Performa Pemanas Air Kolektor Tabung Dengan Penambahan Selubung Transparan

Abstract

Pemanfaatan energi terbarukan adalah salah satu jalan keluar untuk menangani masalah krisis energi yang sedang terjadi. Salah satu pemanfaatan energi terbarukan yang paling banyak digunakan adalah pemanfaatan energi surya untuk penghasil energi surya atau sebagai pemanas air. Energi matahari mempunyai sifat intermitten dan dipengaruhi oleh cuaca, waktu dan posisi lintang. Penyimpanan energi termal (Thermal Energy Storage, TES) atau penggunaan material perubahan fasa dan Compound Parabolic Concentrator (CPC) dianggap sangat cocok diaplikasikan untuk mengatasi masalah ini. Penggunaan kolektor adalah cara untuk memanfaatkan energi matahari sebagai pemanas air. Kolektor tabung dianggap mempunyai keunggulan dalam kehilangan panas dibanding kolektor plat datar. Hal ini diduga karena glass tube dapat menghambat hilangnya panas dalam kolektor lebih baik dibanding dengan kolektor plat datar. Penelitian ini membandingkan kolektor tabung tanpa glass tube dan dengan glass tube bertujuan untuk mengetahui faktor glass tube pada temperatur air outlet dan efisiensi kolektor. Dengan proses charging dan discharging masing-masing selama 240 menit. Pengambilan data dengan interval 20 menit dan radiasi rata-rata 700 – 800 W/m2. Penelitian ini dilakukan dengan dua laju aliran massa yang berbeda yaitu 0,01 kg/s dan 0,04 kg/s. Hasil dari penelitian ini adalah kolektor tanpa glass tube dapat menghasilkan temperatur outlet pada proses charging lebih besar dibanding kolektor dengan glass tube. Temperatur outlet kolektor tanpa glass tube dan dengan glass tube dengan laju aliran massa 0,01 kg/s masing-masing 52,8 oC dan 50,9 oC. Sedangkan dengan laju aliran massa 0,04 kg/s masing-masing 57,3 oC dan 54,7 oC. Namun, pada proses discharging kolektor dengan glass tube dapat menghasilkan tempatur outlet lebih besar. Temperatur outlet saat discharging kolektor tanpa glass tube dan dengan glass tube dengan laju aliran massa 0,01 kg/s masing-masing 38,8 oC dan 42,2 oC. Sedangkan dengan laju aliran massa 0,04 kg/s masing-masing 41,7 oC dan 43,2 oC. Hasil tersebut sebanding dengan efisiensi kolektor. Kolektor tanpa glass tube menghasilkan efisiensi kolektor saat charging lebih besar dibanding kolektor dengan glass tube. Efisiensi kolektor tanpa glass tube dan dengan glass tube dengan laju aliran massa 0,01 kg/s masing-masing 2,02 % dan 1,82 %. Sedangkan dengan laju aliran massa 0,04 kg/s masing-masing 12,96 % dan 8,64 %. Namun, saat radiasi sinar menurun kolektor dengan glass tube dapat mempertahankan efisiensi lebih baik dibanding dengan kolektor tanpa glass tube. Saat discharging, kolektor dengan glass tube menghasilkan efisiensi lebih besar dibanding kolektor tanpa glass tube. Efisiensi kolektor tanpa glass tube dan dengan glass tube dengan laju aliran massa 0,01 kg/s masing-masing 12,32 % dan 13,96 %. Sedangkan dengan laju aliran massa 0,04 kg/s masing-masing 38,07 % dan 42,30 %. Kejadian tersebut membuktikan bahwa pada proses charging kolektor dengan glass tube menghasilkan tahanan termal lebih besar yang dapat menghambat panas untuk diserap oleh kolektor namun dapat menghambat panas keluar dari kolektor. Efisiensi dari kolektor juga dipengaruhi oleh radiasi sinar dan laju aliran massa. Semakin besar radiasi dan laju aliran massa maka akan menghasilkan efisiensi yang lebih besar. Efisiensi kolektor saat discharging lebih besar dibanding saat charging. Hal ini kemungkinan disebabkan karena pada proses charging, radiasi sinar tidak langsung diserap oleh air melainkan diserap terlebih dahulu oleh material perubahan fasa.