UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS
VERTIKAL MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS
ABSORBER KAIN LAPIS GANDA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Oleh:
NAFTANIEL DANI SUGIANTO
NIM : 115214013
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2014
ii
PERFORMANCE OF SOLAR WATER DISTILLATION
VERTICAL TYPE USING CAPILLARITY EFFECT
OF DOUBLE LAYER FABRIC ABSORBER
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Teknik Degree
Presented by:
NAFTANIEL DANI SUGIANTO
NIM : 115214013
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2014
TUGAS
AKTIIR
UNJUK KERJA DESTILASI
AIR
ENERGI
SURYA JENIS
VERTIKAL
MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS
ABSORBER
KAIN
LAPIS
GAI\DA
Pembimbing,
ilt
tr^,ffixqet
It*I".*t,
UNJUK KERJA DESTILASI
AIR BNERGI
SURYA JBNIS
VERTIKAL
MENGGUNAKAN EFEK KAPILARTTAS
ABSORBER
KAIN
LAPIS GANDA
Dipersiapkan dan ditulis oleh:
Naftaniel Dani Sugianto
NIM.
tt52t40t3
Telah dipertahankan di hadapan Panitia Penguji pada tanggal 30 Oktober 2Ol4
dan dinyatakan memenuhi syarat
Susunan Dewan Penguji
Nama Lengkap Tanda tangan
Ketua
Sekertaris
Anggota
:
Doddy Purwadianto, S.T., M.T.:
I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T.Yogyakarta, Dekan Fakultas
30 Oktober 2014 Sains dan Teknologi
Sanata Dharma
Dekan
s..
IV
?.
PERI{YATAAN KEASLIAN
TUGAS
AKIIIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam Tugas Akhir yang
saya tulis dengan judul :
TINJUK
KERJA DESTILASI
AIR
EIIERGI
SURYA
JEIYISYERTIKAL
MENGGUNAKAN EFEK
KAPILARITAS
ABSORBER
KAIN
LAPIS GANDA
Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh untuk
menjadi Sarjana teknik pada Program Strata-l, Program Studi Teknik Mesin,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dhanna. Sejauh yang saya
ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas akhir yang sudah dipubikasi di Universitas Sanata Dharma atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 30 Oktober 2014 Penulis
W
PUBLIKAST
KARYA
ILMIAII
UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Naftaniel Dani Sugianto
Nomor Induk
Mahasiswa
:115214013Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS
VERTIKAL MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS
ABSORBER KAIN LAPIS GANDA
Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas
Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan
mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis, tanpa perlu memrnta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian ini pernyataanyang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada Tanggal: 30 Oktober 2014
Yang menyatakan
VI
vii
ABSTRAK
Air merupakan sumber kehidupan dan kebutuhan pokok bagi manusia. Air yang ada seringkali tidak layak konsumsi karena terkontaminasi oleh bahan tak kasat mataseperti bahan kimia, bakteri, kuman penyakit, tanah, garam, dan komponen lain yang dapat membahayakan untuk dikonsumsi. Air tersebut akan mengganggu kesehatan dan menyebabkan penyakit. Untuk menghilangkan zat-zat yang mengganggu kesehatan dan menyebabkan penyakit, perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Salah satu cara pengolahan air terkontaminasi adalah destilasi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil dan membandingkan unjuk kerja (efisiensi) dari alat destilasi air energi surya konvensional dan alat destilasi air energi surya jenis vertikal dengan menggunakan efek kapilaritas kain ganda. Variasi yang digunakan adalah variasi pendingin udara (tanpa pendingin), variasi pendingin air (aliran air pendingin kaca), dan variasi pendingin air bereflektor.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi aktual tertinggi pada alat destilasi jenis vertikal ditunjukan pada variasi pendingin air yaitu sebesar 8,91 % pada tingkat radiasi energi surya yang datang (G) sekitar 534 W/m2. Namun untuk keseluruhan alat destilasi jenis vertikal maupun konvensional, alat destilasi konvensional memperoleh efisiensi aktual tertinggi sebesar 27,56 % rata-rata selama 3 hari pada tingkat radiasi energi surya yang datang (G) sekitar 569 W/m2 rata-rata 3 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil air destilasi terbanyak pada alat destilasi jenis vertikal ditunjukan pada variasi pendingin air menggunakan reflektor mencapai 0,72 liter per hari atau 0,87 liter/m2 per hari jika dibagi luas alat. Namun untuk keseluruhan alat destilasi jenis vertikal maupun konvensional, rata-rata selama 3 hari alat destilasi konvensonal menghasilkan hasil air destilasi terbanyak, mencapai 1,61 liter selama 3 hari atau 1,85 liter/m2 selama 3 hari jika dibagi luas alat.
viii
ABSTRACT
Water is the source of life and basic needs for humans. Water that is often not feasible due to the consumption of contaminated by the invisible materials such as chemicals, bacteria, germs, dirt, salt, and other components that can be harmful for consumption. Water will damage the health and cause disease. To remove substances that interfere with health and cause disease, treatment needs to be done first. One way of processing the contaminated water is distilled.
This study aims to determine and compare the results of the performance (efficiency) of solar water distillation equipment and tools of conventional solar water distillation using a vertical type of double fabric capillarity effects. Variation used is a variation of air conditioning (without cooling), variationsin cooling water (cooling water flow of the glass), and the variation of the cooling water and use reflector.
The results showed that the highest actual efficiency of the distillation equipment types shown on the vertical variation of the cooling water is equal to 8,91 % at the level of solar energy radiation that comes (G) around 534 W/m2. But for the entire distillation equipment and conventional vertical type, conventional distillation equipment to obtain the highest current efficiency of 27,56 % on average for 3 days at the level of solar energy radiation that comes (G) around 569 W/m2 on average for 3 days. The results showed that most of distilled water results in the distillation apparatus shown in the variation of the vertical type water coolers use a reflector reaches 0,72 liters per day or 0,87 liters/m2 per day if divided by the tool. But for the entire distillation apparatus and conventional vertical type, the average for 3 days distillation equipment konvensonal highest yield of distilled water, reaching 1,61 liters for 3 days, or 1,85 liters/m2 for 3 days if widely shared tool.
ix
KATA PENGANTAR
Mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat yang diberikan dalam penyusunan Tugas Akhir ini sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan wajib bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin. Tugas Akhir dilaksanakan dalam rangka sebagai pemenuhan syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Tugas Akhir ini terselesaikan dengan baik atas berkat bimbingan, dukungan maupun nasihat dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada :
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Si., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta;
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin;
3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan saran, kritik dan bimbingan selama penulis belajar diProgram Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta;
4. I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan waktu, tenaga dan pikiran selama penulisan tugas akhir;
5. Ir. Franciscus Asisi Rusdi Sambada, M.T., atas bantuan selama proses penelitian;
Segenap dosen dan staff Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas
Sanata Dharma, Yogyakarta atas segala kerjasama, pelayanan dan bimbingan selama penulis menempuh kuliah dan proses penulisan tugas akhir;
Keluarga tercinta, Nyono Sugianto, Srilianti, dan Fionik Aprililiana.
Terima kasih atas doa, penghiburan dan fasilitas selama kuliah termasuk selama proses penulisan tugas akhir;
Teman-teman Solar Project, Charisca Ekaputra Budiono, Prima Nugroho
Aji
Purnomodan Heripson atas kerjasama dan kebersamaandari awal pengerjaan tugas akhir sampai penulisan tugas akhir selesai;
Teman-teman Obrolan, Damar, Cahyo, Yudha, Felix, Prima, Abang
dan Daniel yang telah memberikan hiburan saat mengalami kepenatan;
10. Teman-teman UKF Basket FST yang senantiasa memberi semangat
untuk menyelesaikan penulisan Tugas Akhir;
ll.Teman-teman Teknik Mesin Angkatan 2011 Universitas Sanata Dharma dan teman-teman saya lainnya yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam tugas akhir ini. Oleh karena itu, penulis menerima saran dan kritik dari pembaca demi perbaikan tugas
akhir. Akhir kata penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Yogyakarta, 30 Oktober 2014 Penulis 6. 7. 8. 9.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ii
TITLE PAGE ... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
DAFTAR DEWAN PENGUJI ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... v
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 4 1.3 Tujuan Penelitian ... 4 1.4 Batasan Masalah ... 4 1.5 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Landasan Teori ... 6
2.2 Persamaan yang Digunakan ... 8
xii
BAB III METODE PENELITIAN... 13
3.1 Alat Penelitian ... 13
3.2 Alat yang Mendukung Dalam Pengambilan Data ... 13
3.3 Parameter yang Divariasikan ... 14
3.4 Variabel yang Diukur ... 15
3.5 Langkah Penelitian ... 19
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 21
4.1 Hasil Penelitian ... 21 4.2 Pembahasan ... 26 BAB V PENUTUP ... 34 5.1 Kesimpulan ... 34 5.2 Saran ... 35 DAFTAR PUSTAKA ... 36 LAMPIRAN ... 38
Lampiran 1 Sifat Air dan Uap Jenuh ... 38
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginan air hari pertama ... 22 Tabel 2 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal
absorber kain ganda dengan pendinginan air bereflektor hari kedua . 22 Tabel 3 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal
absorber kain ganda dengan pendinginan air bereflektor hari ketiga . 22 Tabel 4 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal
absorber kain ganda dengan pendinginan air hari keempat ... 23 Tabel 5 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal
absorber kain ganda dengan pendinginan udara hari kelima ... 23 Tabel 6 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal
absorber kain ganda dengan pendinginan udara hari keenam ... 23 Tabel 7 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi
kovensional hari pertama ... 24 Tabel 8 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi
kovensional hari kedua ... 24 Tabel 9 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi
kovensional hari ketiga ... 24 Tabel 10 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi
kovensional hari keempat ... 25 Tabel 11 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi
kovensional hari kelima ... 25 Tabel 12 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi
kovensional hari keenam ... 25 Tabel L1 Sifat Air dan Uap Jenuh... 38
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Skema alat destilasi air energi surya yang umum ... 7 Gambar 2 Mekanisme perpindahan massa uap air pada destilator
konvensional ... 7 Gambar 3 Skema alat destilasi air energi surya jenis vertikal dengan
menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda ... 10 Gambar 4 Mekanisme aliran kapilaritas alami ... 15 Gambar 5 Skema Alat destilasi berpendingin udara tanpa reflektor
dengan aliran kapilaritas alami... 16 Gambar 6 Skema Alat destilasi berpendingin air tanpa reflektor dengan
aliran kapilaritas alami ... 17 Gambar 7 Alat destilasi berpendingin air menggunakan reflektor dengan
aliran kapilaritas alami ... 18 Gambar 8 Grafik hubungan antara efisiensi aktual dan energi surya yang
datang (G) terhadap alat destilasi jenis vertikal pada variabel
yang divariasikan dan alat destilasi konvensional ... 30 Gambar 9 Grafik perbandingan antara efisiensi teoritis dan aktual pada
alat destilasi jenis vertikal terhadap variabel yang
divariasikan ... 31 Gambar 10 Grafik hubungan hasil air destilasi yang didapat (mD) dan
energi surya yang datang (G) terhadap alat destilasi jenis vertikal pada variabel yang divariasikan dengan alat destilasi
konvensional. ... 32 Gambar 11 Grafik perbandingan antara hasil massa uap air (mg) dan hasil
massa destilasi (mD) tiap harinya pada destilator jenis vertikal
terhadap variabel yang divariasikan ... 33 Gambar L.1 Logger (Biru) dan Stalker (Merah) ... 39 Gambar L.2 Alat Destilasi Energi Surya Konvensional ... 39 Gambar L.3 Penampung Air Kotor dan Pengatur Ketinggian Air Di dalam
xv
Gambar L.4 Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) ... 39
GambarL.5 Alat Destilasi Energi Surya Jenis Vertikal ... 40
GambarL.6 Penambahan Reflektor ... 40
GambarL.7 Solarmeter ... 40
39
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan sumber daya alam yang sangat melimpah dan merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia. Tidak dipungkiri bahwa air bersih menjadi salah satu kebutuhan yang sangat penting bagi manusia, bahkan banyak manusia harus mencari air bersih dengan berjalan kaki dengan jarak yang cukup jauh hanya demi mendapatkan air bersih. Penyebab dari kelangkaan untuk mendapatkan air bersih disebabakan oleh air bersih yang ada telah terkontaminasi oleh bahan tak kasat mata, seperti bahan kimia, bakteri, kuman penyakit, tanah, garam, dan komponen lain yang dapat membahayakan untuk dikonsumsi. Selain itu, air yang terkontaminasi dapat menyebabkan penyakit di dalam tubuh kita.
Terdapat beberapa langkah untuk mengatasi beberapa permasalahan air kotor yang sudah terkontaminasi. Salah satu cara untuk menjernihkan air yang terkontaminasi dengan cara menggunakan destilasi air energi surya. Letak Indonesia secara astronomis berada antara 6 LU-11 LS dan 95 BT-141 BT yang merupakan lintang rendah menyebabkan Indonesia beriklim tropis. Dengan demikian di Indonesia sangat strategis untuk pemanfaatan panas dari sinar matahari pada proses destilasi air energi surya. Alat destilasi air energi surya konvensional umumnya berbentuk kotak dan disebut kotak destilator. Alat destiasi surya banyak memiliki keuntungan dalam hal pembuatan alat yang tidak rumit, pemakaian yang tidak memerlukan energi fosil melainkan memanfaatkan energi
2
matahari, perawatan alat yang cukup mudah dan biaya pembuatan yang tidak terlalu mahal.
Unjuk kerja suatu alat destilasi energi surya diukur dari efisiensi yang dihasilkan. Banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi air energi surya yaitu keefektifan absorber dalam menyerap radiasi surya, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa air di alat destilasi, dan temperatur awal air yang terkontaminasi masuk kedalam alat destilator. Bak absorber harus terbuat dari bahan dengan absorptivitas energi surya yang baik.Untuk meningkatkan absorptivitas umumnya bakabsorber dicat hitam, dikarenakan warna hitam mempunyai nilai absorptivity sebesar 0,97 (Cengel,1998). Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, jika kaca temperaturnya terlalu panas maka uap akan sulit untuk mengembun. Air masuk pada alat destilasi diusahakan mempunyai temperatur yang tinggi untuk mempercepat proses penguapan. Semakin cepat proses penguapan, maka jumlah air bersih yang dihasilkan akan meningkat sehingga efisiensi alat destilasi juga akan meningkat.
Keuntungan alat destilasi air energi surya diantaranya adalah murah dalam pembuatan dan pengoperasian serta perawatan yang mudah (Kunze, 2001). Ada beberapa jenis alat destilasi air energi surya, diantaranya jenis vertikal. Alat destilasi air energi surya jenis vertikal mempunyai keunggulan dalam hal konstruksi yang sederhana dibandingkan beberapa jenis alat destilasi air energi surya lain. Dengan konstruksi sederhana, alat destilasi air energi surya jenis vertikal termasuk salah satu alat detilasi air energi surya yang paling mudah dibuat dan dipasang sehingga biaya pembuatan menjadi tidak mahal. Dua komponen
3
utama sebuah alat destilasi air energi surya jenis vertikal adalah absorber dan kaca penutup. Absorber merupakan tempat air kotor diuapkan dan kaca penutup merupakan tempat uap air yang sudah tidak mengandung kotoran diembunkan sehingga diperoleh air bersih. Absorber pada alat destilasi air energi surya jenis vertikal umumnya dibuat dari bahan yang memiliki sifat kapilaritas seperti kain atau spon.
Permasalahan umum pada alat destilasi air energi surya jenis vertikal saatini adalah masih rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi air energi surya diantaranya adalah sifat kapilaritas absorber. Dari penelitian alat destilasi air energi surya jenis vertikal yang ada, belum ada penelitian mengenai pengaruh sifat kapilaritas ini terhadap efisiensi yang dihasilkan. Penelitian ini akan meneliti pengaruh variasi berpendingin udara (tanpa pendingin), berpendingin air (aliran air), dan berpendingin air dan bereflektor terhadap efisiensi dan hasil air destilasi yang dihasilkan. Selain pengaruh variasi-variasi alat, penelitian ini juga akan meneliti beberapa faktor lain yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi air energi surya jenis vertikal yakni jumlah energi surya yang diterima. Pengembangan variasi yang ingin dilakukan yaitu dengan menambahkan aliran untuk mendinginkan kaca penutup dan bereflektor. Penambahan variasi ini diharapkan semakin mempercepat proses penguapan sehingga dapat meningkatkan hasil efisiensi.
4
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana unjuk kerja dari destilator energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Membuat model alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda.
2. Membandingkan unjuk kerja antara alat destilasi jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda dengan alat destilasi konvensional.
1.4 Batasan Masalah
1. Agar topik tidak meluas penulis membatasi Penelitian khusus untukalat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda.
2. Membandingkan pengaruh destilasi air energi surya konvensional dengan alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda.
3. Rugi-rugi akibat gesekan pada saluran masuk air terkontaminasi dan saluran keluar air hasil destilasi diabaikan.
4. Variasi pendinginan air (aliaran air) pada kaca penutup pada alat destilasi jenis vertikal.
5. Variasi pendinginan air (aliaran air) pada kaca penutup dang menggunakan reflektor pada alat destilasi jenis vertikal.
5
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian antara lain :
1. Dapat menguasai proses pembuatan alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain ganda.
2. Menambah kepustakaan teknologi destilasi air energi surya jenis vertikal. 3. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat
prototipe dan produk teknologi alat destilasi energi surya.
4. Membantu masyarakat yang mengalami keterbatasan dalam pengadaan air bersih.
6
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori
Destilator energi surya adalah alat yang pada dasarnya memiliki prinsip kerja seperti alat penyulingan yaitu untuk memisahkan air dari zat yang tidak diinginkan atau zat kontaminan. Komponen utama destilator adalah bak destilator dengan kaca penutup pada bagian atas. Bak destilator memiliki fungsi sebagai tempat penampung air yang akan didestilasi dan sebagai absorber energi surya. Untuk memperbesar absorpsivitas energi surya maka bak dicat dengan warna hitam. Menurut Cengel (1998:589) cat hitam memiliki absorpsivitas sebesar 0,97 sehingga dapat menyerap energi surya dengan baik.
Prinsip kerja proses destilasi adalah gabungan proses penguapan dan pengembunan seperti yang terlihat pada Gambar 1. Energi surya yang datang memanasi bak destilator dan diserap oleh air terkontaminasi yang didestilasi. Akibatnya air tersebut berubah fase dari cair menjadi gas berupa uap air. Pada proses ini, bahan-bahan yang mengkontaminasi air tidak dapat berubah fase dan terpisah dari air yang telah menjadi gas. Uap air yang bersentuhan dengan kaca akan mengembun. Pengembunan tersebut diakibatkan suhu lingkungan di bagian luar kaca lebih rendah dibandingkan suhu bak air di bagian dalam kaca sehingga panas mengalir dari uap air menuju lingkungan. Embun mengalir ke saluran keluar karena posisi kaca yang miring.
7
Gambar 1 Skema alat destilasi air energi surya yang umum
Mekanisme perpindahan masa uap air dari bak air ke kaca penutup pada alat destilasi air energi surya terjadi secara: konveksi alami, purging, dan difusi seperti tersaji pada Gambar 2. Sebagian besar massa uap air berpindah secara konveksi alami dan hanya sebagian kecil yang berpindah secara purging dan difusi.
Gambar 2 Mekanisme perpindahan massa uap air pada destilator konvensional
8
Secara teoritis alat destilasi energi surya dapat menghasilkan air bersih 6 liter per hari tiap satu meter persegi luasan alat. Unjuk kerja suatu alat destilasi surya diukur dari efisiensi yang dihasilkan. Komponen utama yang terdapat pada sebuah alat destilasi air energi surya jenis vertikal (Gambar 3) adalah absorber dan kaca penutup. Absorber berfungsi sebagai penyerap energi surya untuk memanasi air yang akan diuapkan (didestilasi). Kaca penutup berfungsi sebagai tempat mengembunnya uap air sehingga dihasilkan air bersih yang dapat langsung dikonsumsi.Absorber terbuat dari bahan yang memiliki sifat kapilaritas seperti kain atau spon.
2.2 Persamaan yang Digunakan
Efisiensi alat destilasi energi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi surya yang datang selama waktu pemanasan (Arismunandar, 1995):
t C f g g dt G A h m 0 . . (1)Dengan AC adalah luas alat destilasi (m2), dt adalah lama waktu pemanasan
(detik), G adalah energi surya yang datang (W/m2), hfg adalah panas laten air
(J/kg), dan mg adalah massa uap air (kg).
Massa uap air (mg) dapat diperkirakan dengan persamaan matematis
9 C W C W kon uap fg g T T P P q q h m . 16,27.10 3. . (2)
W C
W W C W C W kon T T T P P P T T q . 10 . 9 , 268 10 . 84 , 8 3 1 3 4 (3)Dengan quap adalah bagian energi matahari yang digunakan untuk proses
penguapan (W/m2), qkonv adalah bagian energi matahari yang hilang karena
konveksi (W/m2), PW adalah tekanan parsial uap air pada temperatur air (N/m2), PC
adalah tekanan parsial uap air pada temperatur kaca penutup (N/m2), TW adalah
temperatur air (oC) dan TC adalah temperatur kaca penutup (oC).
Pada Gambar 3 diketahui beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi air energi surya jenis vertikal diantaranya: keefektifan absorber dalam menyerap energi surya jenis vertikal, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa air di alat destilasi dan temperatur awal air masuk kedalam alat destilasi. Absorber harus terbuat dari bahan dengan absorptivitas energi surya yang baik, untuk meningkatkan absorptivitas umumnya absorber berwarna hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, jika kaca terlalu panas maka uap akan sukar mengembun. Jumlah massa air yang ada di dalam alat destilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan air. Temperatur air masuk alat destilasi harus diusahakan tinggi. Semakin tinggi temperatur air masuk alat destilasi maka air bersih yang dihasilkan akan semakin banyak sehingga efisiensi alat destilasi semakin meningkat. Air yang mengalir pada kain berasal dari bak air terkontaminasi yang berada di bagian atas alat destilasi. Mengalirnya air terkontaminasi dari atas kebawah disebabkan adanya sifat kapilaritas kain.
10
Gambar 3 Skema alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda
2.3 Penelitian yang Pernah Dilakukan
Penelitian beberapa jenis alat destilasi air energi surya telah dilakukan oleh Malick (Malick dkk, 1982). Hasil yang diperoleh Malick dilanjutkan oleh Tiwari (Tiwari, 1992). Penelitian unjuk kerja alat destilasi jenis vertikal sisi tunggal dengan menggunakan absorber spon berwarna hitam menghasilkan air destilasi antara 0,275 sampai 1,31 liter/m2.hari dengan jumlah energi surya antara 8,42
sampai 14,71 MJ. Efisiensi harian berkisar antara 7,85 sampai 21,19 %. (Boukar, 2005). Penelitian tersebut dilakukan di Aljazair pada musim panas dan gugur 2003. Luasan spon yang digunakan 0,817 m2. Pada penelitian tersebut diketahui
bahwa uap air yang mengembun di kaca menghalangi energi surya yang masuk. Penelitian unjuk kerja alat destilasi jenis vertikal sisi tunggal tersebut dimodifikasi dengan menambahkan kondensor pasif di bagian belakang alat destilasi (Boukar,
11
2007). Modifikasi tersebut menerapkan metode tetesan air terbalik yang telah diteliti sebelumnya oleh Badran yang menerapkan metode tersebut untuk kolektor pelat datar (Badran, 1992) dan untuk alat destilasi air energi surya (Badran, 1993). Penelitian modifikasi oleh Boukar tersebut dilakukan di Aljazair pada musim dingin (Desember 2005 sampai Januari 2006) dengan luas alat destilasi 0,94 m2
dan luas bagian penguapan (kondensor pasif) 0,869 m2. Produktivitas harian yang
diperoleh bervariasi antara 0,863 sampai 1,32 liter/m2.hari dengan energi surya
sebesar 19,15-26,08 MJ/m2 dan temperatur lingkungan antara 10,68 sampai
15,19oC, efisiensi maksimum yang diperoleh tiap jam antara 47,69 sampai 57,85
%. Sebuah prototipe alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan absorber rata dengan luas 0,817 m2 terbuat dari kain spon hitam mempunyai
penutup kaca dengan luas 0,876 m2 diteliti pada musim panas dari bulan Mei
sampai Juli 2003 dan musim gugur dari September sampai November di daerah gurun di Adrar. Jarak kaca dengan absorber 70 mm dan tebal isolasi 35 mm. Penelitian tersebut menganalisis parameter-parameter yang mempengaruhi unjuk kerja dan produktivitas alat destilasi. Parameter yang dianalisis adalah temperatur air masuk dan keluar, temperatur sekitar, temperatur kaca, energi aurya yang datang dan posisi alat destilasi. Hasil penelitian tersebut menunjukkan unjuk kerja dan produktivitas alat destilasi air energi surya jenis vertikal sangat bergantung pada energi surya yang datang, temperatur sekitar dan posisi alat destilasi. Hasil air yang diperoleh bervariasi antara 0,5 sampai 2,3 kg/m2 (Boukar, 2004).
Produktivitas destilasi air energi surya bergantung pada banyak parameter seperti kondisi cuaca, sifat termal material alat, posisi alat, kemiringan kaca, kebocoran
12
uap dan parameter operasional lainnya (Garg, 1976). Pada alat destilasi miring menggunakan absorber kain umumnya dihasilkan air 20-50 % lebih banyak dibandingkan alat destilasi konvensional (Tanaka, 1982). Penelitian pengaruh cuaca, disain dan parameter operasional pada produktivitas alat destilasi juga diteliti oleh Yeh dan Chen (Yeh, 1986). Penelitian pengaruh regeneratif pada destilasi air energi surya jenis vertikal juga pernah dilakukan (Wibulswas, 1984). Menurut Dunkle parameter operasional utama yang mempengaruhi unjuk kerja destilasi air energi surya adalah jumlah energi surya, temperatur sekitar, kedalaman air dalam bak dan kebocoran pada bagian dasar alat (Dunkle, 1976). Jarak kaca dan absorber yang optimum adalah 40 sampai 60 mm (Ramli, 1984). Penelitian pengaruh disain parameter terhadap unjuk kerja alat destilasi juga dilakukan oleh Headly (Headly, 1970), Singh (Singh, 1996) dan Garcia (Garcia, 1999). Penelitian menggunakan dua alat destilasi air energi surya vertikal jenis tidak langsung di Sahara pada musim dingin menghasilkan laju alir air bersih maksimum 1,061 kg/m2.jam. Temperatur penguapan maksimum 73,26oC pada
13
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Alat Penelitian
Skema alat penelitian alat destilasi air energi surya jenis vertikal padapenelitian ini terdiri dari tiga konfigurasi sebagai berikut:
1. Alat destilasi jenis vertikal berpendingin udara tanpa reflektor dengan aliran kapilaritas alami (Gambar 5).
2. Alat destilasi jenis vertikal berpendingin air tanpa reflektor dengan aliran kapilaritas alami (Gambar 6).
3. Alat destilasi jenis vertikal berpendingin air dan bereflektor dengan aliran kapilaritas alami (Gambar 7).
3.2 Alat yang Mendukung Dalam Pengambilan Data a. Piranometer
Piranometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur radiasi
matahari, alat tersebut digunakan untuk mengkalibrasikan dengan solar meter agar dapat memberikan hasil data energi surya yang datang sama dengan hasil data energi surya yang datang pada alat piranometer.
b. Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS)
Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) digunakan untuk
14
c. Sensor Level
Sensor level adalah alat yang digunakan untuk mengukur hasil
ketinggian air dalam penampung air yang sudah didestilasi. d. Solarmeter
Solarmeter digunakan untuk mengukur intensitas energi matahari yang
datang.
e. Microcontroller Arduino-1.5.2
Microcontroller Arduino merupakan aplikasi software yang digunakan
untuk pembacaan hasil dalam pengambilan data alat destilasi energi surya. Beberapa bentuk atau foto alat pendukung untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Lampiran 1.
3.3 Parameter yang Divariasikan
Terdapat beberapa jenis parameter yang akan divariasikan diantaranya sebagai berikut :
1. Jenis aliran kapilaritas sebanyak 1 variasi yaitu secara alami.
2. Pendinginan kaca penutup sebanyak 2 variasi (dengan udara dan air).
3. Jumlah energi surya yang diterima sebanyak 2 variasi (bereflektor dan tidak bereflektor).
15
3.4 Variabel yang Diukur
Terdapat beberapa jenis variabel yang akan diukur diantaranya sebagai berikut :
1. Temperatur air (TW)
2. Temperatur air pendingin (TS)
3. Temperatur kaca penutup (TC)
4. Temperatur udara sekitar (TA)
5. Kelembaban udara sekitar (RHA)
6. Jumlah massa air destilasi yang dihasilkan (mD)
7. Energi surya yang datang (G) 8. Lama waktu pencatatan data (t)
Mekanisme aliran kapilaritas seperti terlihat pada Gambar 4. Air dari bak pendistribusian mengalir ke atas melalui serat kain dan kemudian mengalir ke bawah melalui serat kain yang disebabkan oleh adanya gaya gravitasi.
Gambar 4 Mekanisme aliran kapilaritas alami
Arah aliran
air Bak pendistribusian air kotor
Absorber kain Multiplex air
16
Komponen alat destilasi berpendingin udara tanpa reflektor (Gambar 5) dengan alirankapilaritas alami terdiri dari (1) absorber, (2) kaca penutup, (3) kotak destilasi, (4) saluran buang air kotor yang tidak menguap, (5) konstruksi pendukung, (6) kotak air kotor, (7) bak pengatur ketinggian air dan (8) bak penampung air bersih.
Gambar5 Skema Alat destilasi jenis vertikal berpendingin udara tanpa reflektor dengan aliran kapilaritas alami
Komponen alat destilasi berpendingin air tanpa reflektor (Gambar 6) dengan aliran kapilaritas alami terdiri dari (1) absorber, (2) kaca penutup, (3) kotak destilasi, (4) saluran buang air kotor yang tidak menguap, (5) konstruksi pendukung, (6) kotak air kotor, (7) bak pengatur ketinggian air, (8) bak penampung air bersih, (9) bak pembuangan air pendingin kaca, (10) keran pengatur aliran air pendingin kaca (11) pipa pendingin kaca.
17
Gambar 6 Skema alat destilasi jenis vertikal berpendingin airtanpareflektor dengan aliran kapilaritas alami
Komponen alat destilasi berpendingin air menggunakan reflektor (Gambar 7) dengan aliran kapilaritas alami terdiri (1) absorber, (2) kaca penutup, (3) kotak destilasi, (4) saluran buang air kotor yang tidak menguap, (5) konstruksi pendukung, (6)kotak air kotor, (7) bak pengatur ketinggian air, (8) bak penampung air bersih, (9) bak pembuangan air pendingin kaca, (10) keran pengatur aliran air pendingin kaca (11) pipa pendingin kaca dan (12) reflektor.
18
Gambar7 Skema alat destilasi jenis vertikalberpendingin air dan bereflektor dengan aliran kapilaritas alami
Untuk pengukuran temperatur digunakan sensor temperatur DS18B20, untuk pengukuran kelembaban digunakan sensor kelembaban DHT22 dan untuk pengukuran intensitas energi surya yang datang digunakan photovoltaic yang dikalibrasi dengan pyranometer. Untuk pengukuran air bersih yang dihasilkan digunakan E-tape level. Selain sensor-sensor tersebut, untuk mengambil data diperlukan juga beberapa peralatan penunjang dalam pengambilan data yakni
WSN, Xbee dan Stalker. WSN berfungsi untuk memonitor pengambilan data, Xbee
untuk mentransfer data dari Stalkerke WSN. Stalker berfungsi untuk mengatur pengambilan data dan menyimpan data untuk keperluan analisis. Sensor dan peralatan penunjang merupakan komponen penting dalam penelitian ini. Kegiatan
19
penelitian dimulai dengan survey dan pembelian bahan untuk pembuatan alat destilasi. Konfigurasi alat destilasi yang diteliti berjumlah 3 (tiga) konfigurasi seperti pada Gambar 5, 6 dan 7. Setelah pembuatan alat perlu dilakukan uji coba. Tujuan uji coba adalah untuk mengevaluasi apakah alat destilasi yang dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak. Jika dari uji coba diperoleh data yang menyatakan alat destilasi dapat bekerja dengan baik maka langkah selanjutnya adalah pengambilan data tetapi jika tidak maka dilakukan perbaikan dan uji coba kembali.
3.5 Langkah Penelitian
Secara rinci langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti Gambar 5, 6 dan 7.
2. Ketiga konfigurasi alat di panasi dengan energi surya secara bersamaan.
3. Pengambilan data diperkirakan akan dimulai pada awal Agustus, pada bulan tersebut matahari berada dibelahan bumi utara maka kedua alat dihadapkan ke arah utara.
4. Pengambilan data dilakukan tiap 10 detik selama 8 jam dari jam 08.00 sampai dengan jam 16.00. Tiap variasi dilakukan pengambilan dataselama 2 hari sehingga memerlukan waktu 6 hari dalam melakukan pengambilan data untuk keseluruhan variasi.
5. Data yang dicatat adalah temperatur air (TW), temperatur kaca penutup (TC),
temperatur udara sekitar (TA), kelembaban udara sekitar (RHA), jumlah air
destilasi yang dihasilkan (mD), energi surya yangdatang (G) dan lama waktu
20
6. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk hari berikutnya kondisi alat destilasi harus diperiksa untuk memastikan ketinggian air saat awal dan tidak ada masalah seperti kebocoran atau alat ukur yang terlepas.
Untuk proses pengolahan data dapat dilakukan dalam beberapa langkah yaitu sebagai berikut:
1. Memilah data yang akan digunakan yaitu mencari data pada kondisi TW lebih
besar dibandingkan TC karena persamaan 1, 2 dan 3 hanya dapat digunakan
dengan syarat TW > TC.
2. Interpolasi tekanan parsial uap air pada temperatur air (PW) dengan fungsi TW,
tekanan parsial pada kaca penutup (PC) dengan fungsi TC, dan panas laten air
(hfg) dengan fungsi TW. Interpolasi dilakukan berdasar pada Tabel L1. Sifat Air
dan Uap Jenuh.
3. Menghitung panas yang berpindah ke tutup dengan cara konveksi (qkonveksi)
menggunakan persamaan (3).
4. Menghitung panas yang berpindah ketutup dengan cara penguapan (quap)
menggunakan persamaan (2).
5. Menghitung massa uap air (mg) menggunakan persamaan (2)
6. Menghitung efisiensi (η) menggunakan persamaan (1) dengan luas bidang penerima energi surya adalah luas alas destilator (AC) sebesar 0,827 m2.
Khusus variasi reflektor luasan bidang penerima energi surya adalah luas alas destilator ditambah luas reflektor (AC reflektor) sebesar 1,345 m2.
21
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Dalam pengambilan data penelitian secara keseluruhan ada 3 variasi alat, yaitu:
1. Destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain ganda dengan berpendingin udara dibandingkan dengan destilasi konvensional di uji secara bersamaan pada hari kelima dan hari keenam.
2. Destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain ganda dengan berpendingin air dibandingkan dengan destilasi konvensional di uji secara bersamaan pada hari kedua dan hari keempat. 3. Destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber
kain ganda dengan berpendingin air dan bereflektor dibandingkan dengan destilasi konvensional di uji secara bersamaan dihari ketiga dan hari keempat.
Secara lengkap data dari tiga variasi tersebut dapat dilihat secara berurutan pada Tabel 1sampai dengan Tabel 12 dengan keterangan sebagai berikut :
22
Tabel 1 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginan air hari pertama
1 32,80 38,55 408,65 5023,43 6802,74 2410,07 0,01 0,05 0,08 0 15,05 0 2 34,59 44,32 624,87 5527,62 9161,35 2396,36 0,02 0,13 0,19 0,06 24,46 7,54 3 32,16 42,20 487,47 4853,44 8216,13 2401,41 0,02 0,12 0,18 0,13 28,97 20,86 4 34,29 44,82 677,76 5439,31 9396,27 2395,17 0,02 0,14 0,21 0,05 25,23 6,05 5 35,18 43,53 665,55 5703,01 8796,98 2398,24 0,02 0,10 0,15 0,05 18,56 5,52 6 35,17 42,93 656,29 5698,21 8527,47 2399,69 0,02 0,09 0,14 0,08 16,76 9,49 7 33,40 40,95 477,69 5188,46 7704,24 2404,37 0,01 0,08 0,12 0,06 20,09 9,32 8 31,82 37,92 279,93 4766,29 6581,15 2411,58 0,01 0,05 0,08 0,06 22,76 16,95 534,77 0,47 21,52 8,91 η t eorit is (%)
Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi
TC (°C) TW (°C) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)
Vertikal 1 Tanggal 13 Agustus 2014
mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%) Jam ke-G (W/m2) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2)
Tabel 2 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginan air bereflektor hari kedua
1 31,29 42,22 400,3 4631,29 8223,52 2401,37 0,02 0,13 0,19 0 14,74 0 2 32,55 46,9 594,48 4956,84 10445,95 2390,21 0,04 0,22 0,33 0,06 16,90 3,23 3 32,17 46,75 558,69 4855,43 10365,36 2390,57 0,04 0,22 0,33 0,11 18,13 5,86 4 32,71 46,3 548,55 5000,54 10131,34 2391,65 0,03 0,20 0,30 0,07 16,78 3,92 5 32,17 42,77 363,77 4857,82 8458,51 2400,06 0,02 0,13 0,19 0,10 16,15 8,64 6 32,61 42,32 440,24 4973,27 8265,75 2401,13 0,02 0,11 0,17 0,05 11,85 3,40 7 31,42 39,53 227,28 4662,63 7156,33 2407,76 0,02 0,08 0,12 0,03 16,20 3,58 8 28,47 33,6 70,262 3958,85 5244,27 2421,79 0,01 0,03 0,05 0,05 22,74 24,14 400,45 0,47 16,15 4,53 η t eorit is (%)
Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi
TC (°C) TW (°C) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)
Vertikal 1 Tanggal 14 Agustus 2014
mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%) Jam ke-G (W/m2) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2)
Tabel 3 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginanair bereflektor hari ketiga
1 29,58 41,87 414,60 4214,28 8077,16 2402,20 0,03 0,14 0,21 0 15,85 0 2 30,32 45,22 550,35 4391,27 9589,89 2394,22 0,04 0,21 0,31 0,118 17,33 6,58 3 31,18 47,10 595,91 4603,16 10549,83 2389,74 0,04 0,24 0,37 0,132 18,86 6,79 4 31,66 44,58 566,42 4723,29 9282,44 2395,74 0,03 0,17 0,26 0,091 14,09 4,91 5 32,65 46,34 556,34 4983,02 10154,44 2391,54 0,03 0,20 0,30 0,073 16,73 4,01 6 32,19 42,61 472,73 4861,21 8390,40 2400,44 0,02 0,12 0,19 0,238 12,11 15,46 7 31,98 40,00 461,14 4806,45 7333,49 2406,64 0,02 0,08 0,12 0,063 8,08 4,20 8 30,84 36,66 216,17 4516,56 6162,89 2414,56 0,01 0,05 0,07 0,005 9,98 0,65 479,21 0,72 14,69 5,76 η t eorit is (%)
Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi
TC (°C) TW (°C) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)
Vertikal 1 Tanggal 15 Agustus 2014
mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%) Jam ke-G (W/m2) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2)
23
Tabel 4 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginan air hari keempat
1 29,62 44,61 445,77 4223,95 9293,98 2395,69 0,04 0,20 0,30 0 54,70 0 2 30,67 47,48 634,62 4475,69 10756,33 2388,83 0,04 0,26 0,40 0,11 50,03 13,37 3 31,55 49,54 786,42 4695,69 11929,88 2383,91 0,05 0,31 0,47 0,07 48,01 7,21 4 32,45 48,70 812,16 4930,17 11438,52 2385,91 0,04 0,27 0,41 0,10 40,39 9,94 5 33,13 46,36 791,13 5113,38 10163,85 2391,50 0,03 0,20 0,29 0,06 29,85 6,50 6 32,96 43,55 683,56 5067,83 8804,18 2398,20 0,02 0,13 0,20 0,10 23,50 12,10 7 31,68 39,78 502,29 4728,35 7248,25 2407,17 0,02 0,08 0,12 0,11 19,46 17,78 8 30,06 35,79 290,22 4328,78 5886,89 2416,62 0,01 0,04 0,07 0,03 18,31 8,46 618,27 0,59 36,76 9,51 η t eorit is (%)
Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi
TC (°C) TW (°C) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)
Vertikal 1 Tanggal 16 Agustus 2014
mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%) Jam ke-G (W/m2) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2)
Tabel 5 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginan udara hari kelima
1 46,46 49,09 427,01 10213,00 11666,25 2384,98 0,004 0,03 0,05 0 9,73 0 2 56,86 55,01 627,77 17103,45 15634,00 2370,79 0,003 0,03 0,05 0,04 6,33 5,15 3 60,85 57,19 761,57 20653,02 17368,74 2365,55 0,006 0,09 0,14 0,05 14,97 5,48 4 57,99 53,85 663,13 18049,34 14777,37 2373,56 0,007 0,10 0,14 0,13 17,40 15,58 5 62,12 54,98 831,52 21915,01 15612,05 2370,86 0,016 0,23 0,34 0,04 32,71 3,94 6 51,40 49,09 415,70 13092,42 11665,80 2384,98 0,003 0,03 0,05 0,09 9,54 18,11 7 49,88 45,18 520,35 12139,67 9570,21 2394,32 0,008 0,07 0,11 0,04 17,06 6,63 8 44,55 41,52 310,67 9265,51 7932,63 2403,03 0,004 0,03 0,05 0,03 12,43 6,90 569,71 0,43 16,48 7,50 η t eorit is (%)
Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi
TC (°C) TW (°C) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)
Vertikal 1 Tanggal 17 Agustus 2014
mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%) Jam ke-G (W/m2) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2)
Tabel 6 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi vertikal absorber kain ganda dengan pendinginan udara hari keenam
1 49,27 47,34 418,35 11769,08 10681,75 2389,16 0,00 0,02 0,03 0 6,71 0 2 57,12 53,74 610,79 17311,87 14695,05 2373,84 0,01 0,07 0,11 0,02 14,07 2,62 3 60,66 56,72 753,38 20473,51 16981,43 2366,68 0,01 0,10 0,16 0,05 16,45 5,63 4 60,99 56,41 758,64 20789,62 16729,19 2367,43 0,01 0,13 0,19 0,02 19,97 2,09 5 58,35 54,48 690,01 18363,54 15241,35 2372,04 0,01 0,09 0,14 0,03 15,66 3,86 6 55,43 50,92 647,21 15956,43 12782,93 2380,60 0,01 0,09 0,14 0,03 17,41 3,65 7 49,67 47,94 378,68 12011,48 11010,39 2387,72 0,00 0,02 0,03 0,06 6,61 13,50 8 40,76 39,28 209 7626,30 7063,84 2408,35 0,00 0,01 0,02 0,06 6,04 23,59 558,26 0,28 21,52 8,91 Jam ke-G (W/m2) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2)
Vertikal 1 Tanggal 18 Agustus 2014
mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%) η t eorit is (%)
Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi
TC (°C) TW (°C) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)
24
Tabel 7 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi kovensional hari pertama 1 42,99 36,36 385,92 8556,47 6067,91 2415,26 0,012 0,08 0,11 0 22,72 0 2 53,29 52,22 597,46 14375,70 13632,88 2377,49 0,001 0,01 0,02 0 2,61 0,00 3 51,79 59,33 494,53 13349,15 19237,91 2360,37 0,017 0,21 0,32 0,16 49,17 24,59 4 58,25 63,79 721,30 18272,17 23656,38 2349,60 0,012 0,18 0,28 0,05 29,10 5,02 5 58,62 66,97 657,69 18595,01 27296,87 2341,88 0,020 0,34 0,53 0,20 60,23 22,73 6 61,61 70,42 691,71 21400,04 31731,44 2333,50 0,022 0,43 0,66 0,27 71,31 28,95 7 57,68 67,02 534,79 17783,13 27354,78 2341,76 0,023 0,39 0,60 0,35 84,29 49,22 8 51,44 59,65 357,31 13121,99 19526,53 2359,61 0,019 0,24 0,36 0,30 76,15 63,90
555,09 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 1,33 49,08 22,62
TC (°C) TW (°C) η t eorit is (%)
Konvensional Tanggal 13 Agustus 2014
Jam ke-G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2) mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%)
Tabel 8 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi kovensional hari kedua 1 44,37 40,86 387,47 9180,95 7668,03 2404,59 0,005 0,04 0,06 0 11,32 0 2 53,24 55,99 578,71 14342,44 16399,30 2368,42 0,004 0,05 0,08 0,03 10,37 4,05 3 55,91 64,44 601,43 16337,37 24365,26 2348,02 0,020 0,31 0,48 0,17 59,76 21,17 4 55,92 64,18 567,35 16341,57 24083,82 2348,64 0,019 0,30 0,45 0,20 60,38 26,88 5 51,00 60,20 401,35 12837,21 20036,14 2358,28 0,022 0,28 0,42 0,23 79,24 44,01 6 51,17 58,98 449,95 12941,98 18916,54 2361,23 0,017 0,22 0,33 0,13 55,26 21,45 7 46,73 54,84 289,49 10356,97 15509,61 2371,18 0,018 0,18 0,28 0,25 72,52 65,77 8 35,23 44,20 82,15 5716,51 9101,72 2396,66 0,019 0,11 0,17 0,22 161,29 209,18
419,74 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 1,24 51,27 28,01
TC (°C) TW (°C) η t eorit is (%)
Konvensional Tanggal 14 Agustus 2014
Jam ke-G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2) mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%)
Tabel 9 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi kovensional hari ketiga 1 45,13 42,67 409,30 9546,50 8418,30 2400,28 0,00 0,03 0,04 0 7,16 0 2 50,60 56,29 566,96 12581,22 16636,89 2367,70 0,01 0,13 0,20 0 26,40 0,00 3 54,96 63,31 629,98 15598,21 23148,92 2350,75 0,02 0,29 0,44 0,09 52,81 10,75 4 52,78 61,12 519,59 14018,82 20915,86 2356,06 0,02 0,26 0,39 0,42 57,36 60,87 5 57,06 65,07 603,20 17263,34 25064,70 2346,51 0,02 0,30 0,46 0,21 57,13 25,65 6 51,89 62,08 507,72 13415,67 21874,27 2353,73 0,03 0,34 0,52 0,27 77,12 39,84 7 48,25 58,88 506,47 11183,96 18827,58 2361,47 0,03 0,30 0,46 0,21 68,88 32,08 8 41,15 51,44 271,86 7780,48 13119,63 2379,35 0,02 0,20 0,30 0,33 83,96 93,56
501,88 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 1,53 53,02 28,89
TC (°C) TW (°C) η t eorit is (%)
Konvensional Tanggal 15 Agustus 2014
Jam ke-G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2) mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%)
25
Tabel 10 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi kovensional hari keempat 1 45,19 42,94 422,85 9577,71 8532,21 2399,66 0,00 0,02 0,03 0 6,25 0 2 53,08 57,81 609,09 14223,91 17897,54 2364,04 0,01 0,11 0,17 0,07 21,27 8,19 3 58,59 68,17 767,12 18569,54 28773,61 2338,98 0,02 0,42 0,65 0,18 63,78 18,06 4 62,25 72,90 811,11 22046,11 35261,00 2327,45 0,03 0,59 0,92 0,41 84,26 37,94 5 63,66 74,24 808,82 23516,65 37281,01 2324,19 0,03 0,62 0,97 0,29 88,97 26,65 6 61,23 72,69 724,75 21023,40 34942,45 2327,97 0,03 0,64 0,98 0,33 101,27 34,26 7 54,65 66,53 566,11 15365,00 26764,88 2342,95 0,03 0,50 0,76 0,43 101,37 57,46 8 46,65 56,78 365,79 10315,78 17036,83 2366,51 0,02 0,26 0,39 0,40 81,31 82,47
634,45 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 2,12 72,39 31,39
TC (°C) TW (°C) η t eorit is (%)
Konvensional Tanggal 16 Agustus 2014
Jam ke-G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2) mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%)
Tabel 11 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi kovensional hari kelima 1 46,25 46,01 417,67 10105,95 9984,49 2392,33 0,0002 0,001 0,002 0 0,35 0 2 55,25 60,24 615,88 15821,63 20075,44 2358,18 0,0097 0,135 0,206 0 25,26 0 3 61,32 69,60 744,99 21111,26 30622,44 2335,50 0,0205 0,383 0,590 0,23 59,36 22,82 4 58,68 68,90 671,04 18650,74 29714,16 2337,19 0,0268 0,472 0,726 0,41 81,14 45,44 5 64,16 72,82 849,56 24053,91 35135,11 2327,65 0,0224 0,466 0,721 0,20 63,37 17,47 6 56,36 68,97 476,13 16693,68 29804,80 2337,02 0,0352 0,595 0,916 0,48 144,20 76,14 7 52,14 61,11 569,17 13584,80 20912,16 2356,07 0,0211 0,280 0,428 0,25 56,88 33,53 8 48,48 58,74 391,21 11311,45 18705,26 2361,80 0,0247 0,289 0,440 0,39 85,28 75,22
591,96 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 1,96 64,17 31,16
TC (°C) TW (°C) η t eorit is (%)
Konvensional Tanggal 17 Agustus 2014
Jam ke-G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2) mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%)
Tabel 12 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi kovensional hari keenam 1 44,78 42,40 418,53 9376,60 8301,05 2400,93 0,003 0,02 0,04 0 6,59 0 2 53,72 57,51 604,46 14683,07 17640,72 2364,77 0,007 0,08 0,13 0 16,03 0 3 60,51 68,31 747,35 20329,25 28950,55 2338,64 0,019 0,34 0,52 0,15 52,05 14,99 4 62,72 72,94 755,97 22523,44 35322,95 2327,34 0,028 0,57 0,88 0,28 86,56 27,23 5 62,71 73,74 743,26 22515,58 36524,27 2325,39 0,031 0,64 0,99 0,38 99,29 38,34 6 59,55 69,90 668,41 19436,14 31020,54 2334,78 0,027 0,50 0,77 0,31 86,38 34,92 7 55,21 65,92 473,02 15789,55 26048,47 2344,43 0,028 0,43 0,66 0,41 105,34 65,78 8 42,19 50,85 230,69 8209,95 12739,66 2380,76 0,019 0,16 0,24 0,42 79,30 140,53
580,21 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 1,96 68,61 31,81
TC (°C) TW (°C) η t eorit is (%)
Konvensional Tanggal 18 Agustus 2014
Jam ke-G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg) q konv (kW/m2) q uap (kW/m2) mg (kg/jam.m2) mD (kg) η akt ual (%)
26
TW adalah temperatur pada air destilasi (oC), TC adalah temperatur pada
kaca penutup (oC), G adalahenergi surya yang datang (W/m2), PW adalah tekanan
parsial uap air pada temperatur air (N/m2), PC adalah tekanan parsial uapair pada
temperatur kaca (N/m2), hfg adalah kalor laten air (kJ/kg), mg adalah massa uap air
(kg/jam.m2), qkonv adalah bagian energi matahari yang digunakan untuk konveksi
(kW/m2), quap adalah bagian energi matahari yang digunakan untuk proses
penguapan (kW/m2) dan mD adalah jumlah air destilasi yang dihasilkan (kg).
4.2 Pembahasan
Langkah berikutnya setelah pengumpulan data yang dilakukan yaitu mencari persamaan dan menghitung dengan rumus yang sudah ditentukan. Sebagai contoh perhitungan penulis mengambil data yang tercantum pada Tabel 1 yang merupakan data dari alat destilasi jenis vertikal dengan variasi pendingin air (aliran air), diketahui:
TC pada jam ketiga = 32,16 °C = 305,16 K
TW pada jam ketiga = 42, 20 °C = 315,20 K
G jam ketiga = 487,47 ⁄ AC alat destilasi vertikal = 0,827
mD alat destilasi vertikal = 0,13 kg
Bagian energi matahari ke kaca penutup karena konveksi (pers. 3) :
[
] ⁄
27 = [ ⁄ ⁄ ] ⁄ ( ) = ⁄
Bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan (pers. 2) : ( ) ( ⁄ ) ⁄
Massa uap air perjamnya pada proses destilasi vertikal (pers. 2) : ⁄ ⁄ ⁄
Proses perhitungan efisiensi teoritis dan aktual alat destilasi (pers.1) :
∫ ⁄ ⁄ ⁄
⁄
28 ∫ ⁄ ⁄ ⁄
Berikutnya mencari persamaan dan menghitung dengan rumus yang sudah ditentukan alat destilasi pembanding dari alat destilasi jenis vertikal yang tercantum pada Tabel 7 yang merupakan data dari alat destilasi konvensional :
diketahui:
TC pada jam ketiga = 51,79 °C = 324,79 K
TW pada jam ketiga = 59,33 °C = 332,33 K
G jam ketiga = 494,53 ⁄ AC alat destilasi vertikal = 0,866
mDalat destilasi vertikal = 0,16 kg
Bagian energi matahari ke kaca penutup karena konveksi (pers. 3):
[ ] ⁄ ( ) [ – ⁄ ⁄ ] ⁄ ( ) ⁄
29
Bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan (pers. 2): (
)
( ⁄ ) ⁄
Massa uap air perjamnya pada proses destilasi vertikal: (pers. 2) ⁄ ⁄ ⁄
Proses perhitungan efisiensi teoritis dan aktual alat destilasi(pers. 1):
∫ ⁄ ⁄ ⁄ ∫ ⁄ ⁄ ⁄
30
Gambar 8 menunjukan perbandingan hasil efisiensi aktual per hari yang dihasilkan pada masing-masing variasi alat destilasi jenis vertikal dan efisiensi aktual dari alat destilasi konvensional rata-rata 3 hari.
Gambar 8 Grafik hubungan antara efisiensi aktual dan energi surya yang datang (G) terhadap alat destilasi jenis vertikal pada variabel yang divariasikan dan alat destilasi konvensional
Efisiensi aktual pada alat destilasi jenis vertikal dengan variasi berpendingin air diperoleh efisiensi aktual mencapai 8,91 % dengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar 534 W/m2, variasi berpendingin air dan
bereflektor diperoleh efisiensi aktual mencapai 5,76 % dengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar 479 W/m2, dan variasi berpendingin udara
diperoleh efisiensi aktual mencapai 7,5 % dengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar 569 W/m2. Dari ketiga variasi alat destilasi jenis vertikal pada
garafik, hasil efisiensi aktualnya lebih rendah dibandingkan dengan hasil efisiensi aktual rata-rata 3 hari dari alat destilasi konvensional yang mencapai 27,56 % dengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar 538 W/m2.
8,91 5,76 7,50 27,56 534 479 569 538 0 100 200 300 400 500 600 0 5 10 15 20 25 30
Pendingin Air Pendingin Air Bereflektor
Pendingin Udara Konvensional rata-rata 3 hari G w att /m 2 Ef isi ensi %
31
Gambar 9 menunjukan antara efisiensi teoritis dan aktual pada alat destilasi jenis vertikal terhadap variabel yang divariasikan.
Gambar 9 Grafik perbandingan antara efisiensi teoritis dan aktual pada alat destilasi jenis vertikal terhadap variabel yang divariasikan
Pada variasi berpendingin air efisiensi teoritis yang dihasilkan mencapai 21,52 % dengan efisiensi aktual 8,91 %. Pada variasi berpendingin air dan bereflektor efisiensi teoritis yang dihasilkan mencapai 14,69 % dengan efisiensi aktual 5,76. Sedangkan hasil yang diperoleh pada variasi berpendingin udara, efisiensi teoritis yang diperoleh mencapai 16,48 % dengan efisiensi aktual mencapai 7,50 %. Dari keseleluruhan hasil efisiensi teoritis dan efisiensi aktual, efisiensi teoritis yang lebih tinggi dari pada efisiensiaktual terlihat pada grafik (Gambar 10). Perhitungan grafik (Gambar 10) dapat dilihat padatabel 1,3, dan 5.
Pada Gambar 10 menunjukan perbandingan hasil air alat destilasi jenis vertikal pada variabel yang divariasikan dengan alat destilasi konvensional.
21,52 14,69 16,48 8,91 5,76 7,50 0 5 10 15 20 25
Pendingin Air Pendingin Air Bereflektor Pendingin Udara
Ef
isi
ensi %
32
Gambar 10 Grafik hubungan hasil air destilasi yang didapat (mD) dan energi surya yang datang (G) terhadap alat destilasi jenis vertikal pada variabel yang divariasikan dengan alat destilasi konvensional
Hasil air destilasi yang diperoleh dari rata-rata perhari pada alat destilasi konvensional menunjukan hasil air bersih yang lebih banyak dibandingkan dengan alat destilasi jenis vertikal pada variasi-variasinya (Gambar 10). Hasil air bersih yang diperoleh dari alat destilasi konvensional mencapai 1,85 liter/m2 per
haridengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar538 W/m2.
Sedangkan pada alat destilasi jenis vertikal dengan variasi berpendingin air, hasil air bersih yang dihasilkan mencapai 0,57 liter/m2 perharidengan rata-rata radiasi
matahari pada hari tersebut sekitar 534 W/m2. Pengambilan data pada variasi
berpendingin air dan bereflektor diperoleh hasil air bersih mencapai 0,87 liter/m2
per hari dengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar 479 W/m2 dan
variasi berpendingin udara reflektor memperoleh hasil air bersih mencapai 0,51 liter/m2 per hari dengan rata-rata radiasi matahari pada hari tersebut sekitar 569
W/m2. 0,57 0,87 0,51 1,85 534 479 569 538 0 100 200 300 400 500 600 0 0,5 1 1,5 2
Pendingin Air Pendingin Air Bereflektor
Pendingin Udara Konvensional rata-rata 3 hari G wat t/ m 2 V olum e dm 3
33
Gambar 11 menunjukan hasil rata-rata per hari air destilasi massa uap air (mg) dan massa destilasi (mD) yang dihasilkan pada masing-masing variasi alat
destilasi jenis vertikal.
Gambar 11 Grafik perbandingan antara hasil massa uap air (mg) dan hasil massa destilasi (mD) tiap harinya pada destilator jenis vertikal terhadap variabel yang divariasikan
Saat data diambil, pada variasi berpendingin air diperoleh hasil massa uap airnya (mg) mencapai 1,14 liter/m2 dan massa destilasi yang dihasilkan saat
pengambilan data (mD) mencapai 0,57 liter/m2. Saat pengambilan data pada variasi
berpendingin air dan bereflektor diperoleh hasil massa uap airnya (mg) mencapai
1,86 liter/m2 dan massa destilasi yang dihasilkan saat pengambilan data (mD)
mencapai 0,87 liter/m2. Sedangkan hasil yang diperoleh pada variasi berpendingin
udara, hasil massa uap airnya (mg) mencapai 0,94 liter/m2 dan massa destilasi yang
dihasilkan saat pengambilan data (mD) mencapai 0,51 liter/m2.
1,14 1,84 0,94 0,57 0,87 0,51 0 0,5 1 1,5 2
Pendingin Air Pendingin Air Bereflektor Pendingin Udara
V
olum
e dm
3
34
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Telah dibuat model alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain ganda.
2. Hasil efisiensi alat destilasi jenis vertikal rata-rata per haridengan variasi pendingin air, efisiensi teoritis mencapai 21,52 % dan efisiensi aktual mencapai 8,91 % dengan luas penampang alat yang menerima panas 0,827 m2
yang dapat menghasilkan air hasil destilasi sebanyak 0,57 liter/m2 per hari.
Pada destilasi vertikal dengan pendingin air menggunakan reflektor efisiensi teoritis mencapai 14,69 % dan efisiensi aktual mencapai 5,76 % dengan luas penampang alat yang menerima panas 2,17 m2 yang dapat menghasilkan air
hasil destilasi sebanyak 0,87 liter/m2 per hari. Pada destilasi vertikal dengan
pendingin udaraefisiensi teoritis mencapai 16,48 % dan efisiensi aktual mencapai 7,50% dengan luas penampang alat yang menerima panas 0,827 m2yang dapat menghasilkan air hasil destilasi sebanyak 0,51 liter/m2 per hari.
Sedangkan efisiensi aktual tertinggi pada penilitian didapat pada alat destilasi konvensional, dengan rata-rata 3 hari. Efisiensi aktual pada destilasi konvensional mencapai 27,56 % dengan luas penampang alat yang menerima panas 0,866 m2. Alat destilasi konvensional juga memperoleh hasil air destilasi
paling banyak dengan menghasilkan air destilasi rata-rata 3 hari pada alat sebanyak 1,85 liter/m2 selama 3 hari.
35
5.2 Saran
1. Untuk penelitian selanjutnya diharapkan dapat membuat model alat destilasi dengan variasi yang berbeda.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan volume destilatorlebih besaratau lebih kecil.
36
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar, Wiranto, 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta : Pradnya Paramita.
Badran, A.A., Najjar, Y.S., 1992, The inverted trickle flat plate solar collector, Proc. International Renewable Energy Conference, Amman, Jordan, June 22–26,M. Audi, ed., 1 (1992) 119–129.
Badran, A.A., Hamdan, M.A., 1993, Inverted trickle solar still, 4th Arab International Solar Energy Conference, Amman, Jordan November 20–25, 1993, Publication of Royal Scientific Society, Amman, Jordan, 2 (1993) 763–773.
Boukar, M., Harmim, A., 2004, Parametric study of a vertical solar still under desert climatic conditions, Desalination 168, 21–28.
Boukar, M., Harmim, A., 2005, Performance evaluation of one-sided vertical solar still tested in the Desert of Algeria, Desalination, 183, 113–126.
Boukar, M., Harmim, A., 2007, Design parameters and preliminary experimental investigation of an indirect vertical solar still, Desalination 203, 444–454 Cengel, Yunus A., (1998). Heat Transfer: A Practical Approach. Boston: McGraw
Hill
Dunkle, R.V., 1976, Solar distillation and combined distillation and water heating for tropical areas. Conf. Application of Solar Energy, pp. 148–172.
Garcia Rodriguez, L. Gomez-Camacho, C., 1999, Design parameters selection for a distillation system coupled to a solar parabolic trough, Desalination, 122, 195–204.
Garg, H.P., Hann, H.S., 1976, Effect of climatic, operational and design parameters on the year round performance of single sloped and double sloped solar stills under Indian arid zones conditions. Solar Energy, 1, 159. Headly, O.St., Springer, B.G.F., 1970, Effects of design and empirically variable
parameters on solar still performances, 3rd Internat. Symp.on Fresh Water from Sea, 1, 669–677.
Kunze, H. H.,(2001), A New Approach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In Remote Areas, Desalination, 139, pp 35–41
Malick, M.A.S., Tiwari, G.N., Sodha, M.S., 1982, Solar Distillation. Pergamon Press.
37
Ramli, M., Wibulswas, P., 1984, Solar stills with vertical and flat absorbing surface, Regional seminar on simulation and design in solar energy applications, UNESCO-USAID, Bangkok.
Singh, S.K., Bhatnan, V.P., Tiwari, G.N., 1996, Design parameters for concentrator assisted solar distillation system, Energy Conves. Mgmt., 37(2), 242–252.
Tanaka, K., Yamashita, A., Watanabe, K., 1982, Experimental and analytical study of the tilted wick type solar still, in: Solar World Forum, Vol. 2, Pergamon Press, Oxford.
Tiwari, G.N., 1992, Recent advances in solar distillation. In R. Kamal, K.P. Maheshwari and R.L. Sawhney, eds., Solar Energy and Energy Conservation.Chapter 2, Wiley Eastern Limited.
Wibulswas, P., Tadtiam, S., 1984, Improvement of a basin type solar still by means of vertical back wall.Internat.Symp.Workshop on Renewable Energy Sources, Lahore.
Yeh, H.M., Chen, L.C., 1986, The effects of climatic, design and operational parameters on the performance of wick type distillers. Energy Convers. Mgmt.,26, 175.
38
LAMPIRAN
Lampiran 1 Sifat Air dan Uap Jenuh Tabel L1. Sifat Air dan Uap Jenuh
T (°C) P (Pa) hfg (kJ/kg) T (°C) P (Pa) hfg (kJ/kg) 0,01 611,2 2500,8 26 3360 2439,5 1 656,6 2498,3 27 3564 2437,2 2 705,4 2495,9 28 3778 2434,8 3 757,5 2493,6 29 4004 2432,4 4 812,9 2491,3 30 4242 2430,0 5 871,9 2488,9 32 4754 2425,3 6 934,6 2486,6 34 5318 2420,5 7 1001 2484,3 36 5940 2415,8 8 1072 2481,9 38 6624 2411,0 9 1147 2479,6 40 7375 2406,2 10 1227 2477,2 42 8198 2401,4 11 1312 2474,9 44 9100 2396,6 12 1401 2472,5 46 1009 2391,8 13 1497 2470,2 48 1116 2387,0 14 1597 2467,8 50 1233 2382,1 15 1704 2465,5 55 1574 2370,1 16 1817 2463,1 60 1992 2357,9 17 1936 2460,8 65 2501 2345,7 18 2063 2458,4 70 3116 2333,3 19 2196 2456,0 75 3855 2320,8 20 2337 2453,7 80 4736 2308,3 21 2486 2451,4 85 5780 2295,6 22 2642 2449,0 90 7011 2282,8 23 2808 2446,6 95 8453 2269,8 24 2982 2444,2 100 101325 2256,7 25 3166 2441,8
39
Lampiran 2 Foto-foto Alat Penelitian
Gambar L.1 Logger (Biru) dan Stalker (Merah)
Gambar L.3 Penampung Air Kotor dan Pengatur Ketinggian Air di dalam Bak Destilator
Gambar L.2 Alat Destilasi Energi Surya Konvensional
Gambar L.4 Dallas Semiconductor
Temperature Sensors
