TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

(1)

i

PENINGKATAN UNJUK KERJA KOMPOR ENERGI SURYA

JENIS PARABOLA MENGGUNAKAN SELUBUNG VAKUM

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

ALBERT SUCIADI NIM : 085214049

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

PERFORMANCE ENHANCEMENT OF PARABOLIC TYPE

SOLAR COOKER USING EVACUATED TUBE

FINAL PROJECT

Presented As Partitial Fulfilment of The Requirement

As To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By:

ALBERT SUCIADI

NIM : 085214049

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

INTISARI

Memasak merupakan aktifitas manusia setiap hari, pada umumnya kompor yang tersedia dipasaran menggunakan kayu bakar, batubara minyak, bumi maupun gas alam. Pemakaian kompor masak tersebut mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan. Dampak yang ditimbulkan meliputi polusi udara, dan menipisnya sumber daya minyak bumi, batubara dan gas alam. Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan kompor masak yang ramah lingkungan dan dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

Penggunaan kompor energi surya merupakan alternatif untuk mengatasi dampak yang ditimbulkan oleh kompor berbahan bakar fosil, dimana kompor energi surya memanfaatkan energi surya yang telah tersedia dari alam dapat digunakan untuk proses memasak. Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m² sehingga kompor kompor ini dapat beroperasi dengan baik di Indonesia.

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian kompor surya dengan jenis parabola ini adalah meneliti pengaruh penggunaan selubung vakum terhadap daya dan efisiensi yang dihasilkan kompor surya jenis parabola piringan. Kolektor kompor surya menggunakan alumunium foil dengan diameter piringan sebesar 1,2 meter. Penelitian ini menggunakan 3 variasi kevakuman (0 kPa, -8,3 kPa dan 16,7 kPa) selubung vakum. Temperatur yang diukur pada saat pengambilan data ialah udara sekitar, radiasi surya yang datang, temperatur air dalam panci pemasak, temperatur panci pemasak, dan lama waktu pemanasan air dalam panci pemasak.

Hasil penelitian menunjukan bahwa efisiensi maksimal dan daya maksimal diperoleh pada variasi kevakuman -16,7 kPa. Panci dengan selubung dapat meningkatkan efisiensi sensibel sebesar 0,98% dan daya sensibel meningkat sebesar 9,2%.

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya hadiratkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas

berkat dan rahmat-Nya tugas akhir ini yang berjudul “Peningkatan Unjuk Kerja

Kompor Energi Surya Jenis Parabola Piringan Menggunakan Selubung Vakum” dapat diselesaikan dengan baik dan merupakan salah satu persyaratan untuk

mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Dalam penyusunan laporan naskah ini juga tidak lupa mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Ir P.K Purwadi M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin dan selaku

pembimbing akademik

3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir

yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi

selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

5. Laboran (Ag. Rony Windaryawan) yang telah membantu memberikan ijin

(9)

ix

6. Orang tua saya Rony Sutjijadi dan Maria Goreti serta saudara saya Lucia

Reni Suciadi dan Edwin Suciadi yang telah mendoakan yang terbaik buat

saya serta mendukung dan memberikan semangat kepada saya

7. Keluarga besar khususnya om dan tante saya Maria Martina, Viviana

Juwita, Jhonny Tantra dan Joho Halim yang telah memberi dukungan

kepada saya baik sacara doa dan materil sehingga saya dapat

menyelesaikan study saya

8. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini, seluruh Mahasiswa Universitas Sanata Dharma jurusan teknik mesin

angkatan 2008 khususnya Ignasius Heri Siswanto dan I Putu Juliana Eka

Putra

9. Pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah

memberikan dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama

penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan

laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh

karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak

yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini

berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada

kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

Yogyakarta, 13 Juli 2012

(10)

x DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

TITLE PAGE... ii

HALAMAN PERSETUJUAN... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi

INTISARI... vii

KATA PENGANTAR... viii

DAFTAR ISI... x

DAFTAR TABEL... xii

DAFTAR GAMBAR... xiii

BAB I. PENDAHULUAN... 1

1.l Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 3

1.3 Manfaat ... 4

1.4 Batasan masalah... ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 6

2.1 Dasar Teori... 6

2.2Unjuk Kerja Kompor Energi Surya... 7

2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan... ... 11

BAB III. METODE PENELITIAN... ... 13

3.1 Skema Alat Penelitian ... 13

3.2 Variabel Yang Divariasikan... 14

(11)

xi

3.4 Prosedur Penelitian ... 15

BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN... 17

4.1 Data Penelitian ... 17

4.2 Perhitungan Unjuk Kerja... 23

4.3 Pembahasan... 31

BAB V. PENUTUP... 43

5.1 Kesimpulan... 43

5.2 Saran ... 43

DAFTAR PUSTAKA... 44

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung (0 kPa) 17

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung (0 kPa) lanjutan 18

Tabel 4.2 Data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung (-8,3 kPa) 19

Tabel 4.2 Data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung (-8,3 kPa) lanjutan 20

Tabel 4.3 Data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung (-16,7 kPa) 21

Tabel 4.3 Data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung (-16,7 kPa) lanjutan 22

Tabel 4.4 Hasil data pertama menggunakan panci dengan selubung dan

panci tanpa selubung (0 kPa) 25

Tabel 4.4 Hasil data pertama menggunakan panci dengan selubung dan

panci tanpa selubung (0 kPa) lanjutan 26

Tabel 4.5 Hasil data kedua menggunakan panci dengan selubung dan

panci tanpa selubung (-8,3 kPa) 27

Tabel 4.5 Hasil data kedua menggunakan panci dengan selubung dan

panci tanpa selubung (-8,3 kPa) lanjutan 28

Tabel 4.6 Hasil data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan

panci tanpa selubung (-16,7 kPa) 29

Tabel 4.6 Hasil data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan

bagian 1 adalah kolektor, 2 panci masak dan 3 adalah struktur

pendukung 6

Gambar 2.2 Perbedaan panci tanpa selubung (a) dan panci

menggunakan selubung (b) dengan 1 adalah tutup panci, 2

adalah selubung vakum, 3 adalah manometer, 4 adalah

katup vakum, dan 5 adalah panci 7

Gambar 3.1 Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan

bagian 1 adalah kolektor, 2 adalah panci masak dengan

selubung dan 3 adalah struktur pendukung 13

Gambar 3.2 Posisi termokopel pada kompor surya jenis parabola

piringan 15

Gambar 4.1 Grafik perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu

pada 0 kPa 31

Gambar 4.2 Grafik perbandingan Daya Sensibel terhadap waktu pada

0 kPa 31

pada -8,3 kPa 32

-8,3 kPa 32

pada -16,7 kPa 33

(14)

xiv

Gambar 4.7 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel

rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan 0 kPa 34

rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan -8,3

kPa 35

rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan -16,7

kPa 35

Gambar 4.10 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan

Daya total pada 0 kPa 36

Daya total pada -8,3 kPa 37

Daya total pada -16,7 kPa 37

Gambar 4.13 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi

sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten

dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung

(0 kPa) dan panci tanpa selubung 38

(-8,3 kPa) dan panci tanpa selubung 39

(15)

xv

Gambar 4.16 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan

Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel

Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt)

pada 0 kPa 40

pada -8,3 kPa 41

(16)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari memasak merupakan suatu kebutuhan atau

aktifitas bagi manusia untuk mengelolah sebuah makanan yang layak dan

higienis. Sejak zaman dahulu manusia telah melakukan aktifitas ini untuk

mengelolah bahan-bahan makanan yang telah tersedia di alam menjadi

makanan yang layak di konsumsi. Sebagai contoh alam telah menyediakan

berbagai jenis tumbuhan dan hewani yang dapat dimakan oleh manusia,

tentunya hal ini harus melalui proses pemasakan terlebih dahulu agar makanan

ini dapat dikonsumsi secara layak.

Ada beberapa jenis bahan bakar yang umumnya digunakan untuk

memasak diantaranya kayu bakar, arang, batubara, minyak tanah dan gas

alam. Penggunaan bahan bakar seperti ini akan memberikan dampak negatif

bagi lingkungan seperti penebangan hutan, polusi udara bahkan semakin

menipisnya sumber daya alam (SDA) yang tersedia di alam seperti minyak

bumi dan gas alam. Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian

kayu bakar, minyak bumi maupun gas alam untuk memasak telah banyak

penelitian dilakukan untuk meningkatkan efisiensi tungku kayu tradisional dan

mencari sumber energi alternatif untuk memasak. Indonesia merupakan negara

(17)

radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m2. Hal ini merupakan faktor pendukung untuk penggunaan kompor energi surya yang ramah lingkungan di 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 maupun tidak langsung. Penggunaan kompor ini sejalan

dengan target pengurangan emisi karbondioksida di atmosfer (berdasarkan

Protokol Kyoto).

Kompor surya yang umum digunakan dimasyarakat Indonesia dan negara

berkembang lain adalah kompor surya jenis parabola piringan, hal ini

disebabkan pembuatan kompor surya jenis ini relatif mudah dan murah serta

kompor ini memiliki titik fokus berupa titik sehingga tingkat panas yang

dihasilkan tinggi. Kompor surya jenis parabola piringan umumnya digunakan

untuk menggoreng dan merebus air. Tempat memasak kompor jenis ini

dilakukan diluar ruangan untuk mendapatkan energi surya secara langsung.

Bagian kompor surya yang menerima panas energi surya disebut absorber.

Pada kompor surya jenis parabola piringan absorber adalah panci pemasak. Unjuk

kerja (efisiensi dan daya) yang dapat dihasilkan kompor surya sangat

ditentukan oleh berapa banyak energi surya yang dapat diserap absorber dan

berapa banyak kerugian panas pada absorber. Kerugian panas adalah kalor

yang dilepas dari absorber ke lingkungan. Semakin besar energi surya yang

dapat diserap absorber dan semakin kecil kerugian panas yang terjadi

(18)

Untuk memperbesar energi surya yang diserap absorber, umumnya

absorber dicat hitam. Pada umumnya kompor surya jenis parabola piringan

absorber tidak diberi selubung sehingga kerugian panas yang terjadi cukup

besar. Untuk memperkecil kerugian panas yang ditimbulkan maka bagian

absorber harus diberi selubung dan udara yang ada di dalam selubung harus

dikeluarkan (divakum). Kondisi vakum seperti ini merupakan kondisi terbaik

agar kerugian panas yang ditimbulkan kecil, hal ini seperti yang terdapat pada

penyimpan air panas dirumah tangga (termos).

Informasi mengenai peningkatan unjuk kerja kompor energi surya

menggunakan selubung vakum di Indonesia belum banyak sehingga masih

perlu dilakukan banyak penelitian tentang hal ini. Penelitian ini pada dasarnya

bertujuan untuk mengetahui efisiensi maksimum dan daya maksimum yang

dihasilkan kompor energi surya jenis parabola piringan menggunakan

absoerber dengan selubung vakum.

1.2 Tujuan

1.

Membuat kompor surya jenis parabola menggunakan absorber dengan

selubung vakum.

2.

Mengetahui efisiensi maksimum dan daya maksimum yang dihasilkan

kompor energi surya jenis parabola piringan menggunakan absoerber

(19)

1.3 Manfaat

1. Menambah kepustakaan teknologi mengenai kompor energi surya

menggunakan selubung vakum.

2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat

prototipe dan produk teknologi kompor energi surya dengan

menggunakan selubung vakum yang dapat diterima oleh masyarakat

sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Dapat mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar dan minyak

bumi untuk memasak.

1.4 Batasan Masalah

Penerapan kompor surya di masyarakat ditentukan oleh unjuk kerja

yang dapat dihasilkan. Pada umumnya kompor energi surya jenis parabola

piringan tidak dilengkapi selubung vakum pada bagian absorber sehingga

kerugian panas yang ditimbulkan cukup besar. Untuk meningkatkan unjuk

kerja kompor energi surya adalah dengan cara memberi selubung vakum pada

absorber (panci pemasak) hal ini bertujuan memperkecil kerugian panas yang

ditimbulkan sehingga unjuk kerja kompor energi surya dapat menghasilkan

unjuk kerja yang lebih baik.

Dari perbedaan karakteristik kompor energi surya tersebut maka

unjuk kerja yang dihasilkan sangat bergantung pada kondisi cuaca dimana

kompor energi surya tersebut digunakan. Pada penelitian ini akan digunakan

(20)

kompor energi surya jenis parabola piringan menggunakan selubung vakum

pada bagian absorber, (2) kompor energi surya jenis parabola tanpa

menggunakan selubung vakum pada bagian absorber untuk meneliti pengaruh

penggunaan selubung vakum terhadap unjuk kerja kompor energi surya.

Tingkat kevakuman selubung pada absorber juga akan divariasi sebanyak 3

(tiga) variasi yakni 0 kPa, -6,3 kPa dan -16,7 kPa. Unjuk kerja kompor

energi surya dinyatakan dengan daya dan efisiensi yang dihasilkan. Pada

perhitungan daya laten dan efisiensi laten lama waktu pemanasan (Δ t) diambil pada temperatur tertinggi saja hal ini disebabkan karena peneliti tidak

(21)

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Kompor surya jenis parabola piringan (Gambar 2.1) terdiri dari reflektor,

struktur pendukung dan panci pemasak. Pada kompor surya jenis parabola

piringan energi panas surya diterima reflektor dan dipantulkan secara fokus ke

absorber (panci pemasak). Fokus kompor surya jenis parabola piringan ini

berbentuk titik sehingga temperaturnya cukup tinggi. Jika absorber dilengkapi

selubung vakum maka panas dari absorber tidak mudah keluar lagi sehingga

kerugian panas yang terjadi kecil dan unjuk kerja yang dihasilkan diharapkan

dapat lebih baik.

Gambar 2.1. Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan bagian 1 adalah kolektor, 2 panci masak dan 3 adalah struktur pendukung

1

2

(22)

Gambar 2.2 Perbedaan panci tanpa selubung (a) dan panci menggunakan selubung (b) dengan 1 adalah tutup panci, 2 adalah selubung vakum, 3 adalah manometer, 4 adalah katup vakum, dan 5 adalah panci.

2.2 Unjuk Kerja Kompor Surya

Unjuk kerja kompor surya jenis parabola piringan ditentukan oleh

efisiensi (sensibel dan laten) dan daya (sensibel dan laten) yang dapat

dihasilkan. Efisiensi sensibel didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah

energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam

panci pemasak dari temperatur awal sampai 95OC dengan jumlah energi surya yang datang selama interval waktu tertentu. Pemilihan temperatur akhir 95OC dimaksudkan agar tidak terjadi pendidihan pada kondisi akhir air.

(23)

Daya sensibel adalah laju energi sensibel yang digunakan untuk

memanaskan air dan dinyatakan dengan persamaan :

t

Daya laten adalah laju aliran energi yang dipakai untuk mendidihkan

sejumlah massa air selama waktu tertentu dan dapat dihitung dengan

persamaan :

Efisiensi laten didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi

yang digunakan dalam proses pendidihan dengan jumlah radiasi surya yang

datang selama waktu tertentu. Efisiensi laten dapat dihitung dengan

persamaan : CP : panas jenis air (J/(kg.K))

dt : lama waktu pemanasan (detik)

(24)

mW : laju a Δ T : kenai

Δ t : lama w

hfg : panas l G : radiasi

Berikut ini adalah per dan absorber yang tida

Gambar 2.3 P

Gambar 2.4 P

Gambar 2.3

vakum dan panci

pengambilan data

sehingga radiasi

u aliran massa air (kg)

naikan temperatur air (OC) a waktu pemanasan (detik)

nas laten air (J/(kg))

diasi surya yang datang (W/m2)

h perinsip kerja absorber yang menggunakan selubun tidak menggunakan selubung vakum

r 2.3 Perinsip kerja absorber tanpa selubung vakum

2.4 Perinsip kerja absorber menggunakan selubung

2.3 dan 2.4 merupakan panci yang mengguna

ci yang tidak menggunakan selubung vakum

(25)

menggunakan selubung vakum memiliki tiga (3) cara kerugian perpindahan

panas yaitu perpindahan panas secara radiasi, konveksi dan konduksi.

Sedangkan panci tanpa selubung memilik dua (2) cara kerugian panas yaitu

radiasi dan konveksi. Sebagian radiasi surya yang datang kepanci pemasak ada

yang terpantul kembali kelingkungan. Panci yang menggunakan selubung

radiasi yang terpantul lebih besar dibandingkan dengan panci tanpa selubung.

Hal ini disebabkan karena nilai absorbsivitas material tersebut, semakin besar

nilai absorbsivitas material maka material tersebut semakin baik menyerap

energi panas. Kerugian panas secara konveksi juga terjadi pada dua jenis panci

pemasak ini, kerugian panas secara konveksi pada panci menggunakan

selubung lebih kecil dibandingkan dengan panci tanpa selubung. Hal ini

disebabkan karena panci tanpa selubung permukaannya besentuhan langsung

dengan udara sekitar (perpindahan panas konveksi secara alami) sedangkan

panci yang menggunakan selubung vakum panci dilapisi oleh selubung dan

ruang hampa udara (perpindahan panas konveksi secara paksa). Semakin

vakum selubung diharapkan kerugian panas yang ditimbulkan secara konveksi

akan semakin kecil. Namun panas yang diserap oleh panci menggunakan

selubung vakum lebih kecil dibandingkan dengan panci tanpa selubung. Hal ini

disebabkan karena energi panas yang datang kepanci yang menggunakan

selubung diserap oleh lapisan kaca selubung terlebih dahulu dan diteruskan

kembali ke dinding panci pemasak. Semakin tebal kaca selubung yang

digunakan maka panas yang diserap oleh kaca tersebut akan semakin besar, hal

(26)

akan semakin mengecil. Sedangkan panci tanpa selubung energi panas

langsung terserap oleh panci pemasak dan langsung diteruskan untuk

memanaskan fluida yang ada didalam panci tersebut. Sehingga tingkat

pemanasan yang diterima fluida kerja pada panci tanpa selubung cenderung

lebih tinggi dibandingkan dengan panci tanpa selubung.

2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

Nusa Tenggara Timur merupakan propinsi termiskin di Indonesia disusul

Lampung, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat dan Sulawesi Tenggara.

Masyarakat di daerah-daerah ini umumnya memanfaatakan kayu bakar untuk

memasak. Penggunaan kompor surya merupakan salah satu cara untuk

mencegah kerusakan hutan (Suharta et al, 2005). Penggunaan kompor surya

jenis parabola di India masih dibawah biogas. Kelemahan kompor surya jenis

parabola adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih kompor surya jenis

ini tidak dapat menyimpan energi surya yang berlebih (Doraswami, 1994).

Kompor surya jenis kolektor datar (1,97 m2) menggunakan dua panci pemasak (8 liter) menghasilkan efisiensi sensibel antara 0,3 sampai 0,36 dan efisiensi

laten sekitar 0,49 (Silva et al, 2005). Penelitian kompor surya jenis kolektor

datar (4 m2) di Brazil menggunakan satu tangki penyimpan panas (50 liter), 5 katup kontrol, 3 panci pemasak dan satu oven menghasilkan efisiensi sensibel

antara 0,34 sampai 0,38 dan efisiensi laten sekitar 0,30. (Silva et al, 2002).

Kompor surya jenis kolektor datar dengan fluida kerja minyak tumbuhan

(27)

kerja dapat mencapai temperatur 240OC pada tekanan udara sekitar (Schwarzer dan Krings, 1996). Oven surya jenis kolektor datar (0,95 m2) dengan 6 pipa vakum (panjang 1,8 m, diameter 27,2 mm dan lebar reflektor 0,63 m), fluida

kerja minyak tumbuhan dan satu panci pemasak (5 liter) menghasilkan

temperatur 252OC. (Balzar et al, 1996). Kompor surya jenis kolektor datar di India menggunakan panci masak bertekanan, 12 pipa vakum (panjang 1,8 m

dan diameter 63,5 mm) dapat mendidihkan air 4 sampai 8 kg dalam waktu 100

menit dan 140 menit untuk massa air 14 kg. Temperatur yang dapat dicapai

lebih tinggi dari kompor surya jenis kolektor datar tanpa pipa vakum (250OC) (Kumar et al, 2001). Kompor surya jenis kolektor datar dengan penyimpan

panas dan kolektor yang dilengkapi tabung vacum dan reflektor menghasilkan

temperatur antara 130OC sampai dengan 160OC (Morrison et al, 1993). Penelitian kompor surya jenis kolektor datar menggunakan tabung vakum dan

bahan penyimpan panas yang dapat berubah fasa (erythritol) di Jepang

(28)

13

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Skema Alat Penelitian

Kompor surya jenis parabola piringan pada penelitian ini terdiri dari 2

(dua) konfigurasi alat :

1. Kompor surya jenis parabola piringan menggunakan selubung vakum pada

absorber

2. Kompor surya jenis parabola piringan menggunakan absorber tanpa

selubung vakum

Gambar 3.1 Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan bagian 1 adalah kolektor, 2 adalah panci masak dengan selubung dan 3 adalah struktur pendukung

1

2

(29)

Selain alat utama seperti Gambar 3.1, digunakan alat-alat pendukung

sebagai berikut :

1. Stopwatch

Digunakan untuk mengukur waktu dari selisih temperatur yang terjadi.

2. Solar meter

Digunakan untuk mengukur intensitas energi surya yang datang

3. Termokopel

Digunakan untuk megetahui temperatur air yang dimasak dan temperatur

fluida kerja.

4. Gelas ukur

Dipakai untuk menghitung volume air yang dimasak.

5. Pompa Vakum

Dipakai untuk mengeluarkan udara didalam selubung vakum pada

absorber.

6. Logger

Dipakai untuk mencatat temperatur tiap waktu

3.2 Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan pada penelitian ini adalah kompor surya jenis

parabola piringan menggunakan absorber tanpa selubung vakum dan kompor

(30)

Dengan tingkat kevakuman absorber yang diberikan dari 0 kPa, -6,3 kPa, dan

-16,7 kPa.

3.3 Variabel Yang Diukur

Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah

Gambar 3.2 Posisi termokopel pada kompor surya jenis parabola piringan

1. Radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G)

2. Temperatur air dalam panci pemasak (TW)

3. Temperatur panci pemasak (TP)

4. Lama waktu pemanasan air dalam panci pemasak

5. Temperatur udara sekitar (Ta)

Temperatur diukur dengan termokopel dan radiasi surya diukur dengan

solar meter. Posisi termokopel pada alat dapat dilihat pada Gambar 3.2.

3.4 Prosedur Penelitian

(31)

1. Mempersiapkan kompor surya jenis parabola piringan masing-masing 2

(dua) alat (menggunakan selubung vakum dan tidak menggunakan

selubung vakum).

2. Salah satu selubung absorber pada tiap jenis alat divakum.

3. Mencatat Ta,TP, Twdan G tiap 3 menit.

4. Mengisi panci pemasak dengan 2,1 liter air

5. Mencatat waktu dan temperatur air dalam panci pemasak (TW) sampai air

mulai mendidih (95OC sampai 100OC)

6. Setelah pengambilan data selesai ukurlah sisa air yang tersisa untuk

mengetahui besarnya volume air yang menguap.

(32)

17

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung 0 kPa.

Ts Tp Tw Ta Tp Tw Panci Dengan Selubung (0 Kpa)

(33)

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung 0 kPa (lanjutan).

Ts Tp Tw Ta Tp Tw

Panci Dengan Selubung (0 Kpa) Panci Tanpa Selubung

(34)

Tabel 4.2 Data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

Panci Dengan Selubung (-8,3 Kpa) Panci Tanpa Selubung

G (W/m²)

(35)

Tabel 4.2 Data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

selubung -8,3 kPa (lanjutan).

Ts Tp Tw Ta Tp Tw

G (W/m²)

(36)

Tabel 4.3Data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

G (W/m²)

(37)

Tabel 4.3Data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung -16,7 kPa (lanjutan).

Ts Tp Tw Ta Tp Tw

G (W/m²)

(38)

4.2 Perhitungan Unjuk Kerja

Berikut adalah contoh pengolahan data untuk menghitung Efisiensi

(sensibel dan laten) dan Daya (sensibel dan laten). Contoh perhitungan

menggunakan data pada tabel 4.1.

1. Perhitungan efisiensi sensibel kompor energi surya dengan persamaan (I)



2. Perhitungan daya sensibel kompor energi surya dengan persamaan (II)

t

3. Perhitungan daya laten kompor energi surya dengan persamaan (III)

(39)

4. Perhitungan efisiensi laten kompor energi surya dengan persamaan (IV)

 



t

0 C

fg W b

dt . G A

h . m

 b=

1.38 kg x 2300000 J/kg 1.13 m2_{x 898,35 W/m}2_{x 8280 detik} _b= 0,380

_b= 38 %

Dengan menggunakan cara perhitungan seperti di atas maka diperoleh data

(40)

Tabel 4.4 Hasil data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung 0 kPa.

Tw Tw ηs % Qh ηs % Qh

1 0 34 38 0 0 0 0 1031

2 3 30 27 -17.73 -180.12 -49.39 -501.81 967

3 6 32 25 8.86 90.06 -8.98 -91.24 1018

4 9 36 30 22.16 225.16 22.45 228.10 1001

5 12 41 37 22.16 225.16 31.43 319.33 1032

6 15 42 38 4.43 45.03 4.49 45.62 945

7 18 46 44 22.16 225.16 31.43 319.33 930

8 21 51 47 22.16 225.16 13.47 136.86 930

9 24 56 51 22.16 225.16 22.45 228.10 1050

10 27 58 54 13.30 135.09 13.47 136.86 976

11 30 64 57 26.59 270.19 13.47 136.86 1068

12 33 70 60 31.02 315.22 13.47 136.86 1020

13 36 78 62 35.46 360.25 8.98 91.24 141

14 39 73 51 -22.16 -225.16 -53.88 -547.43 1025

15 42 74 57 4.43 45.03 31.43 319.33 972

16 45 80 57 31.02 315.22 0.00 0.00 966

17 48 80 55 0.00 0.00 -8.98 -91.24 1060

18 51 81 59 4.43 45.03 17.96 182.48 1064

19 54 80 58 -4.43 -45.03 -4.49 -45.62 1064

20 57 81 58 4.43 45.03 0.00 0.00 1020

21 60 92 62 53.19 540.37 17.96 182.48 630

22 63 80 59 -57.62 -585.40 -13.47 -136.86 190

23 66 88 62 35.46 360.25 13.47 136.86 146

24 69 78 57 -48.75 -495.34 -22.45 -228.10 258

25 72 78 57 0.00 0.00 0.00 0.00 1050

26 75 78 60 0.00 0.00 13.47 136.86 1054

27 78 79 60 4.43 45.03 0.00 0.00 1017

28 81 78 59 -4.43 -45.03 -4.49 -45.62 1030

29 84 80 61 13.30 135.09 8.98 91.24 1035

30 87 81 63 4.43 45.03 8.98 91.24 302

31 90 78 61 -17.73 -180.12 -8.98 -91.24 1032

32 93 80 62 13.30 135.09 4.49 45.62 1015

33 96 79 58 -8.86 -90.06 -17.96 -182.48 892

34 99 82 62 17.73 180.12 17.96 182.48 1040

35 102 80 61 -13.30 -135.09 -4.49 -45.62 1060

36 105 83 65 17.73 180.12 17.96 182.48 1052

37 108 81 60 -8.86 -90.06 -22.45 -228.10 1023

38 111 86 63 22.16 225.16 13.47 136.86 1034

39 114 80 75 -26.59 -270.19 58.37 593.05 1069

40 117 81 77 4.43 45.03 8.98 91.24 1090

(41)

Tabel 4.4 Hasil data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci

tanpa selubung 0 kPa (lanjutan).

41 120 80 75 -4.43 -45.03 -8.98 -91.24 1042 42 123 82 76 8.86 90.06 4.49 45.62 1040 43 126 81 76 -4.43 -45.03 0.00 0.00 1035 44 129 78 75 -17.73 -180.12 -4.49 -45.62 1010 45 132 80 77 8.86 90.06 8.98 91.24 1028 46 135 80 77 4.43 45.03 0.00 0.00 1036 47 138 88 82 35.46 360.25 26.94 273.71 284 48 141 81 78 -31.02 -315.22 -22.45 -228.10 1010 49 144 86 81 22.16 225.16 17.96 182.48 320 50 147 85 79 -4.43 -45.03 -8.98 -91.24 162 51 150 80 70 -26.59 -270.19 -44.90 -456.19 1065 52 153 80 73 0.00 0.00 13.47 136.86 906 53 156 80 73 0.00 0.00 0.00 0.00 952 54 159 80 75 4.43 45.03 8.98 91.24 1012 55 162 82 74 8.86 90.06 -4.49 -45.62 1000 56 165 82 74 0.00 0.00 0.00 0.00 1032 57 168 81 67 -4.43 -45.03 -31.43 -319.33 1023 58 171 80 67 -4.43 -45.03 0.00 0.00 950 64 189 82 65 8.86 90.06 13.47 136.86 942 65 192 83 65 4.43 45.03 0.00 0.00 925 66 195 81 65 -8.86 -90.06 -4.49 -45.62 1006 67 198 81 65 0.00 0.00 4.49 45.62 1034 68 201 83 65 8.86 90.06 0.00 0.00 750 69 204 79 61 -22.16 -225.16 -22.45 -228.10 974 70 207 80 67 8.86 90.06 31.43 319.33 949 71 210 83 85 13.30 135.09 85.31 866.76 926 72 213 81 82 -8.86 -90.06 -13.47 -136.86 935 73 216 80 78 -4.43 -45.03 -22.45 -228.10 954 74 219 81 80 4.43 45.03 13.47 136.86 890 75 222 81 77 0.00 0.00 -17.96 -182.48 950 76 225 80 76 -8.86 -90.06 -4.49 -45.62 985 77 228 80 77 0.00 0.00 4.49 45.62 844 78 231 80 75 4.43 45.03 -8.98 -91.24 658 79 234 80 77 -4.43 -45.03 8.98 91.24 821 80 237 81 78 8.86 90.06 4.49 45.62 765 81 240 80 74 -4.43 -45.03 -17.96 -182.48 740

(42)

Tabel 4.5Hasil data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

selubung -8,3 kPa.

Tw Tw hs % Qh hs % Qh

1 0 28 35 0.00 0.00 0.00 0.00 994

2 3 30 32 10.11 93.49 -14.79 -136.86 995 3 6 26 35 -19.47 -180.12 14.79 136.86 945 4 9 37 40 58.41 540.37 29.58 273.71 1042 5 12 44 51 34.07 315.22 54.24 501.81 1045 6 15 50 57 34.07 315.22 34.52 319.33 1044 7 18 61 68 58.41 540.37 59.17 547.43 163 8 21 58 67 -14.60 -135.09 -4.93 -45.62 1050

9 24 58 68 0.00 0.00 4.93 45.62 1036

10 27 66 75 38.94 360.25 34.52 319.33 172 11 30 63 70 -14.60 -135.09 -24.65 -228.10 1038 12 33 69 78 29.20 270.19 39.45 364.95 390 13 36 67 82 -9.73 -90.06 24.65 228.10 1026 14 39 71 82 24.34 225.16 0.00 0.00 1004 15 42 75 83 19.47 180.12 4.93 45.62 980 16 45 80 89 29.20 270.19 29.58 273.71 460 17 48 80 90 0.00 0.00 4.93 45.62 112 18 51 80 84 -4.87 -45.03 -29.58 -273.71 1058 19 54 85 89 29.20 270.19 24.65 228.10 187 20 57 82 88 -14.60 -135.09 -4.93 -45.62 136 21 60 81 84 -4.87 -45.03 -19.72 -182.48 223 22 63 74 80 -38.94 -360.25 -19.72 -182.48 1049 23 66 74 79 0.00 0.00 -4.93 -45.62 1006 24 69 79 79 24.34 225.16 0.00 0.00 964

25 72 79 79 0.00 0.00 0.00 0.00 994

26 75 80 77 4.87 45.03 -14.79 -136.86 997 27 78 80 77 4.87 45.03 0.00 0.00 1009 28 81 80 76 0.00 0.00 -4.93 -45.62 1007 29 84 80 75 -4.87 -45.03 -4.93 -45.62 1049 30 87 87 82 38.94 360.25 39.45 364.95 163 31 90 85 82 -9.73 -90.06 0.00 0.00 170 32 93 82 81 -14.60 -135.09 -4.93 -45.62 134 33 96 80 79 -9.73 -90.06 -9.86 -91.24 783 34 99 75 78 -29.20 -270.19 -9.86 -91.24 1021 35 102 76 77 4.87 45.03 -4.93 -45.62 1010 36 105 79 80 14.60 135.09 19.72 182.48 1070 37 108 80 78 4.87 45.03 -14.79 -136.86 1060 38 111 83 82 19.47 180.12 24.65 228.10 1126 39 114 80 80 -14.60 -135.09 -9.86 -91.24 806 40 117 83 85 14.60 135.09 24.65 228.10 882

(43)

Tabel 4.5Hasil data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

Tw Tw hs % Qh hs % Qh

41 120 85 84 9.73 90.06 -4.93 -45.62 122 42 123 82 84 -14.60 -135.09 0.00 0.00 1010 43 126 80 79 -14.60 -135.09 -24.65 -228.10 1020 44 129 81 84 9.73 90.06 24.65 228.10 900 45 132 81 87 0.00 0.00 14.79 136.86 1089 46 135 86 89 24.34 225.16 9.86 91.24 127 47 138 80 84 -29.20 -270.19 -24.65 -228.10 887 48 141 80 82 -4.87 -45.03 -9.86 -91.24 1015 49 144 79 82 -4.87 -45.03 0.00 0.00 988 50 147 79 81 0.00 0.00 -4.93 -45.62 951 51 150 80 80 9.73 90.06 -4.93 -45.62 957 52 153 83 82 14.60 135.09 9.86 91.24 205 53 156 86 85 14.60 135.09 14.79 136.86 952 54 159 82 82 -19.47 -180.12 -14.79 -136.86 960 55 162 86 82 19.47 180.12 0.00 0.00 942 56 165 85 78 -4.87 -45.03 -24.65 -228.10 936 57 168 82 77 -14.60 -135.09 -4.93 -45.62 925 58 171 87 81 24.34 225.16 24.65 228.10 832 59 174 82 79 -24.34 -225.16 -9.86 -91.24 908 60 177 82 77 0.00 0.00 -14.79 -136.86 898 61 180 80 74 -14.60 -135.09 -14.79 -136.86 896 62 183 85 81 29.20 270.19 39.45 364.95 499 63 186 80 76 -24.34 -225.16 -29.58 -273.71 910 64 189 80 74 0.00 0.00 -9.86 -91.24 945 65 192 80 75 0.00 0.00 4.93 45.62 947 66 195 80 78 0.00 0.00 14.79 136.86 977 67 198 80 79 0.00 0.00 9.86 91.24 946 68 201 81 79 4.87 45.03 0.00 0.00 950 69 204 81 79 0.00 0.00 0.00 0.00 900 70 207 83 84 9.73 90.06 24.65 228.10 160 71 210 82 80 -4.87 -45.03 -19.72 -182.48 933 72 213 80 82 -9.73 -90.06 9.86 91.24 919 73 216 85 89 24.34 225.16 34.52 319.33 910 74 219 88 84 14.60 135.09 -24.65 -228.10 936 75 222 90 77 9.73 90.06 -39.45 -364.95 945 76 225 87 81 -14.60 -135.09 24.65 228.10 932 77 228 89 83 9.73 90.06 9.86 91.24 967 78 231 89 84 0.00 0.00 4.93 45.62 985 79 234 88 82 -4.87 -45.03 -9.86 -91.24 878 80 237 85 83 -14.60 -135.09 4.93 45.62 947 81 240 86 83 4.87 45.03 0.00 0.00 932

(44)

Tabel 4.6Hasil data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

selubung -16,7 kPa.

1 0 23 38 0 0 0 0 687

2 3 28 33 24.08 225.16 -24.39 -228.10 740 3 6 29 30 4.82 45.03 -14.63 -136.86 958 4 9 35 43 33.71 315.22 68.29 638.67 903 5 12 38 47 14.45 135.09 19.51 182.48 583 6 15 46 55 38.52 360.25 43.90 410.57 916 7 18 50 61 24.08 225.16 29.27 273.71 852 8 21 51 63 4.82 45.03 9.76 91.24 820 9 24 56 67 24.08 225.16 24.39 228.10 260 10 27 59 73 19.26 180.12 29.27 273.71 810 11 30 66 78 33.71 315.22 24.39 228.10 190 12 33 66 77 0.00 0.00 -4.88 -45.62 961 13 36 67 77 4.82 45.03 0.00 0.00 830 14 39 70 81 19.26 180.12 24.39 228.10 883 15 42 75 85 24.08 225.16 19.51 182.48 880 16 45 75 84 0.00 0.00 -4.88 -45.62 900 17 48 79 103 19.26 180.12 97.56 912.38 879 18 51 79 83 0.00 0.00 -102.44 -958.00 916 19 54 80 82 9.63 90.06 -4.88 -45.62 800

20 57 80 82 0.00 0.00 0.00 0.00 877

21 60 85 84 24.08 225.16 9.76 91.24 866 22 63 85 83 0.00 0.00 -4.88 -45.62 883 23 66 83 82 -9.63 -90.06 -4.88 -45.62 886 24 69 87 84 19.26 180.12 9.76 91.24 894 25 72 87 85 0.00 0.00 4.88 45.62 885 32 93 85 82 24.08 225.16 -14.63 -136.86 910 33 96 81 85 -19.26 -180.12 14.63 136.86 810 34 99 85 83 19.26 180.12 -9.76 -91.24 927 35 102 85 85 0.00 0.00 9.76 91.24 924 36 105 81 84 -19.26 -180.12 -4.88 -45.62 878 37 108 82 89 4.82 45.03 24.39 228.10 932 38 111 86 84 19.26 180.12 -24.39 -228.10 933 39 114 87 89 4.82 45.03 24.39 228.10 920 40 117 83 89 -19.26 -180.12 0.00 0.00 930

Panci Tanpa

(45)

Tabel 4.6Hasil data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa

41 120 85 87 9.63 90.06 -9.76 -91.24 913 42 123 82 87 -14.45 -135.09 0.00 0.00 930 43 126 82 84 0.00 0.00 -14.63 -136.86 902 44 129 81 82 -4.82 -45.03 -9.76 -91.24 915 45 132 87 89 28.89 270.19 34.15 319.33 914 46 135 83 83 -19.26 -180.12 -29.27 -273.71 905 47 138 83 84 0.00 0.00 4.88 45.62 932 48 141 87 84 19.26 180.12 0.00 0.00 908 49 144 87 84 0.00 0.00 0.00 0.00 903 50 147 86 87 -4.82 -45.03 14.63 136.86 889 51 150 85 88 -4.82 -45.03 4.88 45.62 922 52 153 85 87 0.00 0.00 -4.88 -45.62 920 53 156 85 85 0.00 0.00 -9.76 -91.24 890 54 159 86 88 4.82 45.03 14.63 136.86 812 55 162 83 83 -14.45 -135.09 -24.39 -228.10 843 56 165 85 85 9.63 90.06 9.76 91.24 885 57 168 86 88 4.82 45.03 14.63 136.86 876 58 171 87 90 4.82 45.03 9.76 91.24 720 59 174 85 87 -9.63 -90.06 -14.63 -136.86 852 60 177 83 84 -9.63 -90.06 -14.63 -136.86 840 61 180 83 84 0.00 0.00 0.00 0.00 811 62 183 83 85 0.00 0.00 4.88 45.62 853 63 186 85 83 9.63 90.06 -9.76 -91.24 818 64 189 87 87 9.63 90.06 19.51 182.48 664 65 192 83 85 -19.26 -180.12 -9.76 -91.24 907 66 195 82 83 -4.82 -45.03 -9.76 -91.24 819 67 198 83 82 4.82 45.03 -4.88 -45.62 828 68 201 87 83 19.26 180.12 4.88 45.62 732 69 204 86 89 -4.82 -45.03 29.27 273.71 800 70 207 85 83 -4.82 -45.03 -29.27 -273.71 764 71 210 82 82 -14.45 -135.09 -4.88 -45.62 589 72 213 82 82 0.00 0.00 0.00 0.00 806 73 216 85 85 14.45 135.09 14.63 136.86 519 74 219 87 85 9.63 90.06 0.00 0.00 530 75 222 87 81 0.00 0.00 -19.51 -182.48 546 76 225 86 82 -4.82 -45.03 4.88 45.62 825 77 228 88 83 9.63 90.06 4.88 45.62 923 78 231 82 83 -28.89 -270.19 0.00 0.00 823 79 234 85 84 14.45 135.09 4.88 45.62 813 80 237 86 84 4.82 45.03 0.00 0.00 943 81 240 86 85 0.00 0.00 4.88 45.62 864 4.1 38.3 3.1 29.1 826.86 No Waktu,

menit

Panci Dengan Selubung

(-16,7 Kpa) Panci Tanpa Selubung Panci Dengan

(46)

4.3 Pembahasan

Data yang

mempermudah me

Gambar 4.1 Grafik pe

Gambar 4.2 Grafik p -80

g telah didapat akan dibandingkan setiap

h melihat perbedaan data setiap variasi.

k perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu pa

(47)

Gambar 4.3 Grafik perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu pada --8,3 kPa

(48)

Gambar 4.5 Grafik perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu pada -16,7 kPa

Gambar 4.6 Grafik perbandingan Daya Sensibel terhadap waktu pada -16,7 kPa

Pada Gambar 4.1 dan 4.2 Efisiensi sensibel dan Daya sensibel panci yang

menggunakan selubung lebih rendah dibandingkan Efisiensi sensibel dan Daya

(49)

Gambar 4.1 dan 4.2 menggunakan panci dengan selubung, dengan variasi

kevakuman 0 kPa (tidak divakum). Pada kondisi ini didalam selubung vakum

masih terdapat persentase udara yang besar sehingga kerugian panas yang terjadi

masih besar dibandingkan dengan Gambar 4.3, 4.4, 4.5 dan 4.6 yang

menggunakan tingkat kevakuman yang lebih rendah yaitu -8,3 kPa dan -16,7 kPa.

Sehingga udara yang berada didalam selubung vakum lebih sedikit. Tingkat

kevakuman akan mempengaruhi besar kecilnya kerugian panas yang ditimbulkan,

semakin sedikit udara yang berada didalam selubung vakum maka kerugian panas

yang ditimbulkan akan semakin kecil. Hal ini disebabkan karena perpindahan

panas yang terjadi secari konveksi didalam selubung vakum akan semakin kecil

karena tidak ada media penghantar perpindahan panas.

Gambar 4.7 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan 0 kPa

2.8 28.7

38

386.1

2.2 22.2

35.1

356.7

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Efisiensi Sensibel (%)

Daya Sensibel (watt) Efisiensi Laten (%) Daya Laten (watt)

(50)

Gambar 4.8 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan -8,3 kPa

Gambar 4.9 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan -16,7 kPa

Pada Gambar 4.7, 4.8 dan 4.9 dapat dilihat bahwa panci yang

menggunakan selubung dapat meningkatkan efisiensi sensibel, daya sensibel, 3.8

Daya Sensibel (watt) Efisiensi Laten (%) Daya Laten (watt)

Panci Dengan Selubung (-8,3 kPa) Panci Tanpa Selubung

4.1

Efisiensi Sensibel (%) Daya Sensibel (watt) Efisiensi Laten (%) Daya Laten (watt)

(51)

efisiensi laten dan daya laten. Hal ini disebabkan karena kerugian panas yang

ditimbulkan secara konveksi lebih kecil dibandingkan dengan kerugian panas

secara konveksi pada panci tanpa selubung. Semakin kecil kerugian secara

konveksi juga merupakan factor pendukung peningkatan efisiensi dan daya.

Dari Gambar 4.7, 4.8 dan 4.9 dapat dilihat bahwa efisiensi dan daya maksimum

diperoleh pada Gambar 4.9 yang menggunakan tingkat kevakuman yang lebih

tinggi.

Gambar 4.10 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan Daya total pada 0 kPa

2.8

38

414.8

2.2

35.1

379.0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Efisiensi Sensibel (%) Efisiensi Laten (%) Daya Total (watt)

(52)

Gambar 4.11 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan Daya total pada -8,3 kPa

Gambar 4.12 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan Daya total pada -16,7 kPa

Dari Gambar 4.10, 4.11 dan 4.12 dapat dilihat bahwa panci dengan

selubung dapat meningkatkan efisiensi sensibel, efisiensi laten dan daya total.

Seperti Gambar 4.10 panci dengan menggunakan selubung dapat meningkatkan 3.8

Panci Dengan Selubung (vakum-8.3 kPa) Panci Tanpa Selubung

4.1

(53)

efisiensi sensibel sebesar 27,3%, efisiensi laten dapat meningkat sebesar 8,3% dan

daya total dapat meningkat sebesar 9,4% dibandingkan dengan panci tanpa

selubung. Hal ini disebabkan karena panci yang menggunakan selubung vakum

efektif untuk memperkecil kerugian panas yang ditimbulkan dibandingkan dengan

panci tanpa selubung vakum. Dapat dilihat juga bahwa pada setiap variasi tingkat

kevakuman selubung vakum efisiensi sensibel, efisiensi laten dan daya total

meningkat. Hal ini disebabkan karena semakin rendah udara yang ada didalam

selubung vakum maka kerugian panas yang ditimbulkan akan semakin kecil juga.

Gambar 4.13 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung (0 kPa) dan panci tanpa selubung

15.1 14.6

(54)

Gambar 4.14 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung (-8,3 kPa) dan panci tanpa selubung

Gambar 4.15 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung (-16,7 kPa) dan panci tanpa selubung

Gambar 4.10, 4.11 dan 4.12 menunjukan efisiensi sensibel, rugi efisiensi

sensibel, daya sensibel dan rugi daya sensibel pada semua variasi pemvakuman. 20.3 14.1

Panci Dengan Selubung (-8.3 kPa) Panci Tanpa Selubung

15.3 12.3

(55)

Rugi efisiensi sensibel dan rugi daya sensibel merupakan energi yang bernilai

negatif pada setiap data (energi yang keluar dari panci pemasak) dan efisiensi

sensibel dan daya sensibel merupakan energi yang bernilai positif pada setiap data

(energi yang masuk kedalam panci masak). Pada Gambar diatas dapat terlihat

bahwa nilai energi yang masuk kedalam panci pemasak (efisiensi sensibel dan

daya sensibel) memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan dengan energi yang

keluar dari system (rugi efisiensi sensibel dan rugi daya sensibel). Hal ini

menunjukan bahwa unjuk kerja kompor surya jenis ini memiliki unjuk kerja yang

baik. Hal ini disebabkan karena titik fokus yang dihasilkan berbentuk titik

sehingga tingkat panas yang dihasilkan tinggi. Namun pada efisiensi laten dan

daya laten tidak memiliki nilai yang bernilai negatif sehingga besar kerugian

panas yang dimiliki tidak dapat dilihat.

Gambar 4.16 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt) pada 0 kPa

53.2

(56)

Gambar 4.17 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt) pada -8,3 kPa

Gambar 4.18 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt) pada -16,7 kPa

Pada Gambar 4.16, 4.17 dan 4.18 dapat dilihat bahwa efisiensi sensibel

maksimum dan daya sensibel maksimum diperoleh pada panci tanpa selubung 58.4

Panci Dengan Selubung (-8.3 Kpa) Panci Tanpa Selubung

38.5

(57)

vakum (Gambar 4.16 dan Gambar 4.18) seperti Gambar 4.16 panci tanpa

selubung vakum memiliki efisiensi sensibel maksimum 37,6% lebih besar

dibandingkan panci yang menggunakan selubung vakum dan panci tanpa

selubung memiliki nilai daya sensibel maksimal sebesar 39,2% lebih besar

dibandingkan dengan panci tanpa selubung. Hal ini disebabkan karena titik fokus

pada kompor yang menggunakan panci tanpa selubung dapat langsung mengenai

panci pemasak sehingga panas yang dihasilkan akan lebih tinggi dibandingkan

panci yang menggunakan selubung. Panci yang menggunakan selubung vakum

titik fokusnya mengenai selubung vakum terlebih dahulu sehingga ada sebagian

energi yang terpantulkan kembali kelingkungan dan ada yang terserap oleh

lapisan dinding kaca selubung itu sendiri. Kelebihan dari penggunaan selubung

vakum pada panci pemasak dibandingkan tanpa menggunakan selubung pada

panci pemasak adalah panci menggunakan selubung dapat mempertahankkan

temperatur lebih lama pada saat radiasi surya yang datang berkurang (cuaca

(58)

43

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Pembuatan kompor energi surya dengan menggunakan selubung

vakum telah terlaksana.

2. Efisiensi maksimal dan daya maksimal diperoleh pada variasi

kevakuman -16,7 kPa panci dengan selubung dapat meningkatkan

efisiensi sensibel sebesar 0,98% dan daya meningkat sebesar 9,2%

5.2 Saran

1. Dalam perancangan selubung vakum sebaiknya memperhatikan

coran yang dibuat agar tingkat kebocoran kecil sehingga unjuk kerja

kompor dapat maksimal/bekerja dengan baik.

2. Pilihlah panci dan selubung kaca yang akan digunakan dengan baik

agar tidak terjadi kerusakan pada saat pemvakuman dan pada saat

pengambilan data.

(59)

DAFTAR PUSTAKA

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

Balzar, A.; Stumpf, P; Eckhoff , S.; Ackermann, H.; Grupp, M., (1996). A solar cooker using vacuum tube collectors with integrated heat pipes. Solar Energy 58(1-3), pp.63-68.

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

Duffie, J.A.; Beckman, W.A., (1991). Solar Engineering of Thermal Processes, New York, John Wiley.

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

Kumar Rakesh; Adhikari, R.S.; Garg, H.P; Kumar Ashvini (2001) Thermal performance of a solar pressure cooker based on evacuated tube solar collector, Applied Thermal Engineering, 21, pp.1699-1706.

Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral (2003), Kebijakan Pengembangan Energi Terbarukan Dan Konservasi Energi (Energi Hijau), Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral, Jakarta

Morrison, G.L.; Di, J.; Mills, D.R., (1993), Development Of A Solar Thermal Cooking System, Report No 1993/FMT/1, ISBN 0-7334-0392-1.

Schwarzer, K.; Krings, T., (1996), Demonstration and Field Test of Solar Cookers With Temporary Heat Storage in India and Mali (in German), Shaker-Verlag Aachen, ISBN3-8265-1981-7.

Sharma, S.D.; Sagara Kazunobu, (2004), Solar Cooker for Evening Cooking Using Latent Heat Storage Material Based on Evacuated Tube Solar Collector, 6th Workshop of IEA, ECES IA Annex 17, Arvika, Sweden.

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

(60)