PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT RECOVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT RECOVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI M. Syafwansyah Effendi1,a*, Noor Rahman2,b, Ahmad Hendrawan3,c 1

Jl. Veteran Komplek Pengambangan Indah Blok C No.14 Banjarmasin Indonesia Jl. Simpang Tangga, Komplek Bumi Indah Lestari 4 No. 29 Banjarmasin Indonesia 3 Jl. Simpang Tangga Komplek Bumi Indah Lestari 4 No. 25 Banjarmasin Indonesia

2

a

[email protected] , [email protected], [email protected]

Abstrak Jumlah populasi pendudukan di dunia terus bertambah, sehingga kebutuhan air bersih terus meningkat pula. Walaupun kita ketahui bahwa air menutupi sekitar tiga perempat permukaan bumi, dan hanya 3% yang merupakan air bersih dari berbagai sumber air, dan itupun tidak semua dari jumlah tersebut layak untuk diminum. Salah satu pilihan solusi yang murah dan ramah lingkungan untuk mengatasi permasalan ini adalah dengan memanfaatan sumber daya alternatif energi matahari untuk memproduksi air tawar dengan menggunakan destilator tenaga surya. Hal ini karena distilator tenaga surya merupakan sebuah alat penyulingan sederhana, murah dan mudah dibuat. Teknologi distilator ini salah satunya adalah basin type solar still dimana hanya menggunakan bagian bawah kaca penutup sebagai media kondensasi. Berdasarkan kajian dari penelitian-penelitian terdahulu state of art atau permasalahan yang mendasar dari semua pengembangan basin solar still ini adalah bagaimana memperbaiki kinerjanya berupa peningkatan efisiensi dari basin type solar still tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruhnya dari penambahan Solar Collector sebagai pemanas awal dan pipa kondensat sebagai Heat Recovery pada Single basin solar still terhadap peningkatan efesiensi dari distilator. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperemen dengan menguji kedua prototipe yang menggunakan pemanas awal dan pipa kondensat serta yang tidak sebagai pembanding. Variabel data yang diuji dengan statistik adalah temperatur yang terukur di bawah heat absorber yang kemudian diolah dengan uji statistik t-Test Paired Sample for Means. Hasil yang didapat adalah terjadi adalah terjadi perbedaan yang siginifikan secara statistik dari rata-rata temperatur kedua basin yang mana berbanding lurus terhadap peningkatan efisiensi dari kedua basin. Hasil perhitungan efisiensi yang didapatkan untuk yang menggunakan pemanas awal dan pipa kondensat sebesar 60,675% dan yang tidak menggunakan pemanas awal dan pipa kondensat sebesar 33,268%. Kata kunci : Pemanas awal, Solar Collector, Pipa Kondensat, Single basin Solar Still, Efisiensi

domestic dalam jumlah besar membatasi ketersediaan sumber air bersih[10]

Pendahuluan Laju konsumsi air bersih di dunia meningkat dua kali lipat setiap 20 tahun, melebihi dua kali laju pertumbuhan manusia. Beberapa pihak memperhitungkan bahwa pada tahun 2025, permintaan air bersih akan melebihi persediaan hingga mencapai 56% [19]. Di sisi lain, pencemaran air permukaan (sungai dan danau) yang disebabkan oleh limbah industri dan pertanian serta limbah

Sumber air yang secara kuantitas tidak terbatas adalah air laut, namun kualitasnya sangat buruk karena mengandung kadar garam atau TDS (Total Dissolved Solid) sangat tinggi[23]. Untuk mengatasi masalah tersebut, salah satu caranya adalah dengan menerapkan teknologi pengolahan air laut. Proses pengolahan air laut menjadi air tawar tersebut dikenal sebagai proses desalinasi[7]. KE-43


Seluruh proses desalinasi jelas memerlukan energi untuk menyisihkan garam dari air laut. Jika desalinasi dilakukan dengan teknologi konvensional akan memerlukan pembakaran bahan bakar fosil dalam jumlah besar (produksi air bersih sebesar 1000m3/hari memerlukan 10.000 ton minyak per tahun), sementara ketersediaan bahan bakar tersebut semakin berkurang, maka diperlukan sumber energi lain, salah satunya adalah pemurnian air laut dengan tenaga matahari [24]. Hal ini didasari bahwa tenaga matahari merupakan renewable energy (energi terbarukan), aman, gratis, dan bebas polusi (tanpa emisi CO2). Tenaga matahari merupakan solusi yang menjanjikan untuk menghemat biaya. Selain itu, Indonesia merupakan Negara yang memiliki intensitas matahari yang berlimpah, yaitu rata-rata 4,8 kWh/m2.har [4]. Jumlah populasi pendudukan di dunia terus bertambah, sehingga kebutuhan air bersih terus meningkat pula. Walaupun kita ketahui bahwa air menutupi sekitar tiga perempat permukaan bumi, dan hanya 3% yang merupakan aiar bersih dari berbagai sumber air, dan itupun tidak semua dari jumlah tersebut layak untuk diminum [2] . Selanjutnya menurut prediksi Badan Pusat Statistik (BPS) bahwa pada 2015 jumlah penduduk Indonesia melonjak menjadi 247,5 juta jiwa. Pertambahan penduduk tersebut berbanding lurus dengan kebutuhan air, dan diprediksi menjadi 9.391 miliar m3 atau naik 47 persen dari tahun 2000. Padahal ketersediaan air cenderung menurun setiap tahunnya, salah satu kasus didaerah padat penduduk (Pulau Jawa), ketersediaan air hanya 1.750 m3 per kapita per tahun, jauh di bawah standar kecukupan yaitu 2.000 m3 per kapita per tahun. Permasalahan ini apabila tidak ditanggulangi dipastikan Indonesia akan mengalami kelangkaan air bersih pada 2015. Diperkirakan ketersediaan air pada tahun tersebut hanya 1.200 m3 per kapita per tahun [3]

yang bagian samping dan atasnya ditutup dengan kaca. Permukaan tanah merupakan dasar dari peralatan, dengan demikian peralatan dapat digunakan di atas tanah yang basah akibat hujan serta air buangan. Hasil maksimum yang didapat dari peralatan ini hanya 1,5 liter/m2/hari. Lawrence dan Tiwari [15] meneliti, ada faktor yang sangat berpengaruh pada jumlah intensitas radiasi matahari, yaitu letak geografis suatu tempat. Tidak semua tempat di suatu wilayah memiliki intensitas radiasi matahari yang sama. Delyanis dan Belessiotis [8] mengemukakan salah satu alasan utama yang melatar belakangi rendahnya efisiensi solar stiil (peralatan pemurnian air tenaga surya) karena sekitar 30-40% adalah kehilangan panas laten kondensasi kelingkungan dan panas laten yang terbuang oleh kondensat. Sudjito [20] meneliti pentingnya penggunaan heat-absorber (media penyerap dan penyimpan panas) radiasi matahari pada solar still yang berfungsi merubah energi gelombang elektromagnetik radiasi matahari menjadi energi panas untuk penguapan air laut. Nita & Sudjito [18] menambahkan bahan batu kerikil diameter 1 cm sebagai heat absorber, dari hasil pengamatan diperoleh bahwa adanya batu kerikil akan menambah luas permukaan penguapan dan pemantulan radiasi matahari secara acak. Selain itu akan menambah volume penyimpanan energi panas oleh solar still. Jaster [13] melakukan suatu penelitian dengan mengkondisikan temperatur kaca penutup dengan cara mengalirkan air secara berkala dan kontinyu di permukaan kaca penutup sampai temperatur terendah yaitu 37oC dengan peningkatan efisiensi 68,66%. Handoyo [11], penelitian yang dilakukkan adalah mengenai pengaruh jarak kaca dan heat absorber terhadap panas yang diterima solar still. Dalam penelitiannya ini, radiasi matahari terbesar yang mampu diteruskan adalah pada jarak kaca dengan heat absorber sejauh 20 cm. Hermawan dkk [12] Melakukan penelitian guna memecahkan permasalahan penyediaan air tawar (air bersih) di kawasan

Review Beberapa Penelitian Sebelumnya Jackson dan Van Bavel [14] mengusulkan suatu peralatan penyulingan sederhana, terdiri dari rangka kayu segi empat KE-43


0,125 m2, dengan penutup terbuat dari kaca bening dengan tebal 5 mm yang membentuk sudut 170 terhadap dasar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa basin still yang mempunyai tekanan kurang dari 1 bar akan meningkatkan produksi air bersih. Untuk tekanan 1 bar menghasilkan air bersih 2384 mililiter/m2 dengan effisiensi 33,91%, tekanan 0,9 bar menghasilkan air bersih 2592 mililiter/m2 dengan effisiensi 39,72% dan tekanan 0,8 bar menghasilkan 2736 mililiter/m2 dengan effisiensi 42,49%. Muharsono [17], melakukan penelitian tentang perbedaan Jenis Bahan Alat Destilasi Air Laut Terhadap Jumlah Air yang dihasilkan. Dalam hal ini menggunakan bahan alat yang berbeda yaitu bahan aluminium dan kaca, apakah ada perbedaan hasil antara jua jenis bahan tersebut untuk menghasilkan air tawar dari air laut. Lokasi penelitian di kelurahan Tambakharjo kecamatan Semarang Barat. Hasil penelitian ternyata bahan baku alat destilasi berpengaruh terhadap hasil destilasi. Ada perbedaan hasil antara dua jenis bahan aluminium dan kaca, bahan dari aluminium menghasilkan air lebih banyak daripada kaca. Mulayanet [16] melakukan penelitian pada distilator basin type solar still dengan tujuan untuk menentukan tipe kaca penutup kolektor yang sesuai untuk dipasang pada peralatan destilasi air laut jenis tersebut. Dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa tipe penutup kolektor plat datar tipe dua permukaan miring menghasilkan kondensat terbanyak sebesari 255 ml/jam dengan intensitas surya tertinggi 757,37 W/m2. Ketut Astawa [4] mengembangkan basin type solar still dengan kaca penutup kolektor plat datar tipe satu permukaan miring dengan menambahkan pada solar still tersebut pipa kondensat dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi dari distilator tersebut. Dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa terjadi peningkatan efisiensi sebesar 46,1%.

pesisir, yang dalam penelitian ini lokasi dilakukan di kawasan Pantai Paranggupito Kabupaten Wonogiri, melalui proses destilasi air laut menjadi air tawar dengan menggunakan energi panas yang berasal dari energi surya dan pembakaran sekam padi. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kerikil, pasir laut dan arang, sementara peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah distilator bersistem kolektor pelat datar dengan bahan kolektor divariasi dengan tiga material (kerikil, pasir laut, arang). Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain distilator air laut terbaik sesuai hasil penelitian adalah distilator dengan kolektor panas terbuat dari arang dan dengan sistem 2 lapis kaca bertenaga surya, dimana dengan distilator ini dapat menghasilkan uap air 9,58 % sampai dengan 53,3 % dari air laut umpan dan mampu mengembunkan 16,3 % sampai dengan 42,1 % potensi uap air tersebut. Taufik Akhirudin [22] melakukan penelitian dengan tujuan mengetahui dan membandingkan produktivitas dari tiga desain alat distilator air laut berbasis tenaga surya, menentukan produktivitas terbaik dari tiga desain alat distilator berbasis tenaga surya, menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas alat, mengetahui kualitas air yang dihasilkan dari proses kerja alat destilasi air laut berbasis tenaga surya. Hasil yang didapatkan adalah Kualitas air yang dihasilkan memiliki salinitas nol, parameter warna 0,432-0,787 Unit PtCo, kekeruhan 0,4-2,0 NTU, nilai pH 7,8-8,2, rasa tawar (normal) dan bau normal (tidak berbau). Hasil uji kualitas air telah memenuhi syarat standar air minum menurut SNI 01-35531996. Agus Mulyono [1], melakukan penelitian tentang Karakteristik Basin Still dengan Penurunan Tekanan Ruang Basin pada Destilasi Air Laut Tenaga Matahari. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui produktivitas dan efisiensi basin still terhadap perubahan tekanan ruang basin dalam menghasilkan air bersih. Tiga basin still dengan dimensi dan kondisi yang sama, dengan tekanan pada ruang basin still adalah 1 bar, 0,9 bar dan 0,8 bar. Basin still mempunyai luasan sebesar

Identifikasi dan Rumusan Masalah Kebutuhan air minum adalah mutlak bagi kehidupan masyarakat. Air adalah nutrisi paling utama bagi manusia. Sekitar 70% berat tubuh manusia sehat berupa air. Untuk bisa KE-43


bertahan hidup, maka setiap manusia wajib mengonsumsi dua liter air minum setiap hari. Tubuh yang kekurangan cairan disebut dehidrasi dan bisa mengakibatkan kematian. Namun, seiring meningkatnya populasi, konsumsi air minum pun meningkat pula. Padahal, kuantitas air minum yang dikategorikan layak dikonsumsi manusia terbatas. Sekitar 99,3% air di dunia berupa air laut dan hanya 0,7% yang berupa air tawar. Bahkan, kuantitasnya tampak kian berkurang. Krisis air bersih kerap terjadi di berbagai tempat di Indonesia. Tidak hanya di daerah perkotaan, tetapi juga di daerah-daerah terpencil [9]. Melimpah ruahnya tenaga matahari yang terus memancar di seluruh Indonesia tak perlu menimbulkan rasa khawatir bahwa Indonesia akan kehabisan energi dan harus mengimpor dari negara lain. Persediaan alamiah energi panas matahari yang sustainable telah lebih dari cukup jika dimanfaatkan secara maksimal [21]. Salah satu bentuk pemanfaatan sumber daya alternatif adalah upaya memanfatkan energi solar untuk memproduksi air tawar menggunakan destilator tenaga surya. Destilator tenaga surya merupakan sebuah alat penyulingan sederhana, murah dan mudah dibuat. Tetapi informasi tentang efisiensi dan performance (unjuk kerja) alat ini nyaris tidak tersedia. Di beberapa tempat, destilator tenaga surya dapat menghasilkan air minum (portable water) dengan biaya yang kompetitif dibanding dengan metode konvensional. Kemampuan destilator jenis ini dalam mengahasilkan air minum banyak dipengaruhi oleh intensitas sinar matahari, temperatur, ukuran luas ruang pemanas dan model/ desain [5]. Wilayah Indonesia, secara rata-rata mendapatkan penyinaran matahari setara dengan 4,8 kWh per meter persegi. Dikatakan bahwa teknik penyulingan dengan menggunakan energi sinar matahari mengakibatkan tidak adanya biaya bahan bakar, tidak ada polusi, tidak bersuara, hanya menghasilkan kristal garam sebagai sisa proses, dan sekaligus ramah lingkungan. “Selain cocok untuk kepentingan air minum masyarakat pesisir atau pulau terpencil,

teknologi ini juga menghasilkan air murni yang sangat dibutuhkan sebagai bahan baku industri [9] Berdasarkan hal tersebut di atas dan kajian-kajian penelitian-penelitian terdahulu yang berkaitan dengan pengembangan distilator basin type solar still state of art dari permasalahan mendasar adalah bagaimana meningkatkan efisiensi setinggi mungkin dari destilator ini. Sehingga ini cukup menarik untuk melanjutkan dan mengembangkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan pada distilator basin type solar still untuk meningkatkan efisiensinya. Untuk ini dilakukan kajian pengaruh penambahan pipa kondensat sebagai heat rocorvery dan kolektor surya sebagai pemanas awal terhadap kenaikan efisiensinya, Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji penambahan Solar Collector sebagai pemanas awal dan pipa kondensat sebagai Heat Recorvery pada Single basin solar still terhadap efektivitas peningkatan produktivitas kondensat serta efesiensi dari distilator. Diharapkan terjadi peningkatan yang lebih besar produktivitas kondensat serta efisiensinya Desain Prototipe

Gambar 1. Desain prototipe destilator

KE-43


Distilator surya terbuat dari kaca transparan dengan tebal 5mm, baik alas, dinding, dan tutup bagian atas. Dimensi distilator surya, panjang 120 cm, lebar 70 cm, tinggi depan 20 cm, dan tinggi belakang 56 cm dengan kemiringan tutup atas 17°. Heat absorber / penyerap panas terbuat dari plat aluminium dengan ketebalan 1 mm dengan panjang 120 cm, lebar 70 cm dan dilubangi dengan jarak 2 cm dengan diameter lubang 3 mm. Heat recovery pipe / pipa kondensat terbuat dari pipa tembaga dengan diameter 2,54 cm dengan panjang efektif 8,45 m dan dibentuk zig-zag yang berfungsi untuk memanaskan air laut di bawah Heat Absorber dan menjaga tempertaur air laut di atas heat absorber dari proses kondensasi pada pipa. Preheater / pemanas awal air terbuat dari pipa tembaga dengan diameter 2,54 cm dengan panjang efektif 5,64 m dibentuk vertikal berjajar dan bagian bawah dilapisi dengan plat aluminium tebal 1 mm dengan panjang 50 cm dan lebar 50 cm. Sedangakan untuk wadah preheater adalah kaca transparan tebal 5 mm dengan panjang 70 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 45 cm. Isolasi untuk dinding dan alas preheater maupun distilator terbuat dari styrofoam tebal 2 cm dan dilapis triplek dengan tebal 3 mm. Meja untuk distilator terbuat dari kayu dengan tinggi 30 cm, panjang 130 cm, dan lebar 80 cm. Sedangkan untuk preheater dengan tinggi 70 cm, panjang 80 cm, dan lebar 60 cm.

masing-masing solar still. Sedangkan produk air bersih yang dihasilkan oleh masingmasing alat juga diukur pada keesokan pagi karena pada saat malam hari proses pengembunan masih terjadi. Pengujian dilakukan pada kondisi cuaca sepenuhnya terik tidak berawan. Pengukuran dilakukan tiap 15 menit meliputi 1. Temperatur kaca tutup atas 2. Temperatur air di atas heat absorber 3. Temperatur air di bawah heat absorber 4. Temperatur heat recovery pipe / pipa kondensat 5. Radiasi matahari Pengolahan data dengan mengunakan uji T (SPSS) membandingkan perbedaan beberapa variabel yang terukur prototipe dengan penambahan solar collector dan pipa kondensat dengan tanpa penambahan solar collector dan pipa kondensat

Proses Pengujian Prototip Preheater diletakkan di bagian belakang bak distilator dengan meja lebih tinggi dari bak distilator, preheater berfungsi untuk meningkatkan suhu air baku sebelum dialirkan ke dalam bak distilator. Suhu air yang keluar dari preheater setelah dijemur mencapai 48°C. Distilator diletakkan di atas meja yang lebih rendah dari preheater sehingga perbedaan ketinggian akan menyebabkan air mengalir dari preheater ke distilator. Selain itu meja juga berfungsi untuk memudahkan saat penyetelan permukaan air baku agar permukaan rata. Setelah keran dibuka air yang sudah dipanaskan pada preheater akan mengalir ke bak distilator, isi air sampai heat absorber terendam. Pengujian dilakukan pada kondisi cuaca sepenuhnya terik tidak berawan. Pengujian dilakukan secara bersamaan antara distilator surya yang menggunakan heat recovery pipe dan preheater dengan distilator yang tidak menggunakan keduanya. Setiap 15 menit variabel yang diukur meliputi temperatur kaca tutup atas, temperatur air di atas heat absorber, temperatur air di bawah heat absorber, temperatur heat recovery pipe / pipa kondensat dan radiasi matahari

Pengujian dan Pengolahan Data Pelaksanaan pengujian dilakukan pukul 10.00 sampai dengan 17.00 WITA, pengambilan waktu pengujian ini untuk mengetahui pengaruh intensitas radiasi matahari dalam satu hari terhadap unjuk kerja solar still, sehingga hasilnya dalam bentuk grafik akan dapat diketehui bagaiman solar still dapat bekerja dengan maksimal berdasarkan intensitas radiasi mataharai saat itu. Pengujian dilakukan secara bersamaan antara basin still yang menggunakan pipa kondensat dan solar collector dengan yang tidak menggunakan hal ini bertujuan untuk membandingkan secara langsung pada kondisi yang sama terhadap efisiensi dan hasil produksi air bersih yang dihasilkan oleh KE-43


Gambar 5 Grafik hubungan antara temperatur dengan radiasi pada basin yang dilengkapi dengan Preheater dan Heat Recorvery Analisa Perbandingan Hasil Pengujian Basin

Gambar 2 Proses Ujicoba

Gambar 3. Proses Kondensasi

Gambar 6 Grafik Perbandingan Temperatur Air di atas Absorber Pada Hari Pertama

Gambar 4. Proses Pengukuran Kemudian produk hasil penguapan diukur volumenya dengan menggunakan botol ukur sehingga bisa dianalisa hasil produktivitas kondensat terhadap perbedaan temperatur pada kedua distilator yang diuji coba

Gambar 7 Grafik Perbandingan Temperatur Air di bawah absorber Pada Hari Pertama

Grafik Hasil Pengujian Basin Solar Stil Yang Dilengkapi Preheater

Gambar 8. Grafik Perbandingan Temperatur heat absorber Pada Hari Pertama

KE-43

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015 15:15 15:30 15:45 16:00 16:15 16:30 16:45 17:00

Dari gambaran hasil grafik perbandingan di atas, terlihat bahwa temperatur air di bawah heat absorber (gambar 8) pada solar still yang menggunakan pipa kondensat dan preheater lebih tinggi daripada temperatur dari basin solar still yang tanpa pipa kondensat dan preheater.garis warna hijau. Temperatur air bawah absorber hampir seirama dengan temperatur pipa kondensat (garis merah), yang selama kondesasi ada kecederungan melepaskan panas. Dan hal ini juga ditambah dengan air yang masuk ke dalam basin sudah dipanaskan lebih dahulu

Menerima Ho jika t hitung lebil kecol dari t tabel dan menolah Ho jika t hitung lebih besar dari t tabel. Berdasarkan pada t tabel dengan alpha 5% uji dua arah atau 2,5% Hasil output SPSS adalah seperti yang disajikan pada tabel 2, 3 dan 4. Dari hasil tersebut diatas terlihat bahwa rata-rata temperatur air di bawah absorber tanpa PreHeater & Heat Recovery 32,2069 dengan deviasi standar 2,80789 dan dengan Preheater & Heat Rocovery 34,9655 dengan deviasi standar 5,46732. Hasil korelasi menunjukkan nilai sebesar 0,717 dengan signifikansi 0,000 yang berarti ada hubungan erat antar sampel atau korelasi sangat signifikan secara statitstik. Rata-rata perbedaan temperatur bawah absorber antara yang dilengkapai dengan Preheater & Heat Recovery serta yang tidak adalah -2, 75862, dengan diviasi standar sebesar 3,97002. Hasil perhitungan t statistik menghasilkan nilai sebesar 3,74 dengan signifikansi 0,001 Dengan hasil signifikansi sebesar 0,001 bisa diambil keputusan untuk menolak Ho karena level signifikansinya lebil kecil dari alpha (0,025). Hasil t hiutng -3,742 lebih kecil dari t tabel 2,048. Dengan hasil tersebut bisa disimpulkan bahwa perbedaan dalam penambahan Preheater & Heat Recovery menyebabkan perbedaan dalam peningkatan temperatur bawah absorber yang berarti juga berbanding lurus ada perbedaan dalam efisiensi dari basin.

Tabel. 1. Tabel Perbandingan Temperatur Bagian Bawah Heat Absorber

10:00 10:15 10:30 10:45 11:00 11:15 11:30 11:45 12:00 12:15 12:30 12:45 13:00 13:15 13:30 13:45 14:00 14:15 14:30 14:45 15:00

Tanpa Preheater & Heat Recovery 27 28 29 30 29 30 32 29 30 31 31 32 32 34 34 35 35 35 36 35 36

39 40 41 41 41 41 41 40

Pengujian ini dengan uji sampel berpas angan dengan level kepercayaan yang digunakan adalah 95%. Rumusan hipotesis null dan alternatif adalah sebagai berikut : Ho: µ 1 = µ 2 atau µ 1 - µ 2 = 0 Ha: µ 1 ≠ µ2 atau µ 1 - µ 2 ≠ 0

Analisis Statistik Perbandingan Rata-rata Anallisis statistik perbandingan rata-rata dengan uji t sampel berpasangan. Pengujian ini dilakukan karena pada penelitian ini dengan teknik eksperimen di mana satu sampel diberi perlakuan tertentu kemudian dibandingan dengan kondisi sampel sebelum adanya perlakuan. Dalam hal ini varabel yang di uji statistik adalah temperatur air pada bagian bawah absorber, dengan alasan karena berhubungan dengan kondisi peningkatan dan mempetahankan panas air pada basin solar still. Data yang diuji adalah sebagai berikut :

Jam

36 36 36 34 32 30 30 30

Dengan Preheater & Heat Recorvery 24 24 25 28 29 30 31 30 32 32 32 35 35 37 37 38 37 38 38 39 39

Tabel 2 Paired Sample Statistics KE-43

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015 Mean

Pair 1

Mean -2,75862

Tanpa PreHeater & Heat Recorvery Dilengkapai PreHeater & Heat eryRecorv

Pair 1

Std. Deviation 3,97002

Tanpa PreHeater & Heat Recorvery Dilengkapai PreHeater & Heat eryRecorv

N

Std. Deviation

Std. Error Mean

Paired Differences 95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper -4,26874 -1,24850

Std. Error Mean ,73721

t -3,742

df 28

Sig. (2tailed) ,001

32,2069

29

2,80789

,52141

34,9655

29

5,46732

1,01526

Tabel 3. Paired Sample Correlations N Pair 1

Tanpa PreHeater & Heat Recorvery & Dilengkapai PreHeater & Heat eryRecorv

29

Correlation ,717

Sig. ,000

Tabel 4 Paired Sample Test

Perbandingan Besaran Efisiensi Harian Kedua Prototipe

.................(1)

Efisiensi dihitung dengan persamaan, bisa menggunakan persamaan yang telah dikembangkan oleh Beckman dan Duffie [6]:

mD: Laju alir massa hasil destilat perhari (kg) hfg: Panas laten penguapan rata-rata air bagian atas (kJ/m2) G: Radiasi matahari total per hari (kJ/m2) A: Luas permukaan basin (m2)

Tabel 5. Hasil perhitumgam efesiensi rata-rata destilator tanpa pipa kondensat dan preheater No 1. 2.

Tanggal Uji 04-Jul-15 05-Jul-15

hfg 2.574,06 2.570,56

Md (kg) 1,5 1,2

A 0,84 0,84

Gr (kJ/m2) 12441 12411

n 36,94669 29,58853 33,26761

Tabel 6. Hasil perhitumgam efesiensi rata-rata destilator dengan pipa kondensat dan preheater No

Tanggal Uji

1. 2.

04-Jul-15 05-Jul-15

hg (kJ/kg) 2.561,81 2.562,81

HRC 0,2 0,2

Mo (kg) Kondensat 2,4 2,15

Total 2,6 2,35

A (m2) 0,84 0,84

Gr (W/m2) 12441 12411

n (%) 63,73613 57,76945 60,75279

penambahan jumlah produksi air bersih dari pipa kondensat.

Kesimpulan Efisiensi tertinggi dengan penggunaan pipa kondensat dalam basin type solar still sebesar 60,75279% sedangkan efisiensi tertinggi pada basin type solar still tanpa menggunakan pipa kondensat sebesar 33,26761% jadi terjadi peningkatan efisiensi peralatan sebesar 54,759%. Peningkatan ini akibat adanya

Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Reset Teknologi dan Pendidikan Tinggi, serta Pusat Penelitian dan KE-43


Pengabdian Pada Masyarakat Negeri Banjarmasin

Politeknik

Referensi [1] Agus Mulyono, Karakteristik Basin Still Dengan Penurunan Tekanan Ruang Basin Pada Destilasi Air Laut Tenaga Matahari, Universitas Brawijaya, Malang, 2006 , [2] Al-Kharabsheh S. D., Yogi Goswami, Analysis of an Inovative Water Desalination System Using Low-Grade Solar Heat, Solar Energy and Conversion Laboratory, Mechanical and Aerospace Engineering Dapartment, University of Florida, 2003, [3] Agustiar, D.R., Indonesia Terancam Kekurangan Air Bersih, Tempo interaktif.com, http://www.tempointeraktif.com 12 Februari 2012, 2007, [4] Astawa Ketut, Pengaruh Penggunaan Pipa Kondensat Sebagai Heat Recorvery Pada Basin Type Solar Still Terhadap Efisiensi, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakram, Vol 2, No.1, pp 34-41, 2008, [5] Brinkworth, BJ , Solar energy for man, Comton Press, 1976, [6] Beckman, W.A and Duffie, J. A., Solar Engineering of Thermal Processes, Wiley, New York. 1991, [7] Deng, R., Xie, L., Lin, H., Liu, J., Han, W, Integration of Thermal Energy and Seawater Desalination. Energy 36 (2010) pp 4368-4374, [8] Delyanis, E dan Belessiotis V., Solar Energy and Desalination, Advances in Solar Energy, An Annual Review of Research and Depolepment. D.Y. Goswami, Ed., Vol 14, Amerecan Solar Energy Society, Boulder Clorado, 2001, [9] Fadjar Adrianto dan Arif Hatta, Alat Destilasi Air Laut: Mengolah Air Laut Menjadi Air Minum http://www.wartaek onomi.co.id, Maret, 25, 2010, 2009,. [10] Fath, H.E.S., Elsherbiny, S.M., Hassan, A.A., Rommel, M., Wieghaus, M., Koschikowski, J., Vatansever, M. PV and Thermally Driven Small Scale,

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19] KE-43

Stand Alone Solar Desalination Systems with Very Low Maintenance Needs. Desalination 225 (2008) pp 58-69. 2008. Handoyo A.E., Pengaruh Jarak Kaca ke Heat Absorber Terhadap Panas yang diterima Suatu Heat Absorber, Jurnal Teknik Mesin Universita Kristen Petra, Vol 4, No.1. 2002, Hermawan, Dwi Aries, Supriyadi, Destilasi air laut menjadi air tawaar dengan memanfaatkan energi surya dan pembakaran sekam padi di Paranggupito Kabupaten Wonogiri. http://www.lppm.uns.ac.id, 25 Feb,2010, 2009, Jaster B.H., Analisis dan Riset Optimasi Temperatur Kaca Penutup Solar Still, Jurnal Ilmu-ilmu Teknik Universitas Brawijaya Malang, 2002, Jackson R.R., Van Bavel C.H.M., Solar Distillation of Water from Soil and Plant Material, a Simple Desert Survival Tecnique Science, 149, Holand, 1965, Lawrence S.A., Tiwari, GN,. Theorical Evaluation of Solar Distillation Under Natural Circulation with Heat Exchanger, Energy Convention. Management America, 1990, Mulyanet, Sistem Distgilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Kolektor Plat Datar Dengan Tipe Kaca Penutup Miring, http://noviwidi.blog.uns.ac.id /files/2010/05/sistem_distilasi_air_laut_ tenaga_surya_menggunakan_kolektor_p lat_.pdf , 15 Mei 2010. 2006 , Muharsono, Perbedaan Jenis Bahan Alat Destilasi Air Laut Terhadap Jumlah Air yang dihasilkan. Undergraduate thesis, Diponegoro University, file:///E:/Download /Perbedaan%20jenis%20bahan%20undi p.htm, 1,Juni 2010, 1992 , Nita C.V., Sudjito, Usaha-usaha Untuk Meningkatkan Efisiensi dan Produktivitas Solar Still, Jurnal Publikasi Ilmiah Program Pascasarjana Universitas Brawijaya Malang, 2004, Safitri, Mifta Ardianti. Penelitian Kualitas dan Kuantitas Air Destilat


[20]

[21]

[22]

[23]

dengan Pengembangan Multiple Trays Tilted Still (Studi: Penambahan Kolektor Kain Hitam). Tugas Akhir Program Sarjana Teknik Lingkungan ITB, 2011. Sudjito, Penelitian Penyerap Radiasi Matahari Untuk Peralatan Distilasi Air Laut Jenis Solar Still, Jurnal Ilmu-ilmu Teknik Universitas Brawijaya, Vol 14, No.2, 2002, pp 147-153, , Sugeng Abdullah, 2005, Pemanfaatan Distilator Tenaga Surya (Solar Energy) Untuk Memproduksi Air Laut. Program Studi Ilmu Lingkungan Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta Taufik Akhirudin , Desain Alat Destilasi Air Laut Berbasis Tenaga Surya Sebagai Alternatif Penyedian Air Bersih, file://E:/Download/desainalat-destilasi-air-laut-berbasis.html, 27 Mei 2010, 2007, Yuan, G., Wang, Z., Li, H., dan Li, X. Experimental Study of A Solar Desalination System Based on Humidification-Dehumidification Process. Desalination 277, 2011 pp 9298. [24] Yilmaz, Ibrahim Halil dan Soylemez, Mehmet Sait.. Design and Computer Simulation on Multi-Effect Evaporation Seawater Desalination System Using Hybrid Renewable Energy Sources in Turkey. Desalination 291 2012 pp 23-40. 2012

KE-43

PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT RECOVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI

Recommend Documents