BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Energi surya merupakan sumber energi yang tidak pernah habis, sehingga menjadi potensi sumber energi untuk berbagai kebutuhan. Penggunaan energi ini akan mengurangi kebutuhan energi tak terbarukan, menciptakan lapangan kerja dan merangsang pertumbuhan ekonomi. Salah satu penggunaan energi surya dilakukan dalam pengeringan. Pengeringan dengan energi surya yang lebih dikenal dengan penjemuran langsung telah dilakukan sejak zaman dulu [1,2].
Indonesia terletak di daerah khatulistiwa, yaitu pada 6 oLU –11 oLS dan 95
oBT – 141 oBT. Dengan memperhatikan peredaran matahari dalam setahun yang
berada pada daerah 23,5 oLU dan 23,5 oLS mengakibatkan suhu di Indonesia cukup tinggi (antara 26 ºC – 35 ºC) dan bila saat cuaca cerah akan disinari matahari selama 7-8 jam dalam sehari. Potensi energi surya rata-rata nasional adalah 16 MJ/hari [3]. Potensi energi surya ini dapat dimanfaatkan untuk proses pengeringan hasil pertanian.
Pada umumnya lebih dari 80% hasil pertanian yang diproduksi oleh petani kecil di negara-negara berkembang seperti Indonesia dikeringkan dengan penjemuran langsung karena energi ini dipandang sebagai energi yang bersih ramah lingkungan, sederhana, murah, dan tidak memerlukan peralatan mekanis yang mahal seperti yang digunakan pada pengering buatan. Namun cara konvensional ini memiliki beberapa keterbatasan, di antaranya tenaga kerja yang cukup intensif, luas area cukup besar, sangat bergantung pada kestabilan kondisi cuaca, dan dapat mengurangi kualitas dan hasil akhir dari produk yang dikeringkan [4,5].
Untuk menambah kelayakan energi surya dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi energi surya buatan (solar dryer) baik secara langsung (direct) maupun tidak langsung (indirect). Pengering buatan ini dapat
yang akan dikeringkan [4]. Pengering surya buatan menaikkan temperatur udara panas matahari dari 35 oC hingga mencapai 45 – 60 oC pada siang hari (sunshine) [6]. Oleh karena itu, teknologi energi surya buatan tersebut perlu dilakukan pengamatan terus-menerus untuk mencapai kenaikan temperatur udara panas yang maksimum.
Berikut ini adalah penelitian yang telah dilakukan mengenai alat pengering surya buatan terhadap hasil pertanian:
Tabel 1.1 Penelitian Sebelumnya Tentang Alat Pengering Surya Nama Tahun Judul Penelitian Hasil Penelitian
Bolaji and
Kenaikan suhu udara di dalam ruang pengering sekitar 24oC (74%) selama sekitar tiga jam setelah jam12.00 siang.
Saravakumar and
Mayilsamy [8]
2010 Forced and convection flat plate solar air heaters with and without thermal storage
Telah dirancang, dibuat, dan diselidiki sebuah alat pengering surya tidak langsung terintegrasi dengan bahan penyimpan panas. Kolektor dengan bahan penyimpan panas
Nama Tahun Judul Penelitian Hasil Penelitian
Kenaikan suhu udara keluaran dari pemanas udara di atas suhu
lingkungan adalah sekitar 10-25 °C selama pengujian berjalan.
Panas radiasi rata-rata yang dapat diserap kolektor adalah 372,21 watt. Kehilangan panas rata-rata pada kolektor adalah 161,32 watt. Efisiensi teoritis rata-rata dari kolektor surya 40,13%.
Akan tetapi, pengering surya buatan baik langsung maupun tidak langsung memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing karena prinsip kerja mereka berdasarkan metode pengumpulan energi surya dan kemudian dikonversikan menjadi energi panas yang dibutuhkan. Pengering surya buatan tidak langsung (indirect solar dryer) dapat menjaga kualitas lebih baik daripada penjemuran
langsung dan memiliki efisiensi yang lebih baik daripada pengering surya buatan langsung (direct solar dryer).
Atas dasar pemikiran yang telah dipaparkan maka penulis ingin melakukan kajian performansi dari pengering surya metode tidak langsung (indirect solar dryer) yang terdiri dari ruang pengering dan kolektor surya tipe plat datar bersirip
1.2PERUMUSAN MASALAH
Pada umumnya lebih dari 80% hasil pertanian yang diproduksi oleh petani kecil di negara-negara berkembang dikeringkan dengan penjemuran langsung. Namun, penjemuran langsung ini dapat mengurangi kualitas dan hasil akhir dari produk yang dikeringkan sehingga kurang layak untuk dilakukan terus-menerus. Untuk menambah kelayakan energi ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi energi surya buatan tidak langsung (indirect solar dryer) dengan sistem kolektor plat datar bersirip sehingga menaikkan temperatur udara pemanas dari 35
oC hingga mencapai 45 – 60 oC pada siang hari (sunshine) dan tetap menjaga
kualitas dan hasil akhir produk. Pengaruh bukaan pada kolektor surya diharapkan dapat menaikkan temperatur udara menuju ruang pengering di atas temperatur lingkungan. Oleh karena itu, penelitian ini diarahkan kepada berapa kenaikan temperatur yang dapat dicapai dengan pengaruh bukaan kolektor surya pada pengering surya metode tidak langsung (indirect solar dryer).
1.3TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengkaji performansi pengering surya metode tidak langsung (indirect solar dryer) kolektor plat datar bersirip dengan memvariasikan bukaan
kolektor.
2. Menghitung kisaran rata-rata intensitas radiasi matahari dan temperatur plat dalam kolektor untuk setiap variasi selama penelitian berlangsung. 3. Menghitung rata-rata efisiensi kolektor surya yang dapat dicapai dan
mempelajari faktor yang mempengaruhinya.
1.4MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan dapat :
2. Memberikan informasi mengenai kisaran rata-rata intensitas radiasi matahari dan temperatur plat dalam kolektor untuk setiap variasi selama penelitian berlangsung.
3. Memberikan informasi mengenai rata-rata efisiensi kolektor surya yang dapat dicapai dan mempelajari faktor yang mempengaruhinya.
1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Energi Baru/Terbarukan Balai Riset dan Standarisasi Industri, Medan. Adapun peralatan utama yang akan digunakan adalah pengering surya dengan ruang pengering dan kolektor surya. Kolektor surya yang digunakan dalam penelitian ini adalah kolektor plat datar bersirip yang terdiri dari 4 lapisan, yaitu kayu, styrofoam, rockwoll, dan plat absorber.
Variabel yang digunakan adalah : a. Variabel tetap :
Pengeringan di bawah matahari yang berlangsung dari pukul 09.00 – 17.00 WIB.
b. Variabel berubah :
Bukaan kolektor : - Terbuka 100% - Terbuka 15% - Terbuka 75%
- Tertutup 100%
Alat yang digunakan untuk pengukuran adalah :
1. Hobo Microstation Data Logger.
