BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 19 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kebutuhan akan air panas pada saat ini sangat tinggi. Tidak hanya konsumen rumah tangga yang memerlukan air panas ini, melainkan juga rumah sakit, perhotelan, industri, dan untuk penyediaan air pada kolam renang. Banyaknya kebutuhan air panas ini meningkatkan kebutuhan energi terutama energi listrik untuk memanaskan air tersebut. Padahal energi listrik yang ada sangat terbatas dan juga mahal. Untuk itu diperlukan energi alternatif yang murah, tidak polutif, dan terbaharui. Matahari merupakan sumber energi tak terbatas. Sinar matahari atau tenaga surya dapat digunakan untuk memanasi, memberikan penerangan, atau mendinginkan rumah, menghasilkan listrik, memanaskan air dan bermacam proses industri. Energi radiasi dari matahari merupakan salah satu bentuk energi alternatif yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan guna menggantikan energi yang dihasilkan oleh minyak bumi. Salah satu bentuk pemanfaatan dari energi radiasi matahari adalah untuk memanaskan air. Suatu karunia yang baik bahwa Indonesia yang terletak pada khatulistiwa bumi mendapatkan sinar matahari sepanjang tahun, sehingga bentuk energi yang tak terhabiskan ini dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan sebagai bentuk energi alternatif. Untuk dapat memanfaatkan energi radiasi matahari untuk memanaskan air digunakan suatu perangkat untuk mengumpulkan energi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi dan mengubahnya menjadi energi kalor yang berguna. Perangkat ini disebut dengan kolektor surya. Penelitian tentang kolektor surya terutama bukanlah ide baru dalam dunia teknologi rekayasa surya, sebelumnya telah banyak para peneliti yang telah meneliti hal ini sebelumnya, antara lain: 1. Philip Kristanto dan James Laeyadi, Universitas Kristen Petra (April 2000). Mereka meneliti tentang pengaruh posisi sudut penyinaran matahari 0 o (posisi normal), dan 15 o, 30 o, dan 45 o ke arah utara terhadap efisiensi kolektor surya prismatik.

2 20 2. I Ketut Gede Wirawan, Universitas Udayana Bali (Desember 2008). Meneliti tentang pembuatan kolektor surya jenis sirkular dengan memanfaatkan neon bekas sebagai kaca penutup. 3. Rihardjo Tirtoatmodjo dan Ekadewi Anggraini Handoyo, Universitas Kristen Petra (Oktober 1999). Mereka meneliti tentang unjuk kerja pemanas air jenis kolektor surya plat datar dengan satu dan dua kaca penutup. 4. M. Burhan dkk, Universitas Negeri Semarang. Mereka meneliti tentang pengaruh jarak kaca penutup ke absorber terhadap efisiensi kolektor surya plat datar. 5. Titik Ismandari dkk. Universitas Yogyakarta (November 2008). Mereka meneliti tentang pemanfaatan solar kolektor untuk pengering kacang tanah (solar dryer). 6. Yazmendra Rosa, dkk. Politeknik Negeri Padang (September 2004). Mereka meneliti tentang unjuk kerja kolektor plat datar energi surya terhadap perubahan kelembaban udara masukan. 7. Philip Kristanto dan Yoe Kiem San, Universitas Kristen Petra (Oktober 2001). Mereka meneliti tentang pengaruh tebal plat dan jarak antar pipa terhadap performansi kolektor surya plat datar. Ada beberapa bentuk kolektor surya, salah satu diantaranya yang memiliki kinerja yang dapat diunggulkan adalah kolektorsurya tipe prismatik. Keunggulan dari kolektor surya tipe prismatik ini adalah kemampuannya untuk dapat menerima energi radiasi matahari dari arah timur dan arah barat tanpa mengubah posisi kolektor. Kolektor surya tipe prismatik dapat digolongkan dalam kolektor plat datar dengan permukaan kolektor berbentuk prisma yang tersusun dari empat bidang yang membentuk prisma, dua bidang berbentuk segitiga sama kaki dan dua bidang yang lain berbentuk segiempat. Untuk mendapatkan hasil yang optimal permukaan kolektor dicat dengan warna hitam yang berfungsi untuk menyerap radiasi surya yang datang dan mentranfer kalor yang diterima ke fluida kerja. Untuk menjaga agar tidak terjadi kerugian panas secara radiasi dan konveksi ke atmosfir, maka digunakan kaca pelindung sehingga terjadi efek rumah kaca, sedangkan bagian bawah plat kolektor diberi isolator untuk meminimalkan kerugian panas pada bagian bawah plat kolektor.[1] Dalam penelitian kolektor surya prismatik untuk pemanas air ini, digunakan air garam sebagai media atau fluida penghantar panas yang bersirkulasi di dalam pipa yang terhubung langsung antara kolektor surya dengan reservoir. Di mana di dalam

3 21 reservoir digunakan gulungan pipa (koil) sebagai alat penukar panas dari air garam tersebut ke air yang ada di dalam reservoir setelah sebelumnya dipanaskan di dalam kolektor surya Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penulisan penelitian ini sebagai berikut. 1. Mengetahui pengaruh jarak antara kaca dan plat absorberyang optimal terhadap efisiensi kolektor surya prismatik. 2. Mengetahui besarnya efisiensi dan efektifitas kolektor surya prismatik. 3. Mengetahui besarnya temperatur air yang dipanaskan. 4. Mengetahui pengaruh pengaruh besarnya intensitas cahaya matahari yang diterima oleh kolektor surya prismatik terhadap efisiensi termal kolektor. 5. Mengetahui pengaruh perubahan intensitas sinar matahari yang diterima kolektor terhadap perubahan temperatur air dalam tangki pemanas Batasan Masalah Dalam penelitian ini, penulis membatasi masalah pada : 1. Fluida penukar panas menggunakan air garam (NaCl-H 2 O) dengan laju alir 0,12 kg/s. 2. Variabel yang diamati pada pengujian adalah suhu air yang dipanaskan, suhu air garam, suhu pada kolektor, dan suhu pada absorber. 3. Pengujian dilakukan pada kondisi cuaca ekstrim di mana kondisi cuaca dapat berubah-ubah setiap saat. 4. Panas konduksi pada sambungan plat absorber diabaikan. 5. Pada pengujian unjuk kerja dan pengamatan digunakan variasi jarak kaca terhadap plat absorber, yaitu 40mm, 50mm, dan 60mm. 6. Data radiasi matahari diambil di Medan yang terletak pada posisi LU BT. 7. Pengambilan data dilaksanakan pada pukul WIB. Data-data lain yang diperlukan dalam perencanaan dan analisa diambil sesuai dengan literatur yang relevan.

4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Menghasilkan rekomendasi kolektor surya prismatik sebagai pemanas air yang lebih baik. 2. Dapat mengetahui pengaruh dari komponen-komponen yang ditambahkan pada kolektor surya prismatik terhadap efisiensinya. 3. Memberikan sumbangan pemikiran untuk penelitian tentang kolektor surya selanjutnya Sistematika Penulisan Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam beberapa bagian, yaitu: HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI BAB I : PENDAHULUAN Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi yang telah ditetapkan, tujuan, manfaat, batasan masalah, sistematika penulisan, dan metodologi penulisan skripsi. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang berhubungan dengan penulisan skripsi. Dasar teori didapatkan dari berbagai sumber, di antaranya berasal dari : buku-buku pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, , e-book, dan e-news. BAB III : METODOLOGI Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai langkah-

5 23 langkah penelitian, pengolahan dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat. BAB IV : ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang telah diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi kesimpulan dari penulisan tugas akhir dan saran-saran. REFERENSI LAMPIRAN