Karakteristik kolektor surya CPC untuk pompa air energi termal menggunakan pompa piston air - USD Repository

(1)

i

KARAKTERISTIK KOLEKTOR SURYA CPC UNTUK POMPA AIR

ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN POMPA PISTON AIR

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

Valentinus Bambang Sedjati

NIM : 055214079

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

A THESIS

Presented as partial fullfillment of the requirements

for gaining engineering holder

in Mechanical Engineering study programme

by

Valentinus Bambang Sedjati

Student Number : 055214079

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

(6)

vi

menggunakan pompa air. Pompa yang digunakan umumnya digerakkan oleh bahan bakar atau listrik. Penelitian pompa air energi surya bertujuan untuk mengetahui debit pompa, faktor efisiensi kolektor dan efisiensi pompa maksimum yang dihasilkan.

Pada penelitian ini, akan diteliti pompa air energi surya sebagai energi alternatif agar mengurangi ketergantungan pompa air akan energi fosil dan listrik. Penelitian yang dilakukan adalah penelitian pompa air energi surya yang menggunakan kolektor CPC (Compound Parabolic Collector). CPC merupakan gabungan dua kurva parabola sebagai reflektor radiasi surya yang masuk ke kolektor. Variabel yang diukur adalah tegangan yang dihasilkan sel surya untuk perhitungan radiasi surya (GT), temperatur pada kolektor (T1-T4) dan volume air yang dipompa oleh pompa piston air tiap kali siklus pemompaan. Dengan variasi head pemompaan (1 meter, 1,3 meter dan 1,6 meter)

(7)

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat

dan bimbingan-Nya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir tepat

pada waktunya dan lancar. Tugas Akhir adalah salah satu syarat untuk mencapai

derajat sarjana S – 1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Pada kesempatan ini perkenankan

penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Ir. Greg. Heliarko, S.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.S.C. selaku Dekan

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Yosep Agung Cahyanta S.T.,M.T. selaku Wakil Dekan I Fakultas

Sains dan Teknologi.

3. Budi Sugiharta S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin. 4. Ir. Rusdi Sambada M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir. 5. I Gusti Ketut Puja S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Orang Tua yang selalu mendoakan penulis tiap hari.

7. Kakak-kakak dan adik-adik yang mendukung serta mendoakan

penulis.

8. Teman-teman yang selalu mendukung dan menyemangati.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu

diperbaiki dalam penulisan tugas akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan

masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya.

Semoga penelitian dan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis

maupun pembaca.Terima kasih.

Yogyakarta, 19 Januari 2009

(9)

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

ABSTRAK ... vi

PUBLIKASI KARYA ILMIAH ... . vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.l Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 4

2.2 Dasar Teori ... 5

2.3 Faktor Efisiensi ... 7

2.4 Cara Kerja Alat ... 8

BAB III. METODE PENELITIAN ... 10

3.1 Deskripi Alat ... 10

3.1.1 Gambar dan Keterangan ... 10

3.2 Metode Pengumpulan Data ... 13

3.3 Peralatan Pendukung ... 13

(10)

x

3.5 Parameter yang Diukur ... 14

3.6 Jalannya Penelitian ... 14

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 16

4.1 Data Penelitian ... 16

4.1.1 Data Percobaan Kolektor ... 16

4.2 Pengolahan Data ... 21

4.2.1 Perhitungan Nilai GT ... 21

4.2.2 Perhitungan Faktor Efisiensi Kolektor ... ... 22

4.2.3 Perhitungan Efisiensi Sensibel Kolektor ... 22

4.2.4 Hasil Perhitungan GT, F’, ηpompa ... 23

4.3 Data Penelitian ... 33

4.3.1 Data Percobaan Pompa ... 33

4.4 Pengolahan Data ... 37

4.4.1 Perhitungan Nilai Q ... 37

4.4.2 Perhitungan Daya Spirtus ... ... 37

4.4.3 Perhitungan Daya Pompa ... 38

4.4.4 Perhitungan Efisiensi sistem ... .. 38

4.4.5 Hasil Perhitungan Q, Daya Spirtus, Daya Pompa ... 39

4.5 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan ... 43

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 50

5.1Kesimpulan ... 50

5.2 Saran ... 50

DAFTAR PUSTAKA ... 51

(11)

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 3.1. Skema alat tampak depan .……… 10

Gambar 3.2. Skema alat tampak samping kanan …………... 11

Gambar 3.3. Skema titik pengukuran suhu ……… 11

Gambar 3.4. Skema kolektor dan komponen pendukung ……….... 12

Gambar 3.5. Skema pompa piston air ………. 12

Gambar 4.1 Grafik hubungan waktu , GT , dan F’ ……… 43

Gambar 4.2 Grafik hubungan waktu , GT dan F’ ………. 44

Gambar 4.3 Grafik hubungan waktu , GT , dan F’ ……… 45

Gambar 4.4 Grafik hubungan efisiensi tiap head pemompaan ... 46

Gambar 4.5 Grafik hubungan debit tiap head pemompaan ... 47

Gambar 4.6 Grafik hubungan daya tiap head pemompaan ... 48

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Data kolektor 17 Oktober 2008 ... 16

Tabel 4.3. Data kolektor 10 November 2008 ... 16

Tabel 4.8. Data kolektor 4 Desember 2008 ... 18

Tabel 4.19. Data pompa head 1 meter ... 33

(13)

xiii

Tabel 4.21. Data pompa head 1,6 meter ... 36

Tabel 4.22. Pompa dengan head 1 meter ... 39

Tabel 4.23. Pompa dengan head 1,3 meter ... 40

(14)

1

Air merupakan Kebutuhan masyarakat yang paling penting. Umumnya

sumber air terletak lebih rendah (di bawah) dari tempat air tersebut digunakan

sehingga diperlukan pompa air untuk mengalirkan air dari sumber ketempat yang

memerlukan.

Pompa air dapat digerakkan dengan bahan bakar minyak (motor bakar) atau

energi listrik (motor listrik). Tetapi belum semua daerah di Indonesia dapat

menikmati jaringan listrik atau belum memiliki sarana transportasi yang baik

sehingga bahan bakar minyak sulit didapat. Penggunaan bahan bakar minyak atau

energi listrik menyebabkan biaya penyediaan air menjadi mahal, sehingga

mengurangi kemampuan sebagian masyarakat dalam memenuhi kebutuhan hidup.

Masyarakat memakai tenaga manusia untuk memenuhi kebutuhan air yang

kurang, antara lain membawa air dengan tampungan air (ember), menimba atau

dengan pompa tangan. Jika penyediaan air dilakukan dengan tenaga manusia

maka tenaga dan waktu untuk melakukan kegiatan lain yang lebih produktif akan

berkurang.

Alternatif lain adalah memanfaatkan sumber energi alam untuk memompa

air, tergantung potensi alam yang ada di daerah tersebut. Sumber-sumber energi

alam yang dapat dimanfaatkan untuk memompa air adalah energi air, energi angin

atau energi surya. Pemanfaatan energi surya untuk memompa air dapat dilakukan

(15)

2

Sel surya masih merupakan teknologi yang mahal bagi masyarakat terutama

masyarakat di negara berkembang seperti Indonesia sehingga penerapannya

sangat terbatas. Disisi lain kolektor termal merupakan teknologi yang sederhana

dan murah sehingga mempunyai peluang dimanfaatkan masyarakat untuk

memompa air. Informasi tentang unjuk kerja kolektor surya untuk memompa air

atau yang lebih sering disebut pompa air energi surya di Indonesia belum banyak

sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk memaksimalkan

penggunaannya. Pompa air energi surya yang memakai plat absorber mempunyai

beberapa kelemahan seperti pembuatan kolektor dengan plat absorber lebih sulit,

apabila sambungan pengelasan kurang baik dapat mengakibatkan efisiensi alat

tidak maksimum, harga plat absorber relatif mahal bagi masyarakat yang kurang

mampu. Oleh karena itu penilitian ini menggunakan kolektor surya CPC.

Meskipun informasi tentang karakteristik kolektor surya CPC masih sedikit,

pembuatan kolektor surya CPC lebih mudah dan harga bahan yang dibutuhkan

lebih murah dibandingkan dengan kolektor surya model plat datar. Oleh karena itu

masih perlu dilakukan penelitian-penelitian dengan kolektor surya CPC.

1.2. Perumusan Masalah

Pada penilitian ini dikembangkan pembuatan model kolektor CPC sederhana

dengan reflektor

aluminum foil

. Pengujian karakteristik kolektor CPC untuk faktor

efisiensi (F’) dan pengujian pompa dilakukan terpisah. Pengujian pompa

(16)

Pengujian pompa dilakukan untuk mengetahui debit pompa (Q), daya pompa

(W

pompa

) dan efisiensi pompa (

η

pompa

).

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian yaitu :

Mengetahui debit pompa rata-tata yang dihasiljan, faktor efisiensi

kolektor, efisiensi pompa maksimum yang dihasilkan dan efisiensi

sensibel kolektor rata-rata.

Manfaat penelitian yaitu :

1.

Mengembangkan penelitian agar dapat diaplikasikan dengan baik.

(17)

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Penelitian Yang Pernah Dilakukan

Penelitian pada pompa air energi surya memperlihatkan bahwa waktu

pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk

kondensor (Sumathy et. al., 1995). Sebuah prototipe pompa air energi surya yang

bekerja dengan siklus Rankin diuji untuk mengetahui unjuk kerjanya

menggunakan fluida kerja refrijeran R 113 (Spindler et. al, 1996). Penelitian

unjuk kerja pompa air energi surya termal dengan kolektor plat datar seluas 1 m

2

,

variasi tinggi head 6 m, 8 m dan 10 m memperlihatkan bahwa ukuran vesel uap

fluida kerja berpengaruh pada unjuk kerja pompa (Sumathy, 1999). Penelitian

secara teoritis pompa air energi surya termal dengan dua macam fluida kerja, yaitu

n-pentane

dan

ethyl ether

memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan

ethyl

ether

17% lebih tinggi dibanding

n-pentane

untuk tinggi head 6 m (Wong, 2000).

Analisa termodinamika untuk memprediksi unjuk kerja pompa air energi surya

termal pada beberapa ketinggian head memperlihatkan bahwa jumlah siklus/ hari

tergantung pada waktu pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk

pengembunan uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal dalam

sistem. Waktu pengembunan tergantung pada luasan optimum koil pendingin

(Wong, 2001). Penelitian pompa air energi surya termal menggunakan kolektor

(18)

sistem mencapai 0,42-0,34 % (Wong, 2001). Penelitian pompa air energi surya

termal dengan menggunakan model matematis memperlihatkan unjuk kerja

pompa ditentukan oleh fraksi uap dari siklus. Daya pompa meningkat dengan

naiknya temperatur maksimum siklus, sementara penurunan efisiensi disebabkan

kerugian panas karena proses penguapan dan pengembunan air (Mahkamov,

2005).

2.2.

Dasar Teori

Efisiensi sensibel kolektor didefinisikan sebagai perbandingan energi yang

dipakai untuk menaikkan temperatur massa fluida kerja dalam kolektor dari

temperatur awal sampai temperatur penguapan dengan jumlah energi termal yang

datang selama interval waktu tertentu.

(Cengel, 2006)

(1)

dengan :

Ac

: luasan kolektor (m

2

)

C

P

: panas jenis fluida kerja (J/(kg.K))

dt

: lama waktu pemanasan (s)

G

: radiasi surya yang datang (W/m

2

)

m

f

: massa fluida kerja pada evaporator (kg)

∆

T

: kenaikan temperatur oli (

0

C)

∫

∆

=

f _t P

S

dt

G

Ac

T

C

m

0

(19)

6

(G yang digunakan adalah G rata-rata, karena pengambilan data tidak berdasarkan

interval waktu yang tetap tetapi berdasar siklus pompa).

(Dietzel, 1993)

Daya pemompaan yang dihasilkan dihitung dengan persamaan:

ρ

.g.Q.H

P

W

=

(2)

dengan:

ρ

: massa jenis air (kg/m

3

)

g

: percepatan gravitasi (m/s

2

)

Q

: debit pemompaan (m

3

/s)

H

: head pemompaan (m)

Daya panas (W) spirtus dihitung dengan persamaan :

W

spirtus

=

m . Cp . ∆T

௧

(3)

Untuk mendapatkan daya spirtus, massa air 0,2 kg (m) dipanaskan dengan

api spirtus, dengan panas jenis air 4200 J/kg.K (Cp) maka akan didapatkan

kenaikan temperatur pada air (

∆

T) yang dipanaskan per satuan waktu.

Efisiensi pompa didefinisikan sebagai perbandingan antara daya

(20)

Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

(4)

dengan :

Wp

: Daya pemompaan (Watt)

W

spirtus

: Daya panas spirtus (Watt)

2.3.

Faktor Efisiensi

Faktor efisiensi digunakan untuk mengetahui unjuk kerja kolektor. Definisi

dari faktor efisiensi adalah perbandingan laju penyimpanan panas dalam

kolektor dengan radiasi surya yang datang.

(Arismunandar, 1995)

( )

{

.

.(

)

}

.

)

.(

.

'

2 a s L T a s s s s s s

T

U

G

Ac

T

A

U

d

dT

c

m

F

−

+

=

α

τ

θ

(5)

F’ = faktor efisiensi

m

s

= massa oli dievaporator (kg)

Cs

= panas jenis oli (J/(kg.

o

C))

Ts = temperatur oli pada evaporator (

0

C)

θ

= waktu pemanasan oli (s)

Ac = luasan kolektor (m

2

)

τ

.

α

= transmisifitas kaca

G

T

= radiasi surya yang datang (W/m

2

)

U

L

= faktor koefisien panas di kolektor

T

s2

= temperatur rata- rata oli masuk dan keluar (

0

C)

Wspirtus

P

W

pompa

=

(21)

8

T

a

= suhu lingkungan (

0

C)

As = luasan evaporator (m

2

)

Us = koefisien kerugian tangki penyimpan

2.4. Cara Kerja Alat

Pompa air yang digunakan adalah pompa piston air. Kondenser yang

digunakan berbentuk tabung. Kondenser didinginkan oleh air dalam tangki dan

dihubungkan ke kondenser dengan selang. Tangki diletakkan lebih tinggi dari

kondenser agar air pendingin dapat bersirkulasi secara alami.

Kolektor menangkap radiasi surya yang datang dan memantulkan radiasi

surya ke pipa yang berisi oli. Panas dari oli diteruskan ke evaporator. Evaporator

berfungsi untuk menguapkan fluida kerja dan menyalurkannya ke pompa. Karena

menerima uap bertekanan air terdorong ke pompa piston air. Pompa piston air

memompa air yang ada di pompa ke tempat tujuan (variasi head). Uap masuk ke

kondenser mengalami pengembunan dan fluida kerja kembali ke evaporator.

Pengembunan uap ini menyebabkan tekanan dalam pompa turun (dibawah

tekanan atmosfir atau vakum) sehingga air dari sumber masuk dalam pompa

melalui katup satu arah, dan proses langkah tekan pompa akan terjadi kembali,

karena uap yang baru dari evaporator masuk ke dalam pompa. Setiap satu langkah

tekan pompa (karena uap bertekanan masuk pompa) dan satu langkah hisap

(karena uap mengembun di kondenser) disebut satu siklus. Pompa dilengkapi

dengan dua katup satu arah masing-masing pada sisi hisap dan sisi tekan. Fungsi

(22)

sumber, dan pada langkah hisap air yang dihisap adalah air dari sumber. Fluida

kerja yang digunakan umumnya adalah fluida cair yang mempunyai titik didih

rendah (agar mudah menguap).

Gambar 2.1. Skema Cara Kerja Alat

(23)

10

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1

Deskripsi Alat

Pompa air energi surya pada penelitian ini terdiri dari 3 komponen utama:

1.

Kolektor CPC (

Compound Parabolic Collector

) dengan reflektor

aluminum

foil

dan fluida kerja oli.

2.

Pompa piston air.

3.

Kondenser sebagai tempat pengembunan sehingga uap dapat menjadi

fluida cair.

3.1.1

Gambar dan Keterangan

Skema pompa air energi surya:

(24)

Gambar 3.2. Skema alat tampak samping kanan

(25)

12

Gambar 3.4. Skema kolektor dan komponen pendukung

Gambar 3.5. Skema Pompa Piston Air

Sumber air

Penampung air

manometer

Katub searah Pompa

piston air

kondensor

manometer

Tempat oli masuk

Ke pompa Tertutup selang

(26)

3.2

Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data yaitu cara-cara memperoleh data. Penulis

mengumpulkan data dengan menguji alat dan mencatat data yang diperlukan.

3.3

Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

a.

Piranometer

Piranometer berfungsi untuk menerima radiasi surya yang datang per

detik.

b.

Manometer

Manometer digunakan untuk mengukur tekanan fluida kerja pada saat

pemompaan.

c.

Stopwatch

Stopwacth

digunakan untuk mengukur waktu air mengalir .

d.

Gelas Ukur

Gelas ukur dipakai untuk mengukur banyaknya air yang keluar dari

pompa air.

e.

Ember

Ember digunakan untuk menampung air yang akan dihisap

f.

Thermo Logger

digunakan untuk mengukur suhu pada kolektor, dan

(27)

14

3.4

Variabel Yang Divariasikan

Adapun variabel yang digunakan dalam pengujian yaitu:

Tinggi head pompa yang digunakan sebanyak 3 variasi ketinggian yaitu

variasi ketinggian 1 meter, 1,3 meter dan 1,6 meter.

3.5

Parameter Yang Diukur

Parameter yang diambil dan dihitung dalam penelitian yaitu :

1.

Volume output air (V) dan waktu pemompaan (s) yang digunakan

untuk menghitung debit aliran air (Q).

2.

Tinggi head (H) dan hasil perhitungan debit aliran (Q) untuk

menghitung daya pompa (W

p

).

3.

Perhitungan daya pompa (W

p

) dan perhitungan daya spirtus

(Wspirtus) untuk menghitung efisiensi pompa (

η

pompa

).

Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan :

Hubungan daya pemompaan, efisiensi sensibel kolektor, efisiensi

pompa dengan waktu menurut ketinggian head pemompaan.

3.6

Jalannya Penelitian

Waktu

: 22 Agustus 2008 – 20 Desember 2008

Tempat Pelaksanaan

: Halaman LAB. KONVERSI ENERGI

(28)

Tahapan Pelaksanaan :

a.

Mempersiapkan pompa yang telah berisi fluida kerja dan air dengan

head pemompaan yang diinginkan.

b.

Mempersiapkan piranometer yang telah dirangkai dengan

logger

.

c.

Mengarahkan kolektor kearah datangnya radiasi surya.

d.

Mencatat suhu fluida kolektor mula-mula (T1,T2,T3,T4)

e.

Mencatat suhu fluida kerja pada saat terjadi pemompaan (T3

maksimum)

f.

Mencatat out put air yang dihasilkan (ml), bersamaan dengan

pencatatan waktu air mengalir.

g.

Mencatat suhu fluida kerja pada saat terjadi penghisapan (T3

minimum).

h.

Mengarahkan kolektor searah datangnya radiasi surya sehingga

pantulan sinar tepat diterima kolektor pipa oli.

i.

Percobaan tersebut diulangi dengan menggunakan ketinggian head

(29)

16

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Data Penelitian

4.1.1. Data hasil percobaan kolektor :

Tabel 4.1. Data kolektor 17 Oktober 2008,

DATA 17 OKTOBER 2008

JAM T1 T2 T3 T4 dTs V

9:30 30 29 28 30 9:40 46 71 35 31 1 3,66 9:50 46 89 54 57 26 3,15 10:00 51 94 61 66 9 4,90 10:40 43 80 58 52 10 2,90 10:50 47 84 52 54 2 3,16 11:00 51 93 58 61 7 3,62 11:10 56 98 65 71 9 3,78

Tabel 4.2. Data kolektor 20 Oktober 2008,

DATA 20 OKTOBER 2008

9:55 25 26 28 26 10:05 42 59 31 28 1 3,48 10:15 40 64 40 40 13 1,07 10:25 36 65 40 41 1 3,42 10:35 39 69 41 46 5 1,20 10:45 37 67 40 47 1 0,90 11:05 46 85 50 57 13 2,80 11:15 48 89 55 62 5 3,00

Tabel 4.3. Data kolektor 10 November 2008,

DATA 10 NOVEMBER 2008

(30)

Tabel 4.4. Data kolektor 13 November 2008,

DATA 13 NOVEMBER 2008

JAM T1 T2 T3 T4 dTs V 9:35 27 27 28 28

9:55 42 71 45 39 13 3,39 10:05 49 76 61 60 21 3,45 10:25 50 77 60 62 9 3,54

Tabel 4.5. Data kolektor 15 November 2008,

DATA 15 NOVEMBER 2008

JAM T1 T2 T3 T4 dTs V 8:20 27 26 27 27

8:30 44 49 28 28 1 2,88 8:40 46 60 35 34 6 2,56 8:50 40 64 39 34 0 2,58 9:00 36 69 30 37 2 2,68 9:10 37 73 35 41 5 2,60 9:30 38 73 35 41 1 2,92 9:40 43 75 35 42 1 3,05 9:50 42 74 40 46 4 2,85 10:10 50 80 47 51 7 2,52 11:10 41 72 34 39 3 3,53 11:20 47 76 37 45 5 3,58 11:30 44 83 42 51 7 3,31 12:00 50 76 41 48 9 3,30 12:20 44 60 44 42 -8 0,40

Tabel 4.6. Data kolektor 17 November 2008,

DATA 17 NOVEMBER 2008

(31)

18

Tabel 4.7. Data kolektor 24 November 2008,

DATA 24 NOVEMBER 2008

JAM T1 T2 T3 T4 dTs GT (W/m2)

9:55 54 62 28 29 750 10:05 41 62 35 35 7 330 10:15 43 66 35 36 0 590 10:35 44 73 34 40 9 850 10:45 47 76 38 45 4 550 10:55 48 76 40 46 1 280 11:15 48 79 41 49 6 850 11:25 51 81 41 52 3 935 11:35 54 78 44 55 4 670

Tabel 4.8. Data kolektor 4 Desember 2008,

DATA 4 DESEMBER 2008

11:03 45 57 34 29 1 831 11:04 45 59 35 30 1 832 11:05 46 60 36 32 2 603 11:06 46 61 36 34 2 822 11:07 48 64 38 36 2 716 11:09 48 67 44 43 2 464 11:10 49 67 32 45 2 847 11:12 43 67 44 45 2 348 11:13 48 69 35 48 3 507 11:16 45 67 36 45 2 824 11:20 45 66 37 44 1 821 11:21 45 67 43 45 1 167

Tabel 4.9. Data kolektor 6 Desember 2008,

DATA 6 DESEMBER 2008

8:58 29 29 26 25

(32)

Tabel 4.9. Data kolektor 6 Desember 2008 ( lanjutan ),

(33)

20

Tabel 4.9. Data kolektor 6 Desember 2008 ( lanjutan ),

(34)

Tabel 4.9. Data kolektor 6 Desember 2008 ( lanjutan ),

11:49 40 57 32 35 0 386 11:50 38 56 32 35 0 292 11:51 41 57 32 35 0 195 11:53 42 54 30 34 0 479 11:55 41 53 30 33 0 549 11:56 41 54 30 34 1 585 11:57 42 54 29 34 0 588 11:59 43 56 29 33 0 627 12:00 43 57 29 34 1 597 12:02 43 58 30 33 0 593 12:03 44 59 29 34 1 390 12:04 43 59 29 34 0 420 12:06 42 59 30 34 2 509 12:07 41 59 30 35 1 252 12:09 41 61 30 35 1 342 12:10 40 60 32 35 0 430 12:11 40 59 32 35 0 355 12:12 40 59 32 36 1 445 12:14 38 60 33 35 0 366 12:15 38 59 32 35 0 459 12:16 41 59 32 35 0 434 12:17 41 60 32 36 1 402

4.2.

Pengolahan Data

4.2.1. Perhitungan nilai G

T

(radiasi surya yang datang ) :

Contoh perhitungan pada data ke-1 tanggal 17 Oktober 2008 (d

θ

1)

Diketahui V pada jam 9:40 = 3,66 V

Resistor yang digunakan adalah 10 Ohm.

Dengan persamaan :

R

V

I

=

I =

)

(

10

)

(

66

,

3

ohm

volt

= 0,366 Amp,

1000

.

4

,

0

I

G

_T

=

(W/m

2

)

=

.

1000

0,4

0,366

(35)

22

Dengan data yang ada, perhitungan dilakukan dengan cara yang sama untuk nilai G

T.

4.2.2. Perhitungan faktor efisiensi kolektor :

Konstanta yang digunakan adalah :

M

s

= 0,273 kg; Cs oli = 2300 J/kg

o

C; Ac = 1,201 m

2

;

τ

,

α

= 0,810;

UL = 4 W/(m

2o

C); Ta = 25

0

C;

Us = 0,014 W/(m2oC); As = 0,025 m2; dθ1 = 600 detik; dθ2 = 60 detik.

θ

1)

( )

{

T L s a

}

a S s s s

T

U

G

Ac

T

As

U

d

dT

c

m

F

−

+

=

2 4

.(

.

)

.(

.

'

α

τ

θ

=

{

}

(

)

{

0,810

.

915

W/m

-

4W/(m

C).(

59

C

-

25

C

)

}

.

m

1,201

)

C

25

-C

31

(

.

m

0,025

.

C

0,014W/m

+

s

600

1

.

C

J/kg

2300

.

kg

0,237

o o o 2 2 2 o o 2 o 2 o

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

= 0,001436

Dengan data yang ada, perhitungan dilakukan dengan cara yang sama untuk nilai

F

'

.

4.2.3. Perhitungan efisiensi sensibel kolektor :

θ

1)

Persamaan yang digunakan :

Ac

G

d

dT

c

m

T s s s s

.

θ

η

=

000950818

,

0

201

,

1

.

/

915

600

1

.

/

2300

.

237

,

0

2 2

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

=

m

W

s

C

kg

J

kg

o s

η

Dengan data yang ada, perhitungan dilakukan dengan cara yang sama untuk nilai

(36)

4.2.4. Hasil perhitungan G

T

,

F

'

,

η

s,

Tabel 4.10. Data kolektor 17 Oktober 2008.

DATA 17 OKTOBER 2008 JAM I(amp)

GT

(W/m2) dTs Ts2

ms,cs,(dTs/dθ1) + us,as,(t4-ta)

Ac,((σ,α),GT)

- UL,(Ts2-Ta) F' (m,cp,∆T)/dt Ac,G η sensibel

9:30 29 9:40 0,37 915 1 59 1,047 729,308 0,001436 1,045 1099,098 0,000951

9:50 0,32 788 26 67 23,592 562,732 0,041925 23,581 945,945 0,024929 10:00 0,49 1225 9 73 8,329 963,422 0,008645 8,314 1471,470 0,005651 10:40 0,29 725 10 61 8,824 531,711 0,016596 8,814 870,870 0,010122 10:50 0,32 790 2 66 1,964 573,813 0,003423 1,953 948,948 0,002059 11:00 0,36 905 7 72 6,328 655,194 0,009659 6,315 1087,086 0,005810 11:10 0,38 945 9 77 8,649 669,849 0,012912 8,632 1135,134 0,007605

Tabel 4.11. Data kolektor 20 Oktober 2008.

DATA 20 OKTOBER 2008 JAM I(amp)

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

9:55 26 10:05 0,35 870 1 51 1,000486 723,963 0,001382 0,9996 1045,044 0,000957

(37)

24

Tabel 4.11. Data kolektor 20 Oktober 2008 ( lanjutan ).

JAM I(amp) GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

-UL,(Ts2-Ta) F' (m,cp,∆T)/dt Ac,G η sensibel

10:35 0,12 300 5 54 4,596 152,552 0,030130 4,589100 360,36 0,012735 10:45 0,09 225 1 52 1,280 90,390 0,014161 1,272226 270,27 0,004707 11:05 0,28 700 13 65 11,733 487,927 0,024048 11,722652 840,84 0,013942 11:15 0,30 750 5 68 4,602 522,161 0,008814 4,589100 900,90 0,005094

Tabel 4.12. Data kolektor 10 November 2008.

DATA 10 NOVEMBER 2008 JAM I(amp)

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

8:45 0,35 870 74

(38)

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

9:35 27

9:55 0,34 848 13 56 12,227 674,684 0,0181 12,222 1018,017 0,012006 10:05 0,35 863 21 62 19,277 660,449 0,0291 19,265 1036,035 0,018595 10:25 0,35 885 9 63 8,236 678,017 0,0121 8,224 1063,062 0,007736

Tabel 4.14. Data kolektor 15 November 2008.

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

8:20 27

(39)

26

Tabel 4.14. Data kolektor 15 November 2008 (lanjutan).

JAM I(amp) GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

11:20 0,36 895 5 61 4,777 696,635 0,006858 4,770 1075,074 0,004438 11:30 0,33 828 7 63 6,097 621,831 0,009806 6,088 993,993 0,006125 12:00 0,33 825 9 63 8,095 620,840 0,013040 8,087 990,990 0,008161

Tabel 4.15. Data kolektor 17 November 2008.

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

8:10 27

(40)

DATA 24 NOVEMBER 2008 JAM

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

9:55 750 58 10:05 330 7 52 6,137 193,2730 0,031756 6,133 396,396 0,015474

10:15 590 0 54 0,140 434,474 0,000322 0,136 708,708 0,000192 10:35 850 9 58 8,229 668,467 0,012311 8,224 1021,020 0,008055 10:45 550 4 62 4,050 359,278 0,011275 4,043 660,660 0,006121 10:55 280 1 62 0,961 93,213 0,010315 0,954 336,336 0,002837 11:15 850 6 64 5,006 642,041 0,007798 4,998 1021,020 0,004895 11:25 935 3 66 2,462 712,491 0,003457 2,453 1123,122 0,002185 11:35 670 4 66 3,191 455,615 0,007004 3,180 804,804 0,003952

Tabel 4.17. Data kolektor 4 Desember 2008.

DATA 4 DESEMBER 2008 JAM GT (W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

(41)

28

Tabel 4.17. Data kolektor 4 Desember 2008 (lanjutan).

JAM

GT

(W/m2) dTs Ts2 ms,cs,(dTs/dθ2)+us,as,(t4-ta) Ac,((σ,α),GT)-UL,(Ts2-Ta) F' (m,cp,∆T)/dt Ac,G η sensibel

11:13 507 3 59 27,270076 332,692760 0,081968 27,261981 609,448840 0,044732 11:16 824 2 56 18,181694 652,358507 0,027871 18,174654 989,268280 0,018372 11:20 821 1 56 9,094015 652,069018 0,013946 9,087327 985,944960 0,009217 11:21 167 1 56 9,094366 13,683470 0,664624 9,087327 200,780580 0,045260

Tabel 4.18. Data kolektor 6 Desember 2008.

DATA 6 DESEMBER 2008 JAM GT (W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

8:58 29

(42)

JAM

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

(43)

30

JAM

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

(44)

JAM

GT

(W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

(45)

32

Tabel 4.18. Data kolektor 6 Desember 2008 (lanjutan).

JAM GT (W/m2) dTs Ts2

Ac,((σ,α),GT)

(46)

4.3.

Data Penelitian

4.3.1.

Data percobaan pompa :

Tabel 4.19. Data pompa dengan head 1 meter.

No Ttekan( o

C) Ptekan(psi) tpompa(detik) Vpompa(ml) Thisap( o

C) Phisap(psi)

1 36,5 1,0 30 145 35,5 ‐0,5

2 38,5 0,5 20 90 36,0 ‐0,5

3 38,5 0,0 30 85 37,5 ‐0,5

4 39,0 0,0 15 60 36,5 ‐0,5

5 38,0 0,0 15 60 36,5 ‐0,5

6 39,0 0,0 14 60 36,5 ‐0,5

7 39,0 0,0 15 60 36,5 ‐0,5

8 38,0 0,0 17 60 36,5 ‐0,5

9 39,0 0,0 16 60 36,5 ‐0,5

10 38,5 0,0 17 65 37,0 ‐0,5

11 39,0 0,0 16 60 37,5 ‐0,5

12 39,0 0,0 14 60 37,5 ‐0,5

13 39,0 0,0 14 60 37,0 ‐0,5

14 39,0 0,0 13 55 37,0 ‐0,5

15 39,0 0,0 13 55 37,5 ‐0,5

16 39,0 0,0 14 55 37,0 ‐0,5

17 39,0 0,0 15 60 37,0 ‐0,5

18 39,0 0,0 13 55 37,0 ‐0,5

19 39,5 0,0 13 55 37,0 ‐0,5

20 39,5 0,0 12 50 37,0 ‐0,5

21 39,5 0,0 11 50 38,5 ‐0,5

22 39,5 0,0 13 60 38,5 ‐0,5

23 39,5 0,5 11 50 38,5 ‐0,5

24 39,5 0,5 11 55 38,5 ‐0,5

25 40,5 0,5 11 50 39,0 ‐0,5

26 40,5 0,5 11 55 39,0 ‐0,5

27 39,5 0,0 8 40 38,0 ‐0,5

28 39,5 0,0 12 55 38,5 ‐0,5

29 39,0 0,0 10 50 38,0 ‐0,5

30 38,5 0,0 10 50 37,5 ‐0,5

31 39,0 0,0 10 50 38,0 ‐0,5

32 39,0 0,0 11 55 38,0 ‐0,5

33 39,0 0,0 14 65 38,0 ‐0,5

(47)

34

Tabel 4.19. Data pompa dengan head 1 meter (lanjutan).

No Ttekan(oC) Ptekan(psi) tpompa(detik) Vpompa(ml) Thisap(oC) Phisap(psi)

35 39,0 0,0 15 70 37,5 ‐0,5

36 39,0 0,0 12 55 38,0 ‐0,5

37 39,0 0,0 13 60 38,0 ‐0,5

38 39,0 0,0 13 60 37,0 ‐0,5

39 37,5 0,0 13 60 36,0 ‐0,5

40 37,5 0,0 18 80 36,5 ‐0,5

Tabel 4.20. Data pompa dengan head 1,3 meter.

No Ttekan( o

C) Phisap(psi)

1 36,5 1,0 10 109 33,5 ‐2,5

2 39,0 1,0 11 90 39,0 ‐2

3 39,0 1,0 11 85 40,5 ‐2

4 40,5 0,9 10 80 38,5 ‐2

5 39,5 1,0 10 75 39,0 ‐2

6 39,0 1,0 10 80 38,5 ‐2

7 39,0 1,0 9 70 38,0 ‐2

8 44,0 1,0 9 70 38,0 ‐2

9 39,5 1,0 9 70 39,0 ‐2

10 40,5 1,0 8 60 40,5 ‐2

11 40,5 1,0 9 70 40,5 ‐2

12 41,0 1,0 9 70 40,5 ‐2

13 41,0 1,0 8 55 40,5 ‐2

14 41,0 1,0 7 40 40,5 ‐2

15 41,0 1,0 7 40 40,5 ‐2

16 41,0 1,0 12 60 40,0 ‐2

17 36,0 0,8 42 90 36,0 ‐2

18 37,5 0,8 21 140 36,5 ‐2

19 38,0 0,8 20 130 37,5 ‐2

20 40,0 1,0 19 130 38,0 ‐2

21 40,0 1,0 17 120 37,5 ‐2

22 40,0 1,0 18 120 37,5 ‐2

23 40,0 1,0 17 110 37,5 ‐2

24 40,0 1,0 16 110 37,5 ‐2

25 40,0 1,0 15 105 37,5 ‐2

26 39,0 1,0 15 105 38,0 ‐2

27 39,0 1,0 14 100 37,5 ‐2

28 40,0 1,0 14 100 37,5 ‐2

29 39,0 1,0 13 95 37,5 ‐2

(48)

Tabel 4.20. Data pompa dengan head 1,3 meter (lanjutan).

No Ttekan( o

C) Phisap(psi)

31 39,0 1,0 13 95 37,0 ‐2

32 39,0 1,0 14 90 38,0 ‐2

33 39,0 1,0 14 95 38,0 ‐2

34 39,0 1,0 14 90 38,0 ‐2

35 38,5 1,0 13 90 38,0 ‐2

36 39,0 1,0 14 90 38,0 ‐2

37 39,0 1,0 14 95 38,5 ‐2

38 39,0 1,0 13 90 38,5 ‐2

39 38,5 1,0 13 90 38,0 ‐2

40 39,5 0,8 14 90 38,0 ‐2

41 39,5 0,8 14 90 36,5 ‐2

42 39,0 1,0 14 95 38,0 ‐2

43 39,5 1,0 14 95 37,0 ‐2

44 39,0 1,0 13 90 37,0 ‐2

45 39,0 0,9 15 100 36,5 ‐2

46 39,0 0,9 17 105 36,5 ‐2

47 39,0 0,9 15 100 38,0 ‐2

48 39,0 0,9 15 100 36,5 ‐2

49 39,0 1,0 15 100 37,0 ‐2

(49)

36

Tabel 4.21. Data pompa dengan head 1,6 meter.

NO Ttekan(oC) Ptekan(psi) tpompa(detik) Vpompa(ml) Ppompa(psi) Thisap(oC) Phisap(psi) Ppompa(psi)

1 40,5 1,50 11 75 1 38,0 ‐1,0 ‐2

2 39,0 1,75 11 75 1 38,0 ‐1,0 ‐2

3 38,5 1,75 11 75 1 38,0 ‐1,0 ‐2

4 38,0 1,75 12 70 1 38,0 ‐1,0 ‐2

5 39,0 1,75 13 90 1 38,0 ‐1,0 ‐2

6 39,0 1,75 13 95 1 38,0 ‐1,0 ‐2

7 36,5 1,75 23 80 1 36,5 ‐1,0 ‐2

8 38,0 1,80 11 75 1 37,0 ‐1,0 ‐2

9 38,5 1,80 12 80 1 37,0 ‐1,0 ‐2

10 38,5 1,80 12 80 1 37,0 ‐1,0 ‐2

11 38,5 1,80 13 80 1 37,0 ‐1,0 ‐2

12 38,5 1,75 13 80 1 37,0 ‐1,0 ‐2

13 38,5 1,75 15 95 1 37,0 ‐1,0 ‐2

14 38,5 1,80 15 90 1 37,0 ‐1,0 ‐2

15 38,0 1,80 22 100 1 36,0 ‐1,0 ‐2

16 38,0 1,80 22 110 1 36,0 ‐1,0 ‐2

17 38,0 1,75 20 110 1 36,5 ‐1,0 ‐2

18 38,0 1,80 18 110 1 36,5 ‐1,0 ‐2

19 39,0 1,80 17 110 1 36,5 ‐1,0 ‐2

20 38,5 1,80 16 105 1 37,0 ‐1,0 ‐2

21 39,0 1,80 16 100 1 37,0 ‐1,0 ‐2

22 39,0 1,80 13 95 1 37,0 ‐1,0 ‐2

23 39,0 1,80 14 100 1 37,0 ‐1,0 ‐2

24 38,0 1,80 13 80 1 37,0 ‐0,5 ‐2

25 38,5 1,80 12 80 1 37,0 ‐0,5 ‐2

26 39,0 1,80 12 80 1 37,0 ‐0,5 ‐2

27 39,0 1,80 12 80 1 37,0 ‐0,5 ‐2

28 39,0 1,80 12 85 1 37,0 ‐0,5 ‐2

29 39,0 1,80 12 80 1 38,5 ‐0,5 ‐2

30 38,5 1,90 12 70 1 38,5 0,0 ‐2

31 38,5 1,80 11 70 1 38,5 0,0 ‐2

32 39,0 1,80 10 70 1 37,0 ‐0,5 ‐2

33 39,0 1,50 10 70 1 37,0 ‐0,5 ‐2

34 38,5 1,80 11 70 1 37,0 ‐0,5 ‐2

35 38,0 1,80 13 75 1 37,0 ‐0,5 ‐2

36 38,5 1,80 12 80 1 37,0 ‐0,5 ‐2

(50)

4.4.

Pengolahan Data

4.4.1. Perhitungan nilai debit (Q) :

Persamaan yang digunakan :

t

V

Q

=

Contoh perhitungan pada data pertama, variasi head 1 meter :

diketahui

V = 145 ml

t = 30 detik

Q =

dtk

ml

4,8333

30

145

=

Dengan data yang ada, perhitungan dilakukan dengan cara yang sama untuk

nilai Q

.

4.4.2. Perhitungan daya panas spritus (Ws) :

Penghitungan daya spirtus menggunakan persamaan (3)

Percobaan dilakukan untuk memanaskan air dengan api spritus,

Massa air 0,2 kg (m

air

) dipanaskan dengan api spirtus, dengan panas jenis air

4200 J/kg,K akan terjadi kenaikan temperatur 2

o

C (

∆

T) tiap menit (t),

Dengan menggunakan persamaan (3), didapat Wspirtus 28 Watt, Dalam

pemanasan pompa menggunakan 2 api spritus, dan untuk perhitungan daya

panas spritus lainnya dengan cara yang sama dan

∆

T yang dihasilkan sama,

dapat disimpulkan daya panas spritus keseluruhan adalah penjumlahan

keduanya.

(51)

38

4.4.3. Perhitungan daya pompa (Wp) :

Perhitungan daya pompa menggunakan persamaan (2).

Diketahui :

ρ

= 1000 kg/ m

3

g = 9,81 m/s

2

Q =

4,8333

ml/dtk (dari data pertama variasi head 1 meter).

H = 1 meter

W

04741

,

0

1

.

10

4,8333

.

81

,

9

.

1000

₆

⎟

=

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

=

Wp

nilai daya pompa (Wp)

,

4.4.4. Perhitungan efisiensi pompa (

η

) :

Perhitungan efisiensi pompa menggunakan persamaan (4).

Dengan menggunakan data pertama dari variasi head 1 meter :

Diketahui :

Wpompa : 0,04741 W

Wspirtus : 56 W

η

pompa

=

56

04741

,

0

=

0,0008466

(52)

4.4.5. Hasil perhitungan Q , Ws , Wp ,

η

pompa.

Tabel 4.22. Pompa dengan head 1 meter.

(53)

40

Tabel 4.22. Pompa dengan head 1 meter (lanjutan).

Q (ml/s) Q (ltr/mnt)

Daya

Spritus(W)

Daya

Pompa(W) efisiensi sistem

4,583 0,275 56 0,0449 0,0008029

4,615 0,276 56 0,0452 0,0008085

4,444 0,266 56 0,0436 0,0007785

Tabel 4.23. Pompa dengan head 1,3 meter.

Q (ml/s) Q (ltr/mnt)

Daya Spritus(W) Daya Pompa(W) efisiensi sistem

10,900 0,654 56 0,139 0,00248

8,181 0,490 56 0,104 0,00186

7,727 0,463 56 0,098 0,00175

8,000 0,480 56 0,102 0,00182

7,500 0,450 56 0,095 0,00170

8,000 0,480 56 0,102 0,00182

7,778 0,467 56 0,099 0,00177

7,778 0,466 56 0,099 0,00177

7,500 0,450 56 0,095 0,00170

7,778 0,467 56 0,099 0,00177

6,875 0,412 56 0,087 0,00156

5,714 0,342 56 0,072 0,00130

5,000 0,300 56 0,063 0,00113

2,142 0,128 56 0,027 0,00048

6,667 0,400 56 0,085 0,00151

6,500 0,390 56 0,082 0,00148

6,842 0,410 56 0,087 0,00155

7,058 0,423 56 0,090 0,00160

6,667 0,400 56 0,085 0,00151

6,470 0,388 56 0,082 0,00147

6,875 0,412 56 0,087 0,00156

7,000 0,420 56 0,089 0,00159

7,142 0,428 56 0,091 0,00162

(54)

Tabel 4.23. Pompa dengan head 1,3 meter (lanjutan).

Q (ml/s)

Q

(ltr/mnt)

Daya

Spritus(W)

Daya

Pompa(W)

efisiensi

sistem

7,307 0,438 56 0,093 0,0016

6,785 0,407 56 0,086 0,0015

7,307 0,438 56 0,093 0,0016

6,428 0,385 56 0,081 0,0014

6,785 0,407 56 0,086 0,0015

6,428 0,385 56 0,081 0,0014

6,923 0,415 56 0,088 0,0015

6,428 0,385 56 0,081 0,0014

6,785 0,407 56 0,086 0,0015

6,923 0,415 56 0,088 0,0015

6,428 0,385 56 0,081 0,0014

6,785 0,407 56 0,086 0,0015

6,923 0,415 56 0,088 0,0015

6,667 0,400 56 0,085 0,0015

6,176 0,370 56 0,078 0,0014

6,667 0,400 56 0,085 0,0015

(55)

42

Tabel 4.24. Pompa dengan head 1,6 meter.

Q (ml/s) Q (l/mnt)

Daya Spritus(w)

Daya Pompa(w)

(56)

4.5.

Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan.

Dari data kolektor yang ada dapat dibuat grafik sebagai berikut :

Gambar 4.1 Grafik hubungan waktu , G

T

, F’ tanggal 17 Oktober 2008

Dari grafik di atas terlihat bahwa G

T

dan F’ cenderung turun dari waktu ke

waktu, Grafik diatas mengalami penurunan karena radiasi surya yang datang

kurang dan temperatur suhu sekitar menurun sehingga temperatur oli yang

dipanaskan mengalami penurunan, Hal ini mempengaruhi unjuk kerja oli di

evaporator dalam menguapkan fluida kerja, Temperatur oli di evaporator

tidak cukup untuk menguapkan fluida kerja yang dipanaskan.

17 OKTOBER 2008

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

9:40 9:50 10:00 10:40 10:50 11:00 11:10

JAM

GT (WA

T

/M

2)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045

F' GT

(57)

44

T

, F’ tanggal 20 Oktober 2008

T

dan F’ cenderung turun dari waktu ke

waktu, Hal ini disebabkan radiasi matahari yang berubah secara drastis

setiap saat, Sehingga temperatur oli yang dipanaskan mengalami penurunan,

Hal ini mempengaruhi unjuk kerja oli di evaporator dalam menguapkan

fluida kerja, Temperatur oli di evaporator tidak cukup untuk menguapkan

fluida kerja yang dipanaskan.

20 OKT 08

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

10:05 10:15 10:25 10:35 10:45 11:05 11:15

(58)

T

, F’ tanggal 17 November 2008

T

dan F’ cenderung naik dari waktu ke

waktu, Hal ini disebabkan radiasi matahari yang meningkat dari waktu ke

waktu, Sehingga temperatur oli yang dipanaskan mengalami peningkatan,

Hal ini mempengaruhi unjuk kerja oli di evaporator dalam menguapkan

fluida kerja, Temperatur oli di evaporator cukup untuk menguapkan fluida

kerja yang dipanaskan.

17 NOV 08

0 200 400 600 800 1000 1200

8:20 8:30 8:40 8:50 9:00 9:10 9:20 9:30 9:40 9:50 10:00 10:20 11:20

JAM

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012

F'

GT F'

GT

(W/

m

(59)

46

Gambar 4.4 Grafik hubungan efisiensi tiap head pemompaan

Dari gambar di atas terlihat bahwa efisiensi sistem tiap kali pemompaan

pada head 1,6 meter lebih tinggi nilainya dibandingkan dengan head 1 m

dan 1,3 m, Pada variasi head ketinggian 1,6 meter dan 1 meter mengalami

kenaikan karena panas yang dihasilkan oleh api spirtus lebih baik

dibandingkan variasi head ketinggian pada 1,3 meter, Ini disebabkan karena

angin yang berhembus ketika pengambilan data untuk variasi head

ketinggian 1,3 meter lebih kencang dibandingkan dengan variasi head

ketinggian 1,6 meter dan 1 meter, Hal ini mempengaruhi pemompaan

volume air yang dihasilkan dan waktu yang dibutuhkan untuk pemompaan,

Sehingga waktu pemompaan sebentar dan volume air yang dihasilkan

pompa lebih sedikit.

0,000% 0,050% 0,100% 0,150% 0,200% 0,250% 0,300%

0 20 40 60

Efisiensi (%

)

jumlah siklus

(60)

Gambar 4.5 Grafik hubungan debit tiap head pemompaan

Dari gambar di atas dapat dilihat garis

trendline

dari debit yang dihasilkan

dari variasi head 1,3 mengalami penurunan dari waktu kewaktu, Pada

variasi head ketinggian 1,6 meter dan 1 meter mengalami kenaikan karena

panas yang dihasilkan oleh api spirtus lebih baik dibandingkan variasi head

ketinggian pada 1,3 meter, Ini disebabkan karena angin yang berhembus

ketika pengambilan data untuk variasi head ketinggian 1,3 meter lebih

kencang dibandingkan dengan variasi head ketinggian 1,6 meter dan 1

meter, Hal ini mempengaruhi pemompaan volume air yang dihasilkan dan

waktu yang dibutuhkan untuk pemompaan, Sehingga waktu pemompaan

sebentar dan volume air yang dihasilkan pompa lebih sedikit.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

0 10 20 30 40 50 60

debit (m

3 /mnt)

jumlah siklus

(61)

48

Gambar 4.6 Grafik hubungan daya tiap head pemompaan

Dari gambar di atas dapat dilihat daya pemompaan bervariatif, pada head

1,6 meter daya pompa lebih besar dibandingkan dengan variasi head 1 meter

dan 1,3 meter, Pada head 1,3 meter daya pompa cenderung turun, sedangkan

pada head 1 meter daya pompa naik, Pada variasi head ketinggian 1,6 meter

dan 1 meter mengalami kenaikan karena panas yang dihasilkan oleh api

spirtus lebih baik dibandingkan variasi head ketinggian pada 1,3 meter, Ini

disebabkan karena angin yang berhembus ketika pengambilan data untuk

variasi head ketinggian 1,3 meter lebih kencang dibandingkan dengan

variasi head ketinggian 1,6 meter dan 1 meter, Hal ini mempengaruhi

pemompaan volume air yang dihasilkan dan waktu yang dibutuhkan untuk

pemompaan, Sehingga waktu pemompaan sebentar dan volume air yang

dihasilkan pompa lebih sedikit.

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16

0 10 20 30 40 50 60

Day

a

pompa

(W)

jumlah siklus

(62)

Gambar 4.7 Grafik rata-rata efisiensi pompa tiap variasi head

Dari gambar di atas terlihat bahwa efisiensi sistem tiap kali pemompaan

pada head 1,6 meter lebih tinggi nilainya dibandingkan dengan head 1 m

dan 1,3 m.

0,00% 0,02% 0,04% 0,06% 0,08% 0,10% 0,12% 0,14% 0,16% 0,18% 0,20%

Efisiensi

% HEAD 1 METER

(63)

50 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

1. Dari data penelitian yang diperoleh debit pompa rata-rata sebesar0,3814 liter/menitterjadi pada ketinggian head 1,6 meter.

2. Faktor efisiensi kolektor maksimum sebesar 98,12%.

3. Efisiensi pompa maksimum sebesar 0,217% pada ketinggian head 1,6 meter.

4. Efisiensi sensibel kolektor rata-rata yang diperoleh adalah 57,45 %.

5.2Saran

1. Mengusahakan kolektor pada posisi datangnya radiasi surya yang datang, sehingga pemantulan dapat tepat mengenai pipa berisi oli

2. Memastikan setiap pipa dan sambungan pipa tidak ada kebocoran, apabila terjadi kebocoran, maka tekanan pemompaan akan kecil sehingga berakibat daya pemompaan dan debit pemompaan yang diperoleh akan kecil.

(64)

51

Cengel, Boles, Michael A., (2006). Thermodynamics, Edisi V, The McGraw-Hill Companies, Singapore.

Dietzel, (1993). Turbin, Pompa dan Kompresor, Alih bahasa oleh Ir. Dakso Sriyono, Erlangga, Jakarta.

Mahkamov, K., Djumanov, D., (2005). Thermal Water Pumps On The Basis Of Fluid Piston Solar Stirling Engine. 1st International Energy Conversion Engineering Conference, Portsmouth, Virginia.

Spindler, K., Chandwalker, K., Hahne, E., (1996). Small solar (thermal) water-pumping system, Volume 57, pages 69-76, INIST-CNRS, Oxford.

Sumathy, K., Venkatesh, A., Sriramulu, V., (1995). The importance of the condenser in a solar water pump, Energy Conversion and Management, Volume 36, Issue 12, December 1995, Pages 1167-1173.

Sumathy, K. , Wong Y. W.,(1999). SOLAR THERMAL WATER PUMPING SYSTEMS, Volume 3, pages 185-217, INIST-CNRS, Oxford.

Wong, Y.W., Sumathy, K., (2000). Performance of a solar water pump with n-pentane and ethyl ether as working fluids, Energy Conversion and Management, Volume 41, Issue 9, 1 June 2000, Pages 915-927.

(65)

(66)

9:50 46 89 54 57 26 3,15 0,32 788 67 10:00 51 94 61 66 9 4,90 0,49 1225 73 10:10 52 88 59 66 0 2,40 0,24 600 70 10:20 45 74 47 52 -14 0,82 0,08 205 60 10:30 43 73 44 42 -10 3,18 0,32 795 58 10:40 43 80 58 52 10 2,90 0,29 725 61 10:50 47 84 52 54 2 3,16 0,32 790 66 11:00 51 93 58 61 7 3,62 0,36 905 72 11:10 56 98 65 71 9 3,78 0,38 945 77

DATA I 17 OKTOBER 2008

JAM ms,cs,(dTs/dθ)+us,as,(t4-ta) Ac,((σ,α),GT)-UL,(Ts2-Ta) F' (m,cp,∆T)/dt Ac,G η sensibel

9:30

(67)

DATA II 20 OKTOBER 2008

JAM T1 T2 T3 T4 dTs V I(amp) GT (W/m2) Ts2

9:55 25 26 28 26 26 10:05 42 59 31 28 1 3,48 0,35 870 51 10:15 40 64 40 40 13 1,07 0,11 268 52 10:25 36 65 40 41 1 3,42 0,34 855 51 10:35 39 69 41 46 5 1,20 0,12 300 54 10:45 37 67 40 47 1 0,90 0,09 225 52 10:55 37 73 41 44 -3 3,09 0,31 773 55 11:05 46 85 50 57 13 2,80 0,28 700 65 11:15 48 89 55 62 5 3,00 0,30 750 68 11:25 49 83 50 63 1 0,60 0,06 150 66 11:35 46 83 50 55 -8 3,00 0,30 750 64

DATA II 20 OKTOBER 2008

9:55

(68)

9:05 47 103 38 55 5 3,55 0,36 888 75 9:15 51 105 40 56 1 3,60 0,36 900 78 9:25 45 102 40 54 -2 3,69 0,37 923 74 9:35 50 101 38 52 -1 2,40 0,24 600 75 9:45 50 105 39 51 -1 3,82 0,38 955 78 9:55 52 100 40 55 4 3,79 0,38 948 76 10:05 51 99 39 54 -1 3,23 0,32 808 75 10:15 50 95 37 53 -1 3,43 0,34 858 72 10:25 48 94 39 50 -3 3,19 0,32 798 71 10:35 48 95 38 49 -1 3,45 0,35 863 71 10:45 46 96 39 50 2 3,40 0,34 850 71 10:55 52 96 38 53 3 3,54 0,35 885 74 11:05 50 96 41 53 0 3,32 0,33 830 73 11:15 50 94 41 53 -1 3,17 0,32 793 72

DATA III 10 NOVEMBER 2008

8:45

(69)

DATA III 10 NOVEMBER 2008 (lanjutan)

10:05 -1,1711 545,915 -0,0021454 -1,181 969,969 -0,0012179 10:15 -1,1716 607,296 -0,0019293 -1,181 1030,029 -0,0011469 10:25 -2,6720 555,404 -0,0048111 -2,680 957,957 -0,0027984 10:35 -0,9004 617,687 -0,0014577 -0,908 1036,035 -0,0008771 10:45 1,3719 605,284 0,0022666 1,363 1021,020 0,0013350 10:55 2,8724 624,924 0,0045965 2,862 1063,062 0,0026927 11:05 -0,0354 576,936 -0,0000615 -0,045 996,996 -0,0000456 11:15 -0,4900 545,014 -0,0008992 -0,499 951,951 -0,0005250

DATA IV 13 NOVEMBER 2008

JAM T1 T2 T3 T4 dTs V I(amp) GT (W/m2) Ts2

9:35 27 27 28 28 27 9:45 53 59 27 25 -3 3,40 0,34 850 56 9:55 42 71 45 39 13 3,39 0,34 848 56 10:05 49 76 61 60 21 3,45 0,35 863 62 10:15 56 78 43 53 -7 3,40 0,34 850 67 10:25 50 77 60 62 9 3,54 0,35 885 63

DATA IV 13 NOVEMBER 2008

9:35

(70)

(71)

DATA V 15 NOVEMBER 2008

8:20

(72)

(73)

DATA VI 17 NOVEMBER 2008

8:10

(74)

10:15 43 66 35 36 0 590 54 10:25 42 65 28 31 -4 642 54 10:35 44 73 34 40 9 850 58 10:45 47 76 38 45 4 550 62 10:55 48 76 40 46 1 280 62 11:05 47 71 33 43 -2 797 59 11:15 48 79 41 49 6 850 64 11:25 51 81 41 52 3 935 66 11:35 54 78 44 55 4 670 66 11:45 44 66 46 48 -8 182 55

DATA VII 24 NOVEMBER 2008

9:55

(75)

DATA VIII 4 DESEMBER 2008 JAM T1 T2 T3 T4 dTs W/M2 Ts2

(76)

10:57 10:58 10:59 11:00 11:01 11:02

(77)

DATA IX 4 DESEMBER 2008

JAM t1 t2 t3 t4 dTs W/M2 Ts2

(78)

(79)

DATA IX 4 DESEMBER 2008(lanjutan)