PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(1)

i

PENINGKATAN UNJUK KERJA KOMPOR ENERGI SURYA

JENIS PARABOLA SILINDER MENGGUNAKAN SELUBUNG

VAKUM

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

I PUTU JULIANA EKA PUTRA NIM : 085214054

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

PERFORMANCE ENHANCEMENT OF CYLINDER

PARABOLIC TYPE SOLAR COOKER USING EVACUATED

TUBE

FINAL PROJECT

Presented As Partitial Fulfilment of The Requirement As To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By :

I PUTU JULIANA EKA PUTRA NIM : 085214054

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

INTISARI

Pada umumnya kompor yang tersedia dipasaran menggunakan kayu bakar, batubara minyak bumi ataupun gas alam. Pemakaian kompor masak tersebut mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan. Dampak yang ditimbulkan meliputi polusi udara, menipisnya sumber daya minyak bumi, batubara dan gas alam. Oleh karena itu penggunaan kompor energi surya merupakan alternatif untuk mengatasi dampak yang ditimbulkan oleh kompor yang ada dipasaran. Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m² sehingga kompor ini dapat beroperasi dengan baik di Indonesia.

Tujuan yang ingin dicapai adalah membuat model kompor energi surya jenis parabola silinder dengan absorber yang diberi selubung vakum, meneliti pengaruh penggunaan selubung vakum terhadap daya dan efisiensi yang dihasilkan kompor energi surya jenis parabola silinder. Reflektor kompor surya menggunakan jenis CPC (compound parabolic collector). Kompor surya ini terdiri dari kolektor, absorber dengan selubung vakum, tangki penyimpan panas, panci pemasak, dan tangki ekspansi. Kolektor ini mempunyai luasan reflektor 1,06 m2 , panjang absorber 1,20 m, tangki penyimpan panas berkapasitas 2,8 liter, media penyimpan panas digunakan minyak tumbuhan. Penelitian ini menggunakan 3 variasi tingkat kevakuman absorber adalah -16,9 kPa, -50,8 kPa, dan -67,7 kPa. Variabel yang diukur adalah temperatur fluida masuk absorber, temperatur fluida keluar absorber, temperatur panci pemasak, temperatur air yang dimasak, radiasi harian matahari, dan lama waktu pemanasan air. Efisiensi kolektor awal maksimum yang mampu dihasilkan 10,26% pada tekanan -50,8 kPa dan daya kolektor awal maksimum yang mampu dihasilkan 113,91 watt pada tekanan -50,8 kPa. Sedangkan efisiensi kompor maksimum yang mampu dihasilkan 9,46% pada tekanan -50,8 kPa dan daya kompor maksimum yang mampu dihasilkan 105,06 watt pada tekanan -50,8 kPa.

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya sehingga tugas akhir ini yang berjudul “ Peningkatan Unjuk Kerja Kompor Surya Jenis Parabola Silinder ” dapat diselesaikan dengan baik dan merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Dalam kesempatan ini diucapkan banyak terimakasih atas segala bantuan, saran, fasilitas, dan doa restunya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penulis juga tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

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

3. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

5. Laboran (Ag. Rony Windaryawan) yang telah membantu memberikan ijin dalam menggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

(9)

ix

6. Keluarga besar I Made Kampil, terutama I Made Suweta sebagai wali penulis dan Orang tua yang telah memberikan dorongan dan motivasi yang terbaik buat penulis.

7. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini, seluruh Mahasiswa Universitas Sanata Dharma jurusan teknik mesin angkatan 2008 khususnya Albert Suciadi dan Ignasius Heri Siswanto.

8. Pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah memberikan dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

Yogyakarta, 12 Juli 2012

(10)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

INTISARI ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.l Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 3

1.3 Manfaat ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Dasar Teori ... 5

2.2 Unjuk Kerja.. ... 6

2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan... 8

BAB III. METODE PENELITIAN... 10

(11)

xi

3.2 Variabel Yang Divariasikan ... 11

3.3 Variabel yang Diukur ... 12

3.4 Prosedur Penelitian ... 13

BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN ... 14

4.1 Data Penelitian ... 14 4.2 Perhitungan Data ... 16 4.3 Pembahasan ... 22 BAB V. PENUTUP... 37 5.1 Kesimpulan ... 37 5.2 Saran ... 37 DAFTAR PUSTAKA ... 39 LAMPIRAN.. ... 41

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hari pertama variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan

tekanan -16,9 kPa. 14

Tabel 4.2 Data hari kedua variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan

Tabel 4.3 Data hari ketiga variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan

tekanan -67,7 kPa.(lanjutan) 16

Tabel 4.4 Data hasil perhitungan tekanan 0 kPa. 18

Tabel 4.4 Data hasil perhitungan tekanan 0 kPa.(lanjutan) 19

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan tekanan -16,9 kPa. 19

Tabel 4.7 Data hasil perhitungan tekanan -50,8 kPa. 20

Tabel 4.7 Data hasil perhitungan tekanan -50,8 kPa.(lanjutan) 21

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bagian-bagian kompor surya kolektor parabola silinder. 5 Gambar 3.1 Skema alat kompor surya kolektor parabola silinder. 10 Gambar 3.2 Skema kolektor parabola silinder jenis parabola silinder dan

CPC (Compound Parabolic Collector). 10

Gambar 3.3 Skema absorber dengan selubung kaca. 11

Gambar 3.4 Skema Kompor surya jenis parabola silinder. 13 Gambar 4.1 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kolektor pada

tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa. 23

Gambar 4.2 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kolektor pada

Gambar 4.3 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kolektor pada

Gambar 4.4 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa. 24 Gambar 4.5 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa. 24 Gambar 4.6 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -67,7 kPa. 24 Gambar 4.7 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor pada

Gambar 4.8 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor pada

Gambar 4.9 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor pada

Gambar 4.10 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa. 27 Gambar 4.11 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa. 27 Gambar 4.12 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci

(14)

xiv

Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu dengan daya kolektor pada tekanan

0 kPa dan tekanan -16,9 kPa. 29

Gambar 4.16 Grafik perbandingan waktu dengan daya kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa. 30 Gambar 4.17 Grafik perbandingan waktu dengan daya kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa. 30 Gambar 4.18 Grafik perbandingan waktu dengan daya kompor (panci

pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -67,7 kPa. 30 Gambar 4.19 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan

daya (kolektor dan kompor) rata – rata pada tekanan 0 kPa dan

Gambar 4.20 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) rata – rata pada tekanan 0 kPa dan

Gambar 4.21 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) rata – rata pada tekanan 0 kPa dan

Gambar 4.22 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) yang keluar serta diterima sistem

pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa. 33 Gambar 4.23 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan

daya (kolektor dan kompor) yang keluar serta diterima sistem

daya (kolektor dan kompor) maksimum pada tekanan 0 kPa

dan tekanan -16,9 kPa. 35

Gambar 4.26 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) maksimum pada tekanan 0 kPa

(15)

xv

Gambar 4.27 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) maksimum pada tekanan 0 kPa

(16)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kenaikan harga bahan bakar minyak cenderung meningkat dari waktu ke waktu. Oleh sebab itu tampaknya perlu alternatif energi untuk mengurangi penggunaan bahan bakar minyak. Salah satu hal yang bisa dilakukan untuk mengurangi konsumsi BBM ini adalah dengan memanfaatkan energi surya, yaitu dengan menggunakan kompor matahari atau kompor surya. Cara pemanfaatan energi surya untuk memasak adalah dengan mengkonversi radiasi surya yang datang menjadi panas. Dengan menggunakan kompor surya kita bisa memasak hampir berbagai jenis bahan makanan.

Kompor surya yang paling umum dimasyarakatkan adalah jenis kotak dan jenis parabola piringan. Tempat memasak dengan kompor surya jenis kotak dan jenis parabola piringan adalah di luar ruangan. Dengan kompor surya jenis kolektor parabola silinder ini proses memasak dapat dilakukan di dalam ruangan. Jika dilengkapi dengan penyimpan panas dengan kapasitas yang memadai maka proses memasak dapat dilakukan pada pagi, siang dan malam hari. Cara memasak mengukus, memanggang dan menggoreng dapat dilakukan dengan jenis kompor surya ini.

(17)

Bagian kompor surya yang menerima panas energi surya disebut absorber. Pada kompor surya jenis parabola silinder absorber adalah pipa kolektor. Banyak energi surya yang dapat diserap absorber dan berapa banyak kerugian panas pada absorber akan berpengaruh pada unjuk kerja (efisiensi dan daya) yang dapat dihasilkan kompor surya. Kalor yang keluar dari absorber ke lingkungan disebut sebagai kerugian panas. Unjuk kerja semakin baik apabila semakin kecil kerugian panas yang terjadi dan semakin besar energi surya yang dapat diserap absorber. Kompor surya yang dapat diterapkan di masyarakat ditentukan pada unjuk kerja yang dapat dihasilkan. Untuk memperbesar energi surya yang dapat diserap absorber, umumnya pada bagian absorber dicat hitam. Untuk mengurangi atau memperkecil kerugian panas pada kompor surya, umumnya bagian absorber diberi selubung kaca. Walaupun diberi selubung kaca jika masih terdapat udara di dalamnya kerugian panas masih terjadi. Untuk memperkecil kerugian panas yang terjadi pada bagian absorber, umumnya udara yang ada di dalam selubung harus dikeluarkan (divakum). Kondisi vakum menyerupai seperti penyimpan air panas dirumah tangga (termos), vakum umumnya merupakan kondisi terbaik agar kerugian panas yang terjadi kecil.

(18)

1.2 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu :

1. Membuat kompor surya kolektor parabola silinder dengan absorber menggunakan selubung vakum.

2. Mengetahui efisiensi dan daya yang mampu dihasilkan oleh unjuk kerja kompor surya.

3. Membandingkan hasil yang mampu dicapai oleh kompor surya kolektor parabola silinder.

1.3 Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini :

1. Menambah kepustakaan teknologi kompor tenaga surya.

2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat

prototype dan produk teknologi kompor surya yang dapat diterima

masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan kayu bakar dan minyak bumi sehingga kelestarian hutan dan alam dapat terjaga.

(19)

1.4 Batasan Masalah

Penerapan kompor surya di masyarakat ditentukan oleh unjuk kerja yang dapat dihasilkan. Absorber pada kompor surya jenis parabola silinder umumnya tidak dilengkapi dengan selubung kaca. Penambahan selubung kaca umumnya masih terjadi kerugian panas, hal ini disebabkan masih terdapat udara di dalam selubung kaca. Sehingga pada bagian absorber harus diberi selubung dan udara yang ada di dalam selubung harus dikeluarkan (divakum). Kelebihan kompor surya jenis parabola silinder dengan menggunakan selubung vakum adalah untuk memperkecil kerugian panas pada absorber sehingga menghasilkan unjuk kerja yang semakin baik.

Dari penggunaan selubung vakum kompor surya jenis parabola silinder maka unjuk kerja yang dihasilkan sangat bergantung pada kondisi cuaca dimana kompor surya tersebut digunakan. Untuk daerah yang kondisi cuaca rata-rata tahunannya cerah maka akan lebih baik . Pada penelitian ini akan digunakan 4 (empat) tingkat kevakuman yang berbeda untuk diteliti pengaruhnya terhadap unjuk kerja kompor surya jenis parabola silinder. Unjuk kerja kompor surya dinyatakan dengan temperatur yang dihasilkan dan efisiensi.

(20)

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Kompor surya kolektor parabola silinder (Gambar 2.1) umumnya terdiri dari pipa absorber yang diselubung kaca dan reflektor, panci pemasak dapat ditambahkan pada sebuah tangki penyimpan panas sehingga proses memasak dapat dilakukan pada malam hari. Reflektor berfungsi untuk memperbanyak jumlah radiasi surya yang masuk ke dalam pipa absorber.

Gambar 2.1. Bagian-bagian kompor surya kolektor parabola silinder. Radiasi surya yang masuk ke dalam kolektor diterima oleh pipa absorber yang dikonversi menjadi panas. Panas yang terjadi diambil oleh fluida kerja di dalam pipa absorber sehingga temperatur fluida kerja tersebut naik. Kenaikkan temperatur fluida kerja ini menyebabkan rapat masanya turun sehingga fluida

(21)

kerja dapat mengalir secara alami ke panci pemasak yang berada di atas kolektor. Di dalam panci pemasak terjadi perpindahan sebagian energi sensibel ke dalam bahan makanan yang dimasak, sehingga temperatur fluida kerja yang telah memberikan panas ke makanan menjadi turun. Turunnya temperatur menyebabkan rapat massa fluida kerja di sekitar panci akan naik sehingga secara alami akan mengalir ke bawah (ke arah kolektor/pipa absorber bawah) dan tempatnya digantikan fluida kerja yang bertemperatur lebih tinggi (dari kolektor/pipa absorber atas). Dengan demikian sirkulasi fluida kerja terjadi secara alami tanpa bantuan pompa.

Proses perpindahan kalor pada kompor tenaga surya dapat terjadi melalui tiga cara yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Di mana konduksi merupakan perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya berpindah sedangkan zat perantaranya tidak bergerak, sedangkan konveksi adalah perpindahan panas antara fluida yang bergerak dengan benda padat dan radiasi merupakan perpindahan kalor melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain.

2.2 Unjuk Kerja Kompor Surya

Unjuk kerja kompor surya kolektor parabola silinder ditentukan oleh efisiensi sensibel dan daya sensibel yang dapat dihasilkan. Efisiensi sensibel didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam panci pemasak dari temperatur awal sampai 95℃dengan jumlah energi surya yang datang selama

(22)

interval waktu tertentu. Pemilihan temperatur akhir 95℃ dimaksudkan agar tidak terjadi pendidihan pada kondisi akhir air.

    _t 0 C P W S dt . G A T . C . m _(2.1) dengan : AC : luasan kolektor (m2) CP : panas jenis air (J/(kg.K)) dt : lama waktu pemanasan (detik) G : radiasi surya yang datang (W/m2) mW : laju aliran massa air (kg) ΔT : kenaikan temperatur air (℃)

Daya sensibel adalah laju energi sensibel yang digunakan untuk memanaskan air dan dinyatakan dengan persamaan :

t T . C . m Q_h W P .    (2.2) dengan :

CP : panas jenis air (J/(kg.K)) mW : laju aliran massa air (kg) ΔT : kenaikan temperatur air (K) Δt : lama waktu pemanasan (detik)

Daya sensibel pada kolektor (daya kolektor awal) yaitu daya sensibel pada kompor ditambah dengan daya sensibel yang kembali ke absorber ( daya kolektor akhir) dan dinyatakan dengan persamaan :

(23)

)

(

.

)

(

.

)

(

.

kompor

h

Q

akhir

h

Q

awal

h

Q





_(2.3)

Efisiensi sensibel pada kolektor (efisiensi kolektor awal) yaitu efisiensi sensibel pada kompor ditambah dengan efisiensi sensibel yang kembali ke absorber ( efisiensi kolektor akhir) dan dinyatakan dengan persamaan :

)

(

)

(

)

(

awal

_S

akhir

_S

kompor

S







(2.4)

2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

Masih banyak masyarakat di daerah pedesaan memanfaatkan kayu bakar sebagai bahan bakar untuk memasak. Penggunaan kompor surya merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi pemakaian kayu bakar sehingga dapat mencegah kerusakan hutan dan mengurangi pemakaian minyak bumi untuk memasak. (Suharta et al, 2005). Penggunaan kompor surya jenis kotak dan parabola di India masih dibawah biogas. Hal ini disebabkan cara memasak dengan kompor surya jenis kotak dan parabola berbeda dengan kebiasaan memasak masyarakat India (Jagadeesh, 2000). Kompor surya jenis kolektor datar di India menggunakan panci masak bertekanan, 12 pipa vakum (panjang 1,8 m dan diameter 63,5 mm) dapat mendidihkan air 4 sampai 8 kg dalam waktu 100 menit dan 140 menit untuk massa air 14 kg. Temperatur yang dapat dicapai lebih tinggi dari kompor surya jenis kolektor datar tanpa pipa vakum (250℃) (Kumar et al, 2001). Kompor surya jenis kolektor datar (1,97 m2) menggunakan dua panci pemasak (8 liter) menghasilkan efisiensi sensibel

(24)

antara 0,3 sampai 0,36 dan efisiensi laten sekitar 0,49 (Silva et al, 2005). Penelitian kompor surya jenis kolektor datar (4 m2) di Brazil menggunakan satu tangki penyimpan panas (50 liter), 5 katup kontrol, 3 panci pemasak dan satu oven menghasilkan efisiensi sensibel antara 0,34 sampai 0,38 dan efisiensi laten sekitar 0,30. (Silva et al, 2002). Kelemahan kompor surya jenis kotak dan parabola adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih kompor surya jenis ini tidak dapat menyimpan energi surya yang berlebih (Doraswami, 1994). Kompor surya jenis kolektor datar dengan fluida kerja minyak tumbuhan diperkenalkan ke beberapa negara (India, Mali, Chili dan Argentina). Fluida kerja dapat mencapai temperatur 240℃ pada tekanan udara sekitar (Schwarzer dan Krings, 1996). Kompor surya jenis kolektor datar dengan penyimpan panas dan kolektor yang dilengkapi tabung vakum dan reflektor menghasilkan temperatur antara 130℃ sampai dengan 160℃ (Morrison et al, 1993). Penelitian kompor surya jenis kolektor datar menggunakan tabung vakum dan bahan penyimpan panas yang dapat berubah fasa (erythritol) di Jepang menghasilkan temperatur 110℃ sampai 130℃. Temperatur tangki penyimpan panas setelah melewati malam dapat dipertahankan sekitar 75℃ (Sharma dan Sagara, 2004).

(25)

10

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Skema Alat Penelitian

Kompor surya kolektor parabola silinder pada penelitian ini terdiri dari 2 (dua) konfigurasi alat kompor surya kolektor parabola silinder tidak vakum dan vakum.

Gambar 3.1 Skema alat kompor surya kolektor parabola silinder.

Gambar 3.2 Skema kolektor parabola silinder jenis parabola silinder dan CPC (Compound Parabolic Collector).

KOLEKTOR PARABOLA SILINDER TAMPAK SAMPING TANGKI EKSPANSI TANGKI PENYIMPAN PANAS ABSORBER Reflektor ABSORBER Parabola silinder CPC

(26)

Gambar 3.3 Skema absorber dengan selubung kaca.

Selain alat utama seperti Gambar 3.1, 3.2, dan 3.3, digunakan alat-alat pendukung sebagai berikut :

1. Stopwatch

Digunakan untuk mengukur waktu dari selisih temperatur yang terjadi.

2. Solar meter

Digunakan untuk mengukur intensitas energi surya yang datang. 3. Termokopel

Dipakai untuk megetahui suhu air yang dimasak dan temperatur fluida kerja.

4. Gelas ukur

Dipakai untuk menghitung volume air yang dimasak.

3.2 Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan kompor surya kolektor parabola silinder adalah tingkat kevakuman selubung kaca pada absorber. Terdapat tiga bentuk variasi yang dilakukan. Masing – masing variasi terdiri dari dua alat.

(27)

1. Variasi 1 : variasi absorber tekanan 0 kPa dibandingkan dengan absorber tekanan -16,9 kPa.

3.3 Variabel Yang Diukur

Variabel yang diukur pada penelitian ini :

1. Temperatur fluida kerja masuk pipa absorber (Ti).

2. Radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G). 3. Temperatur fluida kerja keluar pipa absorber (TO).

4. Temperatur air dalam panci pemasak (TW). 5. Temperatur panci pemasak (TS).

6. Lama waktu pemanasan air dalam panci pemasak.

Radiasi surya diukur dengan solar meter. Temperatur diukur dengan termokopel. Penempatan termokopel seperti pada gambar berikut.

(28)

Gambar 3.4 Skema Kompor surya jenis parabola silinder.

3.4 Prosedur Penelitian

Secara rinci prosedur penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Menyiapkan kompor surya jenis parabola silinder masing-masing 2 (dua)

alat.

2. Selubung absorber pada salah satu alat divakum.

3. Tiap 10 menit dilakukan pencatatan TI, TO, Tw, TS dan G. 4. 1 liter air di masukkan ke dalam panci pemasak.

5. Waktu dan temperatur air awal dalam panci pemasak (TW) dicatat.

6. Air yang tersisa dalam panci pemasak setelah beberapa waktu di ukur untuk mengetahui banyak air yang menguap.

(29)

14

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Tabel 4.1 Data hari pertama variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan

-16,9 kPa. Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) 1 0 30.63 28.17 30.67 29.69 32.51 36.20 27.04 29.69 931 2 10 33.45 37.98 32.48 36.26 33.45 48.68 30.67 38.14 942 3 20 42.83 49.58 34.29 38.14 38.14 54.93 34.29 38.14 995 4 30 44.70 51.36 34.29 37.20 40.01 57.60 36.10 38.14 1015 5 40 39.07 50.47 41.54 36.26 40.01 57.60 39.73 36.26 1062 6 50 40.01 55.82 45.16 33.45 40.01 57.60 44.26 30.63 172 7 60 44.70 60.28 44.26 33.45 45.64 70.98 45.16 33.45 1001 8 70 38.14 62.06 57.85 39.07 44.70 69.20 56.94 39.07 1012 9 80 39.07 59.39 57.85 40.01 42.83 65.63 56.94 39.07 136 10 90 40.01 53.14 51.51 40.01 45.64 70.98 52.41 37.20 1012 11 100 42.83 42.44 56.04 43.76 47.52 79.90 61.47 40.95 994 12 110 40.95 64.74 60.57 44.70 43.76 71.88 68.72 46.58 163 13 120 44.70 57.60 59.66 52.21 43.76 66.52 64.19 51.27 1020 14 130 42.83 60.28 57.85 50.33 45.64 70.09 59.66 51.27 1060 15 140 44.70 60.28 60.57 54.08 43.76 69.20 61.47 53.14 1016 16 150 42.83 57.60 51.51 58.77 43.76 67.42 59.66 52.21 1020 17 160 40.95 56.71 60.57 58.77 38.14 58.50 61.47 58.77 150 18 170 44.70 58.50 56.94 57.83 43.76 71.88 56.94 54.08 973 19 180 45.64 63.85 57.85 57.83 44.70 73.66 60.57 55.02 960 20 190 40.01 62.96 63.28 58.77 43.76 73.66 68.72 59.71 240 21 200 45.64 64.74 65.10 60.65 46.58 79.90 70.53 59.71 835 22 210 47.52 64.74 66.00 60.65 44.70 79.01 68.72 60.65 945 23 220 45.64 63.85 66.00 60.65 43.76 76.34 68.72 62.52 940 24 230 50.33 69.20 70.53 65.34 44.70 79.01 73.25 67.21 963 25 240 51.27 71.88 66.00 65.34 45.64 77.23 71.44 67.21 936

Temperatur Selubung Tidak Vakum

(0 kPa) G,

(W/m2) No Waktu,

(menit)

Temperatur Selubung Vakum (16,9 kPa)

(30)

Tabel 4.2 Data hari kedua variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan

-50,8 kPa.

Tabel 4.3 Data hari ketiga variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan

-67,7 kPa. Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) 1 0 30.63 31.74 32.48 32.51 32.51 37.09 31.57 32.51 851 2 10 32.51 37.98 30.67 31.57 36.26 44.22 34.29 36.26 978 3 20 40.01 45.12 32.48 36.26 39.07 53.14 34.29 38.14 940 4 30 43.76 49.58 32.48 37.20 42.83 56.71 32.48 39.07 1032 5 40 44.70 53.14 38.82 36.26 44.70 62.06 37.01 37.20 930 6 50 45.64 56.71 45.16 35.32 45.64 63.85 44.26 35.32 1067 7 60 44.70 57.60 46.07 35.32 45.64 64.74 46.07 35.32 996 8 70 42.83 57.60 49.69 33.45 47.52 66.52 48.79 36.26 1064 9 80 44.70 64.74 58.75 40.01 45.64 65.63 56.04 44.70 630 10 90 43.76 58.50 58.75 42.83 47.52 71.88 54.22 44.70 1013 11 100 45.64 66.52 60.57 44.70 51.27 81.69 59.66 46.58 1030 12 110 43.76 58.50 64.19 47.52 47.52 71.88 64.19 43.76 1031 13 120 43.76 60.28 64.19 50.33 47.52 76.34 66.00 58.77 1064 14 130 45.64 64.74 64.19 52.21 47.52 79.01 66.00 57.83 1034 15 140 45.64 66.52 73.25 57.83 46.58 74.55 72.34 65.34 1004 16 150 42.83 57.60 70.53 60.65 43.76 66.52 68.72 63.46 1010 17 160 44.70 60.28 71.44 63.46 42.83 67.42 59.66 65.34 1020 18 170 44.70 48.68 59.66 65.34 44.70 48.68 66.91 62.52 939 19 180 48.45 57.60 64.19 60.65 42.83 66.52 65.10 54.08 1029 20 190 45.64 64.74 66.00 62.52 45.64 69.20 70.53 54.08 950 21 200 45.64 62.96 66.00 61.59 43.76 74.55 72.34 61.59 982 22 210 45.64 64.74 66.91 60.65 44.70 76.34 73.25 62.52 907 23 220 51.27 70.09 68.72 65.34 46.58 79.01 73.25 67.21 730 24 230 46.58 67.42 66.00 65.34 45.64 77.23 68.72 66.28 905 25 240 45.64 64.74 66.91 66.28 42.83 70.98 68.72 68.15 937 G, (W/m2) Temperatur Selubung Vakum

(50,8 kPa)

No Waktu,

(menit)

Temperatur Selubung Tidak Vakum (0 kPa) Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) 1 0 32.51 34.41 24.33 25.94 30.63 40.66 27.04 25.00 764 2 10 38.14 41.55 27.04 27.82 28.76 49.58 28.86 27.82 838 3 20 40.01 43.33 28.86 28.76 36.26 50.47 29.76 27.82 908 4 30 42.83 48.68 32.48 29.69 37.20 50.47 32.48 29.69 742 5 40 36.26 56.71 37.01 30.63 39.07 55.82 35.20 30.63 770 6 50 35.32 56.71 37.01 33.45 40.95 56.71 37.01 36.26 830 7 60 35.32 56.71 41.54 31.57 43.76 57.60 39.73 35.32 883 8 70 35.32 62.06 43.35 32.51 45.64 62.06 43.35 36.26 907 9 80 35.32 54.93 46.07 36.26 40.01 62.06 45.16 33.45 894 10 90 35.32 70.98 50.60 38.14 46.58 72.77 51.51 35.32 877 11 100 32.51 76.34 56.94 39.07 48.45 77.23 58.75 37.20 910 12 110 35.32 67.42 61.47 43.76 45.64 76.34 65.10 40.95 936 13 120 33.45 71.88 61.47 47.52 46.58 78.12 68.72 45.64 919 G, (W/m2) Temperatur Selubung Vakum

(67,7 kPa)

No Waktu,

(menit)

Temperatur Selubung Tidak Vakum (0 kPa)

(31)

Tabel 4.3 Data hari ketiga variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan

-67,7 kPa.(lanjutan)

4.2 Perhitungan Data

Berdasarkan data hasil variasi vakum perhitungan untuk mengetahui Efisiensi sensibel (S), Daya sensibel (Qh) dapat dilakukan dengan cara

berikut :

Contoh perhitungan diambil dari Tabel 4.2 selubung tidak vakum pada menit ke-20, untuk mengetahui Efisiensi sensibel dan daya sensibel yang dapat dihasilkan oleh alat dapat dilakukan perhitungan seperti berikut :

Data yang diketahui : Ac = 1,06 m2 dt = 600 detik Cp minyak = 2388 J/(kg.K) mw minyak = 0,998 kg G = 936,5 W/m² Cp air = 4200 J/(kg.K) mw air = 1 kg T kolektor = 7,32 K T kompor = 4,69 K Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) Ti (°C) To (°C) Ts (°C) Tw (°C) 14 130 33.45 63.85 63.28 53.14 44.70 76.34 70.53 52.21 913 15 140 33.45 69.20 64.19 55.02 46.58 78.12 71.44 54.08 923 16 150 36.26 76.34 66.91 58.77 46.58 78.12 72.34 59.71 916 17 160 36.26 66.52 70.53 61.59 40.01 70.09 72.34 61.59 920 18 170 38.14 69.20 66.91 63.46 44.70 76.34 71.44 65.34 812 19 180 37.20 73.66 68.72 65.34 45.64 78.12 73.25 67.21 460 20 190 37.20 71.88 68.72 67.21 46.58 77.23 72.34 67.21 811 21 200 38.14 71.88 68.72 68.15 43.76 71.88 73.25 68.15 669 22 210 36.26 73.66 66.00 67.21 46.58 73.66 67.81 68.15 828 23 220 38.14 71.88 67.81 68.15 43.76 69.20 67.81 69.09 402 24 230 33.45 58.50 64.19 67.21 38.14 59.39 63.28 68.15 519 25 240 33.45 54.93 59.66 66.28 38.14 58.50 59.66 66.28 825 No Waktu, (menit)

Temperatur Selubung Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Selubung Vakum

(67,7 kPa) G,

(32)

T kolektoradalah selisih dari rata - rata temperatur absorber sekarang dengan sebelumnya. T kompor adalah selisih temperatur air sekarang dengan sebelumnya pada saat pengambilan data.

1. Untuk mengetahui efisiensi sensibel (S) dapat dilakukan dengan persamaan (2.1). Efisiensi sensibel pada kolektor akhir :



_S

=

0,998 kg x 2388 J/kg K x 6,31 K

1,06 m2_{x 936,5 W/m}2_{x 600 detik}

x 100%

_𝑠 = 2,53 %

2. Efisiensi sensibel pada kompor (panci pemasak) :



S

=

1 kg x 4200 J/kg K x 6,57 K

1,06 m2_{x 936,5 W/m}2_{x 600 detik}

x 100%

_𝑠 = 4,63 %

b. Untuk mengetahui daya sensibel (Qh) dapat dilakukan dengan persamaan (2.2).

1. Daya sensibel pada kolektor akhir :

Q

h

=

0,998 kg x 2388 J/kg K x 6,31 K

600 detik

Q

h = 25,08 watt

2. Daya sensibel pada kompor (panci pemasak) :

Q

h

=

1 kg x 4200 J/kg K x 6,57 K

600 detik

(33)

c. Daya sensibel pada kolektor (daya kolektor awal) dapat dilakukan dengan persamaan (2.3).

Q

_h(awal)

=

25,08 watt

+

45,96 watt

Q

_h(awal)

=

71,04 watt

d. Efisiensi sensibel pada kolektor (efisiensi kolektor awal) dapat dilakukan dengan persamaan (2.4).



_{S (awal)}

=

2,53 %

+

4,63 %



_{S (awal)}

=

7,16%

Data pada Tabel 4.1, 4.2, dan 4.3, dapat dihitung seperti contoh perhitungan di atas. Sehingga hasil dari perhitungan untuk mengetahui daya sensibel pada kolektor dan kompor (panci pemasak), serta efisiensi sensibel pada kolektor dan kompor (panci pemasak) secara keseluruhan disajikan pada tebel berikut :

Data hasil perhitungan hari pertama variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Tabel 4.4 Data hasil perhitungan tekanan 0 kPa.

1 0 931 30.63 28.17 29.69 0 0 0 0 0 0 2 10 942 33.45 37.98 36.26 2.53 25.08 4.63 45.96 7.16 71.04 3 20 995 42.83 49.58 38.14 4.06 41.66 1.28 13.13 5.34 54.79 4 30 1015 44.70 51.36 37.20 0.68 7.27 -0.62 -6.57 0.07 0.70 5 40 1062 39.07 50.47 36.26 -1.18 -12.95 -0.60 -6.57 -1.77 -19.51 6 50 172 40.01 55.82 33.45 1.91 12.49 -3.01 -19.70 -1.10 -7.21 7 60 1001 44.70 60.28 33.45 2.92 18.17 0.00 0.00 2.92 18.17 8 70 1012 38.14 62.06 39.07 -0.89 -9.50 3.69 39.40 2.80 29.90 9 80 136 39.07 59.39 40.01 -0.57 -3.45 1.08 6.57 0.51 3.11 10 90 1012 40.01 53.14 40.01 -1.73 -10.54 0.00 0.00 -1.73 -10.54 11 100 994 42.83 42.44 43.76 -1.47 -15.67 2.47 26.26 1.00 10.59 12 110 163 40.95 64.74 44.70 6.61 40.56 1.07 6.57 7.69 47.13 13 120 1020 44.70 57.60 52.21 -1.07 -6.72 8.38 52.53 7.31 45.81 No Waktu, menit

Temperatur °C Kolektor Akhir Kompor

Ti °C To °C Tw °C s % Qh watt s % Qh watt G, W/m2 Kolektor Awal s % Qh watt

(34)

Tabel 4.4 Data hasil perhitungan tekanan 0 kPa. (lanjutan)

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan tekanan -16,9 kPa.

Data hasil perhitungan hari kedua variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa. 14 130 1060 42.83 60.28 50.33 0.14 1.59 -1.19 -13.13 -1.05 -11.54 15 140 1016 44.70 60.28 54.08 0.34 3.73 2.39 26.26 2.73 29.99 16 150 1020 42.83 57.60 58.77 -0.84 -9.04 3.04 32.83 2.20 23.79 17 160 150 40.95 56.71 58.77 -0.89 -5.50 0.00 0.00 -0.89 -5.50 18 170 973 44.70 58.50 57.83 1.85 10.99 -1.10 -6.57 0.74 4.43 19 180 960 45.64 63.85 57.83 1.22 12.49 0.00 0.00 1.22 12.49 20 190 240 40.01 62.96 58.77 -2.04 -12.95 1.03 6.57 -1.00 -6.38 21 200 835 45.64 64.74 60.65 2.58 14.72 2.30 13.13 4.89 27.85 22 210 945 47.52 64.74 60.65 0.39 3.73 0.00 0.00 0.39 3.73 23 220 940 45.64 63.85 60.65 -0.55 -5.50 0.00 0.00 -0.55 -5.50 24 230 963 50.33 69.20 65.34 1.98 19.94 3.26 32.83 5.23 52.77 25 240 936 51.27 71.88 65.34 0.71 7.18 0.00 0.00 0.71 7.18 0.70 5.32 1.17 10.40 1.87 15.72 Kolektor Akhir Kompor Kolektor Awal Ti °C To °C Tw °C s % Qh watt s % Qh watt s % Qh watt Rata - rata No Waktu, menit G, W/m2 Temperatur °C 1 0 931 32.51 36.20 29.69 0 0 0 0 0 0 2 10 942 33.45 48.68 38.14 2.69 26.66 5.95 59.09 8.64 85.76 3 20 995 38.14 54.93 38.14 2.12 21.72 0.00 0.00 2.12 21.72 4 30 1015 40.01 57.60 38.14 0.85 9.04 0.00 0.00 0.85 9.04 5 40 1062 40.01 57.60 36.26 0.00 0.00 -1.19 -13.13 -1.19 -13.13 6 50 172 40.01 57.60 30.63 0.00 0.00 -6.02 -39.40 -6.02 -39.40 7 60 1001 45.64 70.98 33.45 6.07 37.75 3.17 19.70 9.24 57.45 8 70 1012 44.70 69.20 39.07 -0.51 -5.41 3.69 39.40 3.19 33.99 9 80 136 42.83 65.63 39.07 -1.78 -10.81 0.00 0.00 -1.78 -10.81 10 90 1012 45.64 70.98 37.20 2.67 16.22 -2.16 -13.13 0.51 3.09 11 100 994 47.52 79.90 40.95 2.02 21.44 2.47 26.26 4.49 47.71 12 110 163 43.76 71.88 46.58 -3.82 -23.40 6.42 39.40 2.61 16.00 13 120 1020 43.76 66.52 51.27 -1.70 -10.63 5.24 32.83 3.54 22.20 14 130 1060 45.64 70.09 51.27 0.98 10.81 0.00 0.00 0.98 10.81 15 140 1016 43.76 69.20 53.14 -0.50 -5.50 1.19 13.13 0.69 7.63 16 150 1020 43.76 67.42 52.21 -0.33 -3.54 -0.61 -6.57 -0.94 -10.11 17 160 150 38.14 58.50 58.77 -4.66 -28.89 7.41 45.96 2.75 17.07 18 170 973 43.76 71.88 54.08 6.34 37.75 -5.52 -32.83 0.83 4.92 19 180 960 44.70 73.66 55.02 0.53 5.41 0.64 6.57 1.17 11.97 20 190 240 43.76 73.66 59.71 -0.29 -1.86 5.16 32.83 4.87 30.97 21 200 835 46.58 79.90 59.71 3.16 17.99 0.00 0.00 3.16 17.99 22 210 945 44.70 79.01 60.65 -0.58 -5.50 0.70 6.57 0.11 1.07 23 220 940 43.76 76.34 62.52 -0.72 -7.18 1.31 13.13 0.60 5.95 24 230 963 44.70 79.01 67.21 0.71 7.18 3.26 32.83 3.97 40.01 25 240 936 45.64 77.23 67.21 -0.17 -1.68 0.00 0.00 -0.17 -1.68 0.55 4.48 1.30 10.94 1.84 15.43 Qh watt Ti °C Qh watt No G, W/m2 To °C Rata - rata s % Tw °C Kolektor Awal s % Qh watt Waktu, menit Temperatur °C Kompor s % Kolektor Akhir

(35)

Tabel 4.7 Data hasil perhitungan tekanan -50,8 kPa.

1 0 851 30.63 31.74 32.51 0 0 0 0 0 0 2 10 978 32.51 37.98 31.57 1.66 16.13 -0.68 -6.57 0.99 9.56 3 20 940 40.01 45.12 36.26 2.86 29.08 3.23 32.83 6.09 61.91 4 30 1032 43.76 49.58 37.20 1.56 16.31 0.63 6.57 2.19 22.88 5 40 930 44.70 53.14 36.26 0.86 8.95 -0.63 -6.57 0.23 2.38 6 50 1067 45.64 56.71 35.32 0.85 8.95 -0.62 -6.57 0.23 2.38 7 60 996 44.70 57.60 35.32 -0.01 -0.09 0.00 0.00 -0.01 -0.09 8 70 1064 42.83 57.60 33.45 -0.34 -3.73 -1.20 -13.13 -1.54 -16.86 9 80 630 44.70 64.74 40.01 1.99 17.90 5.12 45.96 7.11 63.86 10 90 1013 43.76 58.50 42.83 -1.64 -14.26 2.26 19.70 0.62 5.43 11 100 1030 45.64 66.52 44.70 1.82 19.67 1.21 13.13 3.03 32.80 12 110 1031 43.76 58.50 47.52 -1.80 -19.67 1.80 19.70 0.00 0.03 13 120 1064 43.76 60.28 50.33 0.32 3.54 1.77 19.70 2.09 23.24 14 130 1034 45.64 64.74 52.21 1.13 12.58 1.18 13.13 2.31 25.72 15 140 1004 45.64 66.52 57.83 0.33 3.54 3.65 39.40 3.98 42.94 16 150 1010 42.83 57.60 60.65 -2.18 -23.30 1.85 19.70 -0.34 -3.61 17 160 1020 44.70 60.28 63.46 0.84 9.04 1.83 19.70 2.67 28.74 18 170 939 44.70 48.68 65.34 -2.22 -23.03 1.26 13.13 -0.95 -9.90 19 180 1029 48.45 57.60 60.65 2.41 25.17 -3.15 -32.83 -0.73 -7.66 20 190 950 45.64 64.74 62.52 0.82 8.58 1.25 13.13 2.07 21.72 21 200 982 45.64 62.96 61.59 -0.35 -3.54 -0.64 -6.57 -0.99 -10.11 22 210 907 45.64 64.74 60.65 0.35 3.54 -0.66 -6.57 -0.30 -3.02 23 220 730 51.27 70.09 65.34 2.51 21.81 3.78 32.83 6.30 54.64 24 230 905 46.58 67.42 65.34 -1.69 -14.63 0.00 0.00 -1.69 -14.63 25 240 937 45.64 64.74 66.28 -0.74 -7.18 0.67 6.57 -0.06 -0.61 0.39 3.97 1.00 9.85 1.39 13.82 Qh watt Waktu, menit Temperatur °C G, W/m2 Ti °C To °C Tw °C Rata - rata No

Kolektor Akhir Kompor

s % Qh watt s % Qh watt Kolektor Awal s % 1 0 851 32.51 37.09 32.51 0 0 0 0 0 0 2 10 978 36.26 44.22 36.26 2.23 21.62 2.71 26.26 4.94 47.89 3 20 940 39.07 53.14 38.14 2.29 23.30 1.29 13.13 3.58 36.44 4 30 1032 42.83 56.71 39.07 1.39 14.54 0.63 6.57 2.02 21.10 5 40 930 44.70 62.06 37.20 1.38 14.35 -1.26 -13.13 0.12 1.22 6 50 1067 45.64 63.85 35.32 0.51 5.41 -1.24 -13.13 -0.73 -7.73 7 60 996 45.64 64.74 35.32 0.16 1.77 0.00 0.00 0.16 1.77 8 70 1064 47.52 66.52 36.26 0.67 7.27 0.60 6.57 1.27 13.83 9 80 630 45.64 65.63 44.70 -0.61 -5.50 6.58 59.09 5.97 53.60 10 90 1013 47.52 71.88 44.70 1.85 16.13 0.00 0.00 1.85 16.13 11 100 1030 51.27 81.69 46.58 2.49 26.94 1.21 13.13 3.70 40.07 12 110 1031 47.52 71.88 43.76 -2.47 -26.94 -1.80 -19.70 -4.27 -46.64 13 120 1064 47.52 76.34 58.77 0.80 8.86 9.46 105.06 10.26 113.91 14 130 1034 47.52 79.01 57.83 0.48 5.31 -0.59 -6.57 -0.11 -1.25 15 140 1004 46.58 74.55 65.34 -0.99 -10.72 4.86 52.53 3.87 41.81 16 150 1010 43.76 66.52 63.46 -2.02 -21.53 -1.23 -13.13 -3.25 -34.66 17 160 1020 42.83 67.42 65.34 -0.01 -0.09 1.22 13.13 1.21 13.04 18 170 939 44.70 48.68 62.52 -3.22 -33.48 -1.90 -19.70 -5.12 -53.17 19 180 1029 42.83 66.52 54.08 3.04 31.70 -5.67 -59.09 -2.63 -27.39 20 190 950 45.64 69.20 54.08 1.04 10.90 0.00 0.00 1.04 10.90 Qh watt s % No Waktu, menit G, W/m2 Kolektor Akhir Temperatur °C Ti °C To °C Tw °C Kompor s % Qh watt Kolektor Awal s % Qh watt

(36)

Tabel 4.7 Data hasil perhitungan tekanan -50,8 kPa. (lanjutan)

Data hasil perhitungan hari ketiga variasi vakum dengan tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

21 200 982 43.76 74.55 61.59 0.67 6.90 5.13 52.53 5.80 59.43 22 210 907 44.70 76.34 62.52 0.54 5.41 0.66 6.57 1.20 11.97 23 220 730 46.58 79.01 67.21 1.04 9.04 3.78 32.83 4.83 41.87 24 230 905 45.64 77.23 66.28 -0.62 -5.41 -0.76 -6.57 -1.38 -11.97 25 240 937 42.83 70.98 68.15 -1.84 -17.99 1.35 13.13 -0.50 -4.86 0.37 3.66 1.04 10.40 1.41 14.05 s % Qh watt s % Qh watt s % Qh watt Kolektor Akhir Kompor Kolektor Awal No Waktu, menit G, W/m2 Temperatur °C Ti °C To °C Tw °C Rata - rata 1 0 764 32.51 34.41 25.94 0 0 0 0 0 0 2 10 838 38.14 41.55 27.82 2.99 25.35 1.55 13.13 4.53 38.48 3 20 908 40.01 43.33 28.76 0.79 7.27 0.71 6.57 1.50 13.83 4 30 742 42.83 48.68 29.69 1.85 16.22 0.75 6.57 2.61 22.78 5 40 770 36.26 56.71 30.63 0.36 2.90 0.82 6.57 1.18 9.47 6 50 830 35.32 56.71 33.45 -0.22 -1.86 2.32 19.70 2.10 17.84 7 60 883 35.32 56.71 31.57 0.00 0.00 -1.45 -13.13 -1.45 -13.13 8 70 907 35.32 62.06 32.51 1.12 10.63 0.69 6.57 1.81 17.20 9 80 894 35.32 54.93 36.26 -1.48 -14.17 2.75 26.26 1.27 12.09 10 90 877 35.32 70.98 38.14 3.40 31.89 1.40 13.13 4.80 45.02 11 100 910 32.51 76.34 39.07 0.53 5.04 0.69 6.57 1.23 11.61 12 110 936 35.32 67.42 43.76 -1.24 -12.13 3.36 32.83 2.12 20.70 13 120 919 33.45 71.88 47.52 0.52 5.13 2.67 26.26 3.19 31.40 14 130 913 33.45 63.85 53.14 -1.64 -15.94 4.06 39.40 2.42 23.45 15 140 923 33.45 69.20 55.02 1.09 10.63 1.35 13.13 2.44 23.76 16 150 916 36.26 76.34 58.77 2.03 19.76 2.69 26.26 4.72 46.02 17 160 920 36.26 66.52 61.59 -2.00 -19.49 2.02 19.70 0.02 0.21 18 170 812 38.14 69.20 63.46 0.98 9.04 1.43 13.13 2.42 22.17 19 180 460 37.20 73.66 65.34 1.04 6.99 1.95 13.13 2.99 20.13 20 190 811 37.20 71.88 67.21 -0.53 -3.54 1.95 13.13 1.42 9.59 21 200 669 38.14 71.88 68.15 0.24 1.86 0.84 6.57 1.07 8.43 22 210 828 36.26 73.66 67.21 -0.02 -0.18 -0.83 -6.57 -0.85 -6.75 23 220 402 38.14 71.88 68.15 0.03 0.18 1.01 6.57 1.04 6.75 24 230 519 33.45 58.50 67.21 -7.35 -35.89 -1.35 -6.57 -8.70 -42.45 25 240 825 33.45 54.93 66.28 -0.99 -7.09 -0.92 -6.57 -1.92 -13.65 0.06 1.78 1.27 11.76 1.33 13.54 To °C Tw °C s % Qh watt s % Qh watt

Kolektor Akhir Kompor Kolektor Awal

s % Qh watt Rata - rata G, W/m2 No Waktu, menit Temperatur °C Ti °C

(37)

Tabel 4.9 Data hasil perhitungan tekanan - 67,7 kPa.

4.3 Pembahasan

Hasil perhitungan akan dibandingkan untuk mempermudah melihat perbedaan setiap variasi. Data hasil perhitungan yang dibandingkan disajikan pada Gambar grafik dan diagram berikut :

1 0 764 30.63 40.66 25.00 0 0 0 0 0 0 2 10 838 28.76 49.58 27.82 1.65 13.99 2.32 19.70 3.97 33.69 3 20 908 36.26 50.47 27.82 1.80 16.67 0.00 0.00 1.80 16.67 4 30 742 37.20 50.47 29.69 0.21 1.86 1.50 13.13 1.71 14.99 5 40 770 39.07 55.82 30.63 1.79 14.35 0.82 6.57 2.61 20.92 6 50 830 40.95 56.71 36.26 0.65 5.50 4.65 39.40 5.29 44.89 7 60 883 43.76 57.60 35.32 0.81 7.36 -0.72 -6.57 0.09 0.79 8 70 907 45.64 62.06 36.26 1.33 12.58 0.69 6.57 2.02 19.15 9 80 894 40.01 62.06 33.45 -1.17 -11.18 -2.06 -19.70 -3.23 -30.88 10 90 877 46.58 72.77 35.32 3.65 34.30 1.40 13.13 5.05 47.43 11 100 910 48.45 77.23 37.20 1.33 12.58 1.39 13.13 2.72 25.72 12 110 936 45.64 76.34 40.95 -0.75 -7.36 2.68 26.26 1.93 18.90 13 120 919 46.58 78.12 45.64 0.55 5.41 3.34 32.83 3.89 38.24 14 130 913 44.70 76.34 52.21 -0.75 -7.27 4.73 45.96 3.99 38.69 15 140 923 46.58 78.12 54.08 0.75 7.27 1.35 13.13 2.10 20.40 16 150 916 46.58 78.12 59.71 0.00 0.00 4.04 39.40 4.04 39.40 17 160 920 40.01 70.09 61.59 -2.98 -28.98 1.35 13.13 -1.63 -15.85 18 170 812 44.70 76.34 65.34 2.37 21.72 2.86 26.26 5.23 47.98 19 180 460 45.64 78.12 67.21 0.80 5.41 1.95 13.13 2.75 18.54 20 190 811 46.58 77.23 67.21 0.01 0.09 0.00 0.00 0.01 0.09 21 200 669 43.76 71.88 68.15 -2.07 -16.22 0.84 6.57 -1.23 -9.65 22 210 828 46.58 73.66 68.15 1.15 9.13 0.00 0.00 1.15 9.13 23 220 402 43.76 69.20 69.09 -2.22 -14.45 1.01 6.57 -1.21 -7.88 24 230 519 38.14 59.39 68.15 -6.28 -30.66 -1.35 -6.57 -7.63 -37.23 25 240 825 38.14 58.50 66.28 -0.25 -1.77 -1.84 -13.13 -2.09 -14.90 0.10 2.10 1.29 12.04 1.39 14.13 No Waktu, menit s % Qh watt Kompor

Temperatur °C Kolektor Akhir

Ti °C Rata - rata s % Qh watt To °C Tw °C G, W/m2 Kolektor Awal s % Qh watt

(38)

Gambar 4.1 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Gambar 4.2 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.3 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 T em p er a tu r ( C) Waktu (menit) Temperatur Kolektor Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Kolektor Vakum (16,9 kPa) 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 T em p er a tu r ( C) Waktu (menit) Temperatur Kolektor Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Kolektor Vakum (50,8 kPa) 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 T em p er a tu r ( C) Waktu (menit) Temperatur Kolektor Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Kolektor Vakum (67,7 kPa)

(39)

Gambar 4.4 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur air pada kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Gambar 4.5 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur air pada kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.6 Grafik perbandingan waktu dengan temperatur air pada kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 T em p er a tu r ( C) Waktu (menit) Temperatur Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Kompor Vakum (16,9 kPa) 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 T em p er a tu r ( C) Waktu (menit) Temperatur Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Kompor Vakum (50,8 kPa) 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 T em p er a tu r ( C) Waktu (menit) Temperatur Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Temperatur Kompor Vakum (67,7 kPa)

(40)

Berdasarkan Gambar 4.1, 4.2, dan 4.3 di atas dapat disimpulkan bahwa dengan selubung vakum dapat meningkatkan temperatur kolektor. Pada vakum 16,9 kPa temperatur maksimumnya 63,71 °C, vakum 50,8 kPa temperatur maksimumnya 66,48 °C dan vakum 67,7 kPa temperatur maksimum 62,84 °C. Dengan menggunakan selubung vakum kerugian panas secara konveksi dari kaca ke absorber akan menjadi kecil. Temperatur Gambar 4.2 meningkat 1,05 kali lebih baik dari Gambar 4.1 dan temperatur Gambar 4.3 meningkat 1,01 kali lebih baik dari Gambar 4.2.

Berdasarkan Gambar 4.4, 4.5, dan 4.6 di atas dapat disimpulkan bahwa temperatur maksimum yang dapat dicapai kompor (panci pemasak) lebih tinggi. Pada vakum 16,9 kPa temperatur maksimumnya 67,21 °C, vakum 50,8 kPa temperatur maksimumnya 68,15 °C, dan vakum 67,7 kPa temperatur maksimum yang dapat dicapai 69,09 °C. Pada vakum 67,7 kPa menghasilkan temperatur tertinggi dikarenakan panas yang dihasilkan kolektor diserap dengan baik oleh fluida kerja di dalam pipa absorber, sehingga temperatur fluida kerja tersebut naik. Kenaikkan temperatur fluida kerja ini menyebabkan rapat massanya turun. Turunnya rapat massa mengakibatkan fluida kerja dapat mengalir secara alami ke panci pemasak yang berada di sebelah atas kolektor, dari panci pemasak fluida kerja akan kembali ke absorber bagian bawah.

(41)

Gambar 4.7 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Gambar 4.8 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.9 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

-6.00 -4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 E fi si en si ( %) Waktu (menit) Efisiensi Kolektor Awal Tidak Vakun (0 kPa) Efisiensi Kolektor Awal Vakun (16,9 kPa) -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 E fi si en si ( %) Waktu (menit) Efisiensi Kolektor Awal Tidak Vakun (0 kPa) Efisiensi Kolektor Awal Vakun (50,8 kPa) -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 E fi si en si ( %) Waktu (menit) Efisiensi Kolektor Awal Tidak Vakun (0 kPa)

Efisiensi Kolektor Awal Vakun (67,7 kPa)

(42)

Gambar 4.10 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Gambar 4.11 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.12 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

Berdasarkan Gambar 4.7, 4.8, dan 4.9 perbandingan waktu dengan efisiensi kolektor awal terlihat bernilai negatif dan positif. Efisiensi maksimum

-5.00 -3.00 -1.00 1.00 3.00 5.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 E fi si en si ( %) Waktu (menit) Efisiensi Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Efisiensi Kompor Vakum (16,9 kPa) -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 E fi si en si (%) Waktu (menit) Efisiensi Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Efisiensi Kompor Vakum (50,8 kPa) -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 E fi si en si ( %) Waktu (menit) Efisiensi Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Efisiensi Kompor Vakum (67,7 kPa)

(43)

pada Gambar 4.7 yaitu 9,24% pada tekanan -16,9 kPa. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.8 yaitu 10,26% pada tekanan -50,8 kPa. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.9 yaitu 5,29% pada tekanan -67,7 kPa. Efisiensi bernilai negatif karena terjadi kerugian panas pada pipa absorber. Kerugian panas ini terjadi secara konveksi dari fluida kerja ke pipa absorber dan secara radiasi dari pipa absorber ke udara dalam selubung vakum . Hal ini terjadi ketika temperatur pipa absorber turun, akan tetapi temperatur fluida kerja masih tinggi. Sehingga selisih dari rata – rata temperatur bernilai negatif dan menyebabkan efisiensi bernilai negatif. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.8 karena selisih temperaturnya lebih besar. Besarnya selisih temperatur disebabkan oleh perbedaan temperatur yang ke luar dan yang masuk absorber.

Berdasarkan Gambar 4.10, 4.11, dan 4.12 perbandingan waktu dengan efisiensi kompor (panci pemasak) terlihat bernilai negatif dan positif. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.10 yaitu 8,38% pada tekanan 0 kPa. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.11 yaitu 9,46% pada tekanan -50,8 kPa. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.12 yaitu 4,73% pada tekanan -67,7 kPa. Efisiensi bernilai negatif, karena terjadi kerugian panas secara radiasi dari air yang dipanaskan ke lingkungan. Kerugian ini terjadi ketika panas dari fluida kerja yang diserap air melalui panci pemasak dan temperatur air lebih tinggi dari temperatur lingkungan. Efisiensi maksimum pada Gambar 4.11 karena selisih temperaturnya lebih besar. Besarnya selisih temperatur disebabkan oleh perbedaan temperatur yang ke luar dan masuk tangki penyimpan panas.

(44)

Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu dengan daya kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Gambar 4.14 Grafik perbandingan waktu dengan daya kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.15 Grafik perbandingan waktu dengan daya kolektor pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

-25.00 -15.00 -5.00 5.00 15.00 25.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 D a y a ( w a tt ) Waktu (menit)

Daya Kolektor Awal Tidak Vakun (0 kPa)

Daya Kolektor Awal Vakun (16,9 kPa) -25.00 -15.00 -5.00 5.00 15.00 25.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 D a y a ( w a tt ) Waktu (menit)

Daya Kolektor Awal Vakun (50,8 kPa) -25.00 -15.00 -5.00 5.00 15.00 25.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 D a y a ( w a tt ) Waktu (menit)

Daya Kolektor Awal Vakun (67,7 kPa)

(45)

Gambar 4.16 Grafik perbandingan waktu dengan daya kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

Gambar 4.17 Grafik perbandingan waktu dengan daya kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.18 Grafik perbandingan waktu dengan daya kompor (panci pemasak) pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

Berdasarkan Gambar 4.13, 4.14, dan 4.15 perbandingan waktu dengan daya kolektor awal terlihat bernilai negatif dan positif. Daya maksimum pada

-25.00 -15.00 -5.00 5.00 15.00 25.00 35.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 D a y a ( w a tt ) Waktu (menit)

Daya Kompor Tidak Vakum (0 kPa) Daya Kompor Vakum (16,9 kPa) -25.00 -15.00 -5.00 5.00 15.00 25.00 35.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 D a y a (w a tt ) Waktu (menit)

Daya Kompor Tidak Vakum (0 kPa) Daya Kompor Vakum (50,8 kPa) -25.00 -15.00 -5.00 5.00 15.00 25.00 35.00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 D a y a ( w a tt ) Waktu (menit)

Daya Kompor Tidak Vakum (0 kPa)

Daya Kompor Vakum (67,7 kPa)

(46)

Gambar 4.13 yaitu 85,76 watt pada tekanan -16,9 kPa. Daya maksimum pada Gambar 4.14 yaitu 113,91 watt pada tekanan -50,8 kPa. Daya maksimum pada Gambar 4.15 yaitu 47,98 watt pada tekanan -67,7 kPa. Selain menghasilkan panas absorber juga dapat melepas panas, hal ini menyebabkan daya bernilai negatif. Panas yang dilepas berlangsung secara konveksi dan radiasi. Akan tetapi, kapasitas panas yang dapat dihasilkan absorber dengan selubung vakum lebih baik dibandingkan dengan selubung tidak vakum.

Berdasarkan Gambar 4.16, 4.17, dan 4.18 perbandingan waktu dengan daya kompor (panci pemasak) terlihat bernilai negatif dan positif. Daya maksimum pada Gambar 4.16 yaitu 59,09 watt pada tekanan 0 kPa. Daya maksimum pada Gambar 4.17 yaitu 105,06 watt pada tekanan -50,8 kPa. Daya maksimum pada Gambar 4.18 yaitu 45,96 watt pada tekanan -67,7 kPa. Daya bernilai negatif dan positif, karena air yang dimasak menyerap panas dari fluida kerja pada tangki penyimpan panas dan melepas panas kelingkungan. Daya maksimum pada Gambar 4.17, karena radiasi harian matahari lebih baik..

Gambar 4.19 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) rata – rata pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

1.87 15.72 1.17 10.40 1.84 15.43 1.30 10.94 Efisiensi Kolektor Awal (%) Daya Kolektor Awal (watt) Efisiensi Kompor (%) Daya Kompor (watt)

Tidak Vakum (0 kPa)

(47)

Gambar 4.20 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) rata – rata pada tekanan 0 kPa dan tekanan -50,8 kPa.

Gambar 4.21 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) rata – rata pada tekanan 0 kPa dan tekanan - 67,7 kPa.

Berdasarkan Gambar 4.19, 4.20, dan 4.21 di atas dapat disimpulkan bahwa rata – rata efisiensi dan daya yang dihasilkan lebih baik dengan menggunakan selubung vakum. Daya dan efisiensi kolektor awal maksimum pada Gambar 4.19. Hal ini dikarenakan terjadi kerugian panas yang besar. Sehingga perbandingan panas yang keluar dan masuk pipa absorber tinggi. Daya rata – rata 15,72 watt dan efisiensi rata – rata 1,87 %. Akan tetapi kapasitas panas yang dihasilkan pada Gambar 4.19 kecil. Pada Gambar 4.21 kerugian panas yang terjadi kecil sehingga perbandingan panas yang keluar dan

1.39 13.82 1.00 9.85 1.41 14.05 1.04 10.40 Efisiensi Kolektor Awal (%) Daya Kolektor Awal (watt) Efisiensi Kompor (%) Daya Kompor (watt)

Tidak Vakum (0 kPa)

Vakum (50,8 kPa) 1.33 13.54 1.27 11.76 1.39 14.13 1.29 12.04 Efisiensi Kolektor Awal (%) Daya Kolektor Awal (watt) Efisiensi Kompor (%) Daya Kompor (watt)

Tidak Vakum (0 kPa)

(48)

masuk absorber rendah. Akan tetapi kapasitas panas yang dihasilkan besar. Daya kompor ( panci pemasak ) maksimum pada Gambar 4.21, yaitu 12,04 watt. Hal ini dikarenakan kapasitas panas yang dihasilkan lebih besar. Sehingga panas pada tangki penyimpan panas yang diserap air lebih baik. Efisiensi kompor ( panci pemasak ) maksimum pada Gambar 4.19, yaitu 1,30%. Hal ini dikarenakan selisih temperatur air yang tinggi. Tingginya selisih temperatur air karena air tidak dapat menyerap panas dengan baik.

Gambar 4.22 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) yang keluar serta diterima sistem pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

0.47 8.18 0.54 4.38 4.21 24.64 2.89 25.17 0.46 15.03 1.09 9.55 4.14 25.95 4.12 28.28 Rugi Efisiensi Kolektor Awal (%) Rugi Daya Kolektor Awal (watt) Rugi Efisiensi Kompor (%) Rugi Daya Kompor (watt) Efisiensi Kolektor Awal (%) Daya Kolektor Awal (watt) Efisiensi Kompor (%) Daya Kompor (watt) Tidak Vakum (0 kPa)

Vakum (16,9 kPa) 0.51 6.98 0.84 8.75 3.53 28.44 2.10 21.01 1.77 18.47 1.31 13.73 3.87 37.29 3.18 30.81 Rugi Efisiensi Kolektor Awal (%) Rugi Daya Kolektor Awal (watt) Rugi Efisiensi Kompor (%) Rugi Daya Kompor (watt) Efisiensi Kolektor Awal (%) Daya Kolektor Awal (watt) Efisiensi Kompor (%) Daya Kompor (watt) Tidak Vakum (0 kPa)

(49)

Berdasarkan Gambar 4.22, 4.23, dan 4.24 perbandingan efisiensi (kolektor awal dan kompor) dan daya (kolektor awal dan kompor) yang keluar serta diterima sistem. Kerugian rata – rata efisiensi kolektor awal terbesar pada Gambar 4.24, yaitu 2,12 % pada tekanan -67,7 kPa. Kerugian rata – rata daya kolektor awal terbesar pada Gambar 4.24, yaitu 19,40 watt pada tekanan -67,7 kPa. Kerugian panas pada kolektor awal terjadi pada absorber dan air yang dipanaskan. Kerugian panas pada absorber terjadi secara konveksi dan radiasi sedangkan pada air yang dipanaskan secara radiasi ke lingkungan. Pada Gambar 4.24 terjadi kerugian daya dan efisiensi terbesar karena memiliki tingkat kevakuman paling tinggi. Akan tetapi kapasitas panas yang dihasilkan dan yang dapat disimpan menjadi lebih besar dengan tingkat kevakuman yang tinggi. Terlihat dari daya dan efisiensi kompor pada Gambar 4.22, 4.23, dan 4.24. 1.52 15.16 0.53 8.21 2.36 21.09 1.75 15.76 2.12 19.40 0.85 9.19 3.37 28.42 2.17 19.70 Rugi Efisiensi Kolektor Awal (%) Rugi Daya Kolektor Awal (watt) Rugi Efisiensi Kompor (%) Rugi Daya Kompor (watt) Efisiensi Kolektor Awal (%) Daya Kolektor Awal (watt) Efisiensi Kompor (%) Daya Kompor (watt) Tidak Vakum (0 kPa)

(50)

Gambar 4.25 Diagram perbandingan efisiensi (kolektor dan kompor) dan daya (kolektor dan kompor) maksimum pada tekanan 0 kPa dan tekanan -16,9 kPa.

7.69 71.04 8.38 52.53 9.24 85.76 7.41 59.09 Efisiensi Kolektor Awal Maksimum Daya Kolektor Awal Maksimum Efisiensi Kompor Maksimum Daya Kompor Maksimum

Tidak vakum (0 kPa)

Vakum (16,9 kPa) 7.11 63.86 5.12 45.96 10.26 113.91 9.46 105.06 Efisiensi Kolektor Awal Maksimum Daya Kolektor Awal Maksimum Efisiensi Kompor Maksimum Daya Kompor Maksimum

Tidak vakum (0 kPa)

Vakum (50,8 kPa) 4.80 46.02 4.06 39.40 5.29 47.98 4.73 45.96 Efisiensi Kolektor Awal Maksimum Daya Kolektor Awal Maksimum Efisiensi Kompor Maksimum Daya Kompor Maksimum

Tidak vakum (0 kPa)

(51)

Berdasarkan Gambar 4.25, 4.26, dan 4.27 perbandingan efisiensi (kolektor awal dan kompor) dan daya (kolektor awal dan kompor) maksimum. Daya dan efisiensi maksimum kolektor awal pada Gambar 4.26. Daya maksimum kolektor awal 113,91 watt dan efisiensi kolektor awal 10,26 %. Daya dan efisiensi kolektor awal maksimum pada Gambar 4.26 karena rata – rata radiasi harian matahari lebih baik. Akan tetapi kapasitas panas yang paling baik pada Gambar 4.27 karena memiliki tingkat kevakuman pada absorber paling besar. Hal ini terlihat pada Gambar 4.3 dan 4.6 temperatur kolektor dan temperatur air yang dipanaskan.

(52)

37

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Telah berhasil dibuat model kompor surya kolektor parabola silinder dengan absorber menggunakan selubung vakum dan tanpa selubung vakum.

2. Efisiensi kolektor awal maksimum yang dapat dihasilkan 10,26% pada tekanan -50,8 kPa dan daya kolektor awal maksimum yang dapat dihasilkan 113,91 watt pada tekanan -50,8 kPa. Sedangkan efisiensi kompor maksimum yang dapat dihasilkan 9,46% pada tekanan -50,8 kPa dan daya kompor maksimum yang dapat dihasilkan 105,06 watt pada tekanan -50,8 kPa.

3. Temperatur pada vakum 50,8 kPa dibandingkan dengan vakum 16,9 kPa meningkat 1,06 kali dan temperatur pada vakum 67,7 kPa dibandingkan dengan vakum 50,8 kPa meningkat 1,02 kali.

5.2 Saran

1. Kompor surya jenis parabola silinder lebih baik jika absorber diberi selubung vakum untuk meningkatkan unjuk kerjanya.

(53)

2. Selubung kaca yang akan digunakan harus mampu untuk divakum.

3. Penempatan titik fokus sangat penting, agar reflektor dapat memfokuskan radiasi matahari pada absorber.

(54)

DAFTAR PUSTAKA

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

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

Kumar Rakesh; Adhikari, R.S.; Garg, H.P; Kumar Ashvini (2001) Thermal performance of a solar pressure cooker based on evacuated tube solar collector, Applied Thermal Engineering, 21, pp.1699-1706. Morrison, G.L.; Di, J.; Mills, D.R., (1993), Development Of A Solar

Thermal Cooking System, Report No 1993/FMT/1, ISBN 0-7334-0392-1.

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

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

(55)

Silva, M.E.V.; Schwarzer, K.; Medeiros, M.R.Q., (2002). Experimental Results of a Solar Cooker with Heat Storage, Proceedings of Rio 02 World Climate and Energy Event, Rio de Janeiro, Brazil, pp. 89– 93.

Suharta, H.; Sayigh,A.M.; Nasser,S.H., (2005), Sun Cooking is the Best Practice in Indonesia, ISESCO Science and Technology Vision,Vol.1, May pp.69-75.

(56)

LAMPIRAN

Proses pembuatan model reflektor

Pengujian model reflektor

(57)

Pembuatan Selubung vakum

Perakitan alat