Efek jumlah massa dan laju aliran air terhadap unjuk kerja distilasi air energi surya

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. EFEK JUMLAH MASSA DAN LAJU ALIRAN AIR TERHADAP UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA. TUGAS AKHIR HALAMAN JUDUL Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin. Disusun oleh : DIMAS HANUNG PAMUNGKAS NIM : 165214075. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE EFFECT OF TOTAL MASS AND FLOW RATE OF WATER ON THE PERFORMANCE OF SOLAR STILL. FINAL PROJECT HALAMAN JUDUL Presented As Partial Fulfillment of the Requirement To Obtain the Engineering Degree In Mechanical Engineering. Arranged by : DIMAS HANUNG PAMUNGKAS Student Number : 165214075. DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2019. ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. iii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. iv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul : EFEK JUMLAH MASSA DAN LAJU ALIRAN AIR TERHADAP UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA dibuat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Strata 1, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Sejauh yang saya ketahui, penelitian ini bukan merupakan tiruan dari tugas akhir maupun penelitian yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata Dharma atau di Perguruan Tinggi manapun, kecuali bagian informasi yang dicantumkan dalam Daftar Pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.. Yogyakarta, 4 November 2019 Penulis. Dimas Hanung Pamungkas 165214075. v.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS. LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama. :. Dimas Hanung Pamungkas. Nomor Mahasiswa. :. 165214075. Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul : EFEK JUMLAH MASSA DAN LAJU ALIRAN AIR TERHADAP UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA Dengan demikian, saya memberikan hak kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam bentuk pangkalan data, mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin kepada saya selama masih mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.. Yogyakarta, 4 November 2019 Penulis. Dimas Hanung Pamungkas 165214075. vi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK Air sebagai kebutuhan pokok manusia, harus berada dalam kondisi yang bersih agar layak dikonsumsi. Akan tetapi, kondisi air yang ada sekarang ini telah tercemari zat-zat atau bahan lain yang menyebabkan kualitas air menurun. Salah satu cara untuk mendapatkan air yang layak untuk dikonsumsi dari air yang terkontaminasi adalah dengan distilasi air energi surya. Jenis distilasi air energi surya yang umum digunakan adalah jenis absorber bak, dan jenis absorber kain. Keunggulan alat distilasi air energi surya jenis absorber bak yaitu tidak adanya kerugian energi panas yang keluar dari alat distilasi. Namun, nilai efisiensi dari jenis tersebut merupakan yang terendah dibandingkan jenis distilasi konvensional lainnya. Sementara itu, alat distilasi air jenis absorber kain memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi. Akan tetapi, terdapat kerugian energi panas berupa air panas yang tidak menguap yang keluar dari alat distilasi. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi distilasi air energi surya dengan mengkombinasikan keunggulan serta meminimalisasikan kekurangan dari kedua jenis alat distilasi air energi surya tersebut. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan membuat model distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat. Sekat terbuat dari alumunium berjumlah 6 buah yang dipasang pada jarak, dan posisi yang sama sepanjang luasan absorber. Luas absorber yaitu 0,40 m2 dengan kemiringan 15°. Variabel yang divariasikan dalam penelitian ini adalah (1) jumlah massa air yang tertampung pada tiap sekat, dan (2) laju aliran air masukan. Untuk mengetahui efek jumlah massa air total terhadap unjuk kerja alat distilasi, diberikan variasi massa air total di tiap sekat sebesar 100 ml, 150 ml, dan 300 ml. Sementara untuk mengetahui efek laju aliran air masukan terhadap unjuk kerja alat distilasi, dilakukan variasi dengan laju aliran sebesar 0,3 l/jam, 0,45 l/jam, dan 0,90 l/jam. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, hasil terbaik diperoleh pada variasi tanpa aliran masukan dengan volume air yang ditampung pada tiap sekat sebesar 100 ml. Variasi tersebut menghasilkan air distilasi sebesar 0,43 l/(jam.m2) dengan efisiensi 67,68%. Sedangkan untuk variasi dengan adanya aliran masukan, hasil terbaik diperoleh pada laju aliran sebesar 0,3 l/jam, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir. Variasi tersebut menghasilkan air distilasi sebesar 0,36 l/(jam.m2) dengan efisiensi 56,68%. Kata kunci : absorber kain bersekat, jumlah massa air, laju aliran, efisiensi.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT Water as a basic necessity for a human must be in a clean condition so that it is suitable for consumption. However, the existing water conditions have been contaminated with substances or other materials which have caused water quality to decline. One way to get water that is suitable for consumption from contaminated water is by water distillation using solar energy (solar still). The type of solar still that is widely used is basin type absorber, and wick type absorber. The advantage of the basin type is that there is no loss of energy coming out of the solar still. However, the efficiency of this type is the lowest compared to other types of conventional solar still. Meanwhile, the water distillation of the wick type has a greater value of efficiency. However, there is a loss of heat energy from the water that does not evaporate that coming out of the solar still. This study aims to improve the efficiency of solar still by combining excellence and minimizing the deficiencies of both types of solar still. This study uses an experimental method by making a model of wick-covered partition solar still. The partition made of aluminum consists of 6 pieces which are installed at the same distance, and the same position throughout the absorber. The area of the absorber is 0.40 m2 with a slope of 15°. The variables varied in this study are (1) the total mass of water stored in each partition, and (2) the flow rate of input water. To determine the effect of the total mass of water on the performance of the solar still, the variation of total mass of water in each partition was 100 ml, 150 ml, and 300 ml. While to determine the effect of the flow rate on the performance of the solar still, variations were carried out with a flow rate of 0.3 l/hour, 0.45 l/hour, and 0.90 l/hour. Based on the research conducted, the best results were obtained in variations without inflow water with the volume of water accommodated in each partition of 100 ml. The variation produces distillation water of 0.43 l/(hour.m2) with an efficiency of 67.68%. As for the variation with the inflow water, the best results are obtained at a flow rate of 0.3 l/hour, and water is removed through the last partition. The variation produces distillation water of 0.36 l/(hour.m2) with an efficiency of 56.68%. Keywords : wick-covered partition, total mass of water, flow rate, efficiency.. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR. Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Mahe Esa, atas berkat, dan kasih yang telah Ia berikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian, dan penulisan naskah Skripsi yang berjudul “Efek Jumlah Massa dan Laju Aliran Air Terhadap Unjuk Kerja Distilasi Air Energi Surya”. Penyusunan skripsi ini dilakukan untuk memenuhi salah satu syarat bagi mahasiswa untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Dalam penyusunannya sendiri, penulis telah melakukan serangkaian penelitian di lapangan maupun di dalam laboratorium. Pada akhirnya, penyusunan naskah skripsi ini dapat terselesaikan berkat kasih Tuhan, dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.. Bapak Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi.. 2.. Bapak Budi Setyahandana, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. 3.. Bapak Ir. P. K. Purwadi, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah banyak memberikan bimbingan, dan dukungan kepada penulis.. 4.. Bapak Ir. F. A. Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing yang dengan penuh kesabaran telah meluangkan waktu, memberikan bimbingan, tenaga, masukan, dan dukungan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan naskah skripsi ini.. 5.. Bapak (Khamami), dan Ibu (Lucia Purwanjaniati) yang telah mendukung penulis dengan memberikan perhatian, dan doa.. 6.. Hanindhiar Ika Pratiwi, dan Irnanda Arif Dharmawan serta seluruh sanak saudara penulis yang dengan penuh perhatian memberikan perhatian, semangat, dan dukungan kepada penulis.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI x. 7.. Maria Scholastica Pangastuti yang telah memberikan semangat, dan banyak dukungan kepada penulis.. 8.. Sahabat penulis : Winih Arga, Wahyu Setyaji, Chandrin Abhinanda, Albertus Satrio, sebagai teman seperjuangan selama proses pembuatan alat, dan pengambilan data.. 9.. Segenap keluarga besar Teknik Mesin yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.. 10. Segenap dosen, dan laboran Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, yang telah membagikan pengalaman, dan ilmu. yang berharga selama. perkuliahan. 11. Staff karyawan Sekertariat Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi yang telah membantu memudahkan proses administrasi, dan kesuksesan penulis. 12. Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung kepada penulis. Penulis sadar masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran, dan kritik untuk kesempurnaan naskah ini. Semoga naskah ini dapat menambah informasi pembaca, dan membawa kemajuan di bidang teknologi.. Yogyakarta, 4 November 2019 Penulis.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN .................................... Error! Bookmark not defined. LEMBAR PENGESAHAN ..................................... Error! Bookmark not defined. LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii ABSTRACT ........................................................................................................ viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1. 1.2. Identifikasi Masalah ................................................................................. 3. 1.3. Rumusan Masalah .................................................................................... 3. 1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3. 1.5. Batasan Masalah ....................................................................................... 4. 1.6. Manfaat Penelitian .................................................................................... 4. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 5 2.1. Penelitian yang Pernah Dilakukan............................................................ 5. 2.2. Landasan Teori ......................................................................................... 6. 2.3. Kerangka Penelitian ............................................................................... 12. 2.4. Hipotesis ................................................................................................. 14. BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................... 15 3.1. Alat Penelitian ........................................................................................ 15. 3.2. Peralatan Pendukung Pengambilan Data ................................................ 17. 3.3. Parameter yang Divariasikan .................................................................. 17. 3.4. Langkah Analisis .................................................................................... 17 xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI xii. 3.5. Variabel yang Diukur ............................................................................. 18. 3.6. Langkah Penelitian ................................................................................. 18. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 20 4.1. Data Penelitian ....................................................................................... 20. 4.2. Hasil Perhitungan ................................................................................... 24. 4.3. Pembahasan ............................................................................................ 29. 4.3.1. Efek Jumlah Massa Air Terhadap Unjuk Kerja Alat Distilasi ........... 29 4.3.2. Efek Laju Aliran Air Terhadap Unjuk Kerja Alat Distilasi ............... 35 4.3.3. Analisis Energi Terhadap Unjuk Kerja Alat Distilasi ........................ 44 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 50 5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 50. 5.2. Saran ....................................................................................................... 51. DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 52 LAMPIRAN ......................................................................................................... 55 Lampiran 1. Foto Alat Penelitian ...................................................................... 55 Lampiran 2. Tabel Sifat Air, dan Uap Jenuh ..................................................... 56 Lampiran 3. Tabel Sifat Air (Cair Jenuh) .......................................................... 57 Lampiran 4. Draf artikel yang telah dideseminasikan dalam ICSAS 2019 ....... 58 Lampiran 5. Sertifikat sebagai pembicara dalam ICSAS 2019 ......................... 69.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL. Tabel 1. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 100 ml (variasi 1a) ............................................................................................ 20 Tabel 2. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 150 ml (variasi 1b) ............................................................................................ 20 Tabel 3. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 300 ml (variasi 1c) ............................................................................................ 21 Tabel 4. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 2a) ............................................................................................ 21 Tabel 5. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 2b) ............................................................................................ 22 Tabel 6. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 3a) ............................................................................................ 23 Tabel 7. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 3b) ............................................................................................ 23 Tabel 8. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,90 l/jam (variasi 3c) ............................................................................................ 24 Tabel 9. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 100 ml (variasi 1a) ............................................................................................ 24 Tabel 10. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 150 ml (variasi 1b) ............................................................................................ 25 Tabel 11. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 300 ml (variasi 1c) ............................................................................................ 25. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI xiv. Tabel 12. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 2a) ............................................................................................ 26 Tabel 13. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 2b) ............................................................................................ 26 Tabel 14. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 3a) ............................................................................................ 27 Tabel 15. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 3b) ............................................................................................ 28 Tabel 16. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,90 l/jam (variasi 3c) ............................................................................................ 28.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR. Gambar 1.. Prinsip dasar distilasi air energi surya (McCluney, 1984). ................ 7. Gambar 2.. Alat distilasi air energi surya jenis (a) bak, dan (b) kain. .................. 9. Gambar 3.. Distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat. ................... 13. Gambar 4.. Arah aliran air pada absorber kain (a) tanpa sekat (b) bersekat. ..... 13. Gambar 5.. Skema alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat dengan aliran zig-zag. ...................................................................... 16. Gambar 6.. Susunan, dan dimensi lampu dalam alat simulasi surya. ................. 16. Gambar 7.. Perbandingan efisiensi berdasarkan jumlah massa air total pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. ................................................................ 29. Gambar 8.. Hasil air distilasi pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. ............................ 30. Gambar 9.. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. ..... 31. Gambar 10. Temperatur absorber pada variasi 1a, 1b, 2a, dan 2b. ..................... 32 Gambar 11. Nilai energi penguapan rata-rata pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. ... 34 Gambar 12. Nilai qkonveksi rata-rata pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. .................... 35 Gambar 13. Perbandingan efisiensi berdasarkan jumlah massa air total pada variasi 1a, 3a, 1b, 3b, 1c, dan 3c. ..................................................... 36 Gambar 14. Hasil air distilasi pada variasi 1a, 3a, 1b, 3b, 1c, dan 3c. ................ 37 Gambar 15. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi 1a, 3a, 1b, 3b, 1c, dan 3c. .............................................................................................. 38 Gambar 16. Temperatur rata-rata air, dan kaca pada variasi 3a, 3b, dan 3c. ....... 39 Gambar 17. Nilai energi penguapan rata-rata pada variasi 1a, 3a, 1b, 3b, 1c, dan 3c. .............................................................................................. 40 Gambar 18. Nilai qkonveksi rata-rata pada variasi 1a, 3a, 1b, 3b, 1c, dan 3c. ........ 41 Gambar 19. Energi rata-rata yang terbuang dari alat distilasi. ............................ 42. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI xvi. Gambar 20. Temperatur rata-rata air masuk, dan air keluar dari alat distilasi. ... 43 Gambar 21. Perbandingan efisiensi pada variasi 2a, 3a, 2b, dan 3b.................... 44 Gambar 22. Hasil air distilasi pada variasi 2a, 3a, 2b, dan 3b. ............................ 45 Gambar 23. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi 2a, 3a, 2b, dan 3b. ..... 47 Gambar 24. Nilai quap rata-rata pada tiap variasi dengan air kotor yang dialirkan secara zig-zag. .................................................................................. 48 Gambar 25. Nilai qkonveksi rata-rata pada tiap variasi dengan air kotor yang dialirkan secara zig-zag. .................................................................. 49.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan kebutuhan pokok manusia yang tidak tergantikan yaitu sebagai air minum. Sekitar 72,4% kandungan dalam tubuh manusia merupakan air (Forbes, 2012). Oleh karena itu, kebutuhan akan air bersih yang layak dikonsumsi menjadi sangat mutlak. Akan tetapi, ketersediaan air bersih menjadi sebuah permasalahan sekarang ini. Kelangkaan air bersih ini diakibatkan oleh semakin banyaknya pencemaran air, baik air tanah maupun air sungai seiring dengan berkembangnya teknologi, dan industri. Pencemaran air ini diakibatkan oleh masuknya zat-zat atau bahan lain ke dalam air dari aktivitas manusia, yang menyebabkan kualitas air menurun hingga tidak dapat berfungsi sesuai peruntukkannya (Goel, 2006). Padahal, masyarakat Indonesia terutama di daerah yang terpencil, terbiasa mengkonsumsi secara langsung air tanah maupun air sungai. Kondisi ini menjadi awal timbulnya berbagai masalah, terutama. permasalahan. yang. berkaitan. dengan. kesehatan. manusia.. Berdasarkan data UNICEF Indonesia sanitasi, dan kebersihan air yang buruk menimbulkan angka kematian anak akibat diare hingga sebesar 88% di seluruh dunia (UNICEF Indonesia, 2012). Salah satu cara untuk mendapatkan air bersih yang bisa langusng dikonsumsi dari air yang telah tercemar adalah melalui proses distilasi air energi surya. Energi surya merupakan salah satu Energi Baru Terbarukan (EBT) yang menjadi alternatif pemerintah untuk mengatasi persoalan kelangkaan energi fosil. Indonesia yang beriklim tropis, menerima intensitas radiasi surya sebesar 4,80 kWh/m2 (Kementerian Energi, dan Sumber Daya Mineral, 2016). Hal ini menunjukkan adanya potensi energi yang cukup besar dari energi surya, bila dimanfaatkan secara optimal. Selain itu, energi surya merupakan energi yang tersedia melimpah, dan dapat dimanfaatkan secara cuma-cuma. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. Pada proses distilasi air energi surya, energi surya digunakan untuk mempercepat proses penguapan, dan pengembunan. Untuk itu, agar kedua proses tersebut dapat berjalan optimal, berbagai variasi alat distilasi telah dibuat (Sodha et al., 1981). Dari semua variasi alat distilasi air energi surya, jenis absorber bak, dan jenis absorber kain adalah yang paling umum digunakan. Distilasi jenis bak merupakan jenis distilasi yang memiliki konstruksi paling sederhana namun nilai efisiensinya lebih rendah dibandingkan distilasi jenis kain (Udhayabharathi et al., 2015). Penelitianpenelitian selanjutnya, mengupayakan peningkatan nilai efisiensi tersebut dengan memodifikasi konstruksi alat agar dapat mengoptimalkan proses penguapan, dan pengembunan yang merupakan dua proses utama dalam distilasi air energi surya. Kombinasi alat distilasi jenis bak, dan jenis kain, menggunakan sekat penampung air sejumlah 6 sekat yang dipasang sepanjang luasan absorber terbukti memberikan kenaikan efisiensi sebesar 60,3% dibandingkan distilasi jenis kain konvensional (Christian, 2018). Untuk meningkatkan nilai unjuk kerja dibandingkan penelitian sebelumnya, maka pada penelitian ini, air akan dipanaskan dalam waktu yang lebih lama secara bertahap dengan cara mengalirkan air masukan secara zig-zag dari sekat pertama, dan tertampung pada sekat terakhir dengan berbagai variasi laju aliran masuk. Pada penelitian ini juga, akan dilakukan variasi bila air masukan yang dialirkan secara zigzag tidak ditampung di sekat terakhir, melainkan dikeluarkan dengan variasi laju aliran minimal agar diperoleh ketebalan air pada kain setipis mungkin. Dengan demikian, diharapkan proses penguapan menjadi lebih cepat, dan hasil yang diperoleh dapat meningkatkan nilai unjuk kerja alat distilasi energi surya jenis absorber kain bersekat..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. 1.2 Identifikasi Masalah Salah satu proses utama dalam distilasi air energi surya adalah penguapan. Proses penguapan sendiri dipengaruhi oleh temperatur zat cair, luas permukaan zat cair, dan jumlah massa air dalam absorber. Agar proses penguapan menjadi optimal, maka digunakan sekat agar tidak terdapat kerugian energi dari air panas yang keluar dari alat distilasi. Di samping itu, kain digunakan untuk memperluas area pemanasan, dan untuk menciptakan lapisan air dengan ketebalan minimum. Pada penelitian ini, akan divariasikan jumlah massa air total dalam absorber yang berpengaruh terhadap proses pemanasan air, serta variasi laju aliran air kotor yang dialirkan dari tiap sekat secara zig-zag, yang bertujuan untuk memperpanjang proses pemanasan air. Kedua variasi tersebut akan diteliti pengaruhnya terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat.. 1.3 Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini yaitu : 1. Bagaimana efek jumlah massa air tiap sekat pada absorber terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat? 2. Bagaimana efek laju aliran air masukan terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat? 3. Bagaimana unjuk kerja yang dihasilkan dengan, dan tanpa adanya kerugian energi dari air yang keluar dari sekat terakhir?. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Menganalisis efek jumlah massa air di tiap sekat pada absorber terhadap unjuk kerja alat distilasi air jenis absorber kain bersekat. 2. Menganalisis efek laju aliran air masukan terhadap unjuk kerja alat distilasi air jenis absorber kain bersekat. 3. Menganalisis unjuk kerja yang dihasilkan dengan, dan tanpa adanya kerugian energi dari air yang keluar dari sekat terakhir..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4. 1.5 Batasan Masalah Agar topik penelitian tidak meluas, dalam penelitian ini penulis membuat batasan-batasan yaitu : 1. Temperatur absorber, dan kaca diasumsikan merata. 2. Luasan alat distilasi air jenis absorber kain bersekat adalah 0,40 m2, terbuat dari multipleks dengan tebal 12 mm, dan menggunakan absorber kain serta dipasang 6 buah sekat alumunium dengan tinggi 2,5 cm sepanjang luasan absorber dengan jarak, dan posisi sekat yang sama yaitu sebesar 11,6 cm. 3. Penelitian dilakukan selama 2 jam menggunakan alat simulasi surya pada temperatur ruangan. Energi panas yang diterima absorber dari lampu pemanas diasumsikan merata, dan konstan. 4. Proses penguapan, dan pengembunan dianalisis menggunakan persamaan Darsey-Weisbach. 5. Rugi-rugi akibat gesekan pada aliran air masukan, dan saluran air keluar diabaikan.. 1.6 Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini yaitu : 1. Diperoleh alat distilasi air jenis absorber kain bersekat yang dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi prototype, dan nantinya dapat diterapkan dalam masyarakat. 2. Menambah kepustakaan teknologi alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II TINJAUAN PUSTAKA BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan Distilasi merupakan proses pemisahan zat cair dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didih, atau berdasarkan kemampuan zat untuk menguap (Wibawa, 2017). Velmurugan, dan Srithar menjelaskan bahwa distilasi merupakan sebuah metode untuk memenuhi kebutuhan manusia akan air bersih yang layak dikonsumsi (Velmurugan, dan Srithar, 2007). Ditambah dengan makin meningkatnya kebutuhan makhluk hidup akan air bersih, dan semakin besarnya angka pencemaran air, distilasi air menjadi solusi yang tepat. Oleh karena itu, beberapa penelitian mengenai alat distilasi air energi surya jenis bak, dan jenis absorber kain beserta variasinya telah dilakukan. Salah satu penelitian tersebut yaitu penelitian pada alat distilasi jenis absorber kain dengan jenis kain ganda (Sodha et al., 1981). Dari penelitian tersebut, diperoleh hasil distilasi sebesar 2,5 liter/(m2.hari), dengan efisiensi keseluruhan sebesar 34%. Distilasi dengan memadukan jenis absorber kain, dan bak telah dilakukan Minasian, dan Al-Karaghouli (Minasian, dan AlKaraghouli, 1995). Jenis ini memberikan hasil 85% lebih banyak dibandingkan distilasi jenis absorber kain maupun jenis bak. Penelitian lain dilakukan menggunakan jenis bak dengan kaca penutup berbentuk piramida. Berdasarkan penelitian tersebut, diperoleh hasil rata-rata optimum sebesar 3,924 L/hari dengan volume total dalam alat sebesar 3 liter (Al-hassan, dan Algarni, 2013). Produktivitas distilasi air energi surya sendiri bergantung pada beberapa parameter seperti kondisi cuaca, posisi alat, kemiringan kaca, kebocoran uap, dan parameter operasional lainnya (Garg, dan Mann, 1977). Mereka menjelaskan bahwa hasil distilasi air energi surya berbanding lurus dengan intensitas total matahari, temperatur udara sekitar, dan kecepatan angin. Akan. 5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. tetapi, produktivitas alat distilasi tidak terpengaruh oleh tekanan uap atmosfer. Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan, faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi alat distilasi air energi surya di antaranya yaitu pengaruh bahan, dan bentuk absorber (Naim, dan Abd El Kawi, 2003). Faktor lainnya yaitu pengaruh kemiringan kaca penutup, dan ketebalan air (Garg, dan Mann, 1977). Penelitian tersebut menunjukkan hasil optimum pada kemiringan kaca sebesar 10°, dan peningkatan hasil yang berbanding lurus dengan penurunan ketebalan air di atas 1 cm. Penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh ketebalan air, dan kemiringan kaca terhadap transfer kalor dilakukan oleh Tiwari, dan Tiwari (2006) serta Ahmed, dan Ibrahim (2016). Faktor ketiga yaitu pengaruh ketebalan kaca penutup (Panchal, dan Shah, 2012). Mereka menjelaskan, peningkatan efisiensi alat distilasi berbanding lurus dengan semakin tipisnya ketebalan kaca. Pada penelitian tersebut, dilakukan pengujian dengan variasi ketebalan kaca sebesar 4 mm, 8 mm, dan 12 mm. Hasil efisiensi optimum diperoleh pada ketebalan kaca penutup 4 mm. Keempat, faktor perbedaan temperatur absorber, dan kaca penutup. Penelitian mengenai perbedaan temperatur absorber, dan kaca penutup (Abdenacer, dan Nafila, 2007) menghasilkan efisiensi yang semakin optimum bila temperatur permukaan absorber semakin tinggi, dan sebaliknya temperatur permukaan embun (kaca penutup) semakin rendah.. 2.2 Landasan Teori Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah disebutkan di atas, distilasi air energi surya menjadi salah satu jalan keluar bagi banyak negara yang kesulitan. mendapatkan. pengaplikasiannya. yang. sumber relatif. air. bersih.. mudah,. Di. distilasi. samping air. energi. proses surya. memanfaatkan sumber energi yang tidak pernah habis, bebas biaya, dan ramah lingkungan (Aburideh et al., 2012). Indonesia. sebagai. salah. satu. negara. berkembang,. juga. mulai. memanfaatkan sumber energi surya untuk proses distilasi air. Wilayah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Indonesia yang terbentang pada garis khatulistiwa, memberikan radiasi matahari rata-rata per hari di Indonesia mencapai nilai 4,80 kWh/m2 (Kementerian Energi, dan Sumber Daya Mineral, 2016). Angka tersebut menunjukkan besarnya potensi energi yang bisa dimanfaatkan secara optimal dalam upaya mendapatkan air bersih melalui distilasi air energi surya. Radiasi elektromagnetik yang dipancarkan matahari tersebut, dikonversi menjadi berbagai bentuk energi lain, salah satunya energi panas. Energi panas ini menjadi faktor pendukung 2 proses utama dalam distilasi air energi surya, yaitu penguapan, dan pengembunan (Alkan, 2003). Gambar 1 menunjukkan prinsip kerja sederhana alat distilasi air energi surya secara umum. Air yang terkontaminasi diletakkan di bawah kaca tembus pandang pada jarak tertentu. Kemudian air akan menyerap panas matahari yang masuk menembus kaca penutup.. Gambar 1. Prinsip dasar distilasi air energi surya (McCluney, 1984). Proses pemanasan ini menyebabkan terjadinya pemisahan molekul air dengan partikel pencemar (Aburideh et al., 2012). Molekul air akan berubah fase dari fase cair menjadi fase uap. Uap air yang terbentuk merupakan air bersih, karena tidak lagi mengandung partikel-partikel pencemar. Kemudian, uap air naik, dan terkondensasi pada permukaan kaca bagian dalam akibat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. tekanan uap yang telah mencapai temperatur pengembunan pada permukaan kaca bagian dalam (Sifat, dan Uddin, 2016). Akibat kemiringan kaca, embun tersebut akan mengalir menuju tempat penampung sebagai air bersih hasil distilasi. Hingga saat ini, alat distilasi air energi surya jenis absorber bak, dan jenis absorber kain merupakan jenis distilasi yang umum digunakan. Di samping karena biaya pembuatan yang relatif rendah, kedua jenis alat distilasi tersebut memiliki konstruksi yang sederhana sehingga tidak diperlukan orang dengan keterampilan tinggi untuk mengoperasikannya (Ahmed, dan Ibrahim, 2016). Gambar 2 (a), dan (b) menunjukkan skema dari kedua jenis alat distilasi menurut Bhattacharyya, 2017. Secara umum, komponen utama alat distilasi air tenaga surya terdiri dari bak air, kaca penutup, saluran masuk air kotor, dan saluran keluar air bersih. Bak air selain berfungsi untuk tempat menampung air kotor, juga berfungsi sebagai absorber untuk menyerap radiasi matahari yang masuk. Sesuai dengan definisi mengenai benda hitam yang memiliki nilai emisifitas 1, maka agar proses penyerapan radiasi matahari menjadi lebih efektif, absorber diberi warna hitam (Tiwari, Singh, dan Tripathi, 2003).. (a).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. (b) Gambar 2. Alat distilasi air energi surya jenis (a) bak, dan (b) kain. Secara rinci, skema alat pada Gambar 2 terdiri dari : (1) kaca penutup, (2) air kotor yang didistilasi, (3) absorber, (4) saluran air hasil distilasi, (5) penampung air bersih, (6) rangka pendukung, (7) tangki air masukan, (8) keran pengatur laju aliran, (9) saluran air yang tidak menguap, (10) penampung air kotor, (11) kain. Bagian yang membedakan antara alat distilasi jenis absorber bak, dan jenis absorber kain adalah sistem pengaturan aliran masuk. Pada jenis bak, tidak ada sistem pengaturan aliran masuk. Akan tetapi, pada distilasi jenis absorber kain, terdapat air masukan yang dialirkan dari bagian atas alat menggunakan keran. Massa air yang dialirkan ini selalu dijaga konstan selama proses distilasi. Kain yang digunakan pada alat distilasi jenis absorber kain berfungsi untuk mendistribusikan air melalui proses kapilaritas kain, ke seluruh bagian permukaan absorber yang terpapar sinar matahari (Sodha et al., 1981). Maka dari itu, agar diperoleh hasil yang optimal, kain harus memiliki nilai absorbtivitas, dan kapilaritas yang baik. Murugavel, dan Srithar melakukan pengujian pada alat distilasi jenis bak menggunakan 5 jenis kain berbeda yaitu kain katun hitam, kain goni ringan, lembaran spons, potongan tebal sabut, dan limbah kapas (Kalidasa Murugavel, dan Srithar, 2011). Berdasarkan penelitian tersebut, mereka menemukan bahwa kain katun hitam merupakan jenis kain yang paling efektif untuk meningkatkan hasil distilasi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. Proses penguapan sebagai salah satu proses utama pada distilasi air energi surya, salah satunya dipengaruhi oleh temperatur air. Semakin tinggi temperatur air maka proses penguapan akan semakin cepat. Tingginya temperatur air dipengaruhi oleh kemampuan kaca untuk mentransmisikan radiasi matahari yang masuk (Panchal, dan Shah, 2012). Selain itu, peningkatan temperatur air juga diperoleh dari panas yang dipancarkan oleh absorber sendiri. Keunggulan pada alat distilasi jenis bak adalah tidak diperlukannya pengaturan laju aliran pada air masukan, dan tidak adanya kerugian panas yang keluar dari alat distilasi. Akan tetapi, konstruksi pada alat distilasi jenis bak memiliki dinding yang cukup tinggi, dan absorber dalam posisi yang tidak sejajar dengan kaca penutup. Kondisi ini menimbulkan efek bayangan pada rentang waktu pemanasan tertentu, sehingga terjadi pengurangan luas permukaan yang terpapar sinar matahari (Sodha et al., 1981). Di samping itu, air pada alat distilasi jenis bak tertampung dengan jumlah massa air yang cukup besar per satauan luas absorber. Tiwari, dan Tiwari menjelaskan, proses pemanasan, dan penguapan air juga dipengaruhi oleh ketebalan air (Tiwari, dan Tiwari, 2006). Mereka menyebutkan, pemanasan dengan volume air yang besar memerlukan waktu lebih lama, meskipun setelah seluruh bagian air terpanaskan, air yang tertampung dalam bak tersebut mampu menyimpan panas. Hal ini menjadikan alat distilasi jenis bak konvensional memiliki efisiensi terendah dibandingkan jenis alat distilasi konvensional lainnya. Keunggulan pada alat distilasi jenis absorber kain terdapat pada konstruksi dinding distilasi yang rendah, serta posisi absorber berada dalam posisi yang sejajar dengan kaca penutup. Hal ini mengakibatkan kerugian akibat efek bayangan menjadi lebih kecil daripada distilasi jenis bak, sehingga luas permukaan air yang terpapar matahari menjadi lebih besar. Selain itu, jumlah massa air per satuan luas absorber jauh lebih rendah dibandingkan jenis bak. Dengan demikian, proses pemanasan, dan penguapan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. pada alat distilasi jenis absorber kain menjadi lebih efektif dibandingkan jenis bak (Bhattacharyya, 2017). Akan tetapi, pada distilasi jenis absorber kain, air masukan yang melewati absorber dalam kondisi mengalir, sehingga tidak semua air dapat teruapkan selama proses pemanasan. Akan ada sejumlah air panas yang keluar dari alat distilasi yang merupakan sebuah kerugian energi (Sifat, dan Uddin, 2016). Kerugian energi tersebut tentu akan menurunkan nilai efisiensi alat distilasi jenis absorber kain. Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan jumlah energi yang digunakan untuk proses penguapan dengan jumlah energi surya yang datang selama proses pemanasan (Arismunandar, 1995) : (1). ∫. dengan mg adalah hasil air distilasi (kg), hfg adalah panas laten penguapan (kJ/kg), AC adalah luasan alat distilasi (m2), G adalah jumlah energi surya yang datang (W/m2), dan dt adalah lama waktu pemanasan (detik). Dalam analisis ini, energi panas yang hilang melalui sisi absorber, dan alasnya dapat diabaikan. Maka, keseimbangan energi pada air (Jansen, 1985) menghasilkan : (2) Sebagian energi panas dari absorber akan dipindahkan ke kaca dengan cara konveksi, radiasi, dan penguapan. Proses perpindahan secara konveksi dapat dihitung dengan persamaan : (. ). (3). dengan qkonv merupakan energi yang terbuang dari kaca ke lingkungan (W/m2), Ta adalah temperatur air (°C), Tk adalah temperatur kaca (°C), Pa, dan Pk adalah tekanan parsial uap air pada temperatur air, dan kaca (N/m2). Sementara itu, energi radiasi kaca ke lingkungan dihitung dengan persamaan : (. ). (4).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. dengan qrad adalah besar radiasi ke lingkungan (W/m2), Stefan Boltzmann (5,67 x 10-8 W/(m2.K4)),. adalah konstanta. adalah nilai emisivitas air.. Energi untuk penguapan (quap) dapat dihitung dengan persamaan : ( (. ) ). (5). Hasil air distilasi dapat dihitung berdasarkan nilai yang diperoleh dari energi penguapan (quap). Laju distilasi (muap) dapat dicari dengan hubungan : (6) Energi yang digunakan selama proses pemanasan (qc) dapat dihitung menggunakan persamaan (7) : (7) dengan mc adalah laju aliran massa air (kg/s), Cp adalah kalor spesifik air pada tekanan konstan (kJ/kg°C), dan ΔT merupakan selisih temperatur air masuk, dan temperatur air keluar alat distilasi (°C).. 2.3 Kerangka Penelitian Alat distilasi yang digunakan pada penelitian ini, memadukan keunggulan dari distilasi air energi surya jenis bak, dan jenis absorber kain. Perpaduan yang dilakukan adalah dengan memberikan sekat-sekat pada absorber, dan memasang kain di antara sekat satu dengan yang lain (Gambar 3). Secara rinci, bagian-bagian yang ditunjukkan dalam Gambar 3 terdiri dari : (1) kaca penutup, (2) absorber, (3) air kotor, (4) kain. Pemberian sekat pada absorber dimaksudkan untuk menampung air agar tidak terdapat rugi-rugi energi berupa air panas yang keluar dari alat distilasi. Melalui sifat kapilaritas kain, maka air yang tertampung pada tiap sekat akan didistribusikan ke bagian yang lebih tinggi. Air yang diserap kain menyebabkan jumlah massa air per satuan luas absorber menjadi kecil. Kecilnya jumlah massa air per satuan luas absorber menyebabkan proses penguapan air berlangsung lebih cepat, sehingga hal tersebut dapat meningkatkan unjuk kerja alat distilasi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. Gambar 3. Distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat.. (a). (b). Gambar 4. Arah aliran air pada absorber kain (a) tanpa sekat (b) bersekat. Selain faktor jumlah massa air total yang dipanaskan, proses penguapan juga dipengaruhi oleh temperatur air. Pada penelitian ini, untuk meningkatkan temperatur air, maka waktu pemanasan air akan diperpanjang dengan mengalirkan air dari sekat pertama ke sekat berikutnya secara zig-zag. Pada Gambar 4, terlihat lintasan air pada distilasi jenis absorber kain sama dengan panjang absorber. Sementara pada alat distilasi jenis absorber kain bersekat,.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. lintasan air menjadi sebesar 6 kali lebar absorber. Di samping itu, air dialirkan dalam laju rendah agar terbentuk ketebalan air yang minimum, sehingga proses penyerapan panas lebih optimal. Maka dari itu, temperatur air akan menjadi lebih tinggi, dan proses penguapan air menjadi lebih optimal. Proses penguapan yang optimal akan meningkatkan air distilasi yang dihasilkan.. 2.4 Hipotesis 1. Jumlah massa air yang semakin rendah pada tiap sekat akan meningkatkan unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat. 2. Laju aliran rendah akan meningkatkan unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat. 3. Hasil distilasi akan mencapai hasil maksimal apabila proses penguapan pada tiap sekat berlangsung dalam kondisi yang relatif sama..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Alat Penelitian Skema alat pada penelitian distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat dengan aliran zig-zag ini terdiri dari 3 konfigurasi, yaitu : 1.. Alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat tanpa adanya aliran air masukan.. 2.. Alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat dengan arah aliran zig-zag, dan air tertampung pada sekat terakhir (Gambar 5).. 3.. Alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat dengan arah aliran zig-zag, dan air keluar dari alat distilasi melalui sekat terakhir (Gambar 5). Bak penampungan air pada alat distilasi air jenis absorber kain bersekat. terbuat dari multipleks berukuran 73 cm x 55 cm dengan tebal 3,6 cm. Absorber terbuat dari plat alumunium dengan ukuran 69 cm x 51 cm. Sebagai isolator, plat alumunium dilapisi menggunakan karet hitam dengan ukuran yang sama setebal 3 mm. Dinding absorber terbuat dari multipleks setebal 3 cm, dan seluruh permukaan bagian dalam, dan luar dinding dilapisi karet hitam setebal 3 mm. Sekat yang digunakkan terbuat dari plat siku alumunium sejumlah 6 buah. Sekat dipasang sepanjang absorber dalam jarak antar sekat yang sama yaitu 11,6 cm, dan tinggi sekat adalah 2,5 cm. Kaca penutup yang digunakan memiliki ketebalan 3 mm. Pengambilan data dilakukan di dalam ruangan menggunakan alat simulasi surya. Alat simulasi surya terdiri dari 6 buah lampu dengan masingmasing lampu memiliki daya sebesar 375 W. Lampu dipasang dalam rangka besi yang diposisikan sejajar dengan kemiringan absorber. Jarak antara lampu dengan kaca penutup adalah 50 cm.. 15.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. Gambar 5. Skema alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat dengan aliran zig-zag. Secara rinci, skema alat pada Gambar 5 terdiri dari : (1) kain, (2) air kotor yang didistilasi, (3) lampu, (4) absorber, (5) penampung air yang tidak menguap, (6) penampung air bersih, (7) selang, (8) penampung air kotor, (9) rangka pendukung, (10) sekat, dan (11) pompa.. Gambar 6. Susunan, dan dimensi lampu dalam alat simulasi surya..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. 3.2 Peralatan Pendukung Pengambilan Data Pada penelitian ini, digunakan beberapa peralatan untuk mendukung proses pengambilan data di antaranya : 1.. Mikrokontroler Arduino, aplikasi software yang digunakan untuk melihat hasil pembacaan sensor-sensor yang digunakan pada penelitian.. 2.. Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS), untuk mengukur temperatur di beberapa titik alat penelitian.. 3.. Sensor Level, untuk mengukur ketinggian air hasil distilasi dalam wadah penampung.. 4.. Solarmeter, untuk mengukur intensitas energi yang dipancarkan lampu pada alat simulasi surya.. 5.. Pompa, untuk mengalirkan air dari bak penampung ke dalam alat distilasi.. 3.3 Parameter yang Divariasikan Terdapat beberapa jenis parameter yang akan divariasikan pada penelitian ini, antara lain : 1.. Variasi dengan jumlah massa air yang tertampung di tiap sekat sebesar 100 ml (variasi 1a), 150 ml (variasi 1b), dan 300 ml (variasi 1c).. 2.. Variasi dengan air masukan yang mengalir melewati tiap sekat secara zig-zag, dan ditampung di sekat terakhir pada laju aliran sebesar 0,30 liter/jam (variasi 2a), dan 0,45 liter/jam (variasi 2b).. 3.. Variasi dengan air masukan yang mengalir melewati tiap sekat secara zig-zag, dan dikeluarkan melalui sekat terakhir pada laju aliran sebesar 0,30 liter/jam (variasi 3a), 0,45 liter/jam (variasi 3b), dan 0,90 liter/jam (variasi 3c).. 3.4 Langkah Analisis Penelitian ini akan menganalisis efek jumlah massa air, dan laju aliran air masukan terhadap unjuk kerja alat distilasi air jenis absorber kain bersekat..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. Secara rinci, analisis yang dilakukan dibagi dalam dua kelompok sebagai berikut : 1.. Untuk mengetahui efek jumlah massa air terhadap unjuk kerja alat distilasi, akan dilakukan perbandingan antara variasi dengan air yang dialirkan secara zig-zag, dan ditampung pada sekat terakhir (variasi 2a, dan 2b) dengan variasi air yang ditampung pada tiap sekat (variasi 1a, dan 1b) pada jumlah massa air total yang sama yaitu 600 ml, dan 900 ml.. 2.. Untuk mengetahui efek laju aliran air terhadap unjuk kerja alat distilasi, akan dilakukan perbandingan antara variasi dengan adanya aliran masukan yang dialirkan secara zig-zag, dan keluar dari sekat terakhir (variasi 3a, 3b, 3c) dengan variasi tanpa adanya aliran masukan (variasi 1a, 1b, 1c).. 3.. Untuk mengetahui efek ada atau tidak adanya kerugian energi terhadap unjuk kerja alat distilasi, akan dilakukan perbandingan antara variasi dengan air yang dialirkan secara zig-zag, dan ditampung pada sekat terakhir (variasi 2a, dan 2b), dengan variasi air kotor yang dialirkan secara zig-zag, dan dikeluarkan dari sekat terakhir (variasi 3a, dan 3b). 3.5 Variabel yang Diukur Pada penelitian ini, terdapat beberapa variabel yang diukur, di antaranya : 1.. Temperatur air masuk, Tin (°C). 2.. Temperatur air keluar, Tout (°C). 3.. Temperatur kaca penutup, TK (°C). 4.. Temperatur absorber, TA (°C). 5.. Volume air yang dihasilkan, m (liter). 6.. Jumlah energi surya yang datang, G (Watt/m2). 7.. Lama waktu pengambilan data, t (detik). 3.6 Langkah Penelitian Penelitian diawali dengan pembuatan alat, dan berakhir pada analisis data. Secara rinci, langkah-langkah penelitian adalah sebagai berikut :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. 1.. Mempersiapkan alat distilasi jenis absorber kain bersekat sesuai dengan Gambar 5 beserta alat simulasi surya.. 2.. Melakukan pengambilan data untuk setiap variasi yang dilakukan yaitu : a.. Variasi dengan air tertampung di tiap sekat sebesar 100 ml (variasi 1a), 150 ml (variasi 1b), dan 300 ml (variasi 1c).. b.. Variasi dengan air masukan yang dialirkan secara zig-zag, dan ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 2a), dan 0,45 l/jam (variasi 2b).. c.. Variasi dengan air masukan dialirkan secara zig-zag, dan dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 3a), 0,45 l/jam (variasi 3b), dan 0,90 l/jam (variasi 3c).. 3.. Pencatatan data dilakukan tiap 10 detik selama 2 jam dalam temperatur ruangan. Data yang dicatat antara lain : temperatur air masuk (Tin), temperatur air keluar (Tout), temperatur kaca penutup (TK), temperatur absorber (TA), energi surya (lampu) yang diterima alat (G), dan jumlah air yang dihasilkan (m).. 4.. Sebelum melakukan pengambilan data untuk setiap variasi, kondisi alat distilasi harus diperiksa untuk memastikan tidak adanya kebocoran, dan sensor yang rusak, serta dilakukan pengaturan laju aliran untuk variasi dengan adanya aliran masuk.. 5.. Melakukan pengolahan, dan analisis data menggunakan persamaan (1) sampai (7)..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Penelitian Pada penelitian ini, dipaparkan hasil pengambilan data yang dilakukan selama 2 jam menggunakan alat simulasi surya dalam temperatur ruangan. Data tersebut dicatat menggunakan sensor tiap 10 detik selama pengambilan data. Selanjutnya, data yang tercatat dalam sensor diambil nilai rata-rata tiap 10 menit. Nilai energi surya yang masuk alat (G), berasal dari radiasi 6 buah lampu yang digunakan, dan dianggap konstan untuk setiap pengambilan data. Tabel 1. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 100 ml (variasi 1a) Menit ke. Temperatur Air (°C). Temperatur Kaca (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 40,27 54,50 63,34 69,78 74,76 78,56 81,47 83,89 85,97 87,74 89,26 90,56. 43,27 56,90 64,13 69,48 73,52 76,85 79,20 81,22 82,73 84,03 85,17 86,08. 0,83 3,36 5,99 7,92 23,95 52,18 83,03 123,46 172,63 204,25 252,92 343,50. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46. Tabel 2. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 150 ml (variasi 1b) Menit ke. Temperatur Air (°C). Temperatur Kaca (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 10 20 30. 37,10 50,88 60,20. 41,86 55,98 63,27. 1,57 3,73 7,36. 400,46 400,46 400,46. 20.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. Tabel 2. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 150 ml (variasi 1b) (lanjutan) Menit ke. Temperatur Air (°C). Temperatur Kaca (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 67,13 72,47 76,57 79,85 82,73 85,13 87,04 88,64 90,14. 68,61 72,77 75,95 78,65 80,91 82,50 83,68 84,47 85,52. 15,16 26,21 46,68 81,54 133,42 170,91 210,72 265,76 337,90. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46. Tabel 3. Data penelitian variasi air tertampung tiap sekat 300 ml (variasi 1c) Menit ke. Temperatur Air (°C). Temperatur Kaca (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 33,18 44,69 53,76 60,98 66,83 71,60 75,49 78,67 81,34 83,69 85,71 87,45. 41,10 54,26 60,26 65,10 69,32 72,69 76,01 78,12 80,24 82,18 83,61 84,64. 2,64 5,23 7,68 9,61 12,76 22,14 49,54 81,54 138,02 169,10 204,56 303,00. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46. Tabel 4. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 2a) Menit ke 10 20. Temperatur Temperatur Temperatur Air Kaca Air Masuk (°C) (°C) (°C) 40.59 55.87. 42.01 57.77. 26.50 26.51. Hasil (ml). G (W/m2). 0.25 2.34. 400,46 400,46.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. Tabel 4. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 2a) (lanjutan) Temperatur Temperatur Temperatur Hasil G Menit ke Air Kaca Air Masuk (ml) (W/m2) (°C) (°C) (°C) 30 64,40 65,02 26,50 4,32 400,46 40 70,34 69,90 26,50 6,42 400,46 50 74,80 73,36 26,51 12,48 400,46 60 77,99 75,80 26,51 44,23 400,46 70 80,45 77,74 26,60 56,89 400,46 80 82,42 79,44 26,67 92,29 400,46 90 84,16 80,94 26,73 141,98 400,46 100 85,60 81,95 26,75 167,63 400,46 110 86,86 82,75 26,75 188,51 400,46 120 87,94 83,47 26,75 265,60 400,46 Tabel 5. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 2b) Menit ke 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. Temperatur Temperatur Temperatur Air Kaca Air Masuk (°C) (°C) (°C) 40,09 54,29 62,78 68,41 72,70 75,71 78,68 80,07 82,46 84,48 84,08 83,88. 42,05 56,90 63,56 67,88 71,51 73,68 75,55 77,03 78,53 80,03 79,39 79,28. 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,76 26,88 26,97 27,00 27,00. Hasil (ml). G (W/m2). 0,61 1,71 5,30 15,79 23,50 31,68 41,48 70,75 130,88 148,51 171,54 207,80. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. Tabel 6. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 3a) Menit ke. T. Air (°C). T. Kaca (°C). T. Air Masuk (°C). T. Air Keluar (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 40,35 55,30 64,04 69,89 74,33 77,64 80,14 82,27 83,88 85,07 86,13 86,94. 41,40 56,61 63,97 68,89 72,33 75,27 77,25 78,59 79,79 80,74 81,71 82,01. 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75 26,75. 26,76 31,53 33,13 33,35 33,11 31,39 30,16 29,30 29,25 29,45 29,22 29,01. 1,49 1,00 2,01 3,16 25,52 32,63 57,15 101,01 149,76 173,63 203,52 286,50. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46. Tabel 7. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 3b) Menit ke. T. Air (°C). T. Kaca (°C). T. Air Masuk (°C). T. Air Keluar (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 40,42 55,19 63,78 69,45 73,42 76,19 78,25 79,94 81,19 82,30 83,43 84,69. 42,37 57,73 64,59 69,01 71,89 73,96 75,54 76,74 77,53 78,23 78,89 79,75. 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,02 27,09 27,21 27,25. 31,29 36,66 39,02 40,63 41,51 41,03 41,05 41,06 40,28 38,02 33,22 29,97. 5,62 12,64 18,10 26,28 23,07 45,25 57,21 108,91 143,94 167,52 181,13 257,20. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. Tabel 8. Data penelitian variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,90 l/jam (variasi 3c) Menit ke. T. Air (°C). T. Kaca (°C). T. Air Masuk (°C). T. Air Keluar (°C). Hasil (ml). G (W/m2). 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 39,84 54,57 63,46 69,13 73,13 76,19 78,33 80,72 82,34 82,97 82,31 82,33. 42,52 57,76 64,15 68,15 70,95 73,37 74,79 76,19 76,98 77,22 77,02 76,96. 27,24 27,23 27,25 27,25 27,25 27,25 27,25 27,25 27,25 27,25 27,25 27,25. 32,94 41,09 46,26 49,73 52,45 53,70 54,47 47,17 34,65 31,30 39,09 60,63. 2,08 14,09 17,16 16,50 25,47 33,74 36,89 52,08 107,62 139,27 154,15 179,50. 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46 400,46. 4.2 Hasil Perhitungan Berdasarkan data-data yang sudah dipaparkan sebelumnya, dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan (1) hingga persamaan (7). Secara rinci, hasil perhitungan tersebut adalah sebagai berikut : Tabel 9. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 100 ml (variasi 1a) Pw Menit ke. Pc. ΔT (°C). qkonv. quap. hfg (kJ/kg). qrad. G. (W/m2). (Pa). md (kg/m2 . 10 menit). η (%). 10. -3,00. 7015. 8226. 2405,6. 1,27. 8,36. -19,15. 400,46. 0,00. 0,17. 20. -2,40. 14893. 16841. 2371,2. 1,89. 24,94. -17,44. 400,46. 0,01. 0,69. 30. -0,79. 23142. 24034. 2349,6. 1,41. 25,77. -6,18. 400,46. 0,01. 1,22. 40. 0,30. 31209. 30791. 2333,6. 0,83. 18,76. 2,47. 400,46. 0,00. 1,60. 50. 1,24. 38810. 36793. 2321,2. 5,87. 155,06. 10,63. 400,46. 0,04. 4,80. 60. 1,71. 45484. 42383. 2311,6. 9,21. 271,91. 15,06. 400,46. 0,07. 10,42. 70. 2,26. 51154. 46705. 2304,2. 9,26. 296,21. 20,41. 400,46. 0,08. 16,53. 80. 2,67. 56257. 50656. 2298,1. 11,35. 387,04. 24,54. 400,46. 0,10. 24,51. 90. 3,25. 60919. 53759. 2292,7. 13,09. 469,78. 30,27. 400,46. 0,12. 34,19.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. Tabel 9. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 100 ml (variasi 1a) (lanjutan) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. 100. 3,71. 65099. 110. 4,09. 120. 4,48. 400,46. 40,37. 39,07. 400,46. 0,12. 49,91. 43,17. 400,46. 0,23. 67,68. qkonv. 56564. 2288,2. 8,05. 301,49. 35,02. 68861. 59096. 2284,3. 11,92. 463,19. 72188. 61175. 2280,9. 21,51. 860,86. (Pa). quap. md (kg/m2 . 10 menit) 0,08. hfg (kJ/kg). qrad. G. (W/m2). η (%). Tabel 10. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 150 ml (variasi 1b) Pw Menit ke. Pc. ΔT (°C). qkonv. quap. hfg (kJ/kg). qrad. G. (W/m2). (Pa). md (kg/m2 . 10 menit). η (%). 10. -4,75. 5947. 7630. 2413,1. 2,74. 15,76. -29,66. 400,46. 0,00. 0,33. 20. -5,11. 12329. 16072. 2380,0. 1,80. 21,43. -36,31. 400,46. 0,01. 0,77. 30. -3,06. 19865. 23058. 2357,3. 2,10. 35,67. -23,48. 400,46. 0,01. 1,50. 40. -1,48. 27660. 29598. 2340,2. 3,56. 76,07. -11,96. 400,46. 0,02. 3,07. 50. -0,30. 35162. 35618. 2326,9. 4,26. 107,13. -2,49. 400,46. 0,03. 5,27. 60. 0,62. 41894. 40821. 2316,6. 7,00. 197,62. 5,38. 400,46. 0,05. 9,34. 70. 1,20. 47952. 45660. 2308,3. 10,83. 335,28. 10,76. 400,46. 0,09. 16,26. 80. 1,81. 53759. 50036. 2301,0. 14,89. 497,38. 16,56. 400,46. 0,13. 26,52. 90. 2,63. 58996. 53282. 2294,9. 10,14. 358,51. 24,42. 400,46. 0,09. 33,88. 100. 3,35. 63409. 55803. 2290,0. 10,29. 379,86. 31,53. 400,46. 0,10. 41,68. 110. 4,17. 67293. 57514. 2285,9. 13,74. 524,17. 39,62. 400,46. 0,14. 52,48. 120. 4,62. 71091. 59876. 2282,0. 17,37. 685,96. 44,36. 400,46. 0,18. 66,61. Tabel 11. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 300 ml (variasi 1c). Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv. quap. qrad. G. md (kg/m2 . 10 menit). η (%). hfg (kJ/kg) (W/m2). (Pa) 10. -7,92. 4882. 7330. 2422,5. 5,30. 26,66. -48,29. 400,46. 0,01. 0,55. 20. -9,58. 8870. 14713. 2395,0. 2,61. 25,87. -65,67. 400,46. 0,01. 1,08. 30. -6,50. 14333. 19924. 2373,0. 1,73. 24,20. -47,79. 400,46. 0,01. 1,57. 40. -4,12. 20640. 25156. 2355,4. 1,06. 18,95. -31,92. 400,46. 0,00. 1,96. 50. -2,50. 27275. 30572. 2341,0. 1,43. 30,74. -20,24. 400,46. 0,01. 2,58. 60. -1,10. 33834. 35502. 2329,1. 3,68. 90,97. -9,22. 400,46. 0,02. 4,45. 70. -0,52. 40035. 40916. 2319,4. 9,53. 264,85. -4,47. 400,46. 0,07. 9,93. 80. 0,55. 45700. 44674. 2311,3. 10,22. 308,14. 4,91. 400,46. 0,08. 16,28.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. Tabel 11. Hasil perhitungan variasi air tertampung tiap sekat 300 ml (variasi 1c) (lanjutan) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv. quap. hfg (kJ/kg). qrad. G. md (kg/m2 . 10 menit). η (%). (W/m2). (Pa) 90. 1,10. 50896. 48700. 2304,6. 16,74. 542,38. 9,98. 400,46. 0,14. 27,48. 100. 1,51. 55817. 52614. 2298,6. 8,63. 297,66. 13,93. 400,46. 0,08. 33,58. 110. 2,10. 60311. 55645. 2293,4. 9,36. 338,83. 19,61. 400,46. 0,09. 40,53. 120. 2,81. 64402. 57896. 2288,9. 24,96. 938,85. 26,62. 400,46. 0,25. 59,91. Tabel 12. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 2a) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv. quap. hfg (kJ/kg). qrad. G. md (kg/m2 . 10 menit). η (%). (W/m2). (Pa) 10. -1,42. 7136. 7694. 2404,8. 0,39. 2,47. -9,01. 400,46. 0,00. 0,05. 20. -1,90. 15977. 17594. 2367,9. 1,49. 20,70. -13,93. 400,46. 0,01. 0,48. 30. -0,63. 24337. 25067. 2347,0. 1,02. 19,35. -4,92. 400,46. 0,00. 0,88. 40. 0,44. 32001. 31375. 2332,2. 0,88. 20,39. 3,64. 400,46. 0,01. 1,29. 50. 1,44. 38870. 36540. 2321,1. 2,22. 58,57. 12,29. 400,46. 0,02. 2,50. 60. 2,19. 44441. 40563. 2313,1. 10,62. 306,05. 19,17. 400,46. 0,08. 8,84. 70. 2,71. 49116. 43981. 2306,8. 3,95. 121,62. 24,19. 400,46. 0,03. 11,34. 80. 2,98. 53120. 47156. 2301,8. 10,43. 339,52. 27,02. 400,46. 0,09. 18,35. 90. 3,23. 56844. 50080. 2297,4. 13,95. 475,72. 29,64. 400,46. 0,12. 28,18. 100. 3,64. 60053. 52144. 2293,7. 6,94. 245,12. 33,81. 400,46. 0,06. 33,21. 110. 4,12. 63000. 53802. 2290,5. 5,48. 199,29. 38,53. 400,46. 0,05. 37,30. 120. 4,47. 65587. 55338. 2287,7. 19,71. 734,80. 42,20. 400,46. 0,19. 52,49. Tabel 13. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 2b) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv. quap. hfg (kJ/kg). qrad. G. (W/m2). (Pa). md (kg/m2 . 10 menit). η (%). 10. -1,97. 6948. 7710. 2406,0. 0,96. 6,07. -12,45. 400,46. 0,00. 0,13. 20. -2,61. 14730. 16837. 2371,8. 0,83. 10,90. -18,94. 400,46. 0,00. 0,35. 30. -0,78. 22528. 23387. 2351,0. 1,96. 35,23. -6,06. 400,46. 0,01. 1,08. 40. 0,53. 29329. 28625. 2337,0. 4,74. 102,08. 4,32. 400,46. 0,03. 3,19.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. Tabel 13. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air ditampung pada sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 2b) (lanjutan) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. hfg (kJ/kg). qkonv. quap. qrad. G. (W/m2). (Pa). md (kg/m2 . 10 menit). η (%). 50. 1,19. 35505. 33705. 2326,4. 3,03. 74,79. 9,97. 400,46. 0,02. 4,72. 60. 2,03. 40413. 37051. 2318,8. 2,94. 78,96. 17,48. 400,46. 0,02. 6,34. 70. 3,13. 45711. 40131. 2311,3. 3,26. 94,42. 27,45. 400,46. 0,02. 8,28. 80. 3,04. 48367. 42702. 2307,8. 9,29. 281,48. 27,00. 400,46. 0,07. 14,10. 90. 3,94. 53204. 45428. 2301,7. 17,95. 576,67. 35,55. 400,46. 0,15. 26,02. 100. 4,45. 57539. 48283. 2296,6. 4,99. 168,66. 40,80. 400,46. 0,04. 29,46. 110. 4,70. 56668. 47051. 2297,6. 6,62. 220,46. 42,84. 400,46. 0,06. 34,04. 120. 4,59. 56217. 46851. 2298,1. 10,47. 347,23. 41,86. 400,46. 0,09. 41,25. Tabel 14. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,30 l/jam (variasi 3a) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv. quap. qrad. G. md (kg/m2 . 10 menit). η (%). hfg (kJ/kg) (W/m2). (Pa) 10. -1,04. 7046. 7445. 2405,4. 2,40. 14,98. -6,60. 400,46. 0,00. 0,31. 20. -1,31. 15519. 16590. 2369,3. -0,36. -4,86. -9,51. 400,46. 0,00. 0,21. 30. 0,07. 23928. 23847. 2347,9. 0,53. 9,88. 0,56. 400,46. 0,00. 0,41. 40. 1,00. 31356. 29976. 2333,4. 0,50. 11,18. 8,19. 400,46. 0,00. 0,64. 50. 2,00. 38100. 34936. 2322,3. 8,41. 216,32. 17,00. 400,46. 0,06. 5,12. 60. 2,37. 43800. 39664. 2313,9. 2,41. 68,58. 20,65. 400,46. 0,02. 6,52. 70. 2,88. 48500. 43103. 2307,6. 7,74. 235,72. 25,64. 400,46. 0,06. 11,39. 80. 3,68. 52798. 45550. 2302,2. 13,12. 420,79. 33,18. 400,46. 0,11. 20,09. 90. 4,09. 56227. 47830. 2298,1. 13,97. 466,78. 37,33. 400,46. 0,12. 29,73. 100. 4,33. 58858. 49692. 2295,1. 6,62. 228,25. 39,87. 400,46. 0,06. 34,42. 110. 4,42. 61277. 51650. 2292,3. 8,05. 285,52. 41,04. 400,46. 0,07. 40,30. 120. 4,93. 63186. 52261. 2290,3. 21,98. 791,83. 46,06. 400,46. 0,21. 56,68.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. Tabel 15. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,45 l/jam (variasi 3b) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv. quap. hfg (kJ/kg). qrad. G. md (kg/m2 . 10 menit). η (%). (W/m2). (Pa) 10. -1,95. 7071. 7839. 2405,2. 8,77. 56,32. -12,36. 400,46. 0,01. 1,17. 20. -2,53. 15435. 17557. 2369,5. 5,08. 69,29. -18,51. 400,46. 0,02. 2,59. 30. -0,81. 23634. 24563. 2348,5. 2,87. 53,42. -6,36. 400,46. 0,01. 3,67. 40. 0,44. 30747. 30143. 2334,5. 3,55. 79,59. 3,59. 400,46. 0,02. 5,30. 50. 1,53. 36642. 34274. 2324,5. -1,23. -31,04. 12,93. 400,46. -0,01. 4,63. 60. 2,23. 41234. 37510. 2317,6. 7,87. 214,17. 19,20. 400,46. 0,06. 9,06. 70. 2,71. 44917. 40112. 2312,4. 4,00. 115,25. 23,76. 400,46. 0,03. 11,43. 80. 3,20. 48118. 42195. 2308,1. 16,51. 497,16. 28,36. 400,46. 0,13. 21,71. 90. 3,66. 50593. 43606. 2305,0. 10,83. 336,46. 32,72. 400,46. 0,09. 28,66. 100. 4,07. 52855. 44880. 2302,1. 7,08. 226,11. 36,64. 400,46. 0,06. 33,31. 110. 4,54. 55246. 46108. 2299,3. 3,98. 130,46. 41,19. 400,46. 0,03. 35,98. 120. 4,94. 58008. 47746. 2296,0. 21,53. 727,72. 45,26. 400,46. 0,19. 51,01. Tabel 16. Hasil perhitungan variasi aliran zig-zag, dan air dikeluarkan melalui sekat terakhir dengan laju aliran air masuk sebesar 0,90 l/jam (variasi 3c) Menit ke. ΔT (°C). Pw. Pc. qkonv hfg (kJ/kg). quap. qrad. G. (W/m2). (Pa). md (kg/m2 . 10 menit). η (%). 10. -2,68. 6860. 7904. 2406,6. 3,29. 20,86. -16,97. 400,46. 0,01. 0,43. 20. -3,19. 14946. 17586. 2371,1. 8,81. 118,63. -23,26. 400,46. 0,03. 2,89. 30. -0,68. 23276. 24047. 2349,3. 1,64. 30,05. -5,33. 400,46. 0,01. 3,48. 40. 0,98. 30302. 28984. 2335,3. -0,29. -6,43. 7,96. 400,46. 0,00. 3,33. 50. 2,18. 36186. 32884. 2325,3. 3,53. 86,95. 18,30. 400,46. 0,02. 5,12. 60. 2,82. 41240. 36565. 2317,6. 2,96. 79,83. 24,26. 400,46. 0,02. 6,75. 70. 3,54. 45060. 38862. 2312,2. 1,07. 30,40. 30,87. 400,46. 0,01. 7,37. 80. 4,54. 49656. 41226. 2306,1. 4,83. 145,97. 40,25. 400,46. 0,04. 10,38. 90. 5,37. 52953. 42612. 2302,0. 16,99. 532,65. 48,10. 400,46. 0,14. 21,40. 100. 5,75. 54268. 43051. 2300,4. 9,55. 303,37. 51,70. 400,46. 0,08. 27,67. 110. 5,29. 52883. 42694. 2302,1. 4,55. 142,73. 47,39. 400,46. 0,04. 30,65. 120. 5,36. 52918. 42586. 2302,1. 7,76. 243,20. 48,08. 400,46. 0,06. 35,69.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. 4.3 Pembahasan Seluruh hasil perhitungan pada Tabel 9 sampai Tabel 16 kemudian akan dipaparkan secara lebih detail pada subbab 4.3 berikut. Berdasarkan persamaan (1), hasil distilasi berbanding lurus dengan efisiensi alat distilasi air energi surya. Oleh karena itu, pada subbab ini pertama-tama menganalisis efisiensi seluruh variasi yang dilakukan pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain bersekat.. Efisiensi (%). 4.3.1. Efek Jumlah Massa Air Terhadap Unjuk Kerja Alat Distilasi 80 70 60 50 40 30 20 10 0. 67,68. 66,61 52,49 41,25. 600. 900 Jumlah Massa Air Total (ml). Variasi air ditampung pada tiap sekat dalam volume yang sama (variasi 1a, 1b). Variasi air dialirkan secara zig-zag, dan ditampung di sekat terakhir (variasi 2a, 2b). Gambar 7. Perbandingan efisiensi berdasarkan jumlah massa air total pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. Gambar 7 menunjukkan perbandingan efisiensi alat distilasi pada jenis variasi air yang ditampung pada tiap sekat tanpa adanya aliran masukan, dengan variasi menggunakan aliran masukan secara zig-zag, dan ditampung pada sekat terakhir. Dari gambar tersebut, efisiensi maksimum diperoleh pada variasi tanpa aliran masukan, baik pada jumlah massa air total sebesar 600 ml, maupun 900 ml..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. 400. Hasil Air Distilasi (ml). 350. 343,5. 337,9. 300. 265,6. 250. 207,8. 200 150 100 50 0 600. 900 Jumlah Massa Air Total (ml). Variasi air ditampung pada tiap sekat dalam volume yang sama (variasi 1a, 1b) Variasi air dialirkan secara zig-zag, dan ditampung di sekat terakhir (variasi 2a, 2b). Gambar 8. Hasil air distilasi pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. Variasi 1a memberikan hasil yang paling optimal untuk alat distilasi energi surya jenis absorber kain bersekat. Hal tersebut dibuktikan dengan hasil air distilasi pada variasi 1a merupakan yang paling besar dibandingkan variasi yang lain (Gambar 8). Tingginya hasil distilasi pada variasi 1a disebabkan oleh kecilnya jumlah massa air pada tiap sekat, yang menyebabkan lapisan air menjadi lebih tipis daripada variasi 1b. Dengan demikian, proses pemanasan air menjadi lebih cepat, dan proses penguapan menjadi lebih optimal (Ladouy, dan Khabbazi, 2015). Unjuk kerja alat distilasi air energi surya sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain beda temperatur antara temperatur kaca, dan temperatur absorber (ΔT), quap, dan qkonveksi. Gambar 9 menunjukkan nilai beda temperatur rata-rata antara temperatur absorber, dan temperatur kaca selama 2 jam durasi pengambilan data. Nilai ΔT ini sangat berpengaruh terhadap proses penguapan, dan pengembunan. Pada beberapa menit pertama, nilai ΔT pada semua variasi bernilai negatif. Hal ini terjadi karena seluruh bagian air belum sepenuhnya terpanasi. Oleh karena itu, temperatur kaca akan lebih tinggi daripada.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. temperatur absorber. Ketika ΔT bernilai positif menandakan mulai diperoleh hasil air distilasi. Semakin besar nilai ΔT menunjukkan temperatur absorber lebih tinggi daripada temperatur kaca. Temperatur absorber yang lebih tinggi daripada temperatur kaca akan meningkatkan laju penguapan yang juga akan meningkatkan hasil distilasi (Abdenacer, dan Nafila, 2007). 6. 4. ΔT (°C). 2 0 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 100 110 120. -2 -4 -6. Waktu (menit) 1a. 1b. 2a. 2b. Gambar 9. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. Dari gambar tersebut, variasi 1b merupakan variasi yang memiliki nilai ΔT paling rendah dibandingkan ketiga variasi yang lain. Hal ini disebabkan oleh jumlah massa air pada tiap sekat pada variasi 1b merupakan yang terbesar, sehingga waktu pemanasan air menjadi lebih lama. Akan tetapi, air yang tertampung pada jumlah besar, dapat berperan sebagai penyimpan panas yang dapat meningkatkan temperatur absorber jika air telah cukup terpanasi. Terlihat bahwa peningkatan nilai ΔT pada variasi 1b merupakan yang tertinggi. Hal tersebutlah yang menyebabkan hasil air distilasi pada variasi 1a, dan 1b lebih baik daripada variasi 2a, dan 2b meskipun memiliki ketebalan yang lebih tinggi. Sementara itu, pada variasi dengan adanya aliran masukan (2a, dan 2b), terlihat bahwa nilai ΔT selalu lebih tinggi daripada variasi dengan air.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. tertampung. Hal tersebut menunjukkan bahwa sebenarnya ada potensi hasil yang lebih baik daripadi variasi dengan air yang tertampung pada tiap sekat. 100 90 Temperatur (°C). 80 70 60 50 40. 30 20 10 0 10. 20. 30. 40. 1a. 50. 60 70 80 Waktu (menit) 1b. 2a. 90. 100 110 120. 2b. Gambar 10. Temperatur absorber pada variasi 1a, 1b, 2a, dan 2b. Air yang dialirkan secara zig-zag bertujuan agar pemanasan air terjadi secara bertahap seiring dengan aliran air dari sekat pertama ke sekat berikutnya. Sehingga terjadi peningkatan temperatur seiring berjalannya air dari sekat pertama ke sekat selanjutnya. Berdasarkan Gambar 10, air yang dialirkan secara zig-zag ternyata tidak memberikan efek pada peningkatan nilai temperatur absorber. Terlihat bahwa temperatur absorber pada variasi 1a, 1b relatif sama dengan variasi 2a, dan 2b. Hal yang membedakan antara variasi 1, dan 2 terdapat pada aliran air. Berdasarkan pengamatan pada saat eksperimen, terlihat bahwa kain di tiap sekat pada variasi 1 dapat terbasahi oleh air. Berbeda dengan variasi 2, terdapat adanya beberapa bagian kain pada tiap sekat yang nampak kering. Pada laju yang lebih rendah (variasi 2a) terdapat hampir 50% bagian kain yang tidak terbasahi, dan pada laju yang lebih besar (variasi 2b) terdapat kurang lebih 25% bagian kain yang tidak terbasahi di tiap sekatnya. Sehingga dapat diketahui bahwa adanya aliran air memberikan pengaruh terhadap proses kapilaritas kain..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. Proses kapilaritas pada kain terjadi akibat adanya serat-serat kain. Seratserat kain tersebut dapat dianalogikan sebagai pipa-pipa kapiler yang tersusun sejajar. Akibat adanya aliran air, menyebabkan terbentuknya ruang vakum pada pangkal pipa yang terletak pada bagian sekat tempat air mengalir. Hal tersebut menyebabkan adanya gaya yang menarik air yang mengalir naik melalui kapilaritas kain, kembali ke bawah. Sehingga proses kapilaritas kain tidak dapat berjalan optimal, dan menyebabkan menurunnya area pemanasan air. Di samping itu, adanya beberapa bagian kain yang tidak terbasahi juga diakibatkan oleh keterbatasan pompa dalam mengalirkan air dalam laju yang rendah. Akibat panas dari lampu, pada saluran air masuk muncul uap air yang menghambat aliran air yang keluar dari pompa. Hal ini menyebabkan terjadinya penurunan laju aliran air yang mengharuskan dilakukan pengaturan kembali di dalam proses pengambilan data. Faktor kedua yang mempengaruhi hasil distilasi adalah quap. Nilai quap menunjukkan besarnya energi rata-rata yang digunakan untuk proses penguapan air (quap) yang merupakan fungsi dari hasil air distilasi. Oleh karena itu, nilai quap dapat menjadi indikator seberapa besar air yang dapat diuapkan. Berdasarkan Gambar 11, nilai quap pada variasi 1a merupakan yang tertinggi. Hasil ini menunjukkan bahwa proses penguapan air pada variasi 1a merupakan yang terbaik. Hal ini juga menunjukkan bahwa pada alat distilasi jenis absorber kain bersekat, proses penguapan terbaik terdapat pada volume air tiap sekat antara 100 ml hingga 150 ml. Variasi dengan aliran masuk memiliki nilai quap yang selalu lebih rendah daripada variasi tanpa aliran masuk. Rendahnya nilai quap ini akibat dari volume air yang tertampung di sekat terakhir cukup besar. Hal tersebut mengakibatkan lapisan air pada sekat terakhir menjadi yang paling tebal daripada lapisan air di sekat-sekat sebelumnya. Maka dari itu, air yang tertampung di sekat terakhir akan memberikan beban pemanasan karena waktu pemanasan air menjadi lebih lama..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. 300. 269,6. 273,6. quap (W/m2). 250. 212,0. 200. 166,4. 150 100 50 0 600. 900 Jumlah Massa Air Total (ml). Variasi air ditampung pada tiap sekat dalam volume yang sama (variasi 1a, 1b) Variasi air dialirkan secara zig-zag, dan ditampung di sekat terakhir (variasi 2a, 2b). Gambar 11. Nilai energi penguapan rata-rata pada variasi 1a, 2a, 1b, dan 2b. Faktor lain yang mempengaruhi hasil akhir distilasi yaitu nilai qkonveksi. Nilai qkonveksi menggambarkan energi yang dipindahkan dari air panas yang tertampung dalam absorber ke permukaan kaca bagian dalam secara konveksi. Pada Gambar 12, terlihat bahwa variasi dengan air yang tertampung memiliki nilai qkonveksi yang lebih tinggi daripada variasi dengan mengalirkan air. Aliran air pada alat penelitian ini justru menurunkan nilai qkonveksi. Hal ini menunjukkan, perpindahan panas yang terjadi ketika air mengalir tidak sebaik bila air ditampung dalam tiap sekat. Nilai quap, dan qkonveksi juga mempengaruhi proses pembentukan embun pada kaca penutup. Pada variasi 1a, dan 1b dengan air tertampung pada tiap sekat berada dalam volume yang sama, menyebabkan jarak antara permukaan air dengan kaca penutup semakin dekat. Dalam pengamatan pada saat eksperimen, hal ini berakibat pada bentuk embun yang dihasilkan yaitu embun jenis droplet. Embun jenis droplet dapat memberikan hasil yang lebih optimal karena setelah embun droplet mengalir ke saluran penampung, permukaan kaca akan menjadi bersih sehingga panas matahari dapat masuk, dan embun baru terbentuk kembali. Akan tetapi, jenis embun ini sekaligus menjadi isolator.