i
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ALAT
PEMANAS AIR TENAGA SURYA VARIASI DEBIT
Disusun oleh :
BIMBING ADHE ANUGRAH
NIM : D200 060 034
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ALAT PEMANAS AIR TENAGA
SURYA VARIASI DEBIT” Yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber
informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Desember 2011
Yang menyatakan,
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir ini berjudul : ”RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ALAT PEMANAS AIR TENAGA SURYA VARIASI DEBIT”, telah disetujui oleh pembimbing untuk dipertahankan di hadapan Dewan Penguji sebagai syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana (Strata 1) Teknik Mesin di Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Dipersiapkan oleh
Nama : BIMBING ADHE ANUGRAH
NIM : D200 060 034 Disetujui pada
Hari : ………..
Tanggal : ………..
Mengetahui,
Pembimbing Utama
(Ir. Sartono Putro, MT)
Pembimbing Pendamping
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini berjudul ” RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ALAT PEMANAS AIR TENAGA SURYA VARIASI DEBIT” telah dipertahankan dihadapan dewan penguji dan disahkan sebagai
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan Oleh:
Nama : BIMBING ADHE ANUGRAH
NIM : D 200 060 034
Disetujui pada
Hari : ……….
Tanggal : ………..
Tim Penguji
1. KETUA Ir. Sartono Putro, MT. ( ) 2. Anggota 1 Ir. Sunardi Wiyono, MT. ( ) 3. Anggota 2 Ir. Tri Tjahjono, MT. ( )
Mengetahui,
Dekan Ketua Jurusan
vi
HALAMAN MOTTO
Dan bahwasannya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang
diusahakannya. Dan bahwasannya usahanya itu kelak
akandiperlihatkan (Kepada-Nya).
(QS An-Najm : 39-40)
Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai
penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar
.(Al-Baqarah: 153)
Bekerjalah
untuk duniamu seakan-akan kau hidup selamanya,
beribadahlah untuk akhiratmu seakan-akan kau mati besok.
( Al Hadist )
Tidak ada masalah yang tidak bisa diselesaikan selama ada komitmen bersama
untuk menyelesaikannya.
( Penulis )
Jadilah seperti karang di lautan yang kuat dihantam ombak dan kerjakanlah
hal yang bermanfaat untuk diri sendiri dan orang lain, karena hidup hanyalah
sekali. Ingat hanya pada Allah apapun dan di manapun kita berada kepada
Dia-lah tempat meminta dan memohon.
vii ABSTRAKSI
Energi surya merupakan energi yang tidak polutif, bersifat kontinyu dan tidak dapat habis. Semua itu merupakan alasan utama dalam pengembangan dan pemanfaatan energi surya. Pemanas Air Tenaga Surya adalah alat yang berfungsi untuk memanaskan air dengan bantuan sinar matahari. Dalam rancang bangun Pemanas Air Tenaga Surya ini menitikberatkan pada variasi debit.
Pengujian Alat Pemanas Air Tenaga Surya dilakukan sebanyak dua kali yang meliputi pengukuran temperatur lingkungan, temperatur air masuk dan temperatur air keluar water heater surya pada skala debit 500cc/menit, 1000cc/menit, 1500cc/menit, 2000cc/menit, 2500cc/menit dan 3000cc/menit.. Pengukuran ini dilakukan pada selang waktu 30 menit yaitu pada pukul 11.30-14.00 WIB.
Dari hasil pengujian Alat Pemanas Air Tenaga Surya diperoleh
temperatur air keluar pada temperatur tertinggi 34,25 ˚C dengan debit
500 cc/menit sedangkan temperatur air keluar terendah 31,1˚C pada
debit 3000 cc/menit.
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh harap ridho Allah SWT teriring perasaan
syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi,
setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang abadi,
Aku mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
Bapak ( Ardicon ) dan Ibu ( Suharti ) yang dengan segala
kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan
pengorbanannya, senantiasa mendukung, membimbing
dan mendo’akanku.
Keluargaku ( Rizky dan Ratri ) dan keluarga besar yang
sudah bantu dan suport untuk saya.
Sahabatku (teman-teman angkatan 2006 teknik mesin
yang selalu kompak, saling mendukung dan berbagi tidak
akan saya lupakan )
Almamater ( Universitas Muhammadiyah Surakarta )
Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah membimbing saya didalam
perkuliah.
Bapak Dosen pembimbing akedemik Ir. Bibit Sugito. MT.,
Bapak Dosen pembimbing satu tugas akhir Ir. Sartono
Putro, MT.., dan Bapak Dosen pembimbing dua tugas
akhir Ir. Sunardi Wiyono, MT., saya berterima kasih atas
ix
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
KATA PENGANTAR
Assalamu’ alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusun laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas Akhir berjudul “RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ALAT PEMANAS AIR TENAGA SURYA VARIASI DEBIT”, dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan I Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., selaku pembimbing utama yang berkenan memberikan bimbingan, sehingga Tugas Akhir ini
terselesaikan.
4. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT., selaku pembimbing pendamping yang memberikan petunjuk dan saran dalam penyusunan Tugas Akhir
x
5. Bapak Ir. Bibit Sugito, MT., selaku pembimbing akademik yang telah memberikan saran dan nasehat selama kuliah di UMS.
6. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan segalanya
sampai kuliah ini terselesaikan.
7. Kelompok pengerjaan Tugas Akhir (Sholichul Arif dan Heru Adi
Nugroho ), terima kasih atas kerja samanya.
8. Dosen Jurusan Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
9. Teman-teman kost Morak-Marex dan kost MIK terima kasih atas
bantuan, do’a dan dukungannya.
10. Teman–teman TM’06 , terima kasih atas kerjasama, kekompakan serta
dukungannya.
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari
semua pihak.
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Desember 2011
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
xii BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian. ... 29
3.2. Bahan dan Alat. ... 30
3.3. Instalasi Penelitian. ... 34
3.4. Tahap Penelitian... 35
3.5. Lokasi Penelitian. ... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Hasil Pengukuran. ... 38
4.2. Analisa Perhitungan ... 39
BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan. ... 46
5.2. Saran. ... ... 46
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Potensi Energi Terbarukan di Indonesia. ... 3 Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Temperatur Water heater Surya
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Skema sistim kolektor surya prismatic ... 13
Gambar 2.2. Penampang melintang kolektor surya pelat datar sederhana ... 14
Gambar 2.3. Konsentrator ... 15
Gambar 2.4. Evacuated Receiver ... 16
Gambar 2.5. Radiasi sorotan setiap jam pada permukaan miring ... 26
Gambar 3.1. Flowchart Penelitian ... 29
Gambar 3.10. Thermometer Dinding ... 35
Gambar 3.11. Instalasi Pengujian. ... 35
Gambar 3.12. Tahap Penelitian Alat. ... 36
Gambar 4.1. Grafik Hubungan Debit dengan Temperatur Air Keluar Rata Rata alat (T) ... 43
xv
DAFTAR SIMBOL
A = Luas penampang (m2) Cp = Kalor jenis (kJ/kgoK) D = Diameter (m)
h = Koefisien perpindahan kalor (W/m2 0K) k = Konduktivitas thermal (W/moK)
L = Panjang (m)
m = Massa aliran (kg/s) Nu = Bilangan Nusselt Pr = Bilangan Prandtl
q = Laju perpindahan kalor (W) Re = Bilangan Reynolds
T = Temperatur (oK) V = Kecepatan (m/s)
v = Volume spesifik (m3/kg) ρ = Densitas (kg/m3)
