UNJUK KERJA DESTILATOR AIR ENERGI SURYA DENGAN KONDENSER PASIF BELAKANG ATAS TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas - USD Repository

(1)

i

UNJUK KERJA DESTILATOR AIR ENERGI SURYA

DENGAN KONDENSER PASIF BELAKANG ATAS

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Oleh: Irvan Prakoso Aji

NIM 105214036

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014

(2)

ii

PERFORMANCE OF SOLAR WATER DISTILLATION

CONSISTING FACING UPWARDS PASSIVE CONDENSOR

ON REAR SIDE

Final Project

Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Teknik Degree

Presented by: Irvan Prakoso Aji

NIM 105214036

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

iii

(4)

(5)

v

(6)

(7)

vii

ABSTRAK

Air merupakan sumber kehidupan. Air yang digunakan seringkali tidak layak konsumsi karena terkontaminasi dengan garam, bakteri dan logam berat. Air tersebut akan mengganggu kesehatan jika dikonsumsi sehingga perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi. Salah satu cara pengolahan air terkontaminasi adalah destilasi.

Penelitian ini bertujuan mengetahui dan membandingkan unjuk kerja (efisiensi) pada destilator air energi surya konvensional dan destilator air energi surya dengan kondenser pasif. Variasi yang digunakan adalah variasi ketinggian air 3 cm, variasi ketinggian air 2 cm, variasi ketinggian air 1 cm, variasi kondenser ditutup terpal dan variasi reflektor.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketinggian air 1 cm memberikan efisiensi aktual siang tertinggi sebesar 55% dan efisiensi aktual total tertinggi sebesar 59% dengan G 479,3 Watt/m2. Pemberian tutup terpal pada kondenser menghasilkan efisiensi aktual total lebih tinggi daripada efisiensi aktual total destilator air energi surya konvensional. Hal yang sama juga terjadi pada variasi dengan penambahan reflektor.

Kata kunci: destilasi, kondenser pasif, energi surya

(8)

viii

ABSTRACT

Water is important for living. However, raw water is often contaminated by salt, bacteria and heavy metal. Consuming it will increase health risk, therefore it is consecutive for water processing. One of the ways to process contaminated water is distillation.

This research aimed at knowing and comparing the efficiency of the conventional solar water distillator and solar water distillator consisting facing upwards passive condenser on rear side. Variations were applied on water level of 3 cm, 2 cm and 1 cm. To cover the condenser with tarpaulin and add the reflectors were also done as variation of 1 cm water level.

The result of this research showed that water level 1 cm variation had the highest day actual efficiency 55% and highest total actual efficiency 59% with G 479,3 Watt/m2. Condenser covered with tarpaulin variation had the total actual efficiency highest then the solar water distillator conventional. Same result also happened in reflector variation.

(9)

ix

(10)

(11)

xi

(12)

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ... vi

ABSTRAK ... vii

ABSTRACT ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xix

DAFTAR LAMPIRAN ... xxii

BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Perumusan Masalah ... 4

C. Tujuan Penelitian ... 4

(13)

xiii

E. Manfaat Penelitian ... 6

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Dasar Teori Destilasi ... 7

B. Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 13

BAB III. METODE PENELITIAN A. Skema Alat Penelitian ... 16

B. Variabel yang Divariasikan ... 17

C. Parameter yang Diukur ... 20

D. Langkah Penelitian ... 21

E. Langkah Pengolahan Data ... 23

BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN A. Data yang Diperoleh ... 26

B. Pengolahan Data ... 42

C. Pembahasan ... 79

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 88

B. Saran ... 89

DAFTAR PUSTAKA ... 91

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

(15)

xv

Tabel 4.9 Data Percobaan ke-3 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 31 Tabel 4.10 Data Percobaan ke-4 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 31 Tabel 4.11 Data Percobaan ke-5 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 32 Tabel 4.12 Data Percobaan ke-6 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 32 Tabel 4.13 Data Percobaan ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 33 Tabel 4.14 Data Percobaan ke-2 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 33 Tabel 4.15 Data Percobaan ke-3 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 34 Tabel 4.16 Data Percobaan ke-4 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 34 Tabel 4.17 Data Percobaan ke-5 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 35 Tabel 4.18 Data Percobaan ke-6 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 35

(16)

xvi

(17)

xvii

Tabel 4.29 Data Percobaan ke-5 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor ... 41 Tabel 4.30 Data Percobaan ke-6 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor ... 41 Tabel 4.31 Data Percobaan ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm ... 42 Tabel 4.32 Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-1 Destilator

Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm ... 47 Tabel 4.33 Data Percobaan ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 49 Tabel 4.34 Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-1 Destilator

Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 55 Tabel 4.35 Data Percobaan ke-2 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 57 Tabel 4.36 Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-2 Destilator

Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 62 Tabel 4.37 Data Percobaan ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Kondenser Ditutup Terpal ... 64 Tabel 4.38 Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-1 Destilator

(18)

xviii

Tabel 4.39 Data Percobaan ke-2 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor ... 72 Tabel 4.40 Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-2 Destilator

(19)

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Posisi Kondenser Pasif Belakang Atas... 5 Gambar 2.1 Destilator ... 8 Gambar 2.2 Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif

Belakang Atas ... 10 Gambar 2.3 Proses Kerja Destilator Air Energi Surya Konvensional ... 11 Gambar 2.4 Proses Kerja Destilator Air Energi Surya dengan

Kondenser Pasif Belakang Atas ... 11 Gambar 3.1 Destilator Air Energi Surya Konvensional... 16 Gambar 3.2 Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif

Belakang Atas ... 17 Gambar 3.3 Ketinggian Air Terkontaminasi yang Didestilasi ... 18 Gambar 3.4 Destilator Air Energi Surya Konvensional

dengan Reflektor ... 19 Gambar 3.5 Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser

Belakang Atas Ditutup Terpal ... 19 Gambar 3.6 Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif

Belakang Atas dan Reflektor ... 20 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Efisiensi teoritis (ηteoritis) dan Energi

Surya yang Datang (G) Terhadap Waktu Tiap Hari Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian

(20)

xx

Gambar 4.2 Grafik Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual (ηaktual) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan

Variasi Ketinggian Air 3 cm ... 48

Gambar 4.3 Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm ... 49 Gambar 4.4 Grafik Hubungan Efisiensi teoritis (ηteoritis) dan Energi

Air 2 cm ... 55 Gambar 4.5 Grafik Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual

(ηaktual) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan

Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 56 Gambar 4.6 Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi

Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm ... 56 Gambar 4.7 Grafik Hubungan Efisiensi teoritis (ηteoritis) dan Energi

Air 1 cm ... 63 Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual

Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 63 Gambar 4.9 Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi

Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm ... 64 Gambar 4.10 Grafik Hubungan Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Energi

Surya yang Datang (G) Terhadap Waktu Tiap Hari Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Kondenser

Ditutup Terpal ... 70 Gambar 4.11 Grafik Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual

(21)

xxi

Gambar 4.12 Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Kondenser Ditutup Terpal ... 71 Gambar 4.13 Grafik Hubungan Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Energi

Surya yang Datang (G) Terhadap Waktu Tiap Hari Pada

Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor ... 78 Gambar 4.14 Grafik Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual

Variasi Reflektor ... 78 Gambar 4.15 Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi

Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor ... 79

(22)

xxii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ... 93

(23)

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Air merupakan sumber kehidupan. Setiap makhluk hidup membutuhkan air, tidak terkecuali manusia. Manusia sangat memerlukan air untuk berbagai kepentingan seperti untuk minum, masak, mencuci, mandi dll. Berdasarkan sumber air, terdapat dua jenis air yaitu air tawar dan air asin. Air tawar adalah air yang berasal dari sumber mata air yang berada di bawah tanah atau dari air hujan. Air asin adalah air yang berasal dari laut dengan kandungan garam yang tinggi. Air asin tidak dapat dikonsumsi oleh manusia secara langsung karena kandungan garam tersebut. Menurut Kusnaedi (2010:5) air yang digunakan harus memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Secara kualitas, air harus tersedia pada kondisi yang memenuhi syarat kesehatan. Kualitas air dapat ditinjau dari segi fisika, kimia, dan biologi. Air yang dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari harus memenuhi standar baku air rumah tangga.

(24)

berkepanjangan, daerah yang menurut letak geogafisnya memungkinkan sulitnya ditemui sumber air, dan berkurangnya sumber air karena ulah manusia. Selain itu, permasalahan air yang lain adalah pencemaran air. Menurut Effendi (2003:12), pencemaran air adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan tidak lagi berfungsi sesuai peruntukannya. Pencemaran air berdampak pada banyak hal. Menurut A World Bank Country Study dalam buku yang berjudul Indonesia:

Environment and Development (1994:29), air yang tidak bersih untuk diminum langsung adalah salah satu sumber utama dari penyakit di Indonesia, dan keterbatasan fasilitas sanitasi adalah penyebab utama dari pencemaran tinja pada sumber-sumber air perkotaan.

(25)

3

sebagai jalur masuknya sinar matahari sekaligus tempat pengembunan uap air. Proses penguapan dan pengembunan pada destilator air jenis ini terjadi di satu ruangan yaitu di bak destilator. Permasalahan pada destilator air energi surya konvensional adalah terbatasnya ruangan pada bak destilator. Hal tersebut membuat proses penguapan pada air terkontaminasi tidak berjalan dengan cepat karena konsentrasi uap air di dalam ruangan bak destilator menjadi terlalu tinggi dan berakibat pada kuantitas produk hasil destilasi yang kurang maksimal. Untuk itu diperlukan ruangan tambahan berupa kondenser pasif agar konsentrasi uap air dapat berpindah sebagian menuju kondenser sehingga proses penguapan dapat berjalan lebih cepat dan produk hasil destilasi meningkat. Kondenser pasif ini dirancang agar memiliki volume yang sama dengan volume bak destilator dan dipasang di bagian belakang bak destilator.

Destilator energi surya dengan kondenser atas sangat cocok untuk diterapkan dalam mengatasi permasalahan keterbatasan air di Indonesia karena memiliki prinsip kerja yang relatif sederhana, menggunakan energi yang mudah dan murah untuk didapat dan terbuat dari bahan yang telah tersedia di pasaran sehingga proses pembuatannya relatif mudah. Keuntungan alat destilator energi surya sebagai penjernih air di antaranya tidak memerlukan biaya tinggi dalam pembuatannya, pengoperasian dan perawatannya mudah (Kunze, 2001). Selain itu, destilator yang telah dilengkapi dengan kondenser pasif ini adalah solusi dari permasalahan pada destilator air energi surya konvensional.

(26)

B. Perumusan Masalah

Bagaimana efisiensi destilator air energi surya dengan penambahan kondenser pasif atas yang terletak di bagian belakang bak destilator menghadap ke atas yang selanjutnya disebut sebagai kondenser pasif belakang atas dengan volume bak 281,25 liter dan perbandingan volume bak destilator dengan kondenser 1:1?

C. Tujuan Penelitian

1. Membuat alat destilasi air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas

2. Meneliti efisiensi alat destilasi air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas

3. Membandingkan efisiensi alat destilasi air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas dengan alat destilasi energi surya konvensional tanpa kondenser pasif

D. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini terdapat batasan masalah yang perlu dijelaskan agar tidak menimbulkan pengertian yang berbeda-beda. Istilah tersebut adalah :

1. Bak destilator

(27)

5

2. Kondenser pasif belakang atas

Kondenser pasif belakang memiliki dimensi dan volume yang sama dengan bak destilator. Bagian penutup kondenser menggunakan bahan pelat alumunium dengan ketebalan 0,3 mm. Kondenser terpasang di bagian belakang bak destilator dan dipasang dengan posisi seperti pada gambar:

Gambar 1.1. Posisi Kondenser Pasif Belakang Atas

3. Ketinggian air terkontaminasi pada bak destilator yang diteliti sebanyak 3 variasi :

a. 10 mm b. 20 mm c. 30 mm

(28)

10 mm. Kondenser ditutup dengan terpal plastik dengan asumsi kondenser tidak menerima energi matahari atau kalor dari luar.

5. Variasi penambahan reflektor pada bak destilator menggunakan ketinggian air terkontaminasi pada bak destilator 10 mm.

6. Air yang digunakan adalah air sumur Universitas Sanata Dharma dan tidak dipanaskan terlebih dahulu sebelum didestilasi.

7. Rugi-rugi akibat gesekan pada saluran masuk air terkontaminasi dan saluran keluar air hasil destilasi diabaikan.

8. Energi pantulan (ρ) dan energi serapan (α) pada air terkontaminasi saat dipanaskan diabaikan.

E. Manfaat Penelitian

(29)

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Dasar Teori Destilasi

(30)

volume air yang terlalu sedikit dapat mengakibatkan suhu di dalam bak destilator terlalu tinggi dan kaca penutup menjadi pecah. Pengaturan volume perlu dilakukan untuk mendapatkan hasil destilasi yang maksimal.

Gambar 2.1 Destilator

(31)

9

Kondensor pasif adalah suatu volume yang dapat ditambahkan pada alat destilasi air energi matahari, misalnya berbentuk kotak. Penggunaan kondensor pasif diharapkan meningkatkan efisiensi alat destilasi air energi surya karena:

1. Dapat meningkatkan kecepatan proses pengembunan (temperaturnya dapat diupayakan rendah),

2. Dapat meningkatkan kapasitas pengembunan karena pengembunan tidak hanya terjadi di kaca tetapi juga di kondensor pasif,

3. Dapat mempercepat proses penguapan. Berpindahnya sejumlah massa uap air dari bak destilator ke kondensor menyebabkan massa uap air di bak destilator berkurang sehingga penguapan dapat lebih cepat,

4. Dengan kondensor energi panas dalam uap air dapat digunakan untuk penguapan air pada tingkat berikutnya atau disimpan dalam penyimpan panas untuk proses destilasi air pada malam hari. Tanpa kondensor energi uap air hanya akan dibuang di kaca.

(32)

Gambar 2.2. Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif Belakang Atas

(33)

11

Gambar 2.3. Proses kerja destilator air energi surya konvensional

Gambar. 2.4 Proses kerja destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas

(34)

Konveksi alami adalah mekanisme berpindahnya massa uap air karena perbedaan temperatur. Molekul air yang mempunyai temperatur lebih tinggi akan mempunyai energi kinetik yang lebih besar dan dapat lepas dari permukaan air (menguap). Purging adalah mekanisme berpindahnya massa uap air yang disebabkan adanya perbedaan tekanan. Uap air akan mengalir dari tempat yang mempunyai tekanan lebih tinggi ke tempat yang mempunyai tekanan lebih rendah. Difusi adalah mekanisme berpindahnya massa uap air yang disebabkan perbedaan konsentrasi uap air. Uap air akan mengalir dari tempat dengan konsentrasi uap tinggi ke tempat dengan konsentrasi uap rendah. Menurut Fath (1993), besar perpindahan massa uap air dari destilator ke kondensor pasif dengan mekanisme purging sebanding dengan perbandingan antara volume kondensor pasif dengan jumlah volume kondensor pasif dan destilator.

𝑚𝑝𝑢𝑟𝑔𝑖𝑛𝑔

𝑚𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝𝑎𝑛 =

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑘𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑘𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 +𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒_{𝑑𝑒𝑠𝑡𝑖𝑙𝑎𝑡𝑜𝑟} (2.1)

Efisiensi alat destilasi energi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah radiasi surya yang datang selama waktu tertentu (Arismunandar, 1995):

𝜂 = 𝑚𝑔.𝑕𝑓𝑔

(35)

13

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 (kJ/(kg)) dan mg adalah massa uap air (kg). Massa uap air (mg) dapat diperkirakan dengan persamaan matematis berikut (Arismunandar, 1995):

𝑚𝑔.𝑕𝑓𝑔 =𝑞𝑢𝑎𝑝 = 16,27. 10−3.𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣. 𝑃_𝑇𝑊−𝑃𝐶 proses penguapan (kW/m2), qkonv adalah bagian dari energi matahari yang berpindah karena konveksi (kW/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 (K) dan TC adalah temperatur kaca penutup (K).

B. Penelitian Yang Pernah Dilakukan

(36)

(37)

15

kondensor pasif di bagian belakang menghasilkan kenaikan efisiensi sebesar 48% sampai 70% jika kondensor mengalami pendinginan (Bahi et. al., 1999). Penelitian destilasi air energi surya dengan kondensor pasif menghasilkan efisiensi yang berbeda pada posisi kondensor yang berbeda. Posisi kondensor di bagian atas alat destilasi menghasilkan efisiensi 15,1% sementara pada posisi di bawah dihasilkan efisiensi 30,54%. (Ahmed, 2012)

(38)

16

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Skema Alat Penelitian

Alat destilator air energi surya pada penelitian ini terdiri dari :

1. Alat destilator air energi surya konvensional atau destilator air energi surya tanpa kondenser pasif belakang atas (Gambar 3.1).

2. Alat destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas (Gambar 3.2).

(39)

17

Gambar 3.2. Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif Belakang Atas

B. Variabel yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan antara lain :

1. Ketinggian air terkontaminasi di dalam bak destilator (Gambar 3.3) a. 10 mm

b. 20 mm c. 30 mm

2. Konfigurasi alat destilator air energi surya : a. Destilator air energi surya konvensional

b. Destilator air energi surya konvensional dengan reflektor (Gambar 3.3)

c. Destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas ditutup terpal plastik (Gambar 3.4).

(40)

d. Destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas dan reflektor (Gambar 3.5).

(a)

(b)

(c)

(41)

19

Gambar 3.4. Destilator Air Energi Surya Konvensional dengan Reflektor

Gambar 3.5. Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Belakang Atas Ditutup Terpal

(42)

Gambar 3.6. Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif Belakang Atas dan Reflektor

C. Parameter yang Diukur

Parameter yang diukur antara lain :

1. Temperatur air terkontaminasi di dalam bak destilator (TW) 2. Temperatur kaca penutup (TC)

3. Temperatur kondenser pasif belakang atas (TK)

4. Volume air hasil destilasi yang dihasilkan oleh bak destilator (VBak) 5. Volume air hasil destilasi yang dihasilkan oleh kondenser pasif

belakang atas (VKond)

6. Energi surya yang datang (G) 7. Lama waktu pengambilan data (t)

(43)

21

Semiconductor Temperature Sensor), pengukuran pertambahan volume air hasil destilasi menggunakan level kapasitif dan pengukuran energi surya yang datang menggunakan Solar Meter yang telah dikalibrasi terlebih dahulu dengan Pyranometer. Pemeriksaan atau monitoring kinerja alat ukur dan data yang telah didapat menggunakan software microcontroller Arduino 1.5.2. Pengambilan data setiap 1 skema penelitian adalah 6 hari dan dalam 1 hari pengambilan data dilakukan selama 8 jam dimulai pukul 08.00 WIB sampai dengan 16.00 WIB.

D. Langkah Penelitian

Langkah penelitian antara lain: 1. Persiapan dan penyusunan alat.

(44)

Tabel 3.1. Tabel Pengambilan Data

No Destilator acuan Variasi konfigurasi destilator

Variasi ketinggian

air

1 Destilator air energi surya konvensional pasif belakang atas dan

reflektor

10 mm

2. Pemasangan soket TDS dan level, soket baterai pada Stalker.

Pemasangan soket baterai adalah awal pengambilan data. Pengambilan data dilakukan pada masing-masing skema destilator secara bergantian dan bersamaan dengan destilator air energi surya konvensional sebagai acuan pembanding.

3. Pemeriksaan dalam pengambilan data.

Pemeriksaan dilakukan dengan cara menghubungkan logger dengan perangkat laptop dan pemeriksaan data menggunakan software Arduino. Pengambilan data dilakukan selama 8 jam perhari selama 6 hari berturut-turut untuk masing-masing variabel yang divariasikan. 4. Pencatatan data.

(45)

23

yang dilakukan peneliti antara lain VBak, VKond dilakukan sebelum pengambilan data dan sesudah pengambilan data.

5. Pemeriksaan alat setelah pengambilan data.

Pemeriksaan dilakukan untuk memastikan kesiapan alat jika digunakan pada pengambilan data pada hari berikutnya. Kesiapan alat yang dimaksud adalah tidak terjadi kebocoran pada alat dan tidak terjadi error pada instrumen alat ukur.

E. Langkah Pengolahan Data

Pengolahan data dilakukan dalam beberapa langkah yang harus dilakukan: 1. Memilah data yang akan digunakan yaitu mencari data pada kondisi

TW lebih besar dibandingkan TC karena persamaan 2.2, 2.3 dan 2.4 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 3.2. Sifat Air dan Uap Jenuh.

(46)

Tabel 3.2. Tabel Sifat Uap Air dan Uap Jenuh

4. Menghitung panas yang berpindah ketutup dengan cara penguapan (quap) menggunakan persamaan (2.3)

(47)

25

6. Menghitung efisiensi (η) menggunakan persamaan (2.2) dengan luas bidang penerima energi surya adalah luas alas destilator (AC) sebesar 1,125 m2. Khusus variasi reflektor luasan bidang penerima energi surya adalah luas alas destilator ditambah luas reflektor (AC reflektor) sebesar 2,2375 m2.

(48)

26

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

A. Data yang Diperoleh

Pengambilan data berdasarkan variasi skema alat:

1. Destilator air energi surya konvensional dan destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas. Ketinggian air yang didestilasi 1 cm.

4. Destilator air energi surya konvensional dan destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas ditutup terpal plastik. Ketinggian air yang didestilasi 1 cm.

5. Destilator air energi surya konvensional dengan reflektor dan destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas dan reflektor. Ketinggian air yang didestilasi 1 cm.

(49)

27

Tabel 4.1. Data Percobaan ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm

Tanggal 25 November 2013

Jam Konvensional Menggunakan Kondensor G

ke- TC TW Vbak TC TKond TW Vbak VKond (watt/m

(50)

Ja

m Konvensional Menggunakan Kondensor G

ke- TC TW VBak TC TKond TW VBak VKond (watt/m2)

(51)

29

Ja

ke- TC TW VBak TC TKond TW VBak VKond (watt/m

Ja

(52)

Tanggal 3 Desember 2013

(53)

31

(54)

(55)

33

(56)

(57)

35

(58)

Tabel 4.19. Data Percobaan ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Kondenser Ditutup Terpal

Tanggal 2 Januari 2014

(59)

37

(60)

(61)

39

Tabel 4.25. Data Percobaan Hari ke-1 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor

(62)

(63)

41

Tanggal 1 Febuari 2014

(64)

B. Pengolahan Data

Data yang diperoleh selanjutunya digunakan untuk menghitung efisiensi destilator. Data yang berwarna merah dan dicetak tebal tidak diolah karena tidak memenuhi syarat TW > TC.

1. Destilator air energi surya dengan variasi ketinggian air yang didestilasi 3 cm.

Tanggal 25 November 2013 Ja

ke- TC TW VBak TC TKond TW VBak VKond

a. Destilator Air Energi Surya Konvensional 1) Penghitungan Teoritis

(65)

(66)

(67)

45

ηaktual total = 17,6 + 5,9

ηaktual total = 23,5 %

(68)

(69)

47

Data pada Tabel 4.31 diolah dengan cara di atas sehingga diperoleh hasil data seperti pada Tabel 4.32.

Tabel 4.32. Data yang Telah Diolah Dari Percobaan Hari ke-1 Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm

Keterangan Jam

ηteoritis rata-rata 20,8 21,6

ηaktual siang 17,6 18,4

ηaktual malam 5,9 14,2

ηaktual total 23,5 32,6

(70)

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Efisiensi teoritis (ηteoritis) dan Energi Surya yang Datang (G) Terhadap Waktu Tiap Hari Pada Destilator Air

Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm

Gambar 4.2. Grafik Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual (ηaktual) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi

Ketinggian Air 3 cm

Destilator Konvensional Destilator dengan Kondenser G

0.0

η Teoritis Destilator Konvensional η Aktual Siang Destilator Konvensional

(71)

49

Gambar 4.3. Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi

Surya dengan Variasi Ketinggian Air 3 cm

Tanggal 3 Desember 2013 Ja

ke- TC TW VBak TC TKond TW VBak VKond (watt/

η Aktual Siang Destilator Konvensional η Aktual Total Destilator Konvensional

η Aktual Siang Destilator dengan Kondenser η Aktual Total Destilator dengan Kondenser

(72)

Penghitungan Efisiensi (η)

(73)

(74)

m_{g aktual malam} = 0,09 liter

η_{aktual malam} = mg aktual malam . hfg rata-rata harian A_C . G_harian . t_harian

ηaktual malam =

0,09 . 2399,1 . 1000

1,125 . 175,5 . 25200

ηaktual malam =4,1 %

ηaktual total = ηaktual siang+ ηaktual malam

ηaktual total = 25 %

b. Destilator Air Energi Surya Dengan Kondenser Pasif Belakang Atas 1) Penghitungan Teoritis

T_W = 37,2 ˚C = 310,2 K T_C = 29,0 ˚C = 302,0 K A_C = 1,125 m2

G_harian = 175,5 Watt m2 P_W = 4931,6 Pa

P_C = 3024,1 Pa h_fg = 2414,3 kJ/kg

tperjam=3600 detik

q_konv = 8,84.10-4 T_W– T_C + PW – PC

268,9 . 103 – P_W. TW 1

(75)

(76)

G_{rata-rata harian} = 175,5 Watt m2 t_harian =25200 detik

η_{aktual siang} = mg aktual siang . hfg rata-rata harian A_C . G_harian . t_harian

ηaktual siang =

0,43 . 2405,0 . 1000

1,125 . 175,5 . 25200

ηaktual siang =21,0 %

ηaktual malam =

0,26 . 2405,0 . 1000

1,125 . 175,5 . 25200

ηaktual total = ηaktual siang+ ηaktual malam

ηaktual total = 33,6 %

(77)

55

Tabel 4.34. Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-1 Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm

Keterangan Jam

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Efisiensi (ηteoritis) dan Energi Surya yang Datang (G) Terhadap Waktu Tiap Hari Pada Destilator Air Energi Surya

dengan Variasi Ketinggian Air 2 cm

0.0

(78)

Ketinggian Air 2 cm

Gambar 4.6. Grafik Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) dan Efisiensi Aktual Total (ηaktual total) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan

Variasi Ketinggian Air 2 cm 0.0

η Teoritis Destilator dengan Kondenser η Aktual Siang Destilator dengan Kondenser

0.0

(79)

57

(80)

(81)

59

T_W = 44,9 ˚C = 317,9 K

(82)

(83)

(84)

η_{aktual total} = 27,8 + 6,3 η_{aktual total} = 34,1 %

Tabel 4.36. Data yang Telah Diolah Dari Percobaan Hari ke-2 Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm

Keterangan Jam ke-

Destilator Konvensional

Destilator dengan Kondenser

ηteoritis 1 31,3 37,3

2 12,4 36,0

3 1,9 17,7

4 22,5 23,2

5 52,5 35,4

6 47,2 57,8

7 21,4 40,5

8 10,8 32,4

(85)

63

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Energi Surya yang Datang (G) Terhadap Waktu Tiap Hari Pada Destilator Air

Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Air 1 cm

Ketinggian Air 1 cm

0.0

(86)

Variasi Ketinggian Air 1 cm

4. Destilator air energi surya dengan variasi kondenser pasif belakang atas ditutup terpal.

(87)

65

Penghitungan Efisiensi (η)

(88)

(89)

67

(90)

q_konv=0,02 kW m2

q_uap = 16,27 . 10-3. q_konv . PW – PC T_W– T_C

q_uap=16,27.10-3.0,02. 13203,6–8201,4 328,4–319,3 q_uap=0,18 kW m2

m_g = q_uap

h_fg 𝑥3600

m_g = 0,18

2372,3x 3600 m_g=0,28 kg

η_perjam = mg . hfg A_C . G_harian . t_perjam

ηperjam=

0,28 . 2372,3 . 1000

1,125 . 493,0 . 3600

ηperjam=32,3 % 2) Penghitungan Aktual

m_{g aktual siang} =1,3 liter h_{fg rata-rata harian}=2376,3 kJ/kg G_harian = 493,0 Watt m2 t_harian=28800 detik

(91)

69

ηaktual siang =

1,3 . 2376,3 . 1000

1,125 . 493,0 . 28800

ηaktual malam =

0,29 . 2376,3 . 1000

1,125 . 493,0 . 28800

η_{aktual total} = η

aktual siang+ ηaktual malam η_{aktual total} = 19,3 + 4,3

η_{aktual total} = 23,6 %

(92)

Tabel 4.38. Data Yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-1 Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Kondenser Ditutup Terpal

Keterangan Jam

Energi Surya dengan Variasi Kondenser Ditutup Terpal 0.0

(93)

71

Gambar 4.11. Grafik Perolehan Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual (ηaktual) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi

Kondenser Ditutup Terpal

Variasi Kondenser Ditutup Terpal

0.0

(94)

5. Destilator air energi surya dengan variasi penambahan reflektor pada bak destilator.

Tabel 4.39. Data Percobaan ke-2 yang Didapat Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor

(95)

(96)

2) Penghitungan Aktual m_{g aktual siang} =2,46 liter h_{fg rata-rata harian}=2360,5 kJ/kg G_{rata-rata harian} = 341,6 Watt m2 t_harian=28800 detik

ηaktual siang =

m_{g aktual siang} . h_{fg rata-rata harian} A_C . G_{rata-rata harian} . t_harian ηaktual siang =

2,46 . 2360,5 . 1000

2,235 . 341,6 . 28800

ηaktual malam =

0,06 . 2360,5 . 1000

2,235 . 341,6 . 28800

η_{aktual total} = η_{aktual siang}+ η_{aktual malam} η_{aktual total} = 26,3 + 0,6

η_{aktual total} = 26,9 %

(97)

(98)

(99)

77

η_{aktual total} = 23,9 + 2,5 η_{aktual total} = 26,4 %

Tabel 4.40. Data yang Telah Diolah Dari Percobaan ke-2 Alat Destilator Air Energi Surya dengan Variasi Reflektor

Keterangan Jam

(100)

Energi Surya dengan Variasi Reflektor

Gambar 4.14. Grafik Perolehan Efisiensi Teoritis (ηteoritis) dan Efisiensi Aktual (ηaktual) Harian Pada Destilator Air Energi Surya dengan Variasi

Reflektor

0.0

(101)

79

Variasi Reflektor

C. Pembahasan

Data yang telah diolah ditampilkan dalam bentuk grafik untuk mempermudah proses analisa. Dari grafik yang telah ditampilkan dapat dilihat beberapa hal, antara lain:

1. Efisiensi teoritis harian (ηteoritis harian)

Dari gambar 4.1 dapat dilihat pada percobaan ke-1, 2, 4 dan 6 terdapat kesamaan yaitu Gharian relatif tinggi (292,9 Watt/m2, 409,5 Watt/m2, 359,4 Watt/m2, 296,2 Watt/m2) namun ηteoritis kedua destilator relatif rendah (20% sampai 28%). Hal tersebut disebabkan oleh kaca yang menerima kalor selama proses pengembunan uap air di dalam bak destilator. Kaca yang menerima kalor secara terus menerus dapat menyebabkan temperatur kaca penutup (TC) menjadi tinggi dan

0.0

(102)

menghambat proses pengembunan uap air jika kalor tersebut tidak segera berpindah ke lingkungan karena perbedaan temperatur antara air dan kaca menjadi semakin kecil. Selain itu Gharian yang tinggi dapat menyebabkan temperatur lingkungan menjadi tinggi sehingga berpotensi memperlambat pelepasan kalor dari kaca penutup ke lingkungan karena perbedaan temperatur antara kaca dengan lingkungan semakin kecil. Pada percobaan ke-3, Gharian tidak terlalu tinggi yaitu sebesar 147,2 Watt/m2. Kondisi tersebut membuat air yang akan didestilasi tidak terlalu banyak menyerap kalor dari absorber dan mengakibatkan sedikitnya air yang menguap sehingga membuat ηteoritis kedua destilator menjadi rendah, yakni destilator

konvensional sebesar 24,3% dan destilator dengan kondenser sebesar 15,4 %. Pada percobaan ke-5 Gharian relatif rendah sebesar 211,8 Watt/m2, ηteoritis destilator dengan kondenser sebesar 23,1% sedangkan ηteoritis destilator konvensional sangat tinggi yaitu sebesar 69,3%. Tingginya ηteoritis destilator konvensional disebabkan faktor perubahan

(103)

81

destilator berada pada kisaran 42% dengan Gharian sebesar 326,9 Watt/m2. Pada percobaan ke-4 ηteoritis destilator konvensional sebesar 47,9% dan destilator dengan kondenser sebesar 37,4% dengan Gharian sebesar 543,8 Watt/m2. Percobaan ke-5 mendapatkan hasil ηteoritis destilator konvensional sebesar 33,8% dan destilator dengan kondenser sebesar 53,7% dengan Gharian sebesar 228,7 Watt/m2. Percobaan ke-6 ηteoritis destilator konvensional sebesar 23,7% dan destilator dengan kondenser sebesar 26,4% dengan Gharian sebesar 337,4 Watt/m2. Gambar 4.7 menunjukkan destilator dengan kondenser unggul pada variasi ini. ηteoritis destilator dengan kondenser lebih tinggi dibandingkan ηteoritis destilator konvensional terjadi mulai dari

percobaan ke- 1 sampai percobaan ke- 6. Perolehan data variasi ini menunjukkan ηteoritis tertinggi pada kedua destilator terjadi pada

(104)

21% sampai 30%. Percobaan ke-4 diperoleh hasil ηteoritis destilator konvensional sebesar 31,9% dan ηteoritis destilator dengan kondenser sebesar 29,5% dengan Gharian sebesar 248,2 Watt/m2. Percobaan ke-5 diperoleh hasil ηteoritis destilator konvensional sebesar 24,5% dan ηteoritis destilator dengan kondenser sebesar 21,7% dengan Gharian

sebesar 374,6 Watt/m2. Pada percobaan ke-6, ηteoritis pada destilator dengan kondenser sebesar 37,2% sedangkan ηteoritis destilator konvensional masih lebih tinggi yakni sebesar 45,9% dengan Gharian sebesar 379,6 Watt/m2. ηteoritis tertinggi pada kedua destilator terjadi di percobaan ke-6. Tidak jauh berbeda dari variasi kondenser ditutup terpal, pada gambar 4.13 variasi reflektor terlihat ηteoritis destilator

konvensional lebih tinggi dibandingkan ηteoritis destilator dengan kondenser dan hal tersebut terjadi dari hari ke- 2sampai hari ke- 6. Namun pada hari ke- 1 ηteoritis destilator dengan kondenser lebih tinggi. Kedua destilator mencapai ηteoritis tertinggi pada hari ke 2

dengan perolehan 43,6% untuk destilator konvensional dan 28,1% untuk destilator dengan kondenser.

Secara keseluruhan terdapat 4 kondisi yang terjadi yaitu:

a. ηteoritis tinggi dengan Gharian tinggi, kondisi ini terjadi jika Gharian membuat TW menjadi tinggi tanpa diikuti kenaikan TC sehingga selisih temperatur (ΔT) menjadi besar. ΔT yang besar

(105)

83

air yang akan didestilasi dapat menguap dengan cepat sedangkan TC yang rendah dengan TW yang tinggi memungkinkan proses pengembunan secara konveksi secara cepat. Oleh karena itu ηteoritis menjadi tinggi.

b. ηteoritis rendah dengan Gharian rendah, kondisi ini terjadi jika TW rendah dan ΔT kecil sehingga proses penguapan dan

pengembunan berjalan dengan lambat.

c. ηteoritis tinggi dengan Gharian rendah, kondisi ini disebabkan saat pengambilan data pada jam-jam awal energi surya yang datang sangat tinggi sehingga menyebabkan TW menjadi tinggi namun pada jam-jam berikutnya energi surya yang datang menurun secara drastis sedangkan TW hanya turun secara perlahan. Penurunan juga terjadi pada TC namun dari data yang diperoleh terlihat kecepatan penurunan pada TC lebih cepat dibandingkan TW. Sehingga pada jam-jam energi surya yang datang turun, ΔT cenderung besar dan memungkinkan ηteoritis menjadi tinggi.

(106)

lingkungan berjalan lambat. Akibat dari kondisi tersebut adalah perbedaan suhu antara air dan kaca (ΔT) menjadi kecil, proses penguapan air yang akan didestilasi berjalan lambat, proses pengembunan uap air berjalan lambat dan mengakibatkan ηteoritis rendah.

2. Efisiensi Teoritis Siang(ηteoritis) dan Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang) Idealnya ηteoritis sama dengan ηaktual siang, namun secara keseluruhan pada grafik ηteoritis vs ηaktual siang menunjukkan hal yang sama yaitu ηteoritis lebih tinggi dibandingkan ηaktual siang. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa hal diantaranya adalah kebocoran pada sekat bagian penghubung bak destilator dengan kondenser pasif, air yang telah mengembun di kaca penutup menetes jatuh ke bak destilator sebelum mengalir ke saluran penampung dan air hasil destilasi menguap kembali saat berada di dalam saluran penampung atau bak penampung karena temperatur air tersebut masih di atas temperatur air normal. 3. Efisiensi Aktual Siang (ηaktual siang), Efisiensi Aktual Malam (ηaktual

malam) dan Efisiensi Aktual Total (ηaktual total)

(107)

85

4, 5 dan 6, untuk variasi reflektor terjadi pada percobaan ke-1 dan 6. Destilator konvensional memiliki ηaktual siang lebih tinggi dibandingkan ηaktual siang destilator dengan kondenser untuk variasi ketinggian air 3

cm terjadi pada percobaan ke-2, 3 dan 5, untuk variasi ketinggian air 2 cm terjadi pada percobaan ke-2 dan 6, untuk variasi kondenser ditutup terpal terjadi pada percobaan ke-1 dan 3, dan untuk variasi reflektor terjadi pada percobaan ke-2, 3, 4 dan 5.

Sebagian besar data menunjukkan destilator dengan kondenser memiliki ηaktual malam lebih tinggi dibandingkan ηaktual malam destilator konvensional. Hal tersebut terjadi pada variasi ketinggian air 3 cm percobaan ke-1 dan 2, sedangkan untuk variasi ketinggian air 2 cm, variasi ketinggian air 1 cm, variasi kondenser ditutup terpal dan variasi reflektor terjadi mulai dari percobaan ke-1 sampai 6.

Destilator dengan kondenser memiliki ηaktual total lebih tinggi dibandingkan ηaktual total destilator konvensional untuk variasi

ketinggian air 3 cm terjadi pada percobaan ke-1 dan 4, untuk variasi reflektor terjadi pada percobaan ke-1, sedangkan untuk variasi ketinggian air 2 cm, variasi ketinggian air 1 cm dan variasi kondenser ditutup terpal terjadi pada percobaan ke-1 sampai 6. Percobaan ke-2, 3 dan 5 pada variasi ketinggian air 3 cm, percobaan ke-2, 3, 4 dan 5 pada variasi reflektor menunjukkan destilator konvensional memiliki ηaktual total lebih tinggi dibandingkan ηaktual total destilator dengan kondenser.

(108)

4. Perbandingan Hasil Destilator Konvensional dan Destilator dengan Kondenser

Pada variasi air 3 cm destilator konvensional memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan destilator dengan kondenser. Efisiensi teoritis (ηteoritis) tertinggi destilator konvensional terjadi pada

percobaan ke-5 sebesar 69,3% dengan Gharian sebesar 211,8 Watt/m2. Efisiensi aktual siang (ηaktual siang) dan efisiensi aktual total (ηaktual total) tertinggi juga terjadi pada destilator konvensional pada percobaan yang sama. Efisiensi malam (ηaktual malam) tertinggi terjadi pada destilator konvensional percobaan ke-3 sebesar 16,4% dengan Gharian sebesar 147,2 Watt/m2.

Pada variasi air 2 cm destilator dengan kondenser lebih unggul jika ditinjau dari ηteoritis. Destilator dengan kondenser pada percobaan ke-5 mempunyai ηteoritis sebesar 53,7% dengan Gharian sebesar 228,7 Watt/m2. Hal tersebut juga berlaku jika ditinjau dari ηaktual siang, ηaktual malam dan ηaktual total karena destilator dengan kondenser jauh lebih unggul. Percobaan ke-3 merupakan pencapaian ηaktual siang tertinggi terjadi pada destilator dengan kondenser sebesar 40,9% dengan Gharian sebesar 326,9 Watt/m2. Sedangkan ηaktual malam dan ηaktual total tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-5 sebesar 14,9% dan 53,8% dengan Gharian sebesar 228,7 Watt/m2.

(109)

87

tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-4 sebesar 60,3%, 5ke-4,5 % dan 58,9% dengan Gharian sebesar 479,3 Watt/m2. Sedangkan ηaktual malam tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-2 sebesar 6,3% dengan Gharian sebesar 169,7 Watt/m2.

Pada variasi kondenser ditutup terpal destilator konvensional memiliki ηteoritis tertinggi dan dicapai pada percobaan ke-6 dengan perolehan sebesar 45,9% dengan Gharian sebesar 379,6 Watt/m2. Namun pada variasi ini ηaktual siang, ηaktual malam dan ηaktual total destilator dengan kondenser lebih tinggi. ηaktual siang dan ηaktual total tertinggi dicapai pada percobaan ke-6 sebesar 33,7% dan 37,0% dengan Gharian sebesar 379,6 Watt/m2. ηaktualmalam tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-5 sebesar 5,7% dengan Gharian sebesar 374,6 Watt/m2.

Pada variasi reflektor, ηteoritis tertinggi dicapai oleh destilator konvensional pada percobaan ke-2 sebesar 43,6% dengan Gharian sebesar 341,6 Watt/m2, sedangkan ηaktual siang dan ηaktual total terjadi pada percobaan ke-5 sebesar 29,2% dan 32,1% dengan Gharian sebesar 220,2 Watt/m2. Namun ηaktual malam tertinggi dicapai oleh destilator dengan kondenser pada percobaan ke-3 sebesar 9% dengan Gharian sebesar 210,3 Watt/m2.

(110)

88

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Telah dibuat model destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas.

(111)

89

(ηaktual total) terdapat pada destilator air energi surya dengan kondenser

pasif belakang atas variasi ketinggian air 1 cm sebesar 59% dengan Gharian sebesar 479,3 Watt/m2.

3. Secara keseluruhan destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas memiliki unggul. Sebagian besar data menunjukkan efisiensi efisiensi aktual siang (ηaktual siang), efisiensi aktual malam

(ηaktual malam), efisiensi aktual total (ηaktual total) pada destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas lebih tinggi dibandingkan destilator air energi surya konvensional.

B. Saran

1. Perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan material yang tahan air dan tahan panas.

2. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan instrumen pengukuran yang lebih akurat dan tahan terhadap cuaca yang ekstrim.

3. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan penelitian dengan instrumen pengukuran lebih dari satu untuk masing-masing parameter yang diukur.

4. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa, perlu dilakukan pengukuran temperatur dinding destilator dan temperatur lingkungan saat pengambilan data.

(112)

(113)

91

DAFTAR PUSTAKA

Ahmed, H.M., (2012). Experimental Investigations of Solar Stills Connected to External Passive Condensers, Journal of Advanced Science and

Engineering Research, 2, pp 1-11

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

Badran, O.O., (2007). Experimental Study Of The Enhancement Parameters On A Single Slope Solar Still Productivity, Desalination, 209, pp 136– 143

Bahi, A.E.; Inan, D., (1999). Analysis of a parallel double glass solar still with separate condenser, Renewable Energy, 17, 4, pp 509–521

Cengel, Yunus A., (1998). Heat Transfer: A Practical Approach. Boston: McGraw Hill

Effendi, Hefni. (2003). Telaah Kualitas Air: Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Kanisius

Fath, H.E.S.; Samy M. Elsherbiny, S.M.. (1993). Effect of adding a passive condenser on solar still performance, Energy Conversion and

Management, 34, 1, pp 63–72

Fath, H.E.S; Elsherbiny, S.M.,; Ghazy, A. (2004). A Naturally Circulated Humidifying/Dehumidifying Solar Still With A Built-In Passive

Condenser, Desalination, 169, pp 129–149

Kusnaedi. (2010). Mengolah Air Kotor Untuk Air Minum. Jakarta: Penebar Swadaya

Kunze, H. H.,(2001). A New Approach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In Remote Areas, Desalination, 139, pp 35–41

Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., (2002a). Non-Conventional Solar Stills Part 1. Non-Conventional Solar Stills With Charcoal Particles As

Absorber Medium, Desalination, 153, pp 55–64

(114)

Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., (2002b). Non-Conventional Solar Stills Part 2. Non-Conventional Solar Stills With Energy Storage Element,

Desalination, 153, pp 71–80

Nijmeh, S.; Odeh, S.; Akash, B., (2005). Experimental And Theoretical Study Of A Single-Basin Solar Still In Jordan, International Communications in

(115)

93

Lampiran 2. Foto Alat Penelitian

Destilator Air Energi Surya dengan Kondenser Pasif Belakang Atas

Destilator Air Energi Surya Konvensional

(116)

TDS (Dallas Semiconductor Temperature Sensor)

(117)

95

Pyranometer

Logger (Biru) dan Stalker (Merah)