BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Eksploitasi energi skala besar berakibat menurunnya ketersediaan bahan
bakar fosil seperti minyak bumi dan gas alam. Bahan bakar fosil merupakan energi non-konveksional atau sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Untuk mengatasi krisis energi dibutuhkan sumber energi alternatif. Energi alternatif perlu dikembangkan karena berdasarkan data pada Gambar 1.1 diperoleh informasi bahwa ketersediaan minyak bumi untuk wilayah Indonesia tiap tahun semakin menurun dan jika tidak ditemukan sumber energi lain, maka dapat dipastikan pada tahun 2020 mendatang minyak bumi di Indonesia akan habis.
Gambar 1.1 Grafik Produksi Minyak Bumi Indonesia Tahun 2000-2009 dan Prediksi Untuk Tahun 2010-2020
Salah satu energi alternatif yang dapat dikembangkan adalah energi panas matahari. Panas matahari merupakan sumber energi yang dapat diperbarui karena ketersediaan di alam sangat melimpah jumlahnya. Selain itu, energi panas matahari merupakan energi utama bagi kehidupan di bumi dan dapat diperoleh tanpa biaya. Energi panas matahari sangat potensial untuk dikembangkan di Indonesia, karena Indonesia terletak di daerah khatulistiwa, yaitu pada 6o LU – 11o LS dan 95o BT – 141o BT [1]. Dapat dilihat juga bahwa matahari beredar
sepanjang tahun pada daerah 23.5o LU dan 23.5o LS maka Indonesia akan disinari matahari selama 10 sampai dengan 12 jam sehari [2]. Hal ini juga mempengaruhi tingkat radiasi matahari yang diterima menjadi sangat tinggi. Dalam pemanfaatan energi panas matahari ini dibutuhkan suatu penelitian yang berguna untuk menganalisis besar energi yang dapat dihasilkan dari radiasi yang dipancarkan matahari di wilayah Indonesia ini. Penelitian yang akan dilakukan yaitu membuat sistem alat kerja yang dapat menyerap energi matahari guna memproduksi panas. Sistem kerja yang dimaksud adalah kolektor panas matahari jenis palung parabola [3]. Kolektor ini berbentuk palung parabola yang bekerja dengan cara mengumpulkan cahaya atau radiasi dari matahari lalu akan dipantulkan ke satu titik yaitu ke arah pipa penerima [3]. Pada penelitian ini, beberapa hal yang akan dianalisis yaitu diantaranya analisis kalor pada pipa penerima dan nilai efisiensi dari kolektor panas yang telah dirancang bangun, serta membuat sistem pelacakan terhadap posisi cahaya matahari pada kolektor panas matahari jenis palung parabola. Dengan adanya analisis kalor pada pipa penerima dan nilai efisiensi kolektor panas, diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan untuk pengembangan sistem yang lebih baik serta mendetail di masa mendatang sehingga penghematan energi di masa mendatang menjadi nyata.
1.2
Masalah
Adapun masalah yang melatarbelakangi tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Bagaimana rancang bangun kolektor panas matahari jenis palung parabola?
2.
Bagaimana analisis kalor yang diterima pada pipa penerima dan efisiensi kerja kolektor panas jenis palung parabola?
3.
Bagaimana sistem pelacakan posisi cahaya matahari pada kolektor panas jenis palung parabola?
1.3
Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai berdasarkan masalah di atas adalah: 1.
Rancang bangun kolektor panas matahari jenis palung parabola.
2.
Menganalisis kalor dan efisiensi yang dapat dihasilkan terhadap rancang bangun kolektor panas matahari jenis palung parabola.
3.
Mengetahui sistem pelacakan posisi cahaya matahari pada kolektor panas matahari jenis palung parabola.
1.4
Ruang Lingkup Kajian
Adapun ruang lingkup kajian tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Peletakan kolektor hanya pada satu sumbu yaitu dari timur ke barat.
2.
Analisis yang dilakukan adalah terhadap panas yang diterima oleh pipa penerima.
3.
Pipa penerima yang digunakan adalah pipa stainless steel.
4.
Tegangan yang diberikan pada aktuator parabola adalah 13,76 volt.
5.
Efisiensi yang dihitung tidak termasuk aktuator dan konsumsi listrik.
6.
Lokasi pengujian sistem kolektor panas matahari jenis palung parabola dilakukan di atas gedung Deli, fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom, Dayaeuh Kolot, Bandung, terletak pada koordinat garis lintang -6,9755632 dan garis bujur 107,629441.
1.5
Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat yaitu: 1. Pengembangan teknologi alternatif dengan menggunakan energi panas matahari. 2. Penelitian ini dapat membuka wawasan terhadap pemanfaatan teknologi konversi energi panas matahari beserta cara kerja alat yang digunakan. 3. Sebagai referensi desain untuk aplikasi nyata pemanfaatan teknologi panas matahari.
1.6
Metode Penelitian
Adapun metode penyusunan yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Studi Literatur Pada tugas akhir ini, studi literatur yang dilakukan adalah untuk memperoleh dan memahami teori-teori yang berhubungan dengan perancangan sistem kolektor panas matahari. Sumber literatur ini berupa buku cetak, e-book, dan tulisan tugas akhir atau jurnal beberapa peneliti dengan penelitian yang
berkaitan dengan tugas akhir ini. Selain itu akan dilakukan studi lapangan terkait penelitian yang sudah ada dan melakukan diskusi dengan peneliti yang bersangkutan. 2.
Perancangan dan Realisasi Merancang suatu sistem kerja sesuai dengan teori dan spesifikasi yang dibutuhkan. Tahap awal dalam perancangan yaitu membuat diagram alur dari proses yang diinginkan. Kemudian dilanjutkan dengan realisasi sistem yaitu pembuatan alat kolektor panas palung parabola sesuai dengan rancangan dan spesifikasi.
3.
Pengujian dan Pengukuran Pada tahap ini, sistem kerja akan diuji dan dilakukan pengambilan data sesuai dengan parameter uji yang telah ditentukan di awal perencanaan. Tahapan dalam pengujian dan pengukuran:
4.
Kalibrasi sensor sesuai dengan keadaan di lapangan
Pengujian dan pengambilan data
Evaluasi dan perbaikan
Analisa dan Kesimpulan Data yang sudah diperoleh akan dianalisa, yang pada akhirnya akan ditarik kesimpulan dari semua penelitian ini. Hasil analisis meliputi:
Analisis panas pada pipa penerima
Analisis efisiensi kolektor panas
Analisis sistem pelacakan kolektor panas terhadap posisi cahaya matahari
5.
Penyusunan Laporan Tahap akhir dari metode penelitian ini adalah penyusunan laporan. Semua penelitian akan ditulis dalan bentuk laporan tugas akhir.
1.7
Sistematika Penulisan
BAB I
PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, ruang lingkup kajian, manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI Berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar-dasar teori mengenai kolektor panas jenis palung parabola dan analisis sistem kerja.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN Berisi tentang rancangan desain alat, pembuatan komponen kolektor, perakitan komponen sistem, alat dan prosedur penelitian, serta metodologi pengambilan data.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi tentang hasil data pengujian yang diperoleh serta analisis perhitungan terkait hasil data yang telah diperoleh.
BAB V
PENUTUP Berisi tentang kesimpulan dan saran yang membangun untuk penelitian selanjutnya.
