GIRI PRATAMA 2102 100 071 Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Djatmiko Ichsani, M.Eng
Energi Fosil Yang Terbatas Energi Alternatif Energi Surya Solar Water Heater Absorber Gelombang Solar Water Heater Sederhana Solar Water Heater Absorber Gelombang Dengan Honeycomb Solar Water Heater Absorber Gelombang Dengan Honeycomb dan Variasi Aspect Ratio
Bagaimana merancang kolektor surya agar mempunyai efisiensi sebaik mungkin sebagai pemanas air. Bagaimana menghitung radiasi matahari berguna yang mengenai bidang bergelombang dan mempunyai moving source. Bagaimana menghitung koefisien kehilangan panas total yang terjadi antara pelat absorber dengan kaca penutup. Berapa besarnya efisiensi dan efektivitas kolektor surya pelat bergelombang dengan penambahan honeycomb. Bagaimana pengaruh perubahan laju alir massa air terhadap efisiensi pelat absorber gelombang Bagaimana pengaruh perubahan aspect ratio pada kolektor surya dengan penambahan honeycomb
Mendapatkan rancang bangun kolektor surya pemanas air yang sederhana, bahan bakunya mudah didapat, mudah dalam proses pembuatannya dan memberikan efisiensi yang baik. Mengetahui besarnya radiasi berguna yang mengenai bidang bergelombang dan mempunyai moving source. Mengetahui besarnya koefisien kehilangan panas total yang terjadi antara pelat absorber dengan kaca penutup. Mengetahui besarnya efisiensi dan efektivitas kolektor surya pelat bergelombang dengan penambahan honeycomb terhadap perubahan aspect ratio. Mengetahui pengaruh perubahan laju alir massa air terhadap efisiensi.
Intensitas matahari pada kondisi clear sky. Kolektor surya yang digunakan susunan paralel tipe aliran di bawah pelat absorber. Analisa performansi kolektor surya dilakukan pada kondisi steady state. Aliran air yang mengalir di dalam kolektor surya dianggap satu arah dan memenuhi luasan kolektor secara menyeluruh. Kaca penutup diasumsikan tidak menyerap energy. Pengunaan bahan untuk plat honeycomb adalah plastik mika. Dimensi plat honeycomb tetap. Pengaruh bayang-bayang rangka kolektor dan bangunan sekitar diabaikan. Fluida kerja selama proses tidak mengalami perubahan fase. Debu dan kotoran-kotoran diatas kolektor diabaikan. Pengambilan data dilaksanakan pada 07.00 16.00. Data-data lain yang diperlukan dalam perencanaan dan analisa diambil sesuai dengan literatur yang relevan. Properti-properti konstan.
Hollands (1965)
Robert L. San Martin dan Gary J. Fjeld (1975) Ketiga kolektor di samping masing masing kolektor diisolasi dengan polyrethane foam insulation. Ketiga kolektor di atas menggunakan pelat absorber dari aluminium. Dari hasil eksperimen tersebut diketahui bahwa Tricle collector mempunyai efisiensi 35.2%, Thermal trap collector 57 % dan standard collector 62,4 %
Meyer et al and Randall et al (1978) Meyer dan Randall melakukan penelitian dengan cara membandingkan besarnya rugi-rugi panas antara kolektor surya yang diberi penambahan parallel slat array dan kolektor surya tanpa penambahan parallel slat array, hasil penelitian menyebutkan pada sudut solar colector (β=45 0 ) dan aspect ratio (A=2), penambahan parallel slat array (TIM) dapat mengurangi setengah (0,5) kehilangan panas secara konveksi yang melewati cover bila dibandingkan dengan solar collector tanpa penambahan parallel slat array (TIM).
Wang Shing An ( 1979 ) Menganalisa perpindahan panas dan melakukan pengujian dengan menggunakan kolektor pelat absorber gelombang dari baja dengan ketebalan 0.8 mm untuk mengurangi kehilangan panas ke atas menggunakan cover ganda. Dari eksperimen ini diperoleh persamaan efisiensi kolektor :
Jong Ho Lee dan kawan kawan (1986) Pengujian yang dilakukan adalah pengujian unjuk kerja kolektor surya pemanas air pelat absorber gelombang. Pada eksperimen ini besarnya radiasi matahari sebagai moving source yang diterima oleh pelat bergantung pada incident angle yang terjadi pada permukaan gelombang plat
Sutrisno ( 2002 ) Pengujian yang dilakukan sutrisno adalah pengujian kolektor surya pemanas air dengan menggunakan pelat absorber gelombang dengan dan tanpa honeycomb. Pelat absorber yang digunakan adalah pelat seng yang mempunyai sudut = 129 o. Pengujian dilakukan dengan variasi laju alir massa air 300 cc/menit, 400 cc/menit dan 500 cc/menit dan temperatur inlet 35 o, 40 o dan 45 o dengan mengabaikan bayangan yang terbentuk oleh pelat gelombang itu sendiri.
Praba Chand dan S. P. Sharma (2009) Percobaan dengan menambahkan luas permuakaan absorber di sisi dalam ducting dan memvariasikan jarak antara cover dan plat absorber dengan luas permukaan kolektor yang dibuat konstan. Hasil percobaan ini menunjukkan peningkatan temperatur udara, efisiensi dan heat removal factor terhadap penambahan aspect ratio.
Besarnya Radiasi yang Diserap bervariasi terhadap x
SKEMA TAHANAN TERMAL PADA KOLEKTOR SURYA ABSORBER GELOMBANG S U t Cover Glass U b Pelat absorber Pelat seng Glass wool Styrofoam Triplex
Perpindahan Panas antara cover dan udara luar Konveksi Radiasi hc c-a hr c-a S Cover Glass Pelat absorber Pelat seng Glass wool Styrofoam Triplex
Perpindahan Panas antara absorber dan cover Konveksi Radiasi
Perpindahan Panas antara Pelat Absorber dan air Konveksi Turbulent Laminer
Perpindahan Panas antara air dan bagian bawah kolektor Konduksi Kerugian Panas Total S Cover Glass Ul= Ut + Ub Ub Pelat absorber Pelat seng Glass wool Styrofoam Triplex
Faktor Efisiensi Kolektor ( F ) faktor aliran kolektor ( F ) Energi yang Berguna teo ( Qu) Efisiensi Kolektor ( ) Panas yang Berguna akt( Qu)
Keterangan Gambar : 1. Reservoir 1 2. Kolektor Absorber Honeycomb Cover glass 3. Flow meter 4. Valve 5. Reservoir 2 6. Pompa
Start Studi Literatur Perencanaan Kolektor Surya dengan penambahan Pelat Honeycomb meliputi Dimensi. Pemasangan Kolektor Surya beserta Honeycomb dan kontruksi untuk dapat merubah jarak plat absorber dan cover Mengatur jarak plat absorber dan cover pada l = 8 cm Mengatur debit fluida mulai Qf = 300 cc/ menit li = l + 2 cm Pengambilan Data berupa I T, Vw, Ta, Tfi, Tfo, Tp, Tc, Thc Qfi = Qf + 100 cc/ menit Debit fluida < 700 cc/ menit Tidak Ya Tidak l = 16 Ya Perhitungan dan Analisa End
Rancang bangun kolektor dengan variasi aspect ratio dalam hal ini jarak antara cover dan plat absorber mendapatkan peningkatan efisiensi solar kolektor pada jarak antara cover dan plat absorber yang kecil. Koefisien perpindahan panas total (UL) menunjukkan perubahan yang tidak signifikan dengan perubahan intensitas radiasi matahari, hal ini karena koefisien kehilangan panas overall bagian bawah bernilai konstan karena aliran berada pada kondisi laminer flow. Quseful mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya aspect ratio dikarenakan semakin besar aspect ratio, maka nilai koefisien perpindahan panas konveksi antara plat dan cover menurun.
Menggunakan aspect ratio yang lebih kecil daripada yang digunakan penulis Menggunakan isolator yang lebih baik pada dinding kolektor
TERIMA KASIH