Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
ISSN 2338-1035
RANCANG BANGUN PROTOTYPE KOLEKTOR SURYA TIPE PLAT DATAR UNTUK PENGHASIL PANAS PADA PENGERING PRODUK PERTANIAN DAN PERKEBUNAN Fadly Rian Arikundo1, Mulfi Hazwi2 Email:
[email protected] 1,2 Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara, Jln.Almamater Kampus USU Medan 20155 Medan Indonesia Abstrak Proses pengeringan merupakan salah satu kegiatan penting yang dilakukan pada produk pertanian dan perkebunan untuk meningkatkan kualitas dengan cara menghilangkan sebagian kadar air sampai batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh. Untuk itu, pada tugas akhir ini dirancang sebuah ruang pengering berukuran 0,5m x 0,5m x 0,7m yang menggunakan kolektor surya pelat datar dengan ukuran 2m x 0,5m serta menggunakan ubi kayu sebagai sampel. Perancangan alat pengeringan ini bertujuan untuk mengeringkan ubi kayu dari kadar air awal ±60% menjadi >10%. Kolektor surya diisolasi dengan rockwoll, sterofoam dan kayu sehingga kehilangan panas dapat diminimalisasi. Medium pengering adalah udara panas yang dihasilkan melalui kolektor yang menangkap radiasi sinar matahari dan dialirkan secara alamiah keruang ruang pengering selanjutnya akan digunakan untuk mengeringkan ubi kayu. Setelah dilakukan penelitian dengan metode eksperimen yakni dengan cara mengamati dan mengukur langsung hal-hal yang dilakukan pada alat pengering tersebut kemudian dilakukan pengolahan serta evaluasi data penelitian. Dari hasil penelitian dan analisis yang dilakukan pada pukul 08:00– 17:00 WIB pada saat kondisi cuaca cerah, diperoleh panas radiasi rata-rata yang dapat diserap kolektor adalah 372,21 watt, kehilangan panas rata-rata pada kolektor adalah 161,32 watt dan efisiensi rata-rata dari kolektor surya yang didapat selama proses pengujian adalah 40,13%. Kata kunci : pengering, kolektor surya, perpindahan panas
Abstract The drying process is one of important activities on agricultural and plantation products to increase quality by deaden water content partly till limit of microbes can't grow. Therefore, in this final project designed a drying chamber measuring 0.5 m x 0.5 m x 0.7 m using flat plate solar collector sized 2m x 0.5m and used cassava as sample. Design of this drying tool aim to dry cassava from the initial moisture content of ± 60% to >10%. Isolated solar collector with rockwool, sterofoam and wood are used to isolate the solar collector to minimize the heat loss. Medium dryer is hot air which produced through collector which caught the solar radiation and flowed naturally to drying chamber. Furthermore it will be used to dry the cassava. The research used experimental method, that is, observe and quantify directly the drying tool. Then it will be processing and evaluate the data. From research was conducted at 8 am until 5 pm in sunny weather, the result show that the average radiation heat which can be absorbed by the collector is 372.21 watt, the average heat loss is 161.32 watt and the average efficiency from the solar collector during test is 40.13%. Keywords: dryer, solar collectors, heat transfer
1. Pendahuluan Wilayah Indonesia memiliki sinar matahari cukup melimpah, terletak pada daerah khatulistiwa yang mempunyai iklim tropis dan radiasi surya hampir sepanjang tahun, sehingga pengembangan teknologi tepat guna yang memanfaatkan sinar matahari sebagai energi alternatif sangat sesuai aplikasinya dalam bidang pengering tenaga surya yang memanfaatkan sinar
matahari untuk pengering.
memanaskan
udara
Pemanfaatan energi sinar matahari dapat digunakan pada pengering untuk mengurangi pemakaian energi berbasis fosil yang akan menyebabkan pemanasan global. Pengolahan pasca panen hasil pertanian atau perkebunan mempunyai peranan penting dalam kehidupan masyarakat Indonesia, yang
194
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
ISSN 2338-1035
sekaligus juga merupakan sumber pemasukan devisa negara yang cukup besar. Dengan penerapan sistem energi sinar matahari pada teknologi ini, diharapkan akan mempercepat proses pengeringan dan menjaga mutu serta kualitas produk pasca panen tersebut. 2. Tinjauan Pustaka Pengeringan Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas. Tujuan pengeringan itu sendiri adalah untuk mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama. Pengering surya adalah suatu sistem pengering yang memanfaatkan energi surya. Sistem pengering surya terdiri dari dua bagian utama yaitu kolektor surya dan ruang pengering [1]. Pemanfaatan Energi Matahari Pemanfaatan energi matahari sebagai sumber energi alternatif untuk mengatasi krisis energi, khususnya minyak bumi, yang terjadi sejak tahun 1970-an mendapat perhatian yang cukup besar dari banyak negara di dunia. Disamping jumlahnya yang tidak terbatas, pemanfaatannya juga tidak menimbulkan polusi yang dapat merusak lingkungan. Cahaya atau sinar matahari dapat dikonversi menjadi listrik dengan menggunakan teknologi sel surya atau fotovoltaik. Matahari merupakan sumber energi yang benar-benar bebas untuk digunakan oleh setiap orang. Tidak ada manusia yang memiliki matahari, jadi setelah menutupi biaya investasi awal, pemakaian energi selanjutnya dapat dikatakan gratis.
Gambar 1. Hubungan Matahari Dan Bumi Setiap menit matahari meradiasikan energi sebesar 56 x 1026 kalori. Potensi energi surya di Indonesia sangat besar yakni sekitar 4.8 KWh/m2 atau setara dengan 112.000 GWp, namun yang sudah dimanfaatkan baru sekitar 10 MWp. Jumlah ini merupakan gambaran potensi pasar yang cukup besar dalam pengembangan energi surya di masa datang. Kolektor Surya Kolektor surya adalah suatu alat yang dapat mengumpulkan atau menyerap radiasi surya dan mengkonversikan menjadi panas. Kolektor surya dapat didefinisikan sebagai sistem perpindahan panas yang menghasilkan energi panas dengan memanfaatkan radiasi sinar matahari sebagai sumber energi utama. Kolektor surya beroperasi tanpa mengeluarkan suara (tidak seperti turbin angin besar) sehingga tidak menyebabkan polusi suara. Kolektor surya biasanya memiliki umur yang sangat lama, dan biaya pemeliharaannya sangat rendah karena tidak ada bagian yang bergerak. Kolektor surya juga cukup mudah untuk diinstal. Energi surya adalah salah satu pilihan energi terbaik untuk daerah-daerah terpencil, bilamana jaringan distribusi listrik tidak praktis atau tidak memungkinkan untuk diinstalasi. Mengingat ratio elektrifikasi di Indonesia baru mencapai 55-60 % dan hampir seluruh daerah yang belum dialiri listrik adalah daerah pedesaan yang jauh dari pusat pembangkit listrik. Tinjauan Perpindahan Panas Dalam perencanaan suatu alat dengan pemanfaatan tenaga surya perlu diketahui semua jenis perpindahan panas yang terjadi selama siklus terjadi.
195
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
Seperti ketika kolektor menerima panas dari matahari maka hal itu terjadi dengan cara radiasi, kemudian panas dari pelat dan sisi kolektor berpindah secara konveksi dan konduksi ke udara dan isolator.
ISSN 2338-1035
perpindahan panas konduksi dapat dinyatakan dengan Hukum Fourrier [2]. .
Q c = − kA
dT dx
Dimana, .
Q
= Laju perpindahan panas (Watt)
c
= Konduktivitas thermal ( W /m.K) = Luas penampang yang terletak pada aliran panas (m2)
k A
dT = Gradien dx aliran
Gambar 2. Perpindahan Panas Pada Kolektor Surya Pelat Datar • Konduksi Konduksi adalah proses perpindahan panas yang mengalir dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah melalui benda penghubung yang diam (tidak dalam mengalir). Besar kecil perpindahan panas ditentukan oleh karakteristik zat dan benda yang dilalui panas pada waktu perpindahan dari satu benda ke benda lain.
temperatur
dalam
panas (K/m)
• Konveksi Konveksi merupakan proses perpindahan panas dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah melalui benda penghubung, dimana benda penghubung tersebut haruslah memiliki sifat fluida (konduktivitas termal, kalor spesifik dan densitas). Syarat utama mekanisme perpindahan panas konveksi adalah adanya aliran fluida. Perpindahan panas konveksi pada pengering terjadi pada fluida kerja yang digunakan (udara)[2]. . .
Q
h
= hA ( T s − T ∞ )
Dimana, .
Q
h
h A
= Koefisien konveksi ( W / m2.K) = Luas permukaan kolektor (m2)
Ts
= Temperatur dinding ( K ) = Temperatur udara lingkungan (
T∞ K) Gambar 3. Gradient Perpindahan Panas Pada Isolator. Peristiwa perpindahan konduksi pada mesin pengering tenaga surya terjadi pada sisi-sisi kolektor yang diisolasi oleh rockwoll, sterofoam dan kayu. Energi panas hilang (Qloss) dan berpindah dari ruang dalam (kanal) kolektor menuju temperatur yang lebih dingin (temperatur lingkungan). Laju
= Laju perpindahan panas (Watt)
Korelasi yang sering digunakan dalam menentukan koefisien perpindahan panas konveksi (hc) yaitu : Grl Ral
=
196
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
Dimana: Grl = Bilangan Grashoff = Massa jenis (kg/m3) % = Gravitasi (m/s ) * = Koefisien udara pada temperatur film (1/K) 0 = Panjang Kolektor (m) 1 = Viskositas (N.s/m2) Ral = Bilangan Rayleigh = Bilangan Prandt = Bilangan Nusselt = Lebar Kolektor (m) ℎ; = Koefisien konveksi (W/m2.K) < = Konduktivitas termal (W/m.K) Penentuan kondisi aliran pada kasus konveksi natural adalah menggunakan bilangan Ra yang telah didefenisikan pada persaman [3]:
gβ (Ts − Tr ) L3 Ra L = u2 Pada bidang miring dengan sudut vertikal, kemiringan θ terhadap percepatan gravitasi dapat diproyeksikan menjadi g cosθ yang sejajar dengan bidang. Ini berarti bidang miring dapat dianggap sebagai pelat vertikal tetapi percepatan gravitasinya menjadi g cosθ . Maka untuk bidang miring semua persamaan pada kasus bidang vertikal dengan Ts dan q ′′ konstan dapat digunakan. Tetapi gravitasi g harus diganti menjadi g cosθ saat menghitung bilangan Ra.
• Radiasi Radiasi adalah proses perpindahan panas dari benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur rendah dimana tidak diperlukan zat atau benda penghubung, serta panas memancar dengan cara radiasi gelombang elektromagnetik. Perpindahan panas radiasi pada alat ini terjadi pada absorber kolektor surya. Peristiwa radiasi yang dipancarkan oleh matahari, dan dikonversikan dalam bentuk panas terjadi pada plat absorber serta adanya pengaruh dari emisifitas permukaan benda hitam (plat absorber). Radiasi
ISSN 2338-1035
yang dapat ditangkap oleh luasan kolektor dengan asumsi effisiensi kaca 90%, intensitas radiasi diperoleh dari alat ukur, dan dihitung permenit, sehingga energi radiasi dapat di hitung mengunakan rumus [4]: Q = = > ?@ ∆t F’ Dimana: Q = Energi Radiasi Masuk Kolektor (Watt) I = Intensitas radiasi (W/m2) A = Luas penampang kolektor(m2) ∆t = Selang waktu perhitungan (s) F’ = Faktor efisiensi kolektor A = Transmisifitas kaca @ = Absorbsifitas pelat Perhitungan panas radiasi yang hilang pada kolektor surya adalah [4]:
B
C DEF GF H H J L IE IK
Dimana : T M 5669 10 S V F (Konstanta U W Stefan Boltzmann) q = Panas radiasi yang hilang (J) A = Luas penampang (m²) Tp = Temperatur Pelat (K) = Temperatur kaca (K) Tc XY = Emisivitas pelat X = Emisivitas kolektor 3. Metodologi Penelitian Metode Desain Perancangan merupakan kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu produk yang kebutuhannya dibutuhkan oleh masyarakat. Setelah perancangan selesai maka kegiatan yang menyusul adalah pembuatan produk. Cara merancang terdiri dari 4 tahap atau fase, yang masing-masing terdiri dari beberapa langkah (Pahl dan Beitz). Keempat fase tersebut adalah [5]: 1. Fase Perumusan . (Formulation Phase) 2. Fase Fungsi (Functional Phase) 3. Fase Perancangan (Design Phase) 4. Hasil (Result)
197
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
Pengeringan cassava membutuhkan waktu pengeringan lebih kurang 46 jam atau dua hari hingga mendapatkan kadar air sebesar <14%, dengan temperatur pengeringan berkisar diantara 30oC sampai dengan 60oC . Konsep inilah yang digunakan sebagai acuan untuk menciptakan Solar Dryers [16]. Perencanaan alat pengering bertujuan untuk membantu para petani dalam mengolah hasil produksi perkebunan dan pertanian. Oleh karena itu pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam perencanaan pengering yaitu: ekonomis, produktifitas tinggi, mudah pembuatan, kuat dan mudah dioperasikan. Perancangan Pelat Absorber Pelat absorber berfungsi untuk menyerap radiasi surya dan mengkonversikan menjadi panas. Energi dialirkan melalui fluida kerja udara secara konveksi. Dengan mengacu fungsi absorber maka dipilih sifat bahan antara lain: • Absorbsivitas tinggi (α) • Emisifitas panas rendah (ε) • Kapasitas panas kecil (Cp). • Konduktifitas besar (k) • Refleksi rendah (ρ) • Tahan panas dan tahan korosi • Kaku dan mudah dibentuk • Ada dipasaran Bahan-bahan yang biasa dipakai untuk pelat pengumpul yaitu: seng, aluminium, tembaga, kuningan, dan baja. Dalam perancangan ini digunakan seng sesuai pertimbangan di atas. Seng yang digunakan mempunyai ketebalan 0,35 mm. Permukaannya dilakukan pelapisan dengan cat semprot hitam kusam, agar jangan terjadi refleksi dan mempunyai absorsivitas maksimum.
Gambar 4. Rancangan Kolektor Surya Perancangan Kaca Penutup
ISSN 2338-1035
Kaca penutup berfungsi untuk meneruskan radiasi surya dan mencegah panas yang keluar dari kolektor ke lingkungan pada bagian atas. Berdasarkan fungsi ini maka kaca penutup harus mempunyai sifat: • Transmisivitas tinggi (?) • Absorsivitas rendah (α) • Refleksivitas rendah (ρ) • Tahan panas • Ada dipasaran dan kuat Dengan pertimbangan sifat di atas, maka digunakan dua lapis kaca bening dengan ketebalan 5mm. Transmisivitas kaca (?)= 0,85, refleksi (ρ) = 0,09 dan absorsivitas (α) = 0,06. Perancangan Isolasi Isolasi berfungsi untuk memperkecil panas yang hilang dari kolektor ke lingkungan pada bagian belakang dan samping kolektor. Pada isolasi terjadi perpindahan panas secara konduksi sehingga kehilangan panas dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan. Isolasi yang digunakan adalah: • Konduktifitas termal bahan (k) kecil. • Mudah dibentuk dan praktis • harga murah dan ada dipasaran • Tahan lama. Isolator yang dipilih dalam perancangan terdiri dari tiga lapisan yaitu rockwoll dimana kehantaran termalnya 0.042 W/moC, sterofoam dimana kehantaran termalnya 0.036 W/ moC dan kayu dimana kehantaran termalnya 0.19 W/ moC. Perancangan Rangka Mesin Pengering Rangka mesin pengering terbuat dari besi siku 30 mm yang kemudian dirangkai dan dilas agar bisa sebagai tumpuan absorber dan boks pengering. Pemilihan rangka mesin pengering ini mempertimbangkan beban yang akan dipikul oleh rangka tersebut dengan kemiringan kolektor 60o agar dapat berdiri kokoh. Perancangan Boks Pengering Boks pengering adalah tempat terjadinya proses pengeringan,dimana
198
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
udara panas yang dihasilkan oleh kolektor disalurkan ke dalam boks pengering untuk mengeringkan produk yang akan dikeringkan.
ISSN 2338-1035
dilakukan di Laboratorium Teknik Pendingin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Berikut gambar ilustrasi experimental setup pengujian:
Gambar 5. Boks Pengering Boks pengering terbuat dari pelat seng dengan tebal 0.35 mm yang dicat dengan warna hitam buram, agar dapat menyerap panas dengan lebih cepat. Untuk dinding boks pengering sengaja tidak dibuat isolator, agar panas akibat radiasi sinar matahari pada dinding dapat membantu proses pengeringan. Boks pengering dirancang agar pada ruang boks pengering dapat berada pada suhu minimal 45o C dan tidak lebih dari 80o C tujuannya untuk mendapatkan kualitas yang baik. Pada boks pengering dilengkapi dengan pintu yang berguna untuk memasukkan dan mengeluarkan produk yang dikeringkan. Dibagian atas boks pengering dibuat cerobong udara, bertujuan untuk memperlancar sirkulasi udara pada proses pengeringan. Rangka boks pengering terbuat dari besi siku 30 mm yang kemudian dirangkai dan dilas agar bisa sebagai tumpuan boks pengering dan juga kolektor. Pemilihan rangka kolektor ini mempertimbangkan beban yang akan dipikul oleh rangka tersebut agar dapat berdiri kokoh. Prosedur Pengujian Pengujian performansi mesin pengering tenaga surya dengan produk yang dikeringkan adalah singkong (cassava) yang berkadar air 60% yang akan dikeringkan untuk mencapai kadar air >10%, merupakan standar kering ubi kayu. Kemudian sampel di potong dadu 1cm x 1cm x 1cm agar mudah dalam menghitung luasan sampel. Pengujian
Gambar 6. Experimental setup Adapun beberapa parameter yang diukur ialah : 1. Temperatur Permukaan Kayu (T1) 2. Temperatur Ruang Kolektor (T2) 3. Temperatur Permukaan Kaca (T3) 4. Temperatur Lingkungan Sekitar (T4) 5. Temperatur Permukaan Plat (T5) 6. Intensitas Radiasi Matahari (Ga) Parameter diatas digunakan untuk menghitung besarnya nilai energi panas yang hilang pada kolektor surya dan nilai dari effisiensi kolektor surya. Adapun prosedur pengujian yang dilakukan adalah : 1. Alat pengering kolektor surya dipersiapkan (portable). 2. Pengering dipasang dalam posisi yang baik dan benar. 3. Semua alat ukur yang dibutuhkan selama pengujian dan ubi kayu dipersiapkan. 4. Kabel-kabel termo couple dari agilient dipasang pada pelat absorber, boks pengering dan inti ubi kayu. 5. Load cell dihidupkan, sebelum merekam data load cell ditare kan terlebih dahulu agar di layar laptop massa berada pada posis 0 gr. 6. Ubi kayu ditimbang dan dimasukkan kedalam boks pengering. 7. Proses perekaman data dimulai. 8. Pengeringan dilakukan sampai massa ubi kayu mencapai titik equilibrium.
199
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
ISSN 2338-1035
f =(1+0.089hw0.1166hw.εp)(1+0,07866N) A = Luas permukaan
9. Hasil dari pengujian dianalisis
4. Analisa Data Dan Analisa Kehilangan Panas Kolektor Kehilangan Panas Samping (Q1, Q2)
Sisi
Alas
Dan
Z [\ > ]^ _ ] L L b a H ` H Gcde bF L a fhpq V
a
bV
fghijkjcl
a
bm
a
Efisiensi Pada perhitungan efisiensi kolektor surya, nilai dari faktor efisiensi kolektor (F’) diasumsikan adalah 90%. Nilai absorbsifitas dari plat yang dicat hitam di asumsikan 0.97 [4].
ijKGnjjo
Dimana : h1 = Koefisien konveksi permukaan luar (W/m2.K) = Konduktifitas termal kayu kkayu (W/m.K) ksterofoam= Konduktifitas termal sterofoam (W/m.K) krockwoll = Konduktifitas termal rockwoll (W/m.K) kseng = Konduktifitas termal seng (W/m.K) = Koefisien konveksi permukaan h2 dalam (W/m2.K) = Tebal kayu (m) t1 = Tebal sterofoam (m) t2 t3 = Tebal rockwoll (m) = Tebal plat seng (m) t4 = Luas total sisi dinding (m2) A
• Kehilangan Panas Pada Sisi Atas (Q3) Q3 = Ua. A. (Tp-Ta)
Dimana: N = Jumlah penutup/kaca Tp = Temperatur plat absorber σ = Konstanta Stefan-Boltzman Ta = Temperatur lingkungan C = 520(1-0,000051β2)untuk β≤70° e = 0.43 (1 - (100/Tp)) = Emisivitas Kaca εk εp = Emisivitas Plat hw = Koefisien kalo konveksi
Dimana: F' = Faktor Efisiensi Kolektor = 90% A = Luas penampang Kolektor = 1 m2 ? = Transmisivitas kaca = 0.85 α = Absorbsivitas Plat = 0.97 I = Intensitas Radiasi Matahari Qloss = Total kehilangan panas kolektor Qin kolektor= Total panas yang masuk kolektor (Watt) = Total panas yang digunakan Qu (Watt) Hasil Dan Pembahasan Berikut hasil rancangbangun prototype mesin pengering dan pengujian performansi mesin pengering hasil pertanian dan perkebunan tenaga surya.
=2 = 80.42 oC = 5.67x10-8 W/m.C4 = 32.48 oC 0°≤ = 0.30833147 = 0.88 = 0.97 2.8+3v
200
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
ISSN 2338-1035
beberapa faktor, diantaranya adalah adanya perbedaan tempat pengukuran atau letak alat ukur, dimana pengukuran oleh Hobo dilakukan di gedung Magister Teknik Mesin USU lantai empat sedangkan pengukuran oleh Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dilakukan di kantor BMKG Sampali. Faktor lain diantaranya adalah ketinggian pengukuran.
Gambar 9. Grafik Waktu vs Temperatur Pada Tanggal 01 Maret 2013
Gambar 7. Alat Pengering Perbandingan antara data intensitas radiasi matahari hasil pengukuran pada pengujian dengan radiasi surya dengan data intensitas radiasi matahari hasil pengukuran BMKG Kota Medan dapat dilihat pada grafik di bawah ini :
Gambar 10. Grafik Waktu vs Efisiensi dan Intensitas Radiasi Matahari Pada Tanggal 01 Maret 2013 Perhitungan efisiensi kolektor tiap 15 menit pada tanggal 1 Maret 2013 pada pukul 10:16 WIB sampai dengan pukul 13:42 WIB diperoleh effisiensi kolektor rata-rata pada sampel pertama (hari pertama) adalah ƞ = 45.29 %.
Gambar 8. Grafik Perbandingan Intensitas Radiasi Matahari Pengukuran Hobo dan Pengukuran BMKG Tanggal 06 Maret 2013. Adanya bias antara hasil pengukuran intensitas radiasi matahari oleh alat pengukur Hobo dan hasil pengukuran intensitas radiasi matahari dari alat ukur solarmeter oleh Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) wilayah Medan. Terdapatnya bias pengukuran disebabkan oleh
Gambar 11. Grafik Waktu vs Temperatur Pada Tanggal 02 Maret 2013
201
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
Gambar 12. Grafik Waktu vs Efisiensi dan Intensitas Radiasi Matahari Pada Tanggal 02 Maret 2013
ISSN 2338-1035
Gambar 15. Grafik Waktu vs Temperatur Pada Tanggal 06 Maret 2013
Perhitungan efisiensi kolektor tiap 15 menit pada tanggal 02 Maret 2013 pada pukul 08:42 WIB sampai dengan pukul 16:16 WIB diperoleh effisiensi kolektor rata-rata pada sampel pertama (hari kedua) adalah ƞ = 40.88 %. Gambar 16. Grafik Waktu vs Efisiensi dan Intensitas Radiasi Matahari Pada Tanggal 06 Maret 2013
Gambar 13. Grafik Waktu vs Temperatur Pada Tanggal 05 Maret 2013
Perhitungan efisiensi kolektor tiap 15 menit pada tanggal 06 Maret 2013 pada pukul 08:58 WIB sampai dengan pukul 15:34 WIB diperoleh effisiensi kolektor rata-rata pada sampel kedua (hari kedua) adalah ƞ = 38.25 %. Hasil analisis selama empat hari pada cuaca cerah diperoleh panas radiasi rata-rata yang dapat diserap kolektor adalah 372.21 watt. Kehilangan panas rata-rata pada kolektor adalah 161.32 watt. Efisiensi teoritis rata-rata dari kolektor surya 40.13%. 5. Kesimpulan Dan Saran Kesimpulan
Gambar 14.Grafik Waktu vs Efisiensi dan Intensitas Radiasi Matahari Pada Tanggal 05 Maret 2013 Perhitungan efisiensi kolektor tiap 15 menit pada tanggal 05 Maret 2013 pada pukul 08:48 WIB sampai dengan pukul 14:05 WIB diperoleh effisiensi kolektor rata-rata pada sampel kedua (hari pertama) adalah ƞ = 36.12 %.
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah: 1. Telah dirancangbangun sebuah ruang pengering berukuran 0.5m x 0.5m x 0.7m yang menggunakan kolektor surya pelat datar sebagai sumber panasnya dengan ukuran 2m x 0.5m dan menggunakan panas matahari sebagai sumber energinya serta menggunakan ubi (cassava) sebagai sampelnya. 2. Dari perhitungan diperoleh panas radiasi rata-rata yang dapat diserap
202
Jurnal
e-Dinamis, Volume. 8, No.4 Maret
2014
kolektor adalah 372.21 watt. Kehilangan panas rata-rata pada kolektor adalah 161.32 watt. 3. Efisiensi teoritis rata-rata dari kolektor surya 40.13%. 4. Adanya bias intensitas matahari antara pengukuran Hobo dan pengukuran di BMKG diakibatkan karena adanya perbedaan letak dan tempat pengukuran.
ISSN 2338-1035
Processes, Second Editions. John Wiley & Sons, Inc: New York. [5] Pahl, G. Beitz. 1998. Engineering Design A Systematic Approach (English Edition). Springer-Verlag: London. [6] Incropera, Frank P., David P. Dewitt. 1985. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Second Edition. John Wiley & Sons Inc. : New York.
Saran Adapun saran untuk perbaikan skripsi ini adalah: 1. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui besar nilai absorbsifitas pada jenis cat yang digunakan pada pelat absorber pada kolektor. 2. Diperlukan penelitian terhadap jenis kaca, jumlah kaca dan jarak antara kaca yang baik digunakan pada kolektor. 3. Menambah roda pada kaki-kaki mesin pengering agar mempermudah dalam proses pemindahan. 4. Menambahkan lapisan isolasi pada bagian ruang box pengering untuk mengurangi panas yang hilang.
Daftar Pustaka [1] Thaib, Gumbira Said dan Suteja Wiraatmadja. S. 1988. Operasi Pengeringan Pada Pengolahan Hasil Pertanian. PT Mediatama Sarana Perkasa: Jakarta [2] Yunus, A. Cengel. 2002. HeatTransfer A Practical Approach, Second Edition. Mc Graw-Hill, Book Company, Inc: Singapore. [3] Ambarita, Himsar. 2011. Perpindahan Panas Konveksi dan Pengantar Alat Penukar Kalor. Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU. [4] Duffie A. John, Beckman A. William.1980. Solar Of Thermal
203
