Pendekatan Perhitungan untuk intensitas radiasi langsung (beam) Sudut deklinasi Pada 4 januari, n = 4 δ = 22.74 Solar time Solar time = Standard time + 4 ( L st L loc ) + E Sudut jam Radiasi ekstraterestrial pada bidang horizontal untuk periode 1 jam Watt Io = 1186.514 2 m
Pendekatan Perhitungan intensitas radiasi langsung (beam) Dengan Sehingga diperoleh intensitas radiasi langsung (beam), I b = 763,42 W/m 2
Radiasi terserap pipa receiver (S) Dengan : Absorptansi material absorber Dengan menggunakan bahan tembaga yang dicat hitam, Intercept factor Pantulan specular oleh reflector,
Kehilangan panas kolektor Tahanan termal untuk kehilangan panas kolektor Kehilangan panas kolektor terjadi melalui dua fenomena, yaitu melalui konveksi dan radiasi
Kehilangan panas kolektor Konveksi yang terjadi antara permukaan pipa receiver dengan udara sekitar Perhitungan koefisien konveksi ini diawali dengan menghitung nilai bilangan Reynold Menghitung nilai bilangan Grashoff Kemudian menentukan apakah konveksi paksa atau konveksi alami, dengan persamaan Konveksi yang terjadi adalah konveksi paksa
Kehilangan panas kolektor Menghitung nilai bilangan Nusselt untuk aliran laminar Sehingga koefisien konveksi oleh angin Radiasi dari pipa receiver ke lingkungan sekitar Di mana Diperoleh
Kehilangan panas kolektor Sehingga koefisien kehilangan panas kolektor surya Kehilangan panas kolektor surya
Koefisien perpindahan konveksi fluida di dalam pipa Laju perpindahan massa yang disuplai pompa Diameter dalam pipa absorber Menghitung bilangan Reynold aliran Menghitung bilangan Nusselt untuk aliran turbulen dalam tabung, dengan persamaan empiris dari Gnielinski Di mana
Koefisien perpindahan konveksi fluida di dalam pipa Diperoleh bilangan Nusselt Sehingga koefisien konveksi dalam pipa
FAKTOR EFISIENSI KOLEKTOR FAKTOR PELEPASAN KALOR FAKTOR ALIRAN KOLEKTOR
ENERGI BERGUNA DAN EFISIENSI ENERGI BERGUNA TEORITIS EFISIENSI TEORITIS KOLEKTOR ENERGI BERGUNA AKTUAL EFISIENSI AKTUAL KOLEKTOR
Grafik Pengaruh Intensitas dan air terhadap Temperatur Air Keluar Kolektor (T fo fo ) Pengaruh intensitas radiasi dan terhadap temperatur air keluar (Tfo) 60 0,02 kg/s T ( C) 50 0,03 kg/s 40 0,04 kg/s 30 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 )
Grafik Pengaruh Intensitas dan air terhadap Beda Temperatur Air Masuk dan Keluar Kolektor pengaruh intensitas radiasi dan terhadap ΔT air 14 12 ΔT ( C) 10 8 6 4 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,04 kg/s 2 0 0 200 400 600 800 1000 1200 intensitas radiasi (watt/m 2 )
Grafik pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap temperatur inlet dan outlet pipa receiver T ( C) 60 50 40 Pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap temperatur inlet pipa 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,04 kg/s T ( C) 60 50 40 Pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap temperatur outlet pipa 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,04 kg/s 30 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 ) 30 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 )
Grafik Distribusi Temperatur pada Pipa Receiver 55 50 variasi temperatur pada pipa dan fluida untuk 0,02 kg/s 55 50 variasi temperatur pada pipa dan fluida untuk 0,03 kg/s T (ºC) 45 40 T (ºC) 45 40 35 30 1 2 x Tf Tr 35 30 1 x 2 Tf Tr variasi temperatur pada pipa dan fluida untuk 0,04 kg/s 55 T (ºC) 50 45 40 Tf Tr 35 30 1 2 x
Grafik Distribusi Koefisien Perpindahan Panas Konveksi di Dalam Pipa Receiver distribusi koefisien konveksi dalam pipa 20000 16000 0,02 kg/s 0.03 kg/s 0.04 kg/s h (watt/m 2 ) 12000 8000 4000 0 1 x 2
Grafik Pengaruh Intensitas dan air terhadap Koefisien Kehilangan Panas Kolektor (U L ) 40 Grafik kehilangan panas (UL) 30 0,02 kg/s Q (watt) 20 0,03 kg/s 10 0,04 kg/s 0 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 )
Grafik Pengaruh Intensitas dan air terhadap Kalor Berguna 1400 1200 Pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap kalor berguna teoritis (Qu,teo) Q (watt) 1000 800 600 400 200 0 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 ) 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,04 kg/s Q (watt) 1200 1000 800 600 400 200 0 Pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap kalor berguna aktual (Qu,akt) 0,02 kg/s 300 500 700 900 1100 Intensitas radiasi (watt/m 2 ) 0,03 kg/s 0,04 kg/s
Grafik Pengaruh Intensitas dan laju aliran massa air terhadap Efisiensi Kolektor efisie ensi 70 60 50 40 30 20 10 0 Pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap efisiensi teoritis (η teoritis ) 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 ) 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,04 kg/s efisien nsi 70 60 50 40 30 20 10 0 Pengaruh intensitas radiasi dan laju aliran massa terhadap efisiensi aktual η aktual 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 ) 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,04 kg/s
Grafik Pengaruh Intensitas radiasi dan laju aliran massa air terhadap Faktor Efisiensi Kolektor (F F ) Pengaruh intensitas radiasi dan terhadap faktor efisiensi kolektor (F') 1 F' 0,98 0,96 0,94 0,02 kg/s 0,03 kg/s 0,92 0,9 300 500 700 900 1100 intensitas radiasi (watt/m 2 ) 0,04 kg/s
Terimakasih