BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Matahari atau juga disebut Surya adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak sekitar 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari adalah suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat. Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. `

Untuk memanfaatkan potensi energi surya tersebut, ada 2 (dua) macam

teknologi yang sudah diterapkan, yaitu teknologi energi surya termal dan energi surya fotovoltaik. Energi surya termal pada umumnya digunakan untuk memasak (kompor surya), mengeringkan hasil pertanian (perkebunan, perikanan, kehutanan, tanaman pangan) dan memanaskan air. Energi surya fotovoltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik, pompa air, televisi, telekomunikasi, dan lemari pendingin di Puskesmas dengan kapasitas total ± 6 MW.

Universitas Sumatera Utara

2.1 Energi Matahari Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depan energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan. 2.1.1. Klasifikasi Energi Matahari. Solar Energi Panel dari NASA National Aeronautic and Space Administration) tahun 1997 mengklasifikasikan penggunaan energi matahari ke dalam dua sistem koleksi yaitu sistem koleksi alamiah dan sistem koleksi teknologi. Dari pengklasifikasian diatas untuk koleksi alamiah yaitu air, angin, bahan bakar organik dan perbedaan temperatur lautan sedangkan untuk koleksi teknologi terdapat dua aplikasi utama dari energi matahari yaitu produksi listrik (fotovoltaik) dan produksi panas thermal. Fotovoltaik digunakan untuk mengkonversikan intensitas radiasi matahari menjadi energi listrik. Energi panas dihasilkan juga dari radiasi matahari dan dapat dikumpulkan atau dipusatkan dengan pengumpul (kolektor). Energi panas ini biasanya digunakan untuk kolektor matahari, pompa-pompa pemanas dan lain-lain.

2.1.2. Radiasi Surya. Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek ( ultraviolet ) sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang gelombang yang lebih panjang ( infra merah ). Selain pengurangan radiasi bumi langsung ( sorotan ) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer.


Ada tiga macam cara radiasi matahari/surya sampai ke permukaan bumi yaitu : a. Radiasi langsung ( Beam / Direct Radiation ). Adalah radiasi yang mencapai bumi tanpa perubahan arah atau radiasi yang diterima oleh bumi dalam arah sejajar sinar datang.

b. Radiasi hambur ( Diffuse Radiation ). Adalah radiasi yang mengalami perubahan akibat pemantulan dan penghamburan.

c. Radiasi total ( Global Radiation ). Adalah penjumlahan radiasi langsung dan radiasi hambur. Misalnya data untuk suatu permukaan miring yang menghadap tanah tertutup salju serta menerima komponen radiasi karena pemantulan harus dirinci dulu kondisi saljunya yaitu sifat pantulannya ( Reflektansi ). Karena itu radiasi total pada suatu permukaan bidang miring biasanya dihitung. Besarnya energi yang dapat diperoleh dari radiasi surya adalah perkalian intensitas radiasi yang diterima dengan luasan dengan persamaan :

E = Ir x A

dimana : Ir = Intensitas radiasi matahari ( W/m2) A = Luas permukaan (m2)

2.1.3. Sel Surya. Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya


menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik. Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif ) dan semikonduktor jenis “N” ( negatif ). Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas. Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebut sebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidak ada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagai semikonduktor jenis-P ( Positif ). 2.1.4 Aplikasi Energi Matahari Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya: •

Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.

•

Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi.

•

Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari.

•

Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.


•

Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun.

Selain itu energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini. Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada makluk yang sanggup hidup di bumi. Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu: a. Pemanasan Air Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini memerlukan biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk memanaskan digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun dengan menggunakan pemanas air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak memerlukan biaya bahan bakar. Sistem pemanasan air dengan memanfaatkan radiasi surya biasanya dibuat dengan menggunakan solar kolektor yaitu jenis solar kolektor plat datar.


Berikut

adalah

gambar

diagram

sistem

pemanasan

air

dengan

menggunakan sinar matahari.

Gambar 2.1 Diagram sistem pemanasan air dengan sinar matahari. Sumber : lit.11

Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di dalam terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang berada di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan persediaan air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar kembali ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang dihasilkan kurang dari yang


diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki penyimpan panas untuk dipanaskan kembali. Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor surya plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.

b. Pembangkitan Listrik `

Prinsipnya hampir sama dengan pemanasan air hanya pada pembangkitan

listrik, sinar matahari diperkuat oleh kolektor pada suatu titik fokus untuk menghasilkan panas yang sangat tinggi bahkan bisa mencapai suhu 3800 C. Pipa yang berisi air dilewatkan tepat pada titik fokus sehingga panas tersebut diserap oleh air di dalam pipa. Panas yang sangat besar ini dibutuhkan untuk mengubah fase cair air di dalam pipa menjadi uap yang bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi yang di hasilkan ini kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar generator untuk menghasilkan listrik.


Berikut gambar skema pembangkit listrik dengan sinar matahari

Gambar 2.2 Sistem pembangkit listrik dengan sinar matahari Sumber: lit.5 hal 30


c. Distilasi Air Salah satu bentuk aplikasi dari sinar matahari adalah untuk proses destilasi air. Adapun skema destilasi air dengan menggunakan sinar matahari terlihat pada gambar berikut.

Gambar 2.3 sistem destilasi air dengan sinar matahari Sumber : lit 10 Cara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25 mm hingga 50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian menguap, sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang lebih dingin. Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan embunan mengalir karena gaya berat menuju ke saluran penampungan yang selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan.

d. Kompor Matahari Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu bakar.


Adapun skema gambar kompor matahari terlihat pada gambar berikut.

Gambar 2.4 kompor matahari Sumber : lit.12

Untuk diameter cermin sebesar 1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.

2. 2. Kolektor Surya Kolektor surya merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengumpulkan energi matahari yang masuk dan diubah menjadi energi thermal dan meneruskan energi tersebut ke fluida. Kolektor surya memiliki beberapa komponen yaitu : transmisi, refleksi, dan absorbsi. Komponen transmisi dapat diperoleh denganmenggunakan kaca, refleksi dari elemen cermin dan absorber dari bahan aluminium

atau

kuningan

yang

dilapisi

dengan

permukaan

benda

hitam.Komponen utama kolektor surya adalah cover yang berfungsi sebagai penutup kolektor yang transparan, absorber untuk menyerap energi dan mengkonversikan energi matahari menjadi energi thermal, insulation untuk


menahan panas dalam kolektor, saluran atau kanal untuk mengalirkan fluida pembawa energi matahari. Jadi dapat disimpulkan secara prinsip bahwa metode kerja dari kolektor surya adalah sama yaitu menyerap sinar matahari. Ada beberapa jenis kolektor surya, dimana kolektor surya ini dibuat berdasakan sifat dan kegunaannya, diantaranya :

a. Kolektor Surya Prismatik Kolektor surya tipe prismatik adalah kolektor surya yang dapat menerima energi radiasi dari segala posisi matahari. Kolektor jenis ini juga dapat digolongkan dalam kolektor plat datar dengan permukaan kolektor berbentuk prisma yang tersusun dari empat bidang yang berbentuk prisma, dua bidang berbentuk segitiga sama kaki dan dua bidang berbentuk segi empat siku – siku sehingga dapat lebih optimal proses penyerapan. Tipe kolektor jenis Prismatik ini dapat dilihat seperti gambar berikut.

Gambar 2.5. Skema sistim kolektor surya prismatik Sumber : lit.9 Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa panas dari sinar matahari akan diserap oleh plat kolektor yang telah di cat warna hitam. Suplai air dingan masuk


melalui pipa sirkulasi air dan akan melewati plat kolektor tersebut. Hal ini menyebabkan air yang keluar dari plat kolektor tersebut akan menjadi panas. Air panas yang keluar dari plat kolektor akan ditampung pada tangki air, seperti terlihat pada gambar 2.1.

b. Kolektor Surya plat Datar Kolektor surya type plat datar adalah type kolektor surya yang dapat menyerap energi matahari dari sudut kemiringan tertentu sehingga pada pross penggunaanya dapat lebih mudah dan lebih sederhana. Dengan bentuk persegi panjang seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.6. kolektor surya plat datar Sumber : lit 8

C. kolektor surya parabolic Kolektor surya jenis parabolic biasanya digunakan untuk pembangkitan listrik dan untuk pemanasan air. Ada dua jenis kolektor surya parabolic yaitu :  Kolektor surya parabolik memanjang  Kolektor surya parabolic cakram.


Berikut adalah gambar kolektor surya parabolic memanjang:

Gambar 2.7 Kolektor surya parabolik memanjang Sumber : lit.13

Berikut adalah gambar kolektor surya parabolic cakram:

Gambar 2.8 Kolektor surya parabolik cakram Sumber : lit.13


2. 3. Tinjauan perpindahan panas Sebagai suatu gambaran mengenai tiga cara perpindahan panas dalam sebuah alat pemanas cairan surya, panas mengalir secara konduktif sepanjang pelat penyerap dan melalui dinding saluran. Kemudian panas dipindahkan ke fluida dalam saluran dengan cara konveksi, apabila sirkulasi dilakukan dengan sebuah pompa, maka disebut konveksi paksa. Pelat penyerap yang panas itu melepaskan panas ke plat penutup kaca ( umumnya menutupi kolektor) dengan cara konveksi alamiah dan dengan cara radiasi. Bila dua benda atau lebih terjadi kontak termal maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah, hingga tercapainya kesetimbangan termal. Proses perpindahan panas ini berlangsung dalam 3 mekanisme, yaitu : konduksi, konveksi dan radiasi.

2. 3. 1. Konduksi. Panas mengalir secara konduksi dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah. Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi. Sebelum dipanaskan atom dan elektron dari logam bergetar pada posisi setimbang. Pada ujung logam mulai dipanaskan, pada bagian ini atom dan elektron bergetar dengan amplitudi yang makin membesar. Selanjutnya bertumbukan dengan atom dan electron disekitarnya dan memindahkan sebagian energinya. Kejadian ini berlanjut hingga pada atom dan elektron di ujung logam yang satunya. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas. Pada umumnya, bahan yang dapat menghantar arus listrik dengan sempurna (logam) merupakan penghantar yang baik juga untuk kalor dan sebaliknya. Selanjutnya bila diandaikan sebatang besi atau sembarang jenis logam dan salah satu ujungnya diulurkan ke dalam nyala api. Dapat diperhatikan bagaimana kalor dipindahkan dari ujung yang panas ke ujung yang dingin. Apabila ujung batang logam tadi menerima energi kalor dari api, energi ini akan


memindahkan sebahagian energi kepada molekul dan elektron yang membangun bahan tersebut. Molekul dan elektron merupakan alat pengangkut kalor di dalam bahan menurut proses perpindahan kalor konduksi. Dengan demikian dalam proses pengangkutan kalor di dalam bahan, aliran electron akan memainkan peranan penting . Besarnya kalor yang berpindah pada perpindahan kalor secara konduksi akan berbanding lurus dengan gradient temperatur pada benda tersebut. Laju perpindahan panas konduksi dapat dinyatakan dengan Hukum Fourrier sebagai berikut :  dT  q = - KA  …………………..( 2. 1 )  dx  Dimana:

q

= Laju perpindahan panas ( W )

K

= Kondukt ifitas Termal ( W / (m.K))

A

= Luas penampang yang terletak pada aliran panas (m2)

dT/dx = Gradien temperatur dalam arah aliran panas ( k/m ) Tanda minus ( - ) digunakan untuk menunjukkan bahwa arah perpindahan kalor bergerak dari daerah yang bertemperatur tinggi menuju daerah bertemperatur rendah. Dari persamaan 2.1 dapat dilihat bahwa besarnya laju perpindahan kalor juga ditentukan oleh Konduktifitas termal (K) dari suatu bahan. Berikut adalah Konduktivitas termal untuk beberapa bahan pada 00C:

Tabel 2.1 Kondukt ivitas termal untuk beberapa bahan :

Bahan Aluminium Tembaga nikel Besi Timbal Perak Baja karbon,1% C

k (W/m.Co) 202 385 93 73 35 410 43

Bahan Batu pasir magnesit Serbuk gergaji Air raksa air hidrogen udara

k (W/m.Co) 1,83 4,15 0,059 8,21 0,56 0,175 0,024

Sumber :lit.3 hal.7


2. 3. 2. Konveksi Yang dimaksud dengan aliran ialah pengangkutan ka1or oleh gerak dari zat yang dipanaskan. Proses perpindahan ka1or secara aliran/konveksi merupakan satu fenomena permukaan. Proses konveksi hanya terjadi di permukaan bahan. Jadi dalam proses ini struktur bagian dalam bahan kurang penting. Keadaan permukaan dan keadaan sekelilingnya serta kedudukan permukaan itu adalah yang utama. Lazimnya, keadaan keseirnbangan termodinamik di dalam bahan akibat proses konduksi, suhu permukaan bahan akan berbeda dari suhu sekelilingnya. Dalam hal ini dikatakan suhu permukaan adalah T1 dan suhu udara sekeliling adalah T2 dengan Tl>T2. Kini terdapat keadaan suhu tidak seimbang diantara bahan dengan sekelilingnya. Udara yang mengalir diatas suatu permukaan logam pada sebuah alat pemanas udara surya, dipanasi secara konveksi yaitu konveksi paksa dan konveksi alamiah, apabila aliran udara disebabkan oleh blower maka disebut sebagai konveksi paksa dan apabila disebabkan oleh gradien massa jenis maka disebut sebagai konveksi alamiah. Perpindahan kalor dengan jalan aliran dalam industri kimia merupakan cara pengangkutan kalor yang paling banyak dipakai. Oleh karena konveksi hanya dapat terjadi melalui zat yang mengalir, maka bentuk pengangkutan ka1or ini hanya terdapat pada zat cair dan gas. Pada pemanasan zat ini terjadi aliran, karena masa yang akan dipanaskan tidak sekaligus di bawa kesuhu yang sama tinggi. Oleh karena itu bagian yang paling banyak atau yang pertama dipanaskan memperoleh masa jenis yang lebih kecil daripada bagian masa yang lebih dingin. Sebagai akibatnya terjadi sirkulasi, sehingga kalor akhimya tersebar pada seluruh zat. Pada umumnya laju perpindahan panas dapat dinyatakan dengan hukum persamaan pendinginan Newton sbb.

q = h A ( Tw – T) watt ………………..( 2. 2 )

Dimana

h

= Koefisien konveksi ( W / m2. K )

A = Luas permukaan kolektor surya ( m2 )


Tw = Temperatur dinding ( K ) T = Temperatur fluida ( K ) Q = Laju perpindahan panas ( Watt )

Pada perpindahan kalor secara konveksi, energi kalor ini akan dipindahkan ke sekelilingnya dengan perantaraan aliran fluida. Oleh karena pengaliran fluida melibatkan pengangkutan masa, maka selama pengaliran fluida bersentuhan dengan permukaan bahan yang panas, suhu fluida akan naik. Gerakan fluida melibatkan kecepatan yang seterusnya akan menghasilkan aliran momentum. Jadi masa fluida yang mempunyai energi termal yang lebih tinggi akan mempunyai momentum yang juga tinggi. Peningkatan momentum ini bukan disebabkan masanya akan bertambah. Malahan masa fluida menjadi berkurang karena kini fluida menerima energi kalor. Fluida yang panas karena menerima kalor dari permukaan bahan akan naik ke atas. Kekosongan tempat akibat massa fluida yang telah naik itu, diisi pula oleh massa fluida yang bersuhu rendah. Setelah masa ini juga menerima energi kalor dari permukan bahan, massa ini juga akan naik ke atas permukaan meninggalkan tempat asalnya. Kekosongan ini diisi pula oleh masa fluida bersuhu rendah yang lain. Proses ini akan berlangsung berulang-ulang. Dalam kedua proses konduksi dan konveksi, faktor yang paling penting yang menjadi penyebab dan pendorong proses tersebut adalah perbedaan suhu. Apabila perbedaan suhu .terjadi maka keadaan tidak stabil akan terjadi. Keadaan tidak stabil ini perlu diselesaikan melalui proses perpindahan kalor. Dalam pengamatan proses perpindahan kalor konveksi, masalah yang utama terletak pada cara mencari metode penentuan nilai h dengan tepat. Nilai koefisien ini tergantung kepada banyak faktor. Jumlah kalor yang dipindahkan, bergantung pada nilai h. Jika cepatan medan tetap, artinya tidak ada pengaruh luar yang mendoromg fluida bergerak, maka proses perpindahan ka1or berlaku. Sedangkan bila kecepatan medan dipengaruhi oleh unsur luar seperti kipas atau peniup, maka proses konveksi yang akan terjadi merupakan proses perpindahan kalor konveksi paksa. Yang membedakan kedua proses ini adalah dari nilai koefisien h-nya.


2. 3. 3. Radiasi Radiasi surya adalah radiasi gelombang pendek yang diserap oleh plat penyerap sebuah kolektor surya dan diubah menjadi panas. Oleh karena itu plat penyerap harus memiliki harga α yang setinggi – tingginya dalam batas yang masih praktis. Plat penyerap yang menjadi panas memancarkan radiasi termal dalam daerah panjang gelombang yang panjang (infra merah) kerugian radiasi ini dapat dikurangi sehingga sangat kecil dengan cara menggunakan permukaan khusus yang memiliki harga absorpsivitas yang tinggi (α, tinggi) dalam daerah panjang gelombang pendek (radiasi surya) dan harga emisivitas yang rendah ( ε, rendah ) dalam daerah infra merah. Permukaan semacam itu disebut permukaan selektif. Salah satu diantaranya adalah khrom hitam (Black chrome) yang mempunyai harga α = 0.90 dan ε = 0.12. Penukaran panas netto secara radiasi termak antara dua badan ideal (Hitam) adalah :

(

)

q = σ .Α T14 − T24 watt Dimana

σ

………………….( 2. 3 )

= Stefan – Boltzman yang besarnya 5.67 x 10-8 W / m2.K 4

T = Temperatur mutlak Benda ( K ) A = Luas Bidang (m2)


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents