3,24 31,10 36,90 68,00 46,40 45,90

15 13:30 2,77 31,60 39,40 75,60 49,60 46,60

16 13:45 0,72 30,50 28,30 80,10 41,70 47,00

17 14:00 0,70 29,90 34,70 72,10 42,70 45,60

Tp Tw

1 10:00 2,77 29,40 35,50 45,30 36,70 38,50

2 10:15 1,30 28,90 31,90 57,70 38,10 39,90

3 10:30 0,89 27,60 28,00 54,50 36,60 38,00

4 10:45 0,95 27,90 30,70 48,70 36,50 37,50

5 11:00 3,83 29,10 28,60 74,80 37,70 39,10

6 11:15 3,82 30,90 26,40 75,10 40,50 44,30

7 11:30 1,08 29,60 26,60 71,80 40,90 50,90

8 11:45 1,38 30,70 25,10 66,70 44,40 47,60

9 12:00 1,01 29,20 45,20 73,00 44,90 48,40

10 12:15 3,69 31,70 51,40 85,90 43,80 48,00

11 12:30 0,95 31,00 53,90 82,90 46,30 50,40

12 12:45 1,07 31,20 53,50 79,00 45,60 50,70

13 13:00 1,06 30,40 51,70 79,50 47,10 49,30

14 13:15 3,24 31,10 32,30 73,90 43,40 48,40

15 13:30 2,77 31,60 29,10 71,00 46,50 48,70

16 13:45 0,72 30,50 33,40 62,20 43,30 51,90

(42)

24

Tp Tw

1 10:00 3,11 26,50 27,30 64,40 28,30 29,90

2 10:15 1,20 28,50 28,60 83,40 31,00 31,50

3 10:30 3,96 31,50 27,20 80,30 31,10 31,20

4 10:45 3,38 29,30 32,90 79,10 35,70 38,60

5 11:00 2,20 28,20 28,00 81,00 32,30 38,40

6 11:15 0,67 28,70 35,80 74,70 35,60 41,60

7 11:30 0,88 29,10 30,30 67,40 38,80 41,10

8 11:45 0,91 29,50 31,40 68,20 38,20 40,90

9 12:00 1,12 30,40 32,10 70,10 37,40 39,20

10 12:15 1,75 31,90 32,40 72,20 36,50 38,40

11 12:30 0,71 29,90 31,60 67,10 36,90 42,60

12 12:45 0,74 29,20 31,50 58,90 36,70 39,50

13 13:00 1,05 28,60 33,80 56,00 36,10 39,10

14 13:15 0,80 29,00 27,30 60,30 37,20 36,50

15 13:30 0,47 29,60 34,30 55,40 37,50 36,20

16 13:45 1,92 28,10 32,00 49,30 32,90 30,60

17 14:00 0,86 28,90 33,80 48,70 31,30 35,80

Tp Tw

1 10:00 3,11 26,50 27,30 65,40 33,50 34,10

2 10:15 1,20 28,50 25,30 67,50 34,30 38,80

3 10:30 3,96 31,50 38,60 75,60 36,50 39,70

4 10:45 3,38 29,30 27,60 73,10 39,00 43,60

5 11:00 2,20 28,20 33,70 70,20 38,50 44,20

6 11:15 0,67 28,70 36,40 64,10 38,00 46,00

7 11:30 0,88 29,10 38,00 64,80 42,50 45,20

8 11:45 0,91 29,50 36,20 65,10 40,60 44,50

9 12:00 1,12 30,40 34,70 66,40 39,90 43,90

10 12:15 1,75 31,90 33,40 67,10 39,50 42,10

11 12:30 0,71 29,90 27,20 56,50 34,00 45,00

12 12:45 0,74 29,20 34,40 47,70 39,50 42,30

13 13:00 1,05 28,60 30,10 53,00 39,10 42,30

14 13:15 0,80 29,00 36,50 52,90 39,70 41,10

15 13:30 0,47 29,60 36,60 51,90 37,70 41,20

16 13:45 1,92 28,10 30,30 54,40 38,40 38,70

(43)

25

4.2 Fluida yang Dipergunakan 4.2.1 Massa Fluida (mf)

Massa fluida yang dipakai dalam perhitungan adalah massa fluida seluruhnya yaitu fluida di dalam kolektor dan di dalam kotak penyimpan panas.

f f

f V

m  

Untuk seri



0,17 1,6



833 ,

0  



f

m = 1,47 kg

Untuk paralel



0,35 1,6



833 ,

0  



f

m = 1,62 kg

4.2.2 Panas Jenis Fluida Kerja (C_PF)

Untuk mengetahui panas jenis minyak goreng dapat diketahui dari percobaan. Berikut ini adalah langkah-langkah untuk mengetahui panas jenis minyak goreng.

a. Memberi energi kalor yang sama pada air dan minyak dengan cara:

Memanaskan air dan minyak dengan massa dan waktu yang sama yaitu 0,97 kg selama 5 menit.

b. Dari hasil percobaan didapat:

Temperatur air mengalami kenaikan sebesar 25,3 oC, air yang mulanya 28,2

o

C menjadi 53,5 oC. Temperatur minyak naik dari 29 oC menjadi 64,6 oC sehingga kenaikan temperatur minyak sebesar 35,6 oC.

(44)

26

t T C m

Q_w w pw w

     03 , 346 300 3 , 25 4230 97 , 0     w

Q watt

w f Q Q  03 , 346  f Q watt f f f pf T m t Q C      15 , 3006 6 , 35 97 , 0 300 03 , 346     pf

C J/kgoC

4.3 Radiasi Surya( G )

Besarnya radiasi yang diterima kolektor dapat dihitung dari tegangan yang terukur padasolarcell

R V I  302 , 0 10 02 , 3   I A 1000 4 , 0   I G 755 1000 4 , 0 302 , 0   

(45)

27

Tabel 4.11. Data Besar Radiasi yang Diterima Kolektor

No Waktu Tegangan (V)

Hambatan (  )

Arus (A)

Radiasi (W/m2)

1 10:00 3,02 10 0,30 755,00

2 10:15 3,17 10 0,32 792,50

3 10:30 1,20 10 0,12 300,00

4 10:45 3,41 10 0,34 852,50

5 11:00 2,44 10 0,24 610,00

6 11:15 3,33 10 0,33 832,50

7 11:30 3,34 10 0,33 835,00

8 11:45 3,44 10 0,34 860,00

9 12:00 2,72 10 0,27 680,00

10 12:15 3,24 10 0,32 810,00

11 12:30 3,19 10 0,32 797,50

12 12:45 3,05 10 0,31 762,50

13 13:00 2,91 10 0,29 727,50

14 13:15 2,71 10 0,27 677,50

15 13:30 2,42 10 0,24 605,00

16 13:45 2,05 10 0,21 512,50

17 14:00 2,13 10 0,21 532,50

Besarnya radiasi rata-rata yang diterima oleh kolektor selama pengambilan data pada hari pertama adalah 702,5 W/m2.

4.4 Analisis Pada Kolektor Seri 4.4.1 Temperatur Fluida( Tf )

Untuk menghitung jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa fluida dibutuhkan temperatur fluida rata-rata. Berikut ini adalah tabel temperatur fluida rata-rata pada tanggal 19 September 2007.

Tabel 4.12. Temperatur Fluida Seri Ti kolektor To kolektor Tp Tf

No

Celcius Celcius Celcius Celcius

1 27,90 38,40 21,30 29,20

2 28,40 43,10 21,50 31,00

(46)

28

Tabel 4.12. Temperatur Fluida Seri (lanjutan) Ti kolektor To kolektor Tp Tf

No

4 35,80 57,10 32,50 41,80

5 30,70 81,40 40,70 50,93

6 35,20 88,50 39,20 54,30

7 38,80 90,50 43,30 57,53

8 38,20 83,40 43,50 55,03

9 37,70 85,70 41,10 54,83

10 36,30 93,40 45,70 58,47

11 26,50 68,60 31,50 42,20

12 40,40 70,90 39,90 50,40

13 43,10 79,10 45,30 55,83

14 41,40 85,40 47,20 58,00

15 38,80 82,20 51,10 57,37

16 40,30 77,60 46,80 54,90

17 38,30 75,70 45,40 53,13

4.4.2 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida( Qf )

Laju energi kalor yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa fluida pada kolektor seri adalah:

Qf =

t T C

mf pf f

   

Qf =





60 15 2 , 29 31 15 , 3006 47 , 1    

= 8,85 watt

Tabel 4.13. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida pada Kolektor Seri Qf

No Waktu Tf

(Celsius) (watt)

1 10:00 29,20

2 10:15 31,00 8,85

3 10:30 41,23 50,34

4 10:45 41,80 2,79

5 11:00 50,93 44,93

6 11:15 54,30 16,56

7 11:30 57,53 15,91

8 11:45 55,03 -12,30

9 12:00 54,83 -0,98

(47)

29

Tabel 4.13. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida pada Kolektor Seri (lanjutan)

Qf

No Waktu Tf

(Celsius) (watt) 11 12:30 42,20 -80,02

12 12:45 50,40 40,34

13 13:00 55,83 26,73

14 13:15 58,00 10,66

15 13:30 57,37 -3,12

16 13:45 54,90 -12,13

17 14:00 53,13 -8,69

Rata-rata besar laju energi kalor yang diserap oleh fluida pada kolektor seri selama pengambilan data pada hari pertama adalah 7,36 watt.

4.4.3 Laju Energi Surya yang Diserap oleh Kolektor

Besarnya laju energi surya yang diserap oleh kolektor seri adalah: = A_c



G

 

 U_L



T_i T_a





= 0,5



702,5

 

0,7 8



35,8831,02





= 226,44 watt

4.4.4 Faktor Pelepas Panas( FR )

Besarnya faktor pelepas panas untuk kolektor seri pada pengambilan data hari pertama adalah:

 







L i a



c f pf f R T T U G A t T C m F            44 , 226 36 , 7  R

(48)

30

Tabel 4.14. Faktor Pelepas Panas pada Kolektor Seri Pengambilan data FR

1 0,032

2 0,001

3 0,023

4 0,025

5 0,007

BesarnyaFR yang dipakai untuk kolektor seri selama pengambilan data adalah rata-rata dari kelimaFR tersebut yaitu 0,018.

4.4.5 Efisiensi Kolektor Seri()

Besarnya efisiensi kolektor seri pada pengambilan data hari pertama.

 

            G T T U F

F i a

L R R   =

 

           75 , 773 27 15 , 28 8 018 , 0 7 , 0 018 ,

0 = 0,0121 = 1,21 %

Tabel 4.15. Efisiensi Kolektor Seri pada Pengambilan Data Hari Pertama Ta (link) Ti kolektor

No G

Celcius Celcius 

1 755,00 27,00 27,90

2 792,50 27,00 28,40 1,21%

3 300,00 30,70 32,20 1,19%

4 852,50 30,60 35,80 1,15%

5 610,00 31,10 30,70 1,19%

6 832,50 32,60 35,20 1,21%

7 835,00 32,10 38,80 1,15%

8 860,00 31,00 38,20 1,12%

9 680,00 28,60 37,70 1,08%

10 810,00 31,60 36,30 1,10%

11 797,50 31,20 26,50 1,23%

12 762,50 34,00 40,40 1,22%

13 727,50 31,30 43,10 1,06%

14 677,50 31,70 41,40 1,02%

15 605,00 32,00 38,80 1,05%

16 512,50 32,70 40,30 1,05%

(49)

31

4.4.6 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air (Daya Sensibel) Besar laju energi kalor yang diserap oleh air pada kolektor seri :

Qw =

t T C

m_w _pw _w

   

Qw =







15 60



15 , 20 30 , 20 4230 5 , 0    

= 0,35 watt

Tabel 4.16. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air pada Kolektor Seri

Qw

No Waktu Tw

(Celsius) (watt)

1 10:00 20,15

2 10:15 20,30 0,35

3 10:30 26,50 14,57

4 10:45 32,30 13,63

5 11:00 41,45 21,50

6 11:15 40,50 -2,23

7 11:30 43,65 7,40

8 11:45 41,85 -4,23

9 12:00 38,60 -7,64

10 12:15 41,55 6,93

11 12:30 31,50 -23,62

12 12:45 39,65 19,15

13 13:00 46,35 15,75

14 13:15 47,00 1,53

15 13:30 51,80 11,28

16 13:45 49,30 -5,88

17 14:00 47,60 -4,00

Rata-rata besarnya laju energi kalor yang diserap oleh air pada kolektor seri selama pengambilan data pada hari pertama adalah 4,03 watt.

4.4.7 Efisiensi Sensibel

(50)

32 s  = G A t T C m c w pw w      s  = 5 , 702 5 , 0 03 , 4

 = 0,0115 = 1,15 %

4.5 Analisis Pada Kolektor Paralel 4.5.1 Temperatur Fluida( Tf )

Untuk menghitung jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa fluida dibutuhkan temperatur fluida rata-rata. Berikut ini adalah tabel temperatur fluida rata-rata pada tanggal 19 September 2007.

Tabel 4.17. Temperatur Fluida Paralel Ti kolektor To kolektor Tp Tf

No

1 32,80 53,40 23,20 36,47

2 34,60 61,60 24,60 40,27

3 35,40 73,60 32,10 47,03

4 41,20 82,00 31,80 51,67

5 38,60 69,00 41,20 49,60

6 43,50 79,40 40,90 54,60

7 45,30 79,10 42,50 55,63

8 38,90 71,10 40,50 50,17

9 43,50 79,10 42,40 55,00

10 45,00 85,70 43,70 58,13

11 39,80 78,70 43,50 54,00

12 40,50 84,00 46,50 57,00

13 51,30 78,50 47,70 59,17

14 53,60 84,30 50,10 62,67

15 48,30 78,10 50,00 58,80

16 36,40 78,10 48,40 54,30

(51)

33

4.5.2 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida( Qf )

Laju energi kalor yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa fluida pada kolektor paralel:

Qf =

t T C

m_f _pf _f

   

Qf =







15 60



47 , 36 27 , 40 15 , 3006 62 , 1    

= 20,60 watt

Tabel 4.18. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Fluida pada Kolektor Paralel

Qf

No Waktu Tf

(Celsius) (watt)

1 10:00 36,47

2 10:15 40,27 20,60

3 10:30 47,03 36,68

4 10:45 51,67 25,11

5 11:00 49,60 -11,20

6 11:15 54,60 27,10

7 11:30 55,63 5,60

8 11:45 50,17 -29,63

9 12:00 55,00 26,20

10 12:15 58,13 16,98

11 12:30 54,00 -22,40

12 12:45 57,00 16,26

13 13:00 59,17 11,74

14 13:15 62,67 18,97

15 13:30 58,80 -20,96 16 13:45 54,30 -24,39

17 14:00 55,13 4,52

Rata-rata besar laju energi kalor yang diserap oleh fluida pada kolektor paralel selama pengambilan data pada hari pertama adalah 6,32 watt.

4.5.3 Laju Energi yang Diserap oleh Kolektor

(52)

34

= 0,5



702,5

 

0,7 8



41,9331,02





= 202,24 watt

4.5.4 Faktor Pelepas Panas( FR )

Besarnya faktor pelepas panas untuk kolektor paralel pada pengambilan data hari pertama:

 







L i a



c f pf f R T T U G A t T C m F            24 , 202 32 , 6  R

F =0,031

Tabel 4.18. Faktor Pelepas Panas pada Kolektor Paralel Pengambilan data FR

1 0,031

2 0,001

3 0,014

4 0,012

5 0,003

Besarnya FR yang dipakai untuk kolektor paralel selama pengambilan data adalah rata-rata dari kelimaFR tersebut yaitu 0,012.

4.5.5 Efisiensi Kolektor Paralel()

Besarnya efisiensi kolektor paralel pada pengambilan data hari pertama:

 

            G T T U F

FR  R L i a

 =

 

           75 , 773 27 7 , 33 8 012 , 0 7 , 0 012 ,

(53)

35

Tabel 4.19. Efisiensi Kolektor Paralel pada Pengambilan Data Hari Pertama Ta (link) Ti kolektor

No G

Celcius Celcius 

1 755,00 27,00 32,80

2 792,50 27,00 34,60 0,78%

3 300,00 30,70 35,40 0,75%

4 852,50 30,60 41,20 0,73%

5 610,00 31,10 38,60 0,74%

6 832,50 32,60 43,50 0,74%

7 835,00 32,10 45,30 0,72%

8 860,00 31,00 38,90 0,74%

9 680,00 28,60 43,50 0,72%

10 810,00 31,60 45,00 0,67%

11 797,50 31,20 39,80 0,73%

12 762,50 34,00 40,50 0,77%

13 727,50 31,30 51,30 0,69%

14 677,50 31,70 53,60 0,57%

15 605,00 32,00 48,30 0,57%

16 512,50 32,70 36,40 0,68%

17 532,50 32,20 44,10 0,71%

4.5.6 Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air (Daya Sensibel) Besar laju energi kalor yang diserap oleh air pada kolektor paralel:

Qw =

t T C

m_w _pw _w

   

Qw =





60 15 20 , 22 25 , 23 4230 5 , 0    

= 2,47 watt

Tabel 4.20. Laju Energi Kalor yang Diserap oleh Air pada Kolektor Paralel

Qw

No Waktu Tw

(Celsius) (watt)

1 10:00 22,20

2 10:15 23,25 2,47

3 10:30 27,75 10,58

4 10:45 27,50 -0,59

5 11:00 40,35 30,20

6 11:15 41,70 3,17

7 11:30 43,25 3,64

8 11:45 42,00 -2,94

(54)

36

Tabel 4.20. Energi Kalor yang Diserap oleh Air pada Kolektor Paralel (lanjutan)

Qw

No Waktu Tw

(Celsius) (watt)

10 12:15 44,60 2,47

11 12:30 43,95 -1,53

12 12:45 46,70 6,46

13 13:00 48,00 3,05

14 13:15 50,40 5,64

15 13:30 50,50 0,23

16 13:45 49,75 -1,76

17 14:00 46,95 -6,58

Rata-rata besarnya laju energi kalor yang diserap oleh air pada kolektor paralel selama pengambilan data pada hari pertama adalah 3,64 watt.

4.5.7 Efisiensi Sensibel

Efisiensi sensibel didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam panci pemasak dengan jumlah energi surya yang datang selama interval waktu tertentu.

s  = G A t T C m c w pw w      s  = 5 , 702 5 , 0 64 , 3

(55)

37

Tabel 4.21. Hasil Perhitungan pada Tanggal 19 September 2007, Jenis Kolektor Seri Radiasi Ta

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

W/m2 Celcius Celcius Celcius Celcius Celcius Celcius Celcius Watt

FR ηc

Watt

ηs

1 10:00 755,00 27,00 27,90 38,40 21,30 29,20 19,00 20,15

2 10:15 792,50 27,00 28,40 43,10 21,50 31,00 19,10 20,30 8,85 1,21% 0,35

3 10:30 300,00 30,70 32,20 66,10 25,40 41,23 27,60 26,50 50,34 1,19% 14,57

4 10:45 852,50 30,60 35,80 57,10 32,50 41,80 32,10 32,30 2,79 1,15% 13,63

5 11:00 610,00 31,10 30,70 81,40 40,70 50,93 42,20 41,45 44,93 1,19% 21,50 6 11:15 832,50 32,60 35,20 88,50 39,20 54,30 41,80 40,50 16,56 1,21% -2,23

7 11:30 835,00 32,10 38,80 90,50 43,30 57,53 44,00 43,65 15,91 1,15% 7,40

8 11:45 860,00 31,00 38,20 83,40 43,50 55,03 40,20 41,85 -12,30 1,12% -4,23 9 12:00 680,00 28,60 37,70 85,70 41,10 54,83 36,10 38,60 -0,98 1,08% -7,64

10 12:15 810,00 31,60 36,30 93,40 45,70 58,47 37,40 41,55 17,87 1,10% 6,93

11 12:30 797,50 31,20 26,50 68,60 31,50 42,20 31,50 31,50 -80,02 1,23% -23,62 12 12:45 762,50 34,00 40,40 70,90 39,90 50,40 39,40 39,65 40,34 1,22% 19,15 13 13:00 727,50 31,30 43,10 79,10 45,30 55,83 47,40 46,35 26,73 1,06% 15,75

14 13:15 677,50 31,70 41,40 85,40 47,20 58,00 46,80 47,00 10,66 1,02% 1,53

15 13:30 605,00 32,00 38,80 82,20 51,10 57,37 52,50 51,80 -3,12 1,05% 11,28 16 13:45 512,50 32,70 40,30 77,60 46,80 54,90 51,80 49,30 -12,13 1,05% -5,88 17 14:00 532,50 32,20 38,30 75,70 45,40 53,13 49,80 47,60 -8,69

0,018

1,05% -4,00

1,15%

(56)

38

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt ηs

1 10:00 790,00 27,30 30,70 81,50 24,70 45,63 39,10 31,90

2 10:15 785,00 27,30 30,70 75,60 31,00 45,77 43,50 37,25 0,66 1,17% 12,57

3 10:30 612,50 33,00 35,30 63,40 32,80 43,83 47,60 40,20 -9,51 1,17% 6,93 4 10:45 607,50 32,40 35,80 77,00 33,60 48,80 48,00 40,80 24,43 1,17% 1,41 5 11:00 357,50 28,80 35,80 70,90 34,50 47,07 49,40 41,95 -8,53 1,08% 2,70

6 11:15 502,50 29,10 35,80 74,50 34,60 48,30 48,90 41,75 6,07 1,01% -0,47

7 11:30 737,50 29,30 35,80 78,20 34,90 49,63 48,70 41,80 6,56 1,08% 0,12

8 11:45 625,00 33,30 36,70 93,90 36,10 55,57 51,80 43,95 29,19 1,13% 5,05 9 12:00 642,50 28,50 36,00 81,60 34,20 50,60 50,00 42,10 -24,43 1,11% -4,35 10 12:15 657,50 30,50 36,90 75,60 33,60 48,70 50,60 42,10 -9,35 1,08% 0,00 11 12:30 685,00 30,50 33,60 91,30 34,90 53,27 50,60 42,75 22,47 1,13% 1,53 12 12:45 180,00 25,70 36,10 86,20 30,80 51,03 48,60 39,70 -10,99 1,01% -7,17 13 13:00 752,50 29,70 35,30 62,50 30,00 42,60 49,70 39,85 -41,49 0,99% 0,35

14 13:15 157,50 26,90 30,40 60,30 41,60 44,10 42,10 41,85 7,38 1,09% 4,70

15 13:30 680,00 29,80 31,30 66,20 41,20 46,23 44,00 42,60 10,49 1,15% 1,76 16 13:45 730,00 29,10 28,70 65,90 41,40 45,33 45,60 43,50 -4,43 1,22% 2,12 17 14:00 367,50 30,20 29,80 56,30 40,70 42,27 45,20 42,95 -15,09

0,018

1,24% -1,29

0,61%

Rata-rata 584,83 29,47 34,41 41,33 0,21 1,80

(57)

39

Tabel 4.23. Hasil Perhitungan pada Tanggal 21 September 2007, Jenis Kolektor Seri

Radiasi

Ta (link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt

ηs

1 10:00 780,00 25,30 25,10 37,20 27,50 29,93 21,50 24,50

2 10:15 815,00 25,60 25,30 41,20 29,40 31,97 24,10 26,75 10,00 1,24% 5,29

3 10:30 892,50 27,40 27,10 48,30 31,00 35,47 27,80 29,40 17,22 1,24% 6,23

4 10:45 995,00 29,20 28,30 54,80 32,60 38,57 32,20 32,40 15,25 1,24% 7,05

5 11:00 915,00 32,50 34,10 85,20 44,00 54,43 45,30 44,65 78,05 1,23% 28,79

6 11:15 305,00 30,40 33,30 80,10 40,10 51,17 46,20 43,15 -16,07 1,18% -3,52

7 11:30 990,00 31,50 35,30 87,30 44,00 55,53 50,80 47,40 21,48 1,16% 9,99

8 11:45 1022,50 28,40 37,00 90,30 47,30 58,20 50,60 48,95 13,12 1,15% 3,64

9 12:00 215,00 27,90 40,30 89,30 47,90 59,17 54,10 51,00 4,76 0,99% 4,82

10 12:15 962,50 31,00 29,60 90,10 42,30 54,00 48,30 45,30 -25,42 1,10% -13,40

11 12:30 272,50 32,20 37,10 74,60 48,20 53,30 50,00 49,10 -3,44 1,19% 8,93

12 12:45 260,00 29,50 33,70 72,60 46,90 51,07 50,00 48,45 -10,99 0,99% -1,53 13 13:00 257,50 26,30 36,80 75,00 40,90 50,90 38,40 39,65 -0,82 0,83% -20,68 14 13:15 912,50 30,10 30,90 86,40 45,40 54,23 47,80 46,60 16,40 1,10% 16,33 15 13:30 237,50 32,50 35,30 67,90 43,70 48,97 45,00 44,35 -25,91 1,19% -5,29 16 13:45 467,50 28,30 29,10 60,30 44,00 44,47 44,70 44,35 -22,14 1,16% 0,00 17 14:00 717,50 27,70 28,00 66,00 44,70 46,23 43,70 44,20 8,69

0,018

1,22% -0,35

0,89%

(58)

40

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt ηs

1 10:00 692,50 29,40 27,60 52,60 33,30 37,83 33,20 33,25

2 10:15 325,00 28,90 31,20 57,40 30,70 39,77 34,80 32,75 9,51 1,23% -1,18

3 10:30 222,50 27,60 27,00 49,10 37,40 37,83 35,50 36,45 -9,51 1,19% 8,70

4 10:45 237,50 27,90 29,90 52,40 34,20 38,83 34,80 34,50 4,92 1,19% -4,58

5 11:00 957,50 29,10 25,20 62,10 36,50 41,27 35,40 35,95 11,97 1,25% 3,41

6 11:15 955,00 30,90 31,80 90,70 40,70 54,40 39,10 39,90 64,61 1,25% 9,28

7 11:30 270,00 29,60 26,50 83,70 45,10 51,77 45,10 45,10 -12,95 1,26% 12,22 8 11:45 345,00 30,70 27,50 77,00 44,00 49,50 46,10 45,05 -11,15 1,38% -0,12

9 12:00 252,50 29,20 31,70 73,60 48,70 51,33 45,40 47,05 9,02 1,25% 4,70

10 12:15 922,50 31,70 39,40 89,30 46,20 58,30 46,30 46,25 34,27 1,11% -1,88 11 12:30 237,50 31,00 40,50 92,30 50,50 61,10 48,60 49,55 13,77 1,02% 7,75 12 12:45 267,50 31,20 38,20 83,00 49,50 56,90 49,00 49,25 -20,66 0,77% -0,70 13 13:00 265,00 30,40 39,50 81,50 48,00 56,33 47,30 47,65 -2,79 0,81% -3,76 14 13:15 810,00 31,10 36,90 68,00 46,40 50,43 45,90 46,15 -29,02 1,04% -3,53 15 13:30 692,50 31,60 39,40 75,60 49,60 54,87 46,60 48,10 21,81 1,10% 4,58 16 13:45 180,00 30,50 28,30 80,10 41,70 50,03 47,00 44,35 -23,78 1,14% -8,81 17 14:00 175,00 29,90 34,70 72,10 42,70 49,83 45,60 44,15 -0,98

0,018

1,13% -0,47

0,70%

(59)

41

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt

ηs

1 10:00 777,50 26,50 27,30 64,40 28,30 40,00 29,90 29,10

2 10:15 300,00 28,50 28,60 83,40 31,00 47,67 31,50 31,25 37,72 1,22% 5,05

3 10:30 990,00 31,50 27,20 80,30 31,10 46,20 31,20 31,15 -7,22 1,28% -0,24 4 10:45 845,00 29,30 32,90 79,10 35,70 49,23 38,60 37,15 14,92 1,24% 14,10 5 11:00 550,00 28,20 28,00 81,00 32,30 47,10 38,40 35,35 -10,49 1,20% -4,23

6 11:15 167,50 28,70 35,80 74,70 35,60 48,70 41,60 38,60 7,87 1,10% 7,64

7 11:30 220,00 29,10 30,30 67,40 38,80 45,50 41,10 39,95 -15,74 0,93% 3,17

8 11:45 227,50 29,50 31,40 68,20 38,20 45,93 40,90 39,55 2,13 1,13% -0,94

9 12:00 280,00 30,40 32,10 70,10 37,40 46,53 39,20 38,30 2,95 1,13% -2,94

10 12:15 437,50 31,90 32,40 72,20 36,50 47,03 38,40 37,45 2,46 1,19% -2,00

11 12:30 177,50 29,90 31,60 67,10 36,90 45,20 42,60 39,75 -9,02 1,18% 5,40

12 12:45 185,00 29,20 31,50 58,90 36,70 42,37 39,50 38,10 -13,94 1,08% -3,88 13 13:00 262,50 28,60 33,80 56,00 36,10 41,97 39,10 37,60 -1,97 1,00% -1,18 14 13:15 200,00 29,00 27,30 60,30 37,20 41,60 36,50 36,85 -1,80 1,13% -1,76

15 13:30 117,50 29,60 34,30 55,40 37,50 42,40 36,20 36,85 3,94 1,10% 0,00

16 13:45 480,00 28,10 32,00 49,30 32,90 38,07 30,60 31,75 -21,32 1,03% -11,99 17 14:00 215,00 28,90 33,80 48,70 31,30 37,93 35,80 33,55 -0,66

0,018

1,05% 4,23

0,68%

Rata-rata 382,50 29,33 30,97 36,99 0,84 1,30

(60)

42

Tabel 4.26. Hasil Perhitungan pada Tanggal 19 September 2007, Jenis Kolektor Paralel

Radiasi Ta (link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt ηs

1 10:00 755,00 27,00 32,80 53,40 23,20 36,47 21,20 22,20

2 10:15 792,50 27,00 34,60 61,60 24,60 40,27 21,90 23,25 20,60 0,78% 2,47 3 10:30 300,00 30,70 35,40 73,60 32,10 47,03 23,40 27,75 36,68 0,75% 10,58 4 10:45 852,50 30,60 41,20 82,00 31,80 51,67 23,20 27,50 25,11 0,73% -0,59 5 11:00 610,00 31,10 38,60 69,00 41,20 49,60 39,50 40,35 -11,20 0,74% 30,20 6 11:15 832,50 32,60 43,50 79,40 40,90 54,60 42,50 41,70 27,10 0,74% 3,17

7 11:30 835,00 32,10 45,30 79,10 42,50 55,63 44,00 43,25 5,60 0,72% 3,64

8 11:45 860,00 31,00 38,90 71,10 40,50 50,17 43,50 42,00 -29,63 0,74% -2,94 9 12:00 680,00 28,60 43,50 79,10 42,40 55,00 44,70 43,55 26,20 0,72% 3,64 10 12:15 810,00 31,60 45,00 85,70 43,70 58,13 45,50 44,60 16,98 0,67% 2,47 11 12:30 797,50 31,20 39,80 78,70 43,50 54,00 44,40 43,95 -22,40 0,73% -1,53 12 12:45 762,50 34,00 40,50 84,00 46,50 57,00 46,90 46,70 16,26 0,77% 6,46 13 13:00 727,50 31,30 51,30 78,50 47,70 59,17 48,30 48,00 11,74 0,69% 3,05 14 13:15 677,50 31,70 53,60 84,30 50,10 62,67 50,70 50,40 18,97 0,57% 5,64 15 13:30 605,00 32,00 48,30 78,10 50,00 58,80 51,00 50,50 -20,96 0,57% 0,23 16 13:45 512,50 32,70 36,40 78,10 48,40 54,30 51,10 49,75 -24,39 0,68% -1,76 17 14:00 532,50 32,20 44,10 76,40 44,90 55,13 49,00 46,95 4,52

0,012

0,71% -6,58

1,03%

(61)

43

Tabel 4.27. Hasil Perhitungan pada Tanggal 20 September 2007, Jenis Kolektor Paralel Radiasi Ta

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt

ηs

1 10:00 790,00 27,30 29,30 85,90 37,90 51,03 42,40 40,15

2 10:15 785,00 27,30 42,00 83,70 39,70 55,13 41,50 40,60 22,22 0,76% 1,06

3 10:30 612,50 33,00 41,90 84,00 42,30 56,07 43,90 43,10 5,06 0,69% 5,87

4 10:45 607,50 32,40 42,20 78,10 41,40 53,90 48,50 44,95 -11,74 0,71% 4,35 5 11:00 357,50 28,80 41,20 78,10 40,30 53,20 46,30 43,30 -3,79 0,63% -3,88

6 11:15 502,50 29,10 43,50 79,60 41,20 54,77 47,40 44,30 8,49 0,55% 2,35

7 11:30 737,50 29,30 45,30 80,30 42,90 56,17 49,00 45,95 7,59 0,62% 3,88

8 11:45 625,00 33,30 40,10 89,80 44,10 58,00 48,50 46,30 9,94 0,70% 0,82

9 12:00 642,50 28,50 38,30 88,50 42,00 56,27 49,00 45,50 -9,40 0,73% -1,88 10 12:15 657,50 30,50 35,60 87,30 42,90 55,27 47,70 45,30 -5,42 0,75% -0,47 11 12:30 685,00 30,50 42,60 87,90 43,70 58,07 47,40 45,55 15,18 0,73% 0,59 12 12:45 180,00 25,70 46,30 81,30 44,60 57,40 46,90 45,75 -3,61 0,49% 0,47 13 13:00 752,50 29,70 43,60 68,80 42,00 51,47 48,50 45,25 -32,16 0,50% -1,18

14 13:15 157,50 26,90 43,00 72,10 39,30 51,47 49,50 44,40 0,00 0,54% -2,00

15 13:30 682,50 29,80 42,30 75,90 41,80 53,33 46,40 44,10 10,12 0,53% -0,71 16 13:45 730,00 29,10 35,90 78,00 40,10 51,33 49,90 45,00 -10,84 0,73% 2,12 17 14:00 367,50 30,20 34,50 66,00 40,30 46,93 50,10 45,20 -23,85

0,012

0,76% 0,47

0,26%

Rata-rata 594,06 29,45 40,82 44,62 0,11 0,76

(62)

44

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt ηs

1 10:00 780,00 25,30 30,40 50,40 30,40 37,07 27,10 28,75

2 10:15 815,00 25,60 35,10 65,70 33,90 44,90 31,90 32,90 42,46 0,77% 9,75

3 10:30 892,50 27,40 37,90 70,10 35,10 47,70 35,60 35,35 15,18 0,75% 5,76

4 10:45 995,00 29,20 40,10 88,50 36,50 55,03 39,80 38,15 39,75 0,75% 6,58

5 11:00 915,00 32,50 39,50 96,10 35,20 56,93 40,60 37,90 10,30 0,77% -0,59

6 11:15 305,00 30,40 46,40 79,20 46,90 57,50 48,80 47,85 3,07 0,68% 23,38

7 11:30 990,00 31,50 40,30 89,50 48,50 59,43 49,50 49,00 10,48 0,67% 2,70

8 11:45 1022,50 28,40 56,80 71,80 49,90 59,50 47,20 48,55 0,36 0,68% -1,06

9 12:00 215,00 27,90 44,10 68,30 49,80 54,07 55,00 52,40 -29,45 0,51% 9,05 10 12:15 962,50 31,00 47,30 80,60 49,00 58,97 40,10 44,55 26,56 0,59% -18,45 11 12:30 272,50 32,20 39,70 70,30 45,00 51,67 49,30 47,15 -39,57 0,67% 6,11

12 12:45 260,00 29,50 39,00 70,90 45,20 51,70 45,40 45,30 0,18 0,55% -4,35

13 13:00 257,50 26,30 33,00 61,70 41,20 45,30 47,80 44,50 -34,69 0,55% -1,88 14 13:15 912,50 30,10 47,90 71,30 39,80 53,00 45,50 42,65 41,74 0,65% -4,35 15 13:30 237,50 32,50 36,70 62,10 44,70 47,83 38,70 41,70 -28,01 0,67% -2,23 16 13:45 467,50 28,30 33,20 60,40 44,30 45,97 44,80 44,55 -10,12 0,73% 6,70 17 14:00 717,50 27,70 36,10 57,20 40,90 44,73 43,30 42,10 -6,69

0,012

0,75% -5,76 0,6 1%

(63)

45

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt

ηs

1 10:00 692,50 29,40 35,50 45,30 36,70 39,17 38,50 37,60

2 10:15 325,00 28,90 31,90 57,70 38,10 42,57 39,90 39,00 18,43 0,77% 3,29

3 10:30 222,50 27,60 28,00 54,50 36,60 39,70 38,00 37,30 -15,54 0,80% -4,00

4 10:45 237,50 27,90 30,70 48,70 36,50 38,63 37,50 37,00 -5,78 0,79% -0,70

5 11:00 957,50 29,10 28,60 74,80 37,70 47,03 39,10 38,40 45,53 0,84% 3,29

6 11:15 955,00 30,90 26,40 75,10 40,50 47,33 44,30 42,40 1,63 0,89% 9,40

7 11:30 270,00 29,60 26,60 71,80 40,90 46,43 50,90 45,90 -4,88 0,92% 8,23

8 11:45 345,00 30,70 25,10 66,70 44,40 45,40 47,60 46,00 -5,60 1,00% 0,24

9 12:00 252,50 29,20 45,20 73,00 44,90 54,37 48,40 46,65 48,60 0,69% 1,53

10 12:15 922,50 31,70 51,40 85,90 43,80 60,37 48,00 45,90 32,52 0,56% -1,76

11 12:30 237,50 31,00 53,90 82,90 46,30 61,03 50,40 48,35 3,61 0,50% 5,76

12 12:45 267,50 31,20 53,50 79,00 45,60 59,37 50,70 48,15 -9,03 -0,02% -0,47

13 13:00 265,00 30,40 51,70 79,50 47,10 59,43 49,30 48,20 0,36 0,06% 0,12

14 13:15 810,00 31,10 32,30 73,90 43,40 49,87 48,40 45,90 -51,86 0,66% -5,41

15 13:30 692,50 31,60 29,10 71,00 46,50 48,87 48,70 47,60 -5,42 0,87% 4,00

16 13:45 180,00 30,50 33,40 62,20 43,30 46,30 51,90 47,60 -13,91 0,86% 0,00 17 14:00 175,00 29,90 31,20 55,20 45,80 44,07 48,40 47,10 -12,11

0,012

0,74% -1,18

0,61%

(64)

46

(link)

Ti Kolektor

To Kolektor

Tp

(panci) Tf

Tw (air)

Tw

rata2 Qf Qw

No Waktu

FR ηc

Watt

ηs

1 10:00 777,50 26,50 27,30 65,40 33,50 42,07 34,10 33,80

2 10:15 300,00 28,50 25,30 67,50 34,30 42,37 38,80 36,55 1,63 0,88% 6,46

3 10:30 990,00 31,50 38,60 75,60 36,50 50,23 39,70 38,10 42,64 0,83% 3,64 4 10:45 845,00 29,30 27,60 73,10 39,00 46,57 43,60 41,30 -19,87 0,83% 7,52

5 11:00 550,00 28,20 33,70 70,20 38,50 47,47 44,20 41,35 4,88 0,83% 0,12

6 11:15 167,50 28,70 36,40 64,10 38,00 46,17 46,00 42,00 -7,05 0,68% 1,53 7 11:30 220,00 29,10 38,00 64,80 42,50 48,43 45,20 43,85 12,29 0,44% 4,35 8 11:45 227,50 29,50 36,20 65,10 40,60 47,30 44,50 42,55 -6,14 0,52% -3,06 9 12:00 280,00 30,40 34,70 66,40 39,90 47,00 43,90 41,90 -1,63 0,65% -1,53 10 12:15 437,50 31,90 33,40 67,10 39,50 46,67 42,10 40,80 -1,81 0,78% -2,59 11 12:30 177,50 29,90 27,20 56,50 34,00 39,23 45,00 39,50 -40,29 0,88% -3,05 12 12:45 185,00 29,20 34,40 47,70 39,50 40,53 42,30 40,90 7,05 0,79% 3,29 13 13:00 262,50 28,60 30,10 53,00 39,10 40,73 42,30 40,70 1,08 0,71% -0,47 14 13:15 200,00 29,00 36,50 52,90 39,70 43,03 41,10 40,40 12,47 0,67% -0,70 15 13:30 117,50 29,60 36,60 51,90 37,70 42,07 41,20 39,45 -5,24 0,41% -2,23 16 13:45 480,00 28,10 30,30 54,40 38,40 41,03 38,70 38,55 -5,60 0,71% -2,12 17 14:00 215,00 28,90 30,10 52,60 39,60 40,77 39,20 39,40 -1,45

0,012

0,81% 2,00

0,59%

Rata-rata 401,43 29,31 32,81 40,76 0,40 1,19

(65)

47

4.6. Pembahasan

4.6.1. Efisiensi Kolektor

0.00% 0.20% 0.40% 0.60% 0.80% 1.00% 1.20%

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080

(Ti-Ta)/G

Seri Paralel

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Efisiensi Kolektor Seri dan Paralel dengan (Ti-Ta/G) Pada suatu kolektor FR dan UL biasanya hampir konstan. Dengan demikian

pada gambar 4.1 dapat dilihat sebagai bentuk persamaan sebuah garis lurus y = b + mx, dimana b adalah sumbu y yang terpotong dan m adalah kemiringan garis tersebut. Dalam persamaan (2.1), FR ( ) adalah titik potong dan – FR UL adalah

kemiringan dari garis lurus dengan satuan absis (Ti-Ta)/G. Jadi besar efisiensi dan kemiringannya sangat ditentukan oleh FR. Semakin besar FR maka semakin tinggi

efisiensi dan semakin tinggi kemiringannya. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.1, dimana FR seri (0,018) lebih besar dari FR paralel (0,012), sehingga pada grafik

(66)

48

4.6.2. Daya Sensibel

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

G ta

Seri Paralel Linear (Seri) Linear (Paralel)

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Daya Sensibel dengan Radiasi Surya yang Masuk

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

Seri Paralel

Gambar 4.3. Daya Sensibel Rata-rata

(67)

49

besar radiasi surya yang masuk kolektor maka semakin tinggi daya sensibel baik pada seri maupun pada paralel.

Selain itu, pada gambar 4.2 dan gambar 4.3 terlihat pula bahwa daya sensibel pada seri lebih tinggi dari paralel. Dalam persamaan (2.4), perbedaan antara seri dan paralel hanya terdapat pada T_w. T_w pada seri lebih besar dari paralel. Jadi T_w inilah yang menyebabkan daya sensibel pada seri lebih besar dari paralel.

4.6.3. Efisiensi Sensibel

0.00% 0.20% 0.40% 0.60% 0.80% 1.00% 1.20% 1.40%

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

G ta

(68)

50

Bila radiasi surya yang datang pada kolektor seri dan paralel sama tetapi daya sensibel seri lebih tinggi dari paralel, maka efisiensi sensibel seri lebih tinggi dari paralel.

Gambar 4.4 ini menjelaskan pengaruh radiasi surya yang masuk kolektor terhadap efisiensi sensibel. Pada gambar 4.4 terlihat bahwa efisiensi seri lebih tinggi dari paralel. Hal ini disebabkan daya sensibel seri lebih tinggi dari paralel. Selain itu, semakin besar radiasi surya yang masuk kolektor maka semakin tinggi efisiensi sensibel baik pada seri maupun pada paralel.

4.6.4. Temperatur Air

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

G ta

(69)

51

(70)

52 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis data, perhitungan dan pembahasan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Telah berhasil dibuat model kompor surya tipe kolektor pelat datar untuk memasak di dalam ruangan.

2. Perbandingan nilai efisiensi kolektor, efisiensi sensibel dan temperatur air maksimum yang dapat dihasilkan kompor surya pelat datar tipe seri dan paralel adalah sebagai berikut:

a. Nilai efisiensi kolektor seri lebih besar dari paralel. Nilai efisiensi maksimum pada seri adalah 1,38 %, sedangkan nilai efisiensi pada paralel adalah 1 %.

b. Nilai efisiensi sensibel pada seri lebih besar dari paralel. Nilai efisiensi sensibel maksimum pada seri adalah 1,15 %, sedangkan nilai efisiensi sensibel pada paralel adalah 1,03 %.

c. Temperatur air pada panci kolektor paralel lebih tinggi dari seri. Temperatur air maksimum pada paralel adalah 52,40oC, sedangkan temperatur air maksimum pada