Pemanas air energi surya menggunakan kolektor pelat datar dengan diameter pipa 3/4\" dan 5/8\" - USD Repository

(1)

i

PEMANAS AIR ENERGI SURYA MENGGUNAKAN KOLEKTOR

PELAT DATAR DENGAN DIAMETER PIPA 3/4” DAN 5/8”

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh:

ANTONIUS SIMORANGKIR NIM : 055214042

Kepada:

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

ii

FINAL ASSIGNMENT

Presented As Partial Fulfillment Of The Requirement To Obtain Then Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By :

Antonius Simorangkir Student Number : 055214042

To

:

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii ABSTRAK

(8)

viii

hingga terselesaikannya Laporan Tugas Akhir dengan judul“Pemanas Air Energi Surya Menggunakan Kolektor Pelat Datar dengan Diameter Pipa 3/4 dan 5/8 inci”. Penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat meluaskan pengetahuan masyarakat serta meningkatkan minat perancang dan industri untuk menampilkan produk rekayasa surya dan semoga memberikan manfaat yang tinggi nilainya, terutama bagi masyarakat bangsa yang sedang membangun.

Dalam perancangan ini, akan dibahas tentang penggunaan Pemanas Air Termosifon Energi Surya sebagai energi alternatif. Untuk perkembangan selanjutnya diharapkan alat ini dapat disempurnakan dan dapat dipergunakan untuk membantu dalam suatu proses produksi. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih atas segala bantuan sehingga tugas ini dapat terselesaikan dengan baik, kepada :

1. Bapak Yosef Agung S.T., M.T selaku Dekan fakultas Sains dan Teknologi.

2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Ir. Fransiscus Asisi Rusdi Sambada, M.T. selaku Dosen

pembimbing Tugas Akhir.

(9)

ix

5. Seluruh staf pengajar jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini,

6. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Laporan Tugas Akhir ini.

(10)

x

1.1 Latar Belakang Masalah... 1

1.2 Perumusan Masalah... 3

1.3 Tujuan... 3

1.4 Manfaat... 4

BAB II ... 5

2.1 Pemanas Air Enrgi Surya ... 5

2.2 Prinsip Kerja... 7

2.3 Kolektor... 9

2.4 Penelitian yang Pernah Dilakukan ... 14

BAB III... 15

3.1 Alat Penelitian ... 15

3.2 Variable yang Divariasikan... 17

3.3 Variable yang Diukur ... 18

(11)

xi

3.5 Pengolahan dan Analisa Data... 19

3.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... 19

3.7 Peralatan Pendukung ... 19

BAB IV ... 21

4.1 Hasil ... 21

4.2 Pengolahan dan Perhitungan Data... 25

4.3 Analisa Data ... 37

4.3.1 Analisa Temperatur Rata-rata Tangki Penyimpan Air... 37

4.3.2 Analisa Efisiensi Kolektor ... 42

BAB IV ... 47

4.1 Kesimpulan... 47

4.2 Saran... 47

DAFTARA PUSTAKA ... 48

(12)

xii

Gambar 2. 2 Sistem Pemanas Air dengan Larutan Anti Beku ... 6

Gambar 2. 3 Sistem Aliran Balik (Drainback) dengan Alirn Lunak... 6

Gambar 2. 4 Pemanas Air Termosifon... 7

Gambar 2. 5 Bagian-bagian Kolektor Pelat Datar... 8

Gambar 2. 6 Bagian-bagian Pemanas Air Energi Surya Jenis Kolektor Pelat Datar ... 11

Gambar 2. 7 Bagian-bagian Kolektor Pelat Datar Tanpa Reflektor ... 12

Gambar 2. 7 Bagian-bagian Kolektor Pelat Datar memakai Reflektor... 12

Gambar 3. 1 Gambar Rancangan Tampak Tiga Dimensi...16

Gambar 3. 2 Peletakan Termokopel ... 17

Gambar 4. 1 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu Kolektor 1 (15 April 2009)... 25

(13)

xiii

Gambar 4. 9 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu Kolektor 1

(20 April 2009)... 29 Gambar 4. 10 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu Kolektor 2

(20 April 2009)... 29 Gambar 4. 11 Grafik Hubungan Temperatur Rata-rata Tangki Penyimpan Air

dengan Waktu pada Data Tanggal 15 April 2009... 37 Gambar 4. 12 Grafik Hubungan Temperatur Rata-rata Tangki Penyimpan Air

dengan Waktu pada Data Tanggal 20 April 2009... 41 Gambar 4. 16 Grafik Hubungan Efisiensi dengan Ti/G Pengambilan Data

pada Tanggal 15 April 2009... 442 Gambar 4. 17 Grafik Hubungan Efisiensi dengan Ti/G Pengambilan Data

(14)

xiv

Tabel 4. 2 Data pada Tanggal 16 April 2009 ... 22

Tabel 4. 6 Perhitungan Faktor Pelepasan Panas Kolektor (FR) dan Efisiensi kolektor (η) Pada Data Tanggal 15 April 2009... 32

Tabel 4. 9 Perhitungan Faktor Pelepasan Panas Kolektor (FR) dan Efisiensi kolektor (η)Pada Data Tanggal 18 April 2009... 35

(15)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Energi merupakan kebutuhan utama dalam kehidupan. Peran energi dalam pembangunan telah lama dikenal manusia. Sumber energi konvensional yang kita miliki saat ini seperti halnya minyak, batubara dan gas bumi, merupakan kekayaan alam yang tidak dapat diperbaharui sehingga suatu saat akan habis. Di negara-negara berkembang seperti Indonesia, kayu bakar , minyak dan gas bumi merupakan sumber energi yang banyak digunakan untuk memanaskan air. Pemakaian kayu bakar yang berlebihan dapat menyebabkan kerusakan hutan sehingga dapat mengakibatkan bencana alam seperti banjir dan tanah longsor. Penggunaan kayu bakar secara tradisional juga dapat menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan karena asap yang ditimbulkan, selain itu pengumpulan kayu bakar memerlukan waktu yang sebenarnya dapat dipergunakan untuk kegiatan lain yang lebih produktif. Semakin menipisnya cadangan minyak dan gas bumi menyebabkan krisis energi, akibatnya harga minyak dan gas bumi semakin mahal, hal ini tentunya akan berdampak pada kenaikan biaya hidup atau harga jual produk yang pada prosesnya menggunakan air panas.

(16)

dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m2 (Menteri Energi, 2003). Penggunaan energi surya juga sejalan dengan target pengurangan emisi karbondioksida diatmosfer (berdasarkan protokol Kyoto).

(17)

3

1.2 Perumusan Masalah

Masalah yang ada dengan penggunaan bahan alumunium adalah cara merekatkan pipa alumunium ke pelat absorber. Alumunium merupakan bahan yang tidak mudah dilas walaupun pelat absorbernya juga terbuat dari alumunium, bahkan lebih susah mengelas pipa alumunium ke pelat alumunium dibanding mengelas pipa tembaga ke pelat tembaga. Untuk itu pada penelitian ini fungsi pelat absorber digantikan dengan reflektor berprofil datar. Reflektor berprofil datar dapat dibuat dari bahan yang mempunyai sifat pantul energi surya yang baik seperti pelat stainles steel, pelat alumunium tipis atau alumunium foil. Dengan digantikannya pipa pemanas dari tembaga menjadi alumunium dan fungsi pelat absorber tembaga digantikan dengan reflektor maka dari sisi biaya dan teknologi pembuatannya menjadi lebih murah dan sederhana.

Pada penelitian ini akan diteliti unjuk kerja pemanas air dengan reflektor berprofil datar yang dapat dihasilkan dengan kondisi energi surya di Indonesia khususnya di Yogyakarta.

1.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu:

(18)

2. Mengetahui unjuk kerja (temperatur maksimal dan efisiensi) pemanas air yang dapat dihasilkan untuk menjajaki penggunaan pemanas air energi surya jenis kolektor pelat datar di Indonesia.

1.4 Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini :

1. Mengurangi ketergantungan penggunaan kayu bakar, minyak dan gas bumi khususnya untuk memanaskan air.

2. Menambah kepustakaan teknologi pemanas air energi surya.

(19)

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pemanas Air Energi Surya

Ada beberapa sistem yang dapat digunakan dalam pengaplikasian dari pemanas air yaitu: (1) aktif : menggunakan pompa, (2) pasif : tidak menggunakan pompa (sirkulasi berlangsung secara alami), (3) direct : fluida yang dipanasi langsung dapat digunakan. (4) indirect : terdapat alat penukar panas pada sistem sehingga fluida yang dipanasi digunakan untuk memanasi fluida lain.

Gambar 2. 1 Cara Kerja Sistem Direct (kiri) dan Sistem Indirect (kanan)

(20)

Gambar 2.2 Sistem Pemanas Air dengan Larutan Anti Beku

Apabila diperlukan perlindungan terhadap pembekuan, maka suatu larutan anti beku dapat disirkulasikan melalui kolektor, panas yang diserap dipindahkan ke air di dalam tangki penyimpan dengan menggunakan sebuah penukar panas (gambar 2.2)

(21)

7

Sistem aliran balik (drainback system) menggunakan udara tekan untuk mengembalikan air yang bersirkulasi melalui kolektor ke tangki penyimpan, jika isolasinya tidak cukup.

Gambar 2. 4 Pemanas Air Termosifon

Sistem termosifon merupakan sistem pasif dan sistem direct yaitu tidak menggunakan pompa dan fluida air yang dipanasi dapat langsung digunakan.

2.2. Prinsip Kerja Pemanas Air Termosifon

(22)

Isolasi

Gambar 2. 5 Bagian-bagian Pemanas Air Energi Surya Jenis Kolektor Pelat Datar

(23)

9

dari temperatur air yang ada dalam tangki penyimpan maka sirkulasi natural akan terus berlangsung selama kolektor menerima energi surya dan akibatnya air dalam tangki penyimpan makin lama makin panas. Temperatur yang dapat dicapai air dalam tangki penyimpan tergantung pada energi surya yang diterima kolektor, luas kolektor, banyaknya air, dan kualitas bahan isolasi tangki penyimpan (umumnya air dalam tangki penyimpan dapat mencapai temperatur 50oC sampai 80oC). Jika air panas dalam tangki penyimpan akan digunakan maka kran pengeluaran air panas dibuka, sehingga air panas dalam tangki penyimpan keluar. Karena antara tangki penyimpan dan tangki penyuplai terhubung dengan pipa aliran air penyuplai maka air dalam tangki penyuplai akan masuk ke dalam tangki penyimpan melalui bagian bawah tangki penyimpan dan mendesak air panas dalam tangki penyimpan ke atas dan keluar melalui kran pengeluaran air panas. Penempatan kran pengeluaran air panas harus pada bagian atas tangki penyimpan karena air terpanas dalam tangki penyimpan selalu berada pada bagian atas (air terpanas mempunyai massa jenis terkecil) sementara penempatan saluran pipa aliran air penyuplai ditempatkan pada bagian bawah tangki penyimpan agar air penyuplai yang bertemperatur lebih rendah tidak teraduk dengan air terpanas yang ada di dalam tangki penyimpan.

2.3 Kolektor

(24)

Jenis kolektor plat datar konvensional adalah jenis yang paling umum digunakan di rumah tangga, perkantoran, hotel dsb (umumnya untuk memanaskan air yang 6 digunakan untuk mandi atau mencuci). Pada prinsipnya terdiri dari kotak berisolasi di dalamnya terdapat pipa/saluran dan plat absorber dari logam berwarna hitam yang menyerap panas. Energi surya diterima plat absorber dan dikonversikan menjadi panas. Fluida dalam pipa/saluran mengambil panas dari plat absorber.

Radiasi Surya sampai ke bumi dengan 2 cara (lampiran gambar B.1):

1. Secara Langsung / Sorotan / Direct /Beam : Radiasi yang sampai ke bumi secara langsung. Cara ini akan menghasilkan efek pemanasan yang terbesar

2. Secara Tidak Langsung / Sebaran / Diffuse : Radiasi surya yang sampai ke bumi secara tersebar karena melalui partikel debu, asap atau awan

Kolektor surya terdiri dari 4 bagian : 1. Absorber

Absorber terbuat dari pelat tembaga yang dicat hitam, pada pelat absorber ini pipa yang berisi air ditempelkan, temperatur dalam kolektor dapat mencapai 150OC

2. Kotak kolektor

(25)

11

3. Lapisan isolasi

Lapisan isolasi yang terbuat dari material yang dapat menahan panas keluar dari kolektor di letakkan di dasar kotak dan umumnya mempunyai tebal 5 cm

4. Tutup kaca

Tutup kaca berfungsi untuk mempertahankan panas dalam kolektor, tebal kaca umumnya 4 sampai 5 mm. Tutup kaca harus mempunyai sifat dapat meneruskan energi surya ke pelat absorber tanpa terlalu banyak bagian energi surya yang diserap atau dipantulkan oleh tutup kaca tersebut. Selain mempertahankan panas dalam kolektor tutup kaca berfungsi menghindari hilangnya panas karena angin

(26)

Kolektor merupakan komponen utama pada pemanas air yang menerima energi surya.

Gambar 2. 7 Bagian-bagian Kolektor Pelat Datar Tanpa Reflektor

(27)

13

Efisiensi kolektor sangat menentukan unjuk kerja pemanas air secara keseluruhan. Efisiensi kolektor merupakan fungsi temperatur fluida kerja masuk kolektor, semakin rendah temperatur fluida kerja masuk kolektor efisiensi kolektor akan semakin tinggi, efisiensi sebuah kolektor dinyatakan dengan persamaan : FR : Faktor pelepasan panas G : Radiasi yang datang (W/m2) Ta : Temperatur sekitar (K)

Ti : Temperatur fluida kerja masuk kolektor (K) UL : Koefisien kerugian (W/(m2.K)

(



) : Faktor transmitan-absorpan kolektor AC : Luasan kolektor (m2)

CPF : Panas jenis fluida kerja (J/(Kg.K))

(28)

Koefisien kerugian UL tergantung dari beberapa parameter diantaranya kualitas reflektor, isolasi kolektor dan jumlah tutup kaca. Untuk perancangan praktis harga ULdapat diambil sebesar 8 W/(m2K).

2.4 Penelitian yang Pernah Dilakukan

(29)

15

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat Penelitian

Alat pemanas air energi surya pada penelitian ini (Gambar 3.1) terdiri dari 3 komponen utama:

1. Kolektor (komponen utama) dengan kaca penutup. Pada bagian kolektor surya ini air dipanaskan.

2. Tangki penyimpan air panas berkapasitas 20 liter. Tangki penyimpan, pada bagian tangki penyimpan ini air panas dari kolektor disimpan untuk digunakan pada waktunya, tangki ini diisolasi untuk mencegah agar air dalam tangki tidak cepat menjadi dingin. Posisi tangki penyimpan harus lebih tinggi dari kolektornya (umumnya berjarak 25 cm sampai 50 cm) 3. Tangki penyuplai. Tangki penyuplai berfungsi untuk menyuplai air ke

(30)

Gambar 3. 1 Gambar Rancangan Tampak Tiga Dimensi

Keterangan : (1) tangki penampung yang telah diberi isolasi, (2) tangki penyuplai / jerigen, (3) pipa penyuplai, (4)pipa masuk air panas ke tangki penampung, (5) pipa keluar air dingin dari tangki penampung dan tangki penyuplai, (6) kran pembuangan, (7) kran air panas keluar.Besi siku sebagai penyangga.

1 2

3

4

7

6

5

(31)

17

Gambar 3. 2 Peletakan Termokopel

Keterangan :

a. T1 adalah temperatur air masuk ke kolektor, dimana termokopel ditempelkan pada pipa saluran masuk (pipa penghubung) pada kolektor. b. T2 adalah temperatur air keluar dari kolektor, dimana termokopel

ditempelkan pada pipa saluran keluar (pipa penghubung) pada kolektor. c. T3 adalah temperatur air di bagian bawah, dimana kolektor diletakkan di

dalam tangki penyimpan yakni 10 cm dari dasar tangki.

d. T4adalah temperatur air di bagian atas, dimana kolektor diletakkan dalam tangki penyimpan yakni 25 cm di atas T3.

T1/ Ti

T2/To

(32)

3.2 Variable yang Divariasikan

Variable yang divariasikan pada penelitian ini adalah diameter dari pipa riser yaitu ¾ inci dan⅝ inci

3.3 Variable yang Diukur

Variable yang diukur pada penelitian ini adalah : temperatur air sisi masuk kolektor (Ti), temperatur air sisi keluar kolektor (To), temperatur lingkungan. temperature rata-rata tangki penyimpan, energi surya yang datang (G).Untuk pengukuran temperature digunakan termokopel dan untuk pengukuran radiasi surya digunakan solar meter.

3.4 Langkah Penelitian

Langkah penelitian yaitu cara-cara memperoleh data. Langkah penelitian yang digunakan untuk mengumpulkan data yaitu menggunakan metode langsung. Metode langsung yaitu penulis mengumpulkan data dengan menguji alat dan mencatat data-data yang diperlukan. Waktu pengambilan data dimulai dari pukul 10.00 hingga 14.00 WIB

Langkah-langkah yang dilakukan adalah :

1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat pemanas air energi surya (Gambar 3.2) sebanyak 2 alat agar variabel yang divariasikan pada penelitian ini dapat diambil datanya.

(33)

19

3. Mengisi air pada tangki penyuplai air sampai tanki penyimpan air dan pipa pada kolektor terisi air.

4. Menyiapkan alat tulis untuk mencatat data penelitian.

5. Melakukan penjemuran alat dimana alat dijemur sejajar agar memperoleh radiasi surya yang tidak jauh berbeda (lihat lampiran) dan mengarahkan kolektor serta pengukur radiasi surya kearah datangnya radiasi surya 6. Mencatat temperatur air pada titik T1, T2, T3dan T4, radiasi surya (G) dan

temperatur lingkungan.

7. Persiapan pengambilan data berikutnya, pengambilan data dilakukan tiap 10 menit. Data yang diambil yakni temperatur air pada titik T1, T2, T3dan T4, radiasi surya (G) dan temperatur lingkungan. Pengambilan data dimulai jam 10.00 WIB sampai jam 14.00 WIB.

3.5 Pengolahan dan Analisa Data

Pengolahan data dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan pada parameter-parameter yang diperlukan dengan menggunakan persamaan (2.1) untuk memperoleh nilai faktor pelepas panas (FR) dan untuk memperoleh nilai efisiensi (η) digunakan persamaan (2.2). Untuk membuat analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan efisiensi kolektor dengan Ti/G.

3.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

(34)

Tempat Pelaksanaan :Halaman laboratorium Mekanika Fluida, Universitas Sanata Dharma

3.7 Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah : a. Pyranometer

Alat ini berfungsi untuk mengukur radiasi surya kedalam satuan daya per satuan luas (W/m2)

b. Solar Meter

Memiliki fungsi yang sama dengan Global Water yakni untuk mengukur radiasi surya kedalam satuan daya per satuan luas (W/m2) c. Laptop

Berfungsi sebagai pendukung Global Water yakni untuk display melihat statistik data dan mengatur settingan Global Water. d. Termokopel dan Data Logger

Berfungsi sebagai pengukur temperatur air sekaligus menyimpan data suhu yang diukur setiap menitnya

d. Stopwatch / Timer

(35)

21

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Pengambilan data tiap variasi dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan data yang akurat. Data-data yang diperoleh berupa variabel-variabel yang diukur kemudian mengolahnya menggunakan Persamaan 2.1 dan 2.2 untuk mengetahui efisiensi kolektor dan faktor pelepasan panas kolektor.

Tabel 4. 1 Data pada Tanggal 15 April 2009

(36)

(37)

23

Tabel 4.3 Data pada Tanggal 17 April 2009 (lanjutan)

Waktu G

(38)

Tabel 4.4 Data pada Tanggal 18 April 2009 (lanjutan)

(39)

25

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu Kolektor 1 (15 April 2009)

(40)

(41)

27

(42)

(43)

29

(44)

4.2 Pengolahan dan Perhitungan Data

Dalam menentukan efisiensi kolektor(η) dan faktor pelepasan panas kolektor (FR) digunakan koefisien kerugian total (UL) perancangan praktis dengan harga ULdapat diambil sebesar 8 W/(m2oC), nilai transmisi-absorptansi (



) sebesar 0,8 dan nilai-nilai yang telah diketahui mF @ 3/4in= 3,29 kg,mF @ 5/8in=2,15 kg, dan Ac = 1,26 m2. Maka untuk mengetahui efisiensi terlebih dahulu melakukan pencarian terhadap faktor pelepasan panas kolektor (FR) dengan Persamaan 2.1

Sebagai contoh perhitungan diambil data Tabel 4.1 Data pada tanggal 15 April 2009 jam 11.10 WIB kolektor 1 pipa 5/8” dimana radiasi matahari (G) = 697 W/m2, suhu masuk kolektor (T1) = 32 oC, suhu keluar kolektor (T2) = 40oC,dan suhu udara sekitar saat itu (Ta) = 30oC. Maka:

Faktor pelepasan panas kolektor (FR)

(45)

31

Untuk mempermudah perhitungan lainnya dimana kolektor 1 dengan diameter pipa riser5/8”dan kolektor 2 dengan diameter pipa riser ¾” maka hasil FRdan danη disajikan dalam bentuk tabel.

(46)

Tabel 4. 6Perhitungan Faktor Pelepasan Panas Kolektor (FR) dan Efisiensi kolektor (η) Pada Data Tanggal 15 April 2009

Waktu G kolektor 1 kolektor 2 FR η FR η Ti/G Ti/G

T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4 kolektor 1 kolektor 1 kolektor 2 kolektor 2 kolektor 1 kolektor 2

(47)

33

(48)

(49)

35

Tabel 4. 9 Perhitungan Faktor Pelepasan PanasKolektor (FR) dan Efisiensi kolektor (η)Pada Data Tanggal 18 April 2009

(50)

(51)

37

4.3 Analisa Data

Dari hasil penelitian dan perhitungan telah didapatkan beberapa perbedaan. Perbedaan tersebut disebabkan beberapa faktor yang terjadi selama penelitian. Untuk mengetahui hal tersebut perlu diadakan suatu analisa dari data yang diperoleh selama penelitian. Untuk memudahkan penganalisaan, maka hasil disajikan dalam bentuk grafik.

4.3.1 Analisa Temperatur Rata-rata Tangki Penyimpan Air

Temperatur rata-rata tangki penyimpan air ini diperoleh dari : (T3+T4)/2 dimana temperatur atas tangki (T3) dan temperatur bawah tangki (T4).

(52)

Dari gambar grafik di atas dapat kita lihat Temperatur rata-rata tangki penyimpan air panas kedua kolektor bekerja secara baik. Mulai menit ke 150 temperatur sudah tidak mengalami kenaikan dimana radiasi surya yang ditangkap kolektor semakin menurun dikarenakan keberadaan matahari yang tidak berada tepat diatas kolektor (semakin sore). Temperatur maksimum yang dihasilkan :

 kolektor 1 yaitu 38,5ºC menit ke 180

 kolektor 2 yaitu 42,5 ºC menit ke 180

Gambar 4. 12 Grafik Hubungan Temperatur Rata-rata Tangki Penyimpan Air dengan Waktu pada Data Tanggal 16 April 2009

(53)

39

diameter pipa riser kolektor 2 lebih besar dari pada kolektor 1 sehingga temperatur air lebih cepat mengalami pendinginan. Selain itu juga disebabkan masalah isolasi yang kurang baik pada tangki penyimpan dan pembacaan oleh data logger yang kurang akurat. Temperatur maksimum yang dihasilkan :

 kolektor 1 yaitu 48ºC menit ke 240

 kolektor 2 yaitu 47ºC menit ke 240



(54)

 kolektor 1 yaitu 38,5ºC menit ke 150, 170, dan 180

 kolektor 2 yaitu 42,5 ºC menit ke 180

Dari gambar grafik di atas dapat kita lihat, temperatur rata-rata tangki penyimpan air panas kedua kolektor kurang bekerja secara baik. Pada menit ke 190 radiasi matahari sudah mengalami penurunan karena sudah semakin sore, tetapi kolektor 1 masih mengalami kenaikan temperatur. Hal ini dikarenakan diameter pipa riser kolektor 2 lebih besar dari pada kolektor 1 sehingga temperatur air lebih cepat mengalami pendinginan. Selain itu juga disebabkan masalah isolasi yang kurang baik pada tangki penyimpan dan pembacaan oleh data logger yang kurang akurat. Temperatur maksimum yang dihasilkan :

 kolektor 1 yaitu 47,5ºC menit ke 240

(55)

41

Dari gambar grafik di atas dapat kita lihat, temperatur rata-rata tangki penyimpan air panas kedua kolektor kurang bekerja secara baik. Pada menit ke 150 radiasi matahari sudah mengalami penurunan karena sudah semakin sore, tetapi kolektor 1 masih mengalami kenaikan temperatur. Hal ini dikarenakan diameter pipa riser kolektor 2 lebih besar dari pada kolektor 1 sehingga temperatur air lebih cepat mengalami pendinginan. Selain itu juga disebabkan masalah isolasi yang kurang baik pada tangki penyimpan dan pembacaan oleh data logger yang kurang akurat. Temperatur maksimum yang dihasilkan :

 kolektor 1 yaitu 39.5ºC menit ke 150

(56)

4.3.2 Analisa Efisiensi Kolektor

Efisiensi kolektor adalah parameter yang paling penting dalam perancangan kolektor surya, dimana efisiensi kolektor merupakan suatu ukuran untuk mengetahui bagaimana kualitas sebuah kolektor dalam menyerap energi surya.

Gambar 4. 16 Grafik Hubungan Efisiensi dengan Ti/G Pengambilan Data pada Tanggal 15 April 2009

(57)

43

yang kurang baik pada kolektor dan pembacaan oleh data logger yang kurang akurat. Efisiensi maksimum yang dihasilkan kolektor 1 sebesar 20,9 % dan kolektor 2 sebesar 13 %.

(58)

(59)

45

(60)

(61)

47

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Alat ini di buat dengan bahan yang sederhana dan mudah didapat, dan juga hanya menggunakan energi / panas matahari, jadi biaya yang diperlukan lebih sedikit dibandingkan dengan menggunakan kompor gas atau minyak.

2. Temperatur maksimal yang dicapai pada tangki penyimpan adalah 480C pada kolektor 1 dengan ukuran diameter pipa 5/8”

3. Efisiensi maksimal yang dapat dicapai yakni 49% pada kolektor 2 dengan ukuran diameter pipa 3/4”

4.2 Saran

1. Diharapkan untuk membuat konstruksi alat benar-benar terisolasi dengan baik agar tidak ada kebocoran.

(62)

48 Paramita.

Copsey, A.B.,1984,”A Modification of the f-Chart Method for Solar Domestic Hot

Water Systems with Statified storage”, M.S.Thesis, University of

Wisconsin-Madison

Duffie, J.A.;Beckam, W.A., (1991). Solar Engineering Of Thermal Processes, New York, John Wiley.

Malkin, M.P.,”Design of Thermosyphon Solar Domestic Hot Water System”,1985,

University of Wisconsin-Madison

Morrison, G.L and Braun, J.E.,1985,”System Modeling and Operation Characteristics of Thermosyphon solar Water heaters”, Solar Enerry, 34,pp.389-405

Materi Energi dan Sumber Daya Mineral (2003), Kebijakan Pengembangan Energi Terbarukan dan Konservasi Energi (Energi Hijau), Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, Jakarta

Pereira, M.C. and Carvalho, M.J.,2003,”New Low Concentration Cpc Type

Collector With Convection Controler By a Honeycomb Tim Material: A Compromise With Stagnation Temperatur Control And Survival Of Cheap Fabrication Materials”, ISES Solar Word Congress 2003 Solar Energy for a Sustainable Future, June, 14-19,2003, Goterborg, Sweden

(63)

49

LAMPIRAN

A. Gambar Rancangan

(64)

B. Gambar Radiasi Surya

(65)

51

C.Dokumentasi Kegiatan :

Gambar C.1 Pemberian Aluminium Foil Sebagai Reflektor pada Kotak Kolektor

(66)

Gambar C.3 Termok Logger (kiri) dan Day Star Meter (kanan)