efiseinsi panel surya
DESCRIPTION
efesiensi panel suryaTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
TEKNIK KONVERSI ENERGI SURYA
“Kolektor Surya Plat Datar”
Dosen Pembimbing :
Dr. Bayu Rudiyanto, ST, M.Si
Disusun Oleh :
Kelompok 1/ Gol. A
1. Ilham Nugroho Tri Laksono
2. Cholis Indra Masruri
3. Ma;rifah
4. Silfia Juliana Ingi Kollyn
5. M. Syafiudin
6. Yoecca Nasocha Ditya Rasha
PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN
JURUSAN TEKNIK
POLITEKNIK ENEGRI JEMBER
2015
A. Tujuan Praktikum
1. Mahasiswa/i mampu memahami prinsip kolektor surya plat datar
2. Mahasiswa/i mampu menghitung efisiensi sesaat dari kolektor surya plat
datar
B. Dasar Teori
Energi matahari merupakan salah satu energi terbarukan yang memiliki
potensi untuk dikelola dan dikembangkan khususnya pada daerah dengan
intensitas matahari yang cukup tinggi. Untuk memanfaatkan energi matahari
tersebut dibutuhkan suatu alat yang dikenal dengan kolektor surya. Kolektor surya
plat datar merupakan salah satu jenis kolektor yang banyak digunakan karena
memiliki konstruksi yang relatif lebih sederhana dibandingkan dengan jenis yang
lain. Salah satu pemanfaatan dari kolektor plat datar adalah sebagai pemanas air.
Kolektor surya adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengumpulkan
radiasi matahri dan mengubahnya menjadi energi kalor yang berguna. Ada
bebrapa tipe kolektor surya, salah satu diantaranya yang sudah banyak dikenal
adalah kolektor surya plat datar. Jenis kolektor ini menggunakan pelat berupa
lembaran, dimana untuk mendapatkan hasil yang optimal permukaan kolektor
dicat dengan warna hitam doff yang berfungsi untuk menyerap radiasi matahari
yang datang dan mentransfer kalor yang diterima tersebut ke fluida kerja. Untuk
menjaga agar tidak terjadi kerugian panas kelingkungan, maka digunakan penutup
transparan sehingga terjadi efek rumah kaca sedangkan pada bagian bawah plat
kolektor diberikan isolasi.
Prinsip kerja kolektor adalah plat absorber menyerap radiasi surya yang
jatuh ke permukaan dan dikonversikan dalam bentuk panas, sehingga temperatur
plat tersebut menjadi naik. Panas dipindahkan ke fluida kerja yang mengalir pada
plat absorber. Perpindahan panas akan terjadi secara konduksi, konveksi dan
radiasi.
Jika iradiasi surya 1000 W/m2, maka energi surya yang mampu dihasilkan
oleh kolektor surya per m2 adalah 1000 W (1kW), sehingga apabila luas kolektor
surya 1,6 m2 maka energi potensial panasnya menjadi 1,6 kW. Efisiensi sesaat
dari kolektor surya merupakan perbandingan antara energi keluaran, misalkan
untuk memanaskan air dengan energi input dari matahri. Sehingga jika luas
kolektor surya adalah 1,6 m2 dan kolektor surya menghasilkan laju energi 500 W
dari iradiasi surya sebesar 1000 W/ m2, maka efisiensi sesaat kolektor menjadi :
C. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Flat Plate Solar
Energy Collector RE550 merk HILTON, sedangkan bahan yang digunakan adalah
air keran.
D. Prosedur Kerja
1. Siapakan alat dan bahan yang akan digunakan utnuk praktikum.
2. Dengarkan dan tulis langkah-langkah kerja yang disampaikan oleh
pembimbing praktikum baik dosen maupun teknisi.
3. Ukurlah variabel-variabel yang didapat dari proses pengukuran dengan
alat ukur yang disediakan.
4. Ulangi percobaan sampai beberapa kali sesuai dengan intruksi dari dosen
atau teknisi
E. Pembahasan
1. Tabel Hasil Data
Sample No. 1 2 3 4 5 6
qSolar Solar Flux W/m2 995 925 943 927 930 980
T1 Water In oC 14,6 31,9 31,5 31,7 31,9 32,2
T2 Water to Panel oC 34,0 33,0 32,9 33,0 33,4 33,3
T3 Water to Drain oC 42,6 47,5 57,5 54,4 53,7 54,1
T4 Ambient Air oC 25,0 38,0 37,8 39,1 38,9 40,3
V Bleed Volume ml 500 350 330 330 300 310
T Time for Volume s 5 5 5 5 5 5
ṁpanel Panel Flow Rate g/s 10 10 10 10 10 10
2. Perhitungan
- Percobaan 1
Solar Fluks, q solar = 995 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 995 x 1,6
= 1592 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 14,6oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 42,6oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
- Percobaan 2
Solar Fluks, q solar = 925 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 925 x 1,6
= 1480 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 31,9oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 47,5oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
- Percobaan 3
Solar Fluks, q solar = 943 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 943 x 1,6
= 1508,8 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 31,5oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 57,5oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
- Percobaan 4
Solar Fluks, q solar = 927 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 927 x 1,6
= 1483,2 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 31,7oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 54,4oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
- Percobaan 5
Solar Fluks, q solar = 930 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 930 x 1,6
= 1488 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 31,9oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 53,7oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
- Percobaan 6
Solar Fluks, q solar = 980 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 980 x 1,6 = 1568 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 32,2oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 54,1oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
3. Pembahasan
Dari hasil perhitungan diatas efisiensi sesaat kolektor surya plat datar dari
percobaan 1 hingga percobaan 6 yaitu : 75%, 308,41%, 475,40%, 422,22%,
367,43%, 355,35%. Percobaan 1 merupakan pengambilan data yang sudah tertera
di BKPM sedangkan percobaan 2 hingga percobaan 6 merupakan data hasil
praktikum. Percobaan 1 dijadikan parameter untuk perhitungan data yang lainnya
dan hasilnya sangat berbeda jauh sekitar 6-7%.
Berdasarkan dari data praktikum yang diambil mulai dari mengukur nilai
qsolar hingga T4 (ambient air) data yang dihasilkan sama seperti percobaan 1 yang
digunakan sebagai parameter akan tetapi pada praktikum untuk cara pengukuran
pada V (volume bleed) dan t (time for volume) mengalamai kesalahan.
Apabila dilihat dari hasil perhitungan efisiensi sesaat dari kolektor antara
percobaan 1 dengan percobaan yang lain nilai yang didapatkan mengalami
perbedaan yang sangat jauh dikarenakan terjadi kesalahan pada saat pengambilan
data V (volume bleed) dan t (time for volume) sehingga mempengaruhi nilai
perhitungan dari laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang.
Kesalahan dan perbedaan tersebut dapat dilihat pada contoh perhitungan berikut :
- Perhitungan dengan nilai ṁbleed diubah
Solar Fluks, q solar = 925 W/m2
Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2
Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar :
Qsolar = qsolar x Ap
= 925 x 1,6
= 1480 W
Suhu air dingin masuk, T1 = 31,9oC
Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 47,5oC
Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan :
ṁbleed =
Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah :
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Efisiensi sesaat dari kolektor :
Efisiensi sesaat dari kolektor yang dihasilkan 44,94% jika hanya nilai ṁbleed =
saja yang dirubah dan nilai yang lain sama seperti hasil praktikum
akan tetapi apabila nilai ṁbleed diubah sesuai dengan hasil praktikum dan data yang
lain sesuai dengan nilai percobaan 1 pada BKPM, maka hasil yang didapatkan
yaitu :
ṁbleed =
Qair = ṁbleed x Cp x (T3 – T1)
=
=
Nilai efisiensi sesaat kolektor yang didaptkan apabila nilai ṁbleed diubah sesuai
dengan hasil praktikum pada percobaan 2 yaitu 514,62% berbeda berbeda 11,45%
dari hasil yang telah tertera di BKPM yaitu 44,94%.
Hal ini menunjukkan bahwa selain berpengaruh terhadap permukaan panel,
penutup transparan juga sangat berpengaruh dari nilai laju aliran massa dari air
yang dipanaskan ke saluran buang (ṁbleed) yaitu perbandingan antara nilai V (bleed
volume) dan t (time for volume), yang dapat dilihat dari hasil perhitungan di
pembahasan diatas.
F. Kesimpulan
Dari hasil perhitungan pada pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa
ṁbleed berpengaruh terhadap besarnya efisiensi sesaat kolektor selain luas
permukaan panel dan penutup transparan.
Pada hasil perhitungan pembahasan apabila hasil percobaan yang datanya
sudah tertera di BKPM nilai ṁbleed diubah sesuai dengan nilai perhitungan hasil
praktikum maka nilai efisiesni yang dapatkan akan lebih dari 100% seperti pada
contoh yaitu 514,62% dan apabila hasil perhitungan praktikum nilai ṁbleed diganti
dengan nilai ṁbleed sesuai perhitungan BKPM maka nilai efisiensi yang didapatkan
yaitu 44,94%.