Pengaruh Tebal Plat Dan Jarak Antar Pipa Terhadap Performansi Kolektor Surya Plat Datar

dokumen-dokumen yang mirip
Pengaruh Jarak Kaca Ke Plat Terhadap Panas Yang Diterima Suatu Kolektor Surya Plat Datar

PENGUJIAN KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR UNTUK PEMANAS AIR LAUT DENGAN MEMBANDINGKAN PERFORMANSI KACA SATU DENGAN KACA BERLAPIS KETEBALAN 5MM SKRIPSI

SUDUT PASANG SOLAR WATER HEATER DALAM OPTIMALISASI PENYERAPAN RADIASI MATAHARI DI DAERAH CILEGON

PENGARUH JARAK ANTAR PIPA PADA KOLEKTOR TERHADAP PANAS YANG DIHASILKAN SOLAR WATER HEATER (SWH)

PENGARUH BENTUK DAN OPTIMASI LUASAN PERMUKAAN PELAT PENYERAP TERHADAP EFISIENSI SOLAR WATER HEATER ABSTRAK

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: ( Print)

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PERUBAHAN DEBIT ALIRAN PADA EFISIENSI TERMAL SOLAR WATER HEATER DENGAN PENAMBAHAN FINNED TUBE

Analisa Performa Kolektor Surya Pelat Datar Bersirip dengan Aliran di Atas Pelat Penyerap

Performansi Kolektor Surya Pemanas Air dengan Penambahan External Helical Fins pada Pipa dengan Variasi Sudut Kemiringan Kolektor

BAB III METODE PENELITIAN (BAHAN DAN METODE) keperluan. Prinsip kerja kolektor pemanas udara yaitu : pelat absorber menyerap

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Studi Eksperimental Efektivitas Penambahan Annular Fins Pada Kolektor Surya Pemanas Air dengan Satu dan Dua Kaca Penutup

Laporan Tugas Akhir BAB I PENDAHULUAN

Peningkatan Efisiensi Absorbsi Radiasi Matahari pada Solar Water Heater dengan Pelapisan Warna Hitam

PENGARUH PELAT PENYERAP GANDA MODEL GELOMBANG DENGAN PENAMBAHAN REFLECTOR TERHADAP KINERJA SOLAR WATER HEATER SEDERHANA Ismail N.

SISTEM DISTILASI AIR LAUT TENAGA SURYA MENGGUNAKAN KOLEKTOR PLAT DATAR DENGAN TIPE KACA PENUTUP MIRING

Analisis Performa Kolektor Surya Pelat Bersirip Dengan Variasi Luasan Permukaan Sirip

PERANCANGAN SOLAR WATER HEATER JENIS PLAT DATAR TEMPERATUR MEDIUM UNTUK APLIKASI PENGHANGAT AIR MANDI

RANCANG BANGUN KONVERSI ENERGI SURYA MENJADI ENERGI LISTRIK DENGAN MODEL ELEVATED SOLAR TOWER

Performansi Kolektor Surya Tubular Terkonsentrasi Dengan Pipa Penyerap Dibentuk Anulus Dengan Variasi Posisi Pipa Penyerap

KARAKTERISTIK KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR DENGAN VARIASI JARAK (KAJIAN PUSTAKA)

Studi Eksperimental Efektivitas Penambahan Annular Fins pada Kolektor Surya Pemanas Air dengan Satu dan Dua Kaca Penutup

Perbandingan Konfigurasi Pipa Paralel dan Unjuk Kerja Kolektor Surya Plat Datar

BAB I PENDAHULUAN. khatulistiwa, maka wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama jam

PRESTASI SISTEM DESALINASI TENAGA SURYA MENGGUNAKAN BERBAGAI TIPE KACA PENUTUP MIRING

Analisa performansi kolektor surya pelat bergelombang dengan variasi kecepatan udara

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Energi Matahari

Preparasi pengukuran suhu kolektor surya dan fluida kerja dengan Datapaq Easytrack2 System

SISTEM PEMANFAATAN ENERGI SURYA UNTUK PEMANAS AIR DENGAN MENGGUNAKAN KOLEKTOR PALUNGAN. Fatmawati, Maksi Ginting, Walfred Tambunan

PERANCANGAN SOLAR WATER HEATER JENIS PLAT DATAR TEMPERATUR MEDIUM UNTUK APLIKASI PENGHANGAT AIR MANDI

Pengaruh Tebal Isolasi Termal Terhadap Efektivitas Plate Heat Exchanger

Bab II Teori Dasar. Gambar 2.1 Pemanas air surya pelat datar

PEMBUATAN KOLEKTOR PELAT DATAR SEBAGAI PEMANAS AIR ENERGI SURYA DENGAN JUMLAH PENUTUP SATU LAPIS DAN DUA LAPIS

RANCANG BANGUN KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR UNTUK PEMANAS AIR DENGAN KACA BERLAPIS KETEBALAN 5MM SKRIPSI

Analisa Pengaruh Konfigurasi Pipa Pemanas Air Surya Terhadap Efisiensi

Pengaruh Sudut Kemiringan Kolektor Surya Pelat Datar terhadap Efisiensi Termal dengan Penambahan Eksternal Annular Fin pada Pipa

DAFTAR ISI. LEMBAR PERSETUJUAN... i. LEMBAR PENGESAHAN... ii. LEMBAR PERNYATAAN... iii. ABSTRAK... iv. ABSTRACT... v. KATA PENGANTAR...

DAFTAR ISI. i ii iii iv v vi

PEMODELAN DAN SIMULASI PERPINDAHAN PANAS PADAKOLEKTOR SURYA PELAT DATAR

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS PADA KOLEKTOR PEMANAS AIR TENAGA SURYA DENGAN TURBULENCE ENHANCER

besarnya energi panas yang dapat dimanfaatkan atau dihasilkan oleh sistem tungku tersebut. Disamping itu rancangan tungku juga akan dapat menentukan

PENGARUH BENTUK PLAT ARBSORBER PADA SOLAR WATER HEATER TERHADAP EFISIENSI KOLEKTOR. Galuh Renggani Wilis ST.,MT. ABSTRAK

ANALISIS KOLEKTOR SEDERHANA BERGELOMBANG DENGAN PENAMBAHAN REFLEKTOR TERHADAP KINERJA SOLAR WATER HEATER

Gambar 2. Profil suhu dan radiasi pada percobaan 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pengaruh variasi jenis pasir sebagai media penyimpan panas terhadap performansi kolektor suya tubular dengan pipa penyerap disusun secara seri

PENGARUH KECEPATAN ANGIN DAN WARNA PELAT KOLEKTOR SURYA BERLUBANG TERHADAP EFISIENSI DI DALAM SEBUAH WIND TUNNEL

Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011 ISSN : X

PERFORMANCE ANALYSIS OF FLAT PLATE SOLAR COLLECTOR WITH ADDITION OF DIFFERENT DIAMETER PERFORATED FINS ARE COMPILED BY STAGGERED

RANCANG BANGUN PEMANAS AIR MENGGUNAKAN KOLEKTOR SURYA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PERANCANGAN TANGKI PEMANAS AIR TENAGA SURYA KAPASITAS 60 LITER DAN INSULASI TERMALNYA

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Self Dryer dengan kolektor terpisah. (sumber : L szl Imre, 2006).

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 1. Temperatur udara masuk kolektor (T in ). T in = 30 O C. 2. Temperatur udara keluar kolektor (T out ). T out = 70 O C.

KAJIAN EXPERIMENTAL KOLEKTOR SURYA PRISMATIK DENGAN VARIASI JARAK KACA TERHADAP PLAT ABSORBER MENGGUNAKAN SISTEM TERTUTUP UNTUK PEMANAS AIR

collectors water heater menggunakan

STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI KOLEKTOR SURYA ABSORBER GELOMBANG TIPE-V

Tugas akhir BAB III METODE PENELETIAN. alat destilasi tersebut banyak atau sedikit, maka diujilah dengan penyerap

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Deskripsi Alat Pengering Yang Digunakan Deskripsi alat pengering yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

PENGUJIAN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PADA HEAT SINK

PENGARUH JENIS KACA PENUTUP DENGAN VARIASI LAJU ALIRAN TERHADAP EFISIENSI SOLAR WATER HEATER SEDERHANA ABSTRAK

Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Bergelombang untuk Pengering Bunga Kamboja

STUDI PERFORMANSI ALAT PEMANAS AIR DENGAN MENGGUNAKAN KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR STUDY OF WATER HEATER PERFORMANCE USING FLAT PLAT SOLAR COLLECTOR

Karakteristik Pengering Surya (Solar Dryer) Menggunakan Rak Bertingkat Jenis Pemanasan Langsung dengan Penyimpan Panas dan Tanpa Penyimpan Panas

Eddy Elfiano 1, M. Natsir Darin 2, M. Nizar 3

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR DUA KACA MENGGUNAKAN ISOLASI KAPUK

Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar Dengan Lima Sirip Berdiameter Sama Yang Disusun Secara Sejajar

Analisa Performansi Kolektor Surya Plat Datar Dengan Penambahan Sirip Berlubang Berdiameter Berbeda Yang Disusun Secara Staggered

PENENTUAN EFISIENSI KOLEKTOR PELAT DATAR DENGAN PENUTUP KACA PADA SISTEM PEMANAS AIR SURYA

Analisa Pengaruh Variasi Diameter Receiver Dan Intensitas Cahaya Terhadap Efisiensi Termal Model Kolektor Surya Tipe Linear Parabolic Concentrating

BAB I PENDAHULUAN. menjadi sumber energi pengganti yang sangat berpontensi. Kebutuhan energi di

P I N D A H P A N A S PENDAHULUAN

BAB II KAJIAN PUSTAKA. untuk membuat agar bahan makanan menjadi awet. Prinsip dasar dari pengeringan

ANALISA KOMPONEN KOLEKTOR PADA MESIN PENDINGIN SIKLUS ADSORPSI TENAGA SURYA DENGAN VARIASI SUDUT KOLEKTOR 0 0 DAN 30 0

Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar Dengan Sepuluh Sirip Berdiameter Sama Yang Disusun Secara Staggered

Studi Alat Destilasi Surya Tipe Basin Tunggal Menggunakan Kolektor Pemanas

ANALISA PERFORMA KOLEKTOR SURYA TIPE PARABOLIC TROUGH SEBAGAI PENGGANTI SUMBER PEMANAS PADA GENERATOR SISTEM PENDINGIN DIFUSI ABSORBSI

III. METODELOGI PENELITIAN. Penelitian dilaksanakan pada Mei hingga Juli 2012, dan Maret 2013 di

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN TERHADAP PERPINDAHAN KALOR PADA MODUL PHOTOVOLTAIC UNTUK MENINGKATKAN DAYA KELUARAN


OPTIMALISASI PENYERAPAN RADIASI MATAHARI PADA SOLAR WATER HEATER MENGGUNAKAN VARIASI SUDUT KEMIRINGAN

Analisa Performa Kolektor Surya Tipe Parabolic Trough Sebagai Pengganti Sumber Pemanas Pada Generator Sistem Pendingin Difusi Absorpsi

RANCANG BANGUN ALAT PENGUMPUL PANAS ENERGI MATAHARI DENGAN SISTEM TERMOSIFON [DESIGN OF SOLAR THERMAL COLLECTOR TOOL WITH THERMOSIFON SYSTEM]

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik TAMBA GURNING NIM SKRIPSI

TEKNOLOGI PEMANAS AIR MENGGUNAKAN KOLEKTOR TIPE TRAPEZOIDAL BERPENUTUP DUA LAPIS

ANALISIS PENGARUH EFEKTIVITAS PERPINDAHAN PANAS DAN TAHANAN TERMAL TERHADAP RANCANGAN TERMAL ALAT PENUKAR KALOR SHELL & TUBE

Perancangan Solar Thermal Collector tipe Parabolic Trough

Pengaruh Penggunaan Baffle pada Shell-and-Tube Heat Exchanger

Analisis performansi kolektor surya terkonsentrasi menggunakan receiver berbentuk silinder

TEKNOLOGI ALAT PENGERING SURYA UNTUK HASIL PERTANIAN MENGGUNAKAN KOLEKTOR BERPENUTUP MIRING

Radiasi ekstraterestrial pada bidang horizontal untuk periode 1 jam

PENGARUH BAHAN INSULASI TERHADAP PERPINDAHAN KALOR PADA TANGKI PENYIMPANAN AIR UNTUK SISTEM PEMANAS AIR BERBASIS SURYA

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XI (SNTTM XI) & Thermofluid IV Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta, Oktober 2012

PENGARUH LAJU ALIRAN FLUIDA TERHADAP EFISIENSI TERMAL PADA KOLEKTOR PANAS MATAHARI JENIS PLAT DATAR

PENINGKATAN KAPASITAS PEMANAS AIR KOLEKTOR PEMANAS AIR SURYA PLAT DATAR DENGAN PENAMBAHAN BAHAN PENYIMPAN KALOR

BAB II DASAR TEORI. ke tempat yang lain dikarenakan adanya perbedaan suhu di tempat-tempat

Analisa Performansi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya Tipe Bergelombang Berbahan Dasar Beton

Studi Eksperimental Sistem Pengering Tenaga Surya Menggunakan Tipe Greenhouse dengan Kotak Kaca

Analisa Efisiensi Prototype Solar Collector Jenis Parabolic Trough dengan Menggunakan Cover Glass Tube pada Pipa Absorber

II. TINJAUAN PUSTAKA. Energi surya merupakan energi yang didapat dengan mengkonversi energi radiasi

Transkripsi:

Pengaruh Tebal Plat Dan Jarak Antar Pipa Terhadap Performansi Kolektor Surya Plat Datar Philip Kristanto Dosen Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin - Universitas Kristen Petra Yoe Kiem San Alumnus Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin Universitas Kristen Petra Abstrak Kolektor surya plat datar merupakan suatu peralatan yang dapat digunakan untuk memanaskan air. Kolektor tersebut menyerap energi radiasi dari matahari dan mengkonversikannya menjadi panas pada pipa-pipa kolektor. Parameter-parameter yang berpengaruh terhadap unjuk kerja kolektor tersebut diantaranya adalah ketebalan plat penyerap dan jarak antar pipa-pipa kolektor yang disebut dengan efisiensi sirip kolektor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tebal plat penyerap dan semakin kecil jarak antar pipa-pipa kolektor, efisiensi sirip dari kolektor semakin optimum. Kata kunci: kolektor surya plat datar, performansi, efisiensi sirip. Abstract Flat plate solar collector is an equipment to used for water heater. This collector absorb the radiant energy from the sun and convert it to heat in the tubes collector. Parameters which influence the performance this collector are thickness of the plate absorber and distance between the tubes which called collector fin efficiency. From the research it is found that more and more the thickness of the plate absorber and more and more the small distance between of the tubes collector, more and more optimum fin eficiency the collector. Keywords: flat plate solar collector, performance, fin efficiency. Daftar Notasi Ac uasan kolektor (m ) d Diameter pipa (m) F Efisiensi sirip H aju radiasi sorotan (beam) atau sebaran (difus) pada suatu satuan luas permukaan (W/m ). k Konduktivitas termal material (/m. o C) l Tebal isolasi (m) Q aju kehilangan energi dari kolektor ke lingkungan oleh radiasi balik, konveksi dan konduksi (W/m ). Qt Kerugian kalor atas (top loss) (W/m ) Qs aju energi yang tersimpan dalam kolektor (W/m ) Qu aju pertukaran kalor yang digunakan ke fluida (W/m ) R Faktor perubah radiasi sorotan atau difus (tak berdimensi) ta Temperatur lingkungan ( o C) T Temperatur langit ( o K) tp Temperatur plat ( o C) Ub Koefisien kerugian kalor bagian bawah (/m.k) Catatan : Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1 Februari 00. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan pada Jurnal Teknik Mesin Volume 4 Nomor 1 April 00. U Kerugian kalor total (/m.k) Ut Koefisien kerugian kalor bagian atas (/m.k) V Kecepatan angin (m/s) w Jarak antar pipa (m) σ Konstanta Stefan Boltzmann = 5.67 x 10-8 /m.k 4 εp Emitansi plat (tak berdimensi) εk Emitansi kaca (tak berdimensi) Tebal plat (m) 1. Pendahuluan Suatu karunia yang sangat besar, Indonesia sebagai negara yang berada pada daerah katulistiwa, dapat memanfaatkan energi yang berasal dari matahari untuk berbagai keperluan hampir sepanjang waktu, salah satu diantaranya adalah untuk memanaskan cairan. Untuk itu dibutuhkan suatu peralatan yang berfungsi untuk mengumpulkan energi radiasi yang datang dari matahari, peralatan ini disebut kolektor surya. Sebuah kolektor surya plat datar terdiri dari plat penyerap yang memiliki konduktivitas 47

JURNA TEKNIK MESIN Vol. 3, No., Oktober 001: 47 51 termal yang baik, dimana plat penyerap ini berhubungan dengan pipa-pipa yang mengalirkan cairan, sebuah atau lebih penutup tembus cahaya di bagian atas (biasanya digunakan kaca). Energi radiasi matahari yang datang, ditransmisikan melalui penutup transparan dan diubah menjadi panas oleh plat penyerap dimana bagian dasar dan sisi plat penyerap diberi isolasi. Panas yang diterima oleh plat penyerap selanjutnya dikonduksikan ke pipapipa pembawa cairan. Untuk menghasilkan unjuk kerja yang optimal dari suatu kolektor surya yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan cairan membutuhkan parameter-parameter desain. Salah satu parameter-parameter desain yang berkaitan dengan optimalisasi unjuk kerja suatu kolektor adalah ketebalan plat penyerap, konduktivitas termal plat penyerap, jarak antara pipa-pipa pembawa cairan yang disebut dengan efisiensi sirip. Diduga ada suatu korelasi antara ketebalan plat dan jarak antar pipa-pipa kolektor terhadap unjuk kerja dari kolektor. Mengacu pada hal ini maka dilakukan suatu penelitian untuk mendapatkan konfigurasi yang sesuai dari parameter-parameter diatas guna menghasilkan unjuk kerja yang optimal pada kolektor.. andasaan Teori.1 Kolektor Surya Plat Datar Komponen-komponen sebuah kolektor surya plat datar terdiri dari permukaan hitam sebagai penyerap energi radiasi matahari yang kemudian dipindahkan ke fluida. Penutup tembus cahaya (kaca) berfungsi mengurangi efek radiasi dan konveksi yang hilang ke atmosfir. Pipa-pipa aliran fluida berfungsi mengalirkan fluida yang akan dipanaskan serta isolasi untuk mengurangi kerugian konduksi ke lingkungan. Skema kolektor surya plat datar ditunjukkan pada gambar 1. Gambar 1. Skema Kolektor Surya Plat Datar Performansi kolektor dinyatakan dengan keseimbangan energi yang menggambarkan distribusi energi matahari yang datang terhadap energi yang bermanfaat dan beberapa energi yang hilang. [ { ( τα) } { ( τα) } ] A H R + H R = Q + Q + Q (1) c b d U S. Koefisien Kerugian Kalor Kerugian kalor terjadi pada bagian atas dan bagian bawah dari kolektor, masing-masing disebut dengan kerugian kalor atas dan kerugian kalor bawah. Kalor yang hilang dari bagian atas plat penyerap disebabkan konveksi alam dan radiasi ke permukaan dalam dari plat penutup kaca. Panas ini dikonduksikan oleh plat kaca ke permukaan luarnya untuk selanjutnya dipindahkan ke atmosfir secara konveksi dan radiasi. Kerugian panas ini disebut dengan kerugian kalor atas (top loss), Q t dan dinyatakan dengan 4 : ( ) Q = U t t m () t t p a..1 Kerugian Kalor Atas Prosedur untuk menentukan koefisien kerugian kalor bagian atas dapat dilakukan dengan menggunakan proses iterasi. Untuk penutup kaca tunggal berlaku hubungan : U t 1 1 = + h + h h + h p k r p k w r k l,, ( m o C) (3) Koefisien konveksi antara plat dengan kaca, hp-k dinyatakan dengan 4 : ( T 10) 0.310 1.14 T = 1 0.0018 0.07 ( m h p k C) Koefisien konveksi angin, hw dinyatakan sebagai,4 : h w = 5.7 + 3. 8 V (4) (5) Koefisien radiasi dari plat ke kaca dinyatakan dengan 4 : ( T + T ) ( T + T ) σ p k p k h, = (6) r p k 1 + 1 1 ε p εk Koefisien radiasi dari kaca ke lingkungan (langit) 4 : h ( ) ( ) r, k l = ε k σ Tk + Tl Tk + T (7) l Menurut Swinbank suhu langit dinyatakan dengan: 48

T = (8) l 1.5 0.055 Tudara.. Kerugian Kalor Bawah Koefisien kerugian kalor bagian bawah, Ub dinyatakan dengan: k U watt b = (9) o l ( m C)..3 Kerugian Kalor Total, U Kerugian kalor total, U merupakan jumlah dari kerugian kalor bagian atas, Ut dengan kerugian kalor bagian bawah, Ub. U U U = t + b m o (10) ( C).3 Efisiensi Sirip Efisiensi sirip merupakan salah satu parameter yang cukup penting dalam perhitungan desain kolektor plat datar yang digunakan sebagai pemanas cairan. Gambar memperlihatkan neraca kalor pada kolektor matahari. Jarak antar pipa pembawa cairan w, tebal plat penyerap δ, diameter pipa d serta konduktivitas termal plat penyerap k merupakan parameter-parameter yang berhubungan dengan efisiensi sirip. Kerugian kalor penyerap akan minimum jika seluruh sirip berada pada temperatur dasar Tb. Hal ini dapat diatasi dengan memilih plat penyerap yang memiliki konduktivitas termal yang baik dengan ketebalan δ yang cukup memadai serta alur aliran kalor (w- d)/ sependek mungkin. pada x + x, yaitu kδ dt, atau dituliskan dx x + x dengan : Q( τα) x kδ dt = U ( T T ) x k dt a δ (11) dx dx x x + x Efisiensi sirip dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara kalor yang dipindahkan ke dalam sirip terhadap kalor yang dipindahkan jika seluruh sirip berada pada suhu dasar Tb atau dapat dinyatakan secara matematis sebagai : w d U tanh k δ (1) F = w d U k δ 3.1 Peralatan 3. Percobaan Gambar 3. Susunan Dan Dimensi Alat Gambar. Neraca Kalor Pada Sebuah Elemen Sirip kedalaman, ( ) Jumlah radiasi yang diserap oleh elemen sirip dengan lebar, x dan satu satuan Q τα x dan kalor yang dikonduksikan ke dalam elemen pada jarak x, dt sama dengan kerugian kalor dari k δ dx x U T T ditambah elemen sirip kebagian luar, ( ) kalor yang dikonduksikan keluar dari elemen a Susunan dan dimensi peralatan percobaan ditunjukkan pada gambar 3. Plat Penyerap Bahan: Tembaga (k = 386 W m o ( C ) Tebal: 0.5, 0.8, 1.0 dan 1. Panjang: 500 ebar: 50 Jumlah: 16 lembar Pipa Cairan Bahan: Tembaga Diameter luar 1.5cm Tebal: 0.8 Panjang: 50 Jumlah: 7 buah Kaca penutup Bahan: Kaca bening Tebal: 3 Jumlah: 4 buah 49

JURNA TEKNIK MESIN Vol. 3, No., Oktober 001: 47 51 Isolator Bahan: Gabus butiran halus (k = 0.043 W m o ( C ) Tebal: 50 Kerangka Bahan: Kayu dan triplek Jumlah: 4 buah Alat Ukur: Velometer type ANOR, untuk mengukur kecepatan angin. Termokopel (8 buah) untuk mengukur suhu permukaan plat dan permukaan kaca. Termometer air raksa (1 buah) Tabel 3 Tebal Plat 1.0. Tabel 4 Tebal Plat 1.. 3. Prosedur Percobaan Percobaan dilakukan mulai jam 10.00 sampai dengan jam 15.00 dalam kondisi cuaca cerah dengan prosedur sebagai berikut: 1. Secara serentak dilaksanakan pengukuran suhu permukaan plat dan permukaan kaca terhadap 4 buah kolektor dengan ketebalan plat yang berbeda-beda dan jarak antar pipa sama untuk masing-masing kolektor. Dicatat pula suhu lingkungan sekitar dan kecepatan angin di lokasi percobaan.. angkah di atas dilakukan sebanyak 3 kali pada jam yang berbeda dalam hari yang sama dengan terlebih dahulu memindahkan kolektor ke tempat yang teduh. 3. angkah pertama dan kedua di atas diulang untuk kombinasi dari 4 ketebalan plat yang berbeda dan 4 jarak antar pipa yang berbeda. 3.3 Data Hasil Percobaan Data rata-rata hasil pengukuran dan perhitungan ditunjukkan pada tabel dibawah ini dengan kecepatan angin rata-rata 4 m/s dan suhu lingkungan rata 3.5 C. Tabel 1. Tebal Plat 0.5. 4. Analisa Data Dari data-data hasil pengukuran dan perhitungan dapat dibentuk kurva sebagai mana yang ditunjukkan pada gambar 4 dan 5. Efisiensi Sirip 1 0.98 0.96 0.94 0.9 0.5 0.8 1.0 1. Tebal Plat 73.6 85.8 103 18.8 Gambar 4. Kurva Efisiensi Sirip Sebagai Fungsi Ketebalan Plat untuk 4 Varian Jarak Antar Pipa. Efisiensi sirip 1 0.98 0.96 0.94 0.9 73.6 85.8 103 Jarak antar pipa 18.8 0.5 0.8 1.0 1. Tabel. Tebal Plat 0.8. Gambar 5. Kurva Efisiensi Sirip Sebagai Fungsi Jarak Antar Pipa untuk 4 Varian Ketebalan Plat. Berdasarkan kedua kurva di atas nampak bahwa semakin tebal plat penyerap dan semakin rapat jarak antar pipa, maka semakin besar efisiensi sirip kolektor. Hal ini terjadi pada jarak antar pipa 73.6 dengan 50

ketebalan plat penyerap 1. dengan efisiensi sirip 99.53 %. Semakin kecil penyebut yang dituliskan pada persamaan (1), maka semakin besar nilai efisiensi sirip. Hal ini disebabkan karena luasan permukaan kolektor secara riel akan bertambah dengan adanya lengkungan dari pipa, sehingga makin banyak kalor yang mampu diserap oleh kolektor. Demikian pula halnya dengan ketebalan plat penyerap. Semakin tebal plat penyerap akan memiliki kapasitas kalor yang semakin besar, sehingga kemampuannya untuk mengkonduksikan kalor ke pipa cairan akan lebih besar. Untuk kebutuhan rancangan desain kolektor yang ekonomis tetapi tetap memiliki daya guna yang optimal dapat digunakan plat penyerap yang lebih tipis dengan mempersempit jarak antar pipa. Upaya lain yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi sirip dari kolektor adalah mempertebal isolasi (dengan konduktivitas termal serendah mungkin) pada bagian bawah plat penyerap, sehingga mengurangi kerugian panas total, U. 3. Kreith, Frank and Kreider, Jan, F., Principles of Solar Engineering, Helmisphere publishing, Co. 1978. 4. Arismunandar, Wiranto, Teknologi Rekayasa Surya, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta, 1985. 5. Kesimpulan Beberapa kesimpulan yang dapat ditarik dari percobaan ini adalah: 1. Terdapat hubungan yang cukup signifikan antara ketebalan plat penyerap dan jarak antar pipa penyalur cairan terhadap performansi kolektor plat datar yang dinyatakan dengan efisiensi siripnya.. Efisiensi sirip tertinggi dalam percobaan ini dihasilkan dengan konfigurasi ketebalan plat 1. dan jarak antar pipa penyalur cairan 73.6 U 3. Berdasarkan parameter persamaan kδ dalam perhitungan efisiensi sirip. Untuk penggunaan plat yang lebih tipis tipis dapat dilakukan dengan memilih material yang memiliki nilai k yang lebih besar, memperkecil kerugian kalor total dengan jalan memilih bahan isolator dengan nilai k serendah mungkin serta mempertebal bahan isolator yang digunakan. Daftar Pustaka 1. Anderson, Bruce, Solar Energy Fundamentals in Building Design, Mc Graw-Hill inc. 1977.. Duffie, A.John & Beckmann, William, A, Solar Energy Thermal Processes, John Willey & sons. 51