BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sumber Energi Pada dasarnya sumber energi di dunia banyak dan tersebar dimana-mana. Tetapi hanya sebagian saja yang banyak dimanfaatkan oleh manusia yaitu energi dari minyak bumi, bahan fosil dan gas alam, sedangkan sumber energi lain seperti sampah dedaunan, kayu, angin, air, matahari, dan gelombang pasang sedikit sekali dimanfaatkan.

2.1.1 Sumber Energi Yang Tidak Dapat Diperbaharui Sumber energi ini banyak digunakan disegala sektor sekarang ini. Sumber energi ini yaitu yang berasal dari minyak bumi, bahan fosil, dan gas alam. Semua sumber ini memerlukan proses yang panjang untuk mendapatkannya dan kemudian dapat dimanfaatkan, sebagai contoh minyak bumi membutuhkan proses berjuta-juta tahun. Sebaliknya, pengekplotasianya dilakukan terus-menerus dan bisa dibayangkan pasti persediaannya akan menipis dan mungkin akan habis. Hal inilah mengakibat harga minyak bumi dunia melonjak dengan tajam sampai mendekati 100 dolar AS per barel. Oleh karena itu sekarang ini para ahli berlomba untuk mencari alternatif sumber energi yang salah satunya yaitu dengan memanfaatkan energi surya sebagai energi untuk memasak.

Universitas Sumatera Utara

2.1.2 Sumber Energi Yang Dapat Diperbaharui Sumber energi ini belumlah banyak dimanfaatkan oleh banyak orang. Sumber energi ini dapat berasal dari alam sekitar yaitu angin, air, biogas, biomass dan yang tak kalah pentingnya yaitu sumber energi utama di dunia ini yaitu matahari. Hal ini disebabkan energi matahari merupakan energi yang murah dan ramah lingkungan. Energi matahari ini merupakan energi pancaran dan radiasi yang dapat digunakan untuk memasak.

Energi geothermal berasal dari penguraian radioaktif di pusat Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam, dan dari matahari, yang membuat panas permukaan bumi. Dia dapat digunakan dengan tiga cara:

1. Listrik geothermal 2. pemanasan geothermal, melalui pipa ke dalam Bumi 3. pemanasan geothermal, melalui sebuah pompa panas.

Energi surya yang dimaksud di sini adalah energi yang dikumpulkan langsung dari cahaya matahari. Tenaga surya dapat digunakan untuk:

1. menghasilkan listrik menggunakan sel surya 2. menghasilkan listrik menggunakan pembangkit tenaga panas surya 3. menghasilkan listrik menggunakan menara surya 4. memanaskan gedung, secara langsung 5. memanaskan gedung, melalui pompa panas 6. memanaskan makanan, menggunakan oven surya


Ganbar 2.1 Panel surya (photovoltaic arrays) di atas yacht kecil di laut dapat mengisi baterai 12 V sampai 9 amperes dalam cahaya matahari penuh dan langsung.(Lieraturt 3) Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak merata, maka terbentuklah angin. Energi kinetik dari angin dapat digunakan untuk menjalankan turbin angin, beberapa mampu memproduksi tenaga 5 MW. Tenaga keluaran adalah fungsi kubus dari kecepatan angin, maka turbin tersebut paling tidak membutuhkan angin dalam kisaran 5,5 m/d (20 km/j), dan dalam praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup terus menerus. Namun begitu di daerah pesisir atau daerah di ketinggian, tersedia angin yang cukup konstan.

Pada 2005 telah ada ribuan turbin angin yang beroperasi di beberapa bagian dunia, dengan perusahaan "utility" memiliki kapasitas total lebih dari 47.317MW. Kapasitas merupakan output maksimum yang memungkinkan dan tidak menghitung "load factor".

Lahan angin baru dan taman angin lepas pantai telah direncanakan dan dibuat di seluruh dunia. Ini merupakan cara penyediaan listrik yang tumbuh


dengan cepat di abad ke-21 dan menyediakan tambahan bagi stasiun pembangkit listrik utama. Kebanyakan turbin yang digunakan menghasilkan listrik sekitar 25% dari waktu (load factor 25%), tetapi beberapa mencapai 35%. Load factor biasanya lebih tinggi pada musim dingin. Ini berarti bahwa turbin 5MW dapat memiliki output rata-rata 1,7MW dalam kasus terbaik.

Energi air dapat digunakan dalam bentuk gerak atau perbedaan suhu. Karena air ribuan kali lebih berat dari udara, maka aliran air yang pelan pun dapat menghasilkan sejumlah energi yang besar.

Tumbuhan biasanya menggunakan fotosintesis untuk menyimpan tenaga surya, air, dan CO2. Bahan bakar bio adalah bahan bakar yang diperoleh dari biomass - organisme atau produk dari metabolisme mereka, seperti tai dari sapi. Dia merupakan energi terbaharui.

Biasanya bahan bakar bio dibakar untuk melepas energi kimia yang tersimpan di dalamnya. Riset untuk mengubah bahan bakar bio menjadi listrik menggunakan sel bahan bakar adalah bidang penelitian yang sangat aktif.

Biomass dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar atau untuk memproduksi bahan bakar bio cair. Biomass yang diproduksi dengan teknik pertanian, seperti biodiesel, ethanol, dan bagasse (seringkali sebuah produk sampingan dari pengkultivasian Tebu) dapat dibakar dalam mesin pembakaran dalam atau pendidih.


Sebuah hambatan adalah seluruh biomass harus melalui beberapa proses berikut: harus dikembangkan, dikumpulkan, dikeringkan, difermentasi dan dibakar. Seluruh langkah ini membutuhkan banyak sumber daya dan infrastruktur.

2.2 Energi Surya Matahari adalah pabrik tenaga nuklir yang dengan memakai proses fusi mengubah sejumlah empat ton massa hidrogen yang banyak terdapat di jagad raya menjadi helium tiap detiknya dan menghasilkan energi dengan laju 1020 kWJam/detik. Berbeda dengan proses fusi nuklir yang berbahaya, proses yang terjadi merupakan yang paling bersih dan gratis, selain itu energi ini tidak memerlukan sarana angkutan atau transmisi jarak jauh, tidak berisik serta memiliki potensi yang besar di berbagai lokasi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi.

Gambar 2.2 Bagian Internal Matahari (Literatur 3)

2.2.1 Energi Surya Sumber Berbagai Sumber Energi Energi surya memegang peranan paling penting dari berbagai sumber energi lain yang dimanfaatkan oleh manusia. Energi surya merupakan sumber berbagai sumber energi. Energi surya mengawali terbentuknya sumber energi


yang lain dan sumber energi lain akan tercipta selama ada matahari. Sebagian besar radiasi surya yang masuk ke atmosfer akan diserap oleh mahluk hidup yang memiliki klorofil kemudian menggunakannya untuk membentuk biomassa yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi baik secara langsung maupun melalui pembentukan bahan bakar fosil. Selain itu, radiasi surya yang jatuh pada permukaan air akan memanaskan dan menguapkan air tersebut sehingga daur hidrologi terbentuk. Pada topografi permukaan bumi yang berbeda, daur hidrologi yang ada dipermukaan ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Ketidakseragaman radiasi surya di permukaan bumi juga membantu dalam pembentukan pusat-pusat tekanan udara tinggi dan rendah yang mengakibatkan terjadinya

angin

sebagai

sumber

energi.

Mengingat

kembali

hukum

Termodinamika I, sumber-sumber energi ini pun dapat diubah menjadi bentuk yang lain seperti listrik, kimia, elektromagnetik, panas, dan lain-lain.

Gambar 2.3 Surya sebagai Sumber Berbagai Sumber Energi (Literatur 4)


2.2.2 Potensi Energi Surya Potensi energi surya pada suatu wilayah sangat bergantung pada posisi antara matahari dengan kedudukan wilayah tersebut dipermukaan bumi. Potensi ini akan berubah tiap waktu, tergantung dari kondisi atmosfer, dan tempat (garis lintang) serta waktu (hari dalam tahun dan jam dalam hari). Indonesia yang berada dalam wilayah khatulistiwa mempunyai potensi energi surya yang cukup besar sepanjang tahunnya. Selain menjadi sumber energi bagi sumber energi lainnya, energi surya sangat berpotensi untuk dimanfaatkan secara langsung sebagai sumber energi alternatif. Pemanfaatan energi surya ini dapat dilakukan secara termal maupun melalui energi listrik. Pemanfaatan secara termal dapat dilakukan secara langsung dengan membiarkan objek pada radiasi matahari, atau menggunakan peralatan yang mencakup kolektor dan konsentrator surya.

2.2.3 Geometri Surya Sehubungan dengan bentuk bumi, posisi sumbu rotasi bumi, rotasi dan revolusi bumi mengelilingi matahari maka penerimaan radiasi matahari di suatu wilayah akan bergantung pada waktu (jam pada hari dan hari pada tahun) serta bujur dan lintang wilayah tersebut.

Perbedaan-perbedaan tersebut dapat

dijelaskan melalui Solar Geometry (Geometri Surya). Radiasi surya diterima di permukaan bumi dalam dua cara, yaitu secara langsung (radiasi langsung) dan melalui pantulan dari awan atau massa udara (radiasi baur). Geometri surya ini lebih mempengaruhi nilai radiasi langsung yang diterima daripada radiasi baurnya.


Bentuk bumi yang mendekati bola membuat radiasi matahari akan jatuh pada intensitas yang berbeda di berbagai wilayah di permukaan bumi. Koordinat pada bumi dinyatakan dengan bujur (B) dan lintang (L). Pada suatu wilayah bujur mempengaruhi

penerimaan

radiasi

pada

satu

hari

sedangkan

lintang

mempengaruhi penerimaan radiasi rata-rata dalam satu tahun. Sudut jam merupakan sudut antara normal permukaan bumi dan sinar matahari yang diproyeksikan berdasarkan pandangan dari kutub selatan Sudut ini berubah sepanjang hari akibat adanya rotasi bumi. Perhitungan sudut ini juga ditentukan oleh bujur dimana pengukuran radiasi dilakukan. Sudut jam dihitung menggunakan

ω = (t S − 12)×

360 24

(Literatur 5)

dimana ts merupakan waktu surya yang dihitung berdasarkan: ts = tL + Z −

B EQT + 15 60

(Literatur 5)

oleh karena itu sudut jam bernilai negatip sebelum jam 12 dan positip setelah jam 12 (waktu surya). Akibat adanya tumbukan meteor pada berjuta tahun yang lalu, sumbu putar bumi membentuk sudut (inklinasi) kira-kira 23.45o terhadap sumbu yang tegak lurus bidang edarnya. Selama revolusi bumi dalam waktu 365.25 hari, radiasi matahari yang jatuh ke suatu wilayah di permukaan bumi akan berbeda. Pada tanggal 21 Juni, 23 Desember, 21 September dan 21 Maret sudut yang dibentuk antara bidang ekuator berada pada nilai-nilai yang ekstrim. Karena posisi sumbu rotasi bumi ini tetap maka saat bumi berevolusi sudut yang terbentuk antara sinar matahari terhadap suatu bidang di equator akan


berubah sepanjang tahun. Sudut ini disebut sebagai deklinasi surya. Hubungan antara deklinasi surya terhadap hari selama satu tahun dinyatakan sebagai: 

  n − 80  (360 )   370 

δ = 23.450  Sin  

(Literatur 5)

Karena permukaan bumi merupakan permukaan yang melengkung, maka akan lebih mudah untuk menganalisis sudut datang matahari pada sistem koordinat horizontal. Dengan menggunakan sistem koordinat horizontal, radiasi matahari terhadap permukaan (bidang) datar Azimuth surya merupakan sudut antara proyeksi sinar matahari di bidang horzontal dari arah selatan. Altitude (tinggi) matahari merupakan sudut yang dibentuk antara sinar matahari dengan proyeksinya pada bidang horizontal. Sedangkan sudut zenit (sudut datang) merupakan komplemen dari sudut tinggi surya yaitu diukur dari zenit. Sudut zenit ini ditentukan berdasarkan persamaan:

cos θ z = sin α = cos φ cos δ cos ω + sin φ sin δ dimana sinψ =

cos δ sin ω cos α

(Literatur 5)

Pada waktu sinar melintasi atmosfer, sebagian energi terserap, besarnya penurunan energi sepanjang garis lintang ini ditentukan oleh konstanta penurunan energi (extinction coefficient) B.

 P B I DN = A exp −  P0 cos θ z

  

(Literatur 5)


P = exp(− 0.00001184 H ) P0

= radiasi langsung (W/m2)

Dimana: IDN A, B

= tetapan

H

= ketinggian suatu tempat di atas permukaan laut (m)

P/Po

= nisbah tekanan di suatu tempat terhadap tekanan atmosfer baku

θz

= sudut datang terhadap normal, zenith (derajat)

Besarnya nilai konstanta B sangat bergantung pada kejernihan atmosfer sedangkan besarnya konstanta A dan B dapat dilihat pada tabel 2.1. Perhitungan energi global pada keadaan cerah dengan memakai rumus di atas harus ditambahkan sebesar 5-10% karena adanya radiasi baur. Tabel 2.1. Nilai konstanta A,B dan C Tanggal

Hari

Ф

A

B

C

(W/m2)

Ke-

Persamaan Waktu (menit)

21 Januari

19.85

-20

1230

0.142

0.058

-11.2

21 Februari

54.06

-10

1215

0.144

0.060

-13.9

21 Maret

80.00

0.0

1186

0.156

0.071

-7.5

21 April

110.47

+11.6

1136

0.180

0.097

+1.1

21 Mei

140.15

+20.0

1104

0.196

0.121

+3.3

21 Juni

172.50

+23.45

1088

0.205

0.134

-1.4

21 Juli

201.84

+20.60

1085

0.207

0.136

-6.2

21 Agustus

232.49

+12.30

1107

0.201

0.122

-2.4

21 September

265.00

+0.00

1150

0.177

0.092

+7.5

21 Oktober

292.34

-10.50

1192

0.160

0.073

+15.4

21 Nopember

324.20

-19.80

1221

0.149

0.063

+13.8

21 desember

357.50

-23.45

1233

0.142

0.057

+1.6

Sumber: Duffie&Beckman, 1981


Pada suatu bidang datar, besarnya iradiasi global, H yang merupakan penjumlahan antara radiasi langsung dan baur, dapat ditentukan dengan rumus berikut: H glo = I DN sin α + CI DN

(Literatur 5)

Suku pertama ruas kanan merupakan komponen radiasi langsung, sedangkan suku kedua mengacu pada radiasi baur. Dimana: α

= sudut ketinggian surya (altitude)

C = presentase sinar baur

2.3 Kolektor Datar Kolektor datar dan konsentrator merupakan alat yang digunakan untuk mengumpulkan energi radiasi surya sedemikian sehingga energi termal yang dihasilkan dapat dimanfaatkan secara lebih praktis untuk berbagai proses. Kolektor datar surya terdiri dari cover (penutup) transparan, absorber dan insulator. Radiasi surya yang jatuh pada permukaan bahan transparan dalam gelombang pendek akan diteruskan oleh bahan transparan untuk kemudian diserap oleh absorber. Warna hitam pada absorber memiliki sifat absorpsi terhadap radiasi yang lebih besar sehingga sebagian besar radias matahari akan diserap. Penyerapan radiasi ini akan membuat suhu absorber menjadi tinggi. Radiasi panas akan dipancarkan oleh absorber akan tetapi dalam bentuk gelombang panjang. Kebanyakan bahan transparan akan memiliki sifat opak terhadap radiasi gelombang panjang dan oleh karena itu sebagian radiasi gelombang panjang ini dipantulkan kembali oleh bahan transparan menuju absorber. Sebagian radiasi yang dipantulkan tersebut akan diserap kembali dan sisanya akan mengalami


proses yang sama yaitu sebagian dipantulkan kembali ke absorber. Dengan demikian, kehilangan panas akibat radiasi menjadi minimal dengan menggunakan kolektor datar. Selain itu, penutup transparan juga berfungsi sebagai penahan kehilangan panas yang dibawa oleh udara di atas absorber menuju lingkungan. Panas dari absorber dimanfaatkan melalui penukar panas ke media pembawa panas. Media pembawa panas yang umum digunakan dapat merupakan udara atau air.

Ketika menggunakan air sebagai media, absorber akan

mengkonduksikan panas menuju ke permukaan pipa-pipa bagian luar. Selanjutnya berlangsung konduksi panas dari permukaan luar ke permukaan dalam. Dengan proses konveksi, panas akan berpindah dari permukaan dalam ke air yang mengalir di dalam pipa tersebut, sehingga suhu air akan meningkat. Air dengan suhu yang tinggi kemudian dimanfaatkan pada di bagian lain di luar kolektor datar. Proses yang mirip terjadi ketika udara digunakan sebagai media pembawa panas, namun dalam hal ini pipa jarang digunakan. Udara di atas (atau di bawah) absorber dipanaskan melalui proses konveksi akibat kontak langsung dengan absorber. Udara dengan suhu tinggi ini kemudian dialirkan keluar kolektor untuk dimanfaatkan pada proses-proses yang memerlukan udara panas. Kinerja sebuah kolektor surya akan bergantung dari karakteristik absorptivitas dari absorber, transmisivitas dari bahan transparan, overall heat transfer coefficient (koefisien pindah panas keseluruhan) dari insulator, bahan transparan serta absorber. Absorptivitas merupakan porsi cahaya yang diserap oleh suatu objek; transmisivitas merupakan porsi cahaya yang diteruskan oleh suatu objek; sedangkan koefisien pindah panas keseluruhan merupakan daya hantar panas atau kebalikan dari resistansi panas.


τα

η

UL

Gambar 2.4 keseimbangan termal kolektor datar 1. Keseimbangan termal Keseimbangan termal dari kolektor dapat secara sederhana dinyatakan sebagai panas yang dikumpulkan (untuk kemudian dimanfaatkan) adalah panas yang diserap dikurangi panas yang hilang ke lingkungan atau dinyatakan sebagai:

Q = Q A − QL Dimana :

(Literatur 9 , Hal :4)

Q = Panas yang berguna QA = Panas yang diserap kolektor QL = Kerugian panas ke lingkungan

Panas yang dikumpulkan bergantung dari nilai absorptivitas dari absorber dan transmisivitas dari penutup kolektor. Hasil kali kedua nilai tersebut disebut sebagai efisiensi optik. Panas yang diserap tersebut dinyatakan sebagai: QA = ταIAc Dimana :


τ

= Tetapan Boltzman ( 5,669 × 10-8 [W/m2.K4] )

α

= Nilai absortivitas bahan

I

= Intensitas surya [W/m2]

Ac

= Luas permukaan kolektor [m2]


Sedangkan panas yang hilang dari sistem kolektor berbanding lurus dengan beda antara suhu absorber kolektor dengan suhu lingkungan, luas kolektor dan koefisien pindah panas keseluruhan pada kolektor ke lingkungan. Jika luas kolektor cukup tipis sehingga luas kolektor dan kehilangan panas melalui insulator diabaikan maka panas yang hilang ini dapat dinyatakan sebagai: Q L = U L AC (TC − T A ) Dimana :


UL = Koefesien pindahan panas keseluruhan pada kolektor ke lingkungan [W/m2.ºC] (TC – TA) = beda antara suhu absorber kolektor dengan suhu lingkungan [ºC]

Dengan demikian persamaan panas yang berguna dapat dinyatakan sebagai: Q = ταIAc − U L Ac (Tc − TA ) Untuk setiap satuan luas persamaan (q/A ) dapat dinyatakan sebagai: q / A = ταI − U L (TC − T A )


2. Efisiensi kolektor datar Efisiensi kolektor menyatakan perbandingan antara panas yang dapat dikumpulkan terhadap radiasi matahari.

η=

Jika

U (T − TA ) q = τα − L c I I

fc =

(Literatur 5)

(Tc − TA ) I

(fc disebut sebagai titik pengoperasian atau fungsi

efisiensi) efisiensi tertinggi diperoleh ketika suhu absorber sama dengan suhu lingkungan, yaitu pada fc=0. Nilai efisiensi tertinggi kolektor sama dengan


efisiensi optiknya. Selain itu kurva juga menyatakan bahwa terdapat nilai radiasi dimana efisiensi menjadi nol atau tidak ada panas yang dikumpulkan, yaitu pada:

It =

U L (Tc − TA )

τα

(Literatur 5)

Tingkat radiasi ini disebut sebagai tingkat radiasi threshold. Pada nilainilai radiasi dibawah It tersebut suhu kolektor tidak dapat bertahan pada Tc. Dengan cara yang sama, pada tingkat radiasi tertentu maka terdapat nilai Tc dimana panas tidak ada yang dikumpulkan (disebut sebagai suhu stagnasi) yang besarnya adalah: Tcs = TA +

Iτα UL

(Literatur 5)

Pada tingkat suhu kolektor Tcs, sehubungan dengan besarnya perbedaan antara suhu dengan suhu lingkungan maka kehilangan panas yang terjadi sama dengan tingkat radiasi yang diserap oleh kolektor.

2.4 Destilasi Surya Tipe Basin Prinsip kerja distilasi surya tipe basin diperlihatkan pada Gambar 2.4 Radiasi surya menembus kaca penutup dan mengenai permukaan dari plat penyerap, maka plat penyerap akan panas, dan energi panas dari plat penyerap akan memanasi air laut yang ada didalam kolam (basin). Air akan menguap dan berkumpul dibawah permukaan kaca penutup. Oleh karena temperatur udara di dalam basin lebih tinggi dari pada temperatur lingkungan, maka terjadi kondensasi yaitu uap berubah menjadi cair dan melekat pada kaca penutup bagian dalam. Cairan (air bersih) akan mengalir mengikuti kemiringan kaca penutup dan masuk


kedalam kanal, terus mengalir ke tempat penampungan air bersih. Sedangkan garam akan tinggal diatas plat penyerap karena adanya perbedaan massa jenis.

Gambar 2.5 Destilasi surya tipe satu kaca miring (Literatur 9,Hal :2) 1. Tinjauan Thermal Pada Sistem Destilator Surya Dalam destilator surya akan terjadi perpindahan panas yang terdiri dari : a. Konduksi Panas mengalir secara konduksi dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah. Laju perpindahan panas dinyatakan dengan hukum Fourier berikut: Q = −k . A

Dimana :

∂T ∂X

(Literatur 9,Hal :2)

k = Konduktivitas Thermal [w/m.K] A = Luas penampang tegak lurus terhadap arah aliran panas [m2] ∂ T/ ∂ X = gradient temperatur dalam arah aliran panas [K/m]


b. Konveksi Udara yang mengalir diatas suatu permukaan panas, misalnya dalam saluran baja sebuah alat pemanas udara surya dipanasi secara konveksi. Apabila aliran udara disebabkan oleh sebuah blower, kita menyebutnya sebagai konveksi paksa dan apabila disebabkan oleh gradien massa jenis, maka disebut konveksi alamiah. Pada umumnya, perpindahan panas konveksi dapat dinyatakan dengan hukum pendinginan Newton sebagai berikut : q = h . A . ( Tw-T ) Dimana:


h = Koefisien konveksi [W/m2 .K] A = Luas permukaan [m2] Tw = Temperatur dinding [K ] T = Temperatur fluida [K ]

Umumnya koefisien konveksi (h) dinyatakan dengan parameter tanpa dimensi yang disebut bilangan Nusselt (menurut nama dari Wilhelm Nusselt ), Nu = h .d/k, dimana (k) adalah konduktivitas termal. c. Radiasi Berlainan dengan mekanisme konduksi dan konveksi dimana perpindahan energi terjadi melalui perantara, kalor juga dapat berpindah melalui daerah – daerah hampa. Mekanismenya disini adalah sinaran atau radiasi Elektromagnetik. Penukaran panas netto secara radiasi antara dua badan ideal ( hitam ) adalah : q = σ . A ( T14- T24) Dimana :


σ = konstanta Stefan – Boltzmann, 5, 67 x 10-8 (W/m2.K4) A = Luas bidang ( m2 )


2. Balans energi pada kolektor Pemantul It Garis Normal

Ta qr,o dan qc,o Kaca qsv

Tg

Tsv

It Pembiasan Medium Kaca Kaca

qr,l dan qc,l It Pembiasan Medium Air

Tw

Air Laut

Tp Gabus

Gambar 2.6 Diagram aliran energi Keterangan : Tw = Temperatur air ( oC ) Tg = temperatur permukaan kaca ( oC ) Tsv = Temperatur uap air ( oC ) IT = Intensitas matahari ( W/m2 ) qr,1 = Laju perpindahan panas radiasi dari air kolektor kepermukaan dalamkaca qc,1 = Laju perpindahan panas konveksi dari uap air kepermukaan dalam kaca qc,w = Laju perpindahan panas konveksi dari air qk = Laju perpindahan panas konduksi dari kolektor kedinding luar qr,o = Laju perpindahan panas radiasi yang hilang dari kaca qc,o = Laju perpindahan panas konveksi dari kaca keudara Kesetimbangan energi dari sistem adalah sebagai berikut : qc, w + qr,1 + qc,1 + (α .IT .Ac) + (α . It ) = qk + qc,o+ qr,o


2.5 Kontruksi Alat Kontruksi alat merupakan rangkaian dari komponen-komponen tersendiri yang disusun sedemikian sehingga menjadi satu kesatuan. Dan kesatuan yang telah disusun itu dapat diterapkan sebagai sebuah bagian atau komponen lagi dari suatu sistem yang lebih besar . Komponen Utama yang Digunakan a. Kaca Bening Kaca kwarsa dibuat langsung dengan melebur kwarsa(pasir murni) di dalam dapur listrik . Keunggulan kaca ini adalah ketahannya terhadap suhu tinggi. Kaca kwarsa ini digunakan untuk menyerap panas yang diterima melalui kaca bayang ke tempat penampungan. b. Kayu Triplek Kayu triplek berasal dari pohon tumbuhan dan termasuk ke dalam bahan organik. Kayu triplek ini sangatlah cocok sebagai bahan pembuat rangka mesin, karena ringan. c. Isolasi Berfungsi untuk menghindari kehilangan panas yang keluar dari kolektor, isolasi diletakkan pada bagian bawah dan samping kolektor, dimana bahan isolasi yang dipilih adalah Gabus (Foam), d. Plat penyerap Berfungsi sebagai pengumpul panas, material penyerap yang dipakai adalah plat aluminium .Permukaan bagian atasnya dicat warna hitam.


2.6 Aplikasi Energi Surya Untuk Pengeringan Produk Pertanian Energi surya dapat dimanfaatkan ke dalam dua bentuk yaitu pemanfaatan secara termal dan pemanfaatan untuk listrik. Pada bidang pertanian pemanfaatan energi surya termal biasa digunakan pada proses pengeringan bahan pertanian. Pengeringan bisa dilakukan secara alami (penjemuran) maupun secara buatan. Terdapat berbagai tipe pengering surya yang telah berkembang saat ini, salah satunya adalah pengeringan yang menggunakan kolektor berbentuk bangunan yang disebut dengan efek rumah kaca (ERK) yang telah dikembangkan di IPB oleh Kamaruddin dan para kolega penelitinya sejak tahun 1993 sampai saat ini secara berkesinambungan. Pada prinsipnya pengeringan efek rumah kaca yaitu sinar matahari yang memiliki radiasi gelombang panjang masuk melalui dinding transparan untuk kemudian diserap oleh absorber atau komponen lain di dalam bangunan pengering sehingga suhu absorber dan komponen tersebut akan meningkat. Radiasi yang dipancarkan oleh absorber/komponen dalam pengering dalam bentuk gelombang panjang sehingg a sulit untuk menembus dinding transparan. Dengan demikian, terjadi peningkatan suhu udara pengering dan udara dihembuskan melalui produk yang akan dikeringkan. Udara yang telah lembab kemudian dikeluarkan dari bangunan pengering. Beberapa contoh jenis pengering ERK yang telah dikembangkan di IPB diberikan pada Gambar.

Gambar 2.7 Pengering ERK tipe bak (Literatur 5)


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents