kapsel solar water heater

8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater

1/18

MAKALAH

KAPITA SELEKTA ENERGI I

SOLAR WATER HEATER

Disusun oleh:

Fajrul Rahman 140310110009

Rhaditia Kurnia Asyuri 140310120007

M. Ridwan Hamdani 140310120012

Fajar Muhammad 140310120038

Irma 1403101200!"

DEPATERMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2!"


2/18

KATA PENGANTAR

Assalamualai#um wr.w$

Alhamdulillah% &uji syu#ur #'hadirat $a(i Allah swt #ar'na atas rahmat)*ya

ma#alah ini da&at dis'l'sai#an. Ma#alah ini di$uat untu# m'm'nuhi tu(as mata

#uliah Ka&ita +'l'#ta ,n'r(i I dimana ma#alah ini $'rt'ma#an -+lar /at'r H'at'r

+'m(a ma#alah ini da&at $'rmanaat $a(i &'m$aanya dan ilmunya da&at

dimanaat#an dalam #'hidu&an s'hari)hari. l'h #ar'na itu% s'(ala #riti# s'rta saran

s'm(a da&at di$'ri#an #'&ada &'nulis d'mi #'majuan &'ndidi#an yan( l'$ih $ai#.

A#hir #ata saya m'n(uaan t'rima#asih.

/assalamualai#um wr.w$

im 5'nyusun


3/18

#A# I

PENDAHULUAN

!$! L%&%' #el%(%n)

6ntu# m'm'nuhi #'$utuhan listri# di dunia di$utuh#an $'$'ra&a sum$'r

'n'r(i. +aat ini sum$'r 'n'r(i y( $anya# di(una#an adalah 'n'r(i sil. ,n'r(i sil

t'rs'$ut tida# ramah lin(#un(an dan suatu saat 'n'r(i sil t'rs'$ut a#an ha$is. +lusi

yan( dila#u#an untu# m'minimalisir #'#uran(an 'n'r(i sil t'rs'$ut adalah

m'n((una#an sum$'r 'n'r(i t'$aharu#an renewable energy. +alah satu nth

'n'r(i t'r$aharu#an adalah 'n'r(i matahari. +alah satu tools atau &'ran(#at yan(

m'n((una#an sum$'r dari matahari adalah +lar /at'r H'at'r. +lar /at'r H'at'r

di(una#an untu# m'manas#an air s'$a(ai &'manas air dalam #'$utuhan rumah

tan((a. +lar /at'r H'at'r m'ru&a#an s'$uah &'ran(#at yan( da&at m'ny'ra& 'n'r(i

radiasi matahari yan( di(una#an untu# m'manas#an air. +lar /at'r h'at'r di$a(i

m'njadi dua% yaitu $'rdasar#an syst'm dan $'rdasar#an j'nis collector. 6ntu#

$'rdasar#an syst'm yaitu syst'm a#ti dan &asti% s'dan(#an j'nis collector

yaitu Flat

Plate Collector dan Evacuated Tube Collector .

!$2 Ru*us%n M%s%l%h

+ a(aimana &rinsi& #'rja dari +lar /at'r H'at'r :

+ A&a yan( m'm&'n(aruhi 'isi'nsi atau #in'rja dari +lar /at'r H'at'r :

!$, Tu-u%n Peneli&i%n

) M'n(#aji $'r$a(ai j'nis +lar /at'r H'at'r


4/18

#A# II

TINJAUAN PUSTAKA

2$! Ali'%n Ene')i .%/% Sol%' 0olle1&o'

Radiasi ahaya matahari m'na&ai &'rmu#aan umi &ada d'nsitas lu;

ma#simum s'#itar 1.0 #/m)2 &ada r'ntan( &anjan( ('lm$an( antara 0.3 dan

0.2! μ m. Radiasi ini dis'$ut short wave radiation dan t'rmasu# di dalamnya

s&'trum visible.


5/18


6/18

m'ru&a#an ttal@ (l$al irradian' &ada &'rmu#aan ll'tr /@m2% a1 dan

a2 m'ru&a#an tin(#at &'rtama dan #'dua #'isi'n hilan( &anas /@K.m 2 dan

/@K 2.m2.

aya dari slar ll'tr da&at di&'rl'h s'$a(ai $'ri#ut.

2

d'n(an

Pc m'ru&a#an daya #'luaran dari #l'#tr /% dan

Ac

m'ru&a#an luas dari ll'tr m2=2>.

2$2 Sol%' W%&e' He%&e'

5ada dasarnya s'mua j'nis &'manas air atau wat'r h'at'r m'mili#i un(si yan(

sama% yaitu suatu alat atau &'ran(#at yan( di(una#an untu# m'manas#an air.

5'r$'daan hanya t'rl'ta# dari sum$'r 'n'r(i yan( di(una#an untu# m'n(&'rasi#an

alat t'rs'$ut atau m'manas#an air. Ada $'$'ra&a sum$'r 'n'r(i yan( di(una#an

&'manas air% misalnya t'na(a listri#% t'na(a (as% hin((a t'na(a matahari. 5'ran(#at

yan( m'n((una#an sum$'r 'n'r(i matahari yaitu +lar /at'r H'at'r. /at'r

H'at'r #hususnya untu# j'nis +lar /at'r H'at'r t'ntu $anya# m'njadi &ilihan

#ar'na dian((a& l'$ih h'mat% #ar'na m'n((una#an 'n'r(i yan( $'rasal dari matahari.

'rutama n'(ara Indn'sia $'rada di da'rah tr&is yan( dil'wati (aris #hatulistiwa

dan n'(ara d'n(an sinar matahari yan( m'lim&ah ham&ir s'&anjan( tahun s'hin((a

# untu# &'n((unaan +lar /at'r H'at'r. +lar /at'r H'at'r di$a(i $'rdasar#an

dua maam% yaitu $'rdasar#an sist'm dan $'rdasar#an #l'#trnya. +lar /at'r


7/18

H'at'r $'rdasar#an syst'm #'rja yan( di(una#an di$a(i dua j'nis yaitu syst'm a#ti

dan &asi% s'dan(#an +lar /at'r H'at'r $'rdasar#an #l'#tr di$a(i dua j'nis yaitu

Flat Plate Collector dan Evacuated Tube Collector .

2$2$! Sol%' W%&e' He%&e' e'/%s%'(%n s3s&e* (e'-%

A$ Sis&e* P%si4

+ist'm &asi #ar'na &'manas air ini hanya m'm$utuh#an t'na(a matahari untu#

m'm&rdu#si air &anas dan tida# m'm$utuh#an 'n'r(i lain sama s'#ali. 5'manas

j'nis ini t'rdiri dari 2 #m&n'n% ya#ni &an'l #l'#tr dan tan(#i &'nyim&an yan(

dihu$un(#an l'h dua &i&a. 'ntu#nya yan( l'$ih s'd'rhana di$andin(#an &'manas

sist'm &asi m'njadi#annya s'rin( di(una#an untu# rumah)rumah &ri$adi. Kar'nam'm$utuh#an sinar matahari untu# $'#'rja% &'masan(an &'manas ini s'lalu $'rada di

ata& rumah. 5sisi tan(#i &'nyim&anan $asanya dil'ta##an l'$ih tin((i dari &an'l

#l'#trnya% s'hin((a $isa m'nda&at#an &anas yan( u#u&.

ara #'rja +lar /at'r H'at'r syst'm &asi ini adalah &ada saat matahari $'rsinar

&an'l #l'#tr m'nan(#a& sinar matahari dan s'ara m'#anis m'n(alir#an &anas dari

siri&)siri& &'ny'ra& &anas #' &i&a)&i&a t'm$a(a yan( $'risi air% s'hin((a suhu air di

dalamnya &'rlahan m'nin(#at. Air yan( l'$ih &anas a#an $'r('ra# #' atas m'masu#i

tan(#i &'nyim&an dan air yan( l'$ih din(in a#an turun m'masu#i ran(#aian &i&a

t'm$a(a untu# di&anas#an. '(itu s't'rusnya air $'r('ra# s'ndiri sam&ai s'luruh air

dalam tan(#i &'nyim&an m'na&ai suhu yan( diin(in#an.

K'ti#a suhu air &anas di tan(#i &'nyim&an sama d'n(an suhu air &anas di &an'l

#'l#'tr% d'n(an s'ndirinya air $'rh'nti m'n(alir. Antara air yan( l'$ih &anas dan

air yan( l'$ih din(in t'rus $'rsir#ulasi tan&a $antuan dari luar% s'misal &m&a. Hal

ini $isa t'rjadi #ar'na air yan( di&anas#an m'njadi m'muai dan m'ny'$a$#an massa

j'nisnya m'njadi l'$ih rin(an dari&ada massa j'nis air yan( l'$ih din(in s'hin((a air

yan( l'$ih &anas a#an $'r('ra# #' atas. 5rs's ini dinama#an &rinsi& alamiah

#n?'#si air #ar'na &'manasan dan syst'm yan( m'n(au ini dinama#an &rs's

Thermosiphon. Kar'nanya &'manas air t'na(a surya d'n(an syst'm Thermosiphon ini

&'masan(annya s'lalu di ata& rumah.


8/18


9/18

dil'n(#a&i &'manas air 'n'r(i listri#% (as atau heat pump s'$a(ai emergency backup-

nya.


10/18


11/18

dan

ḿf C f d T f

dx dx= F '

h pf (T p−T f )2πrdx 4

Daju dari 'n'r(i t'rmal yan( di$awa l'h luida s'$andin( d'n(an laju dari

'n'r(i yan( t'rs'dia #' luida.

ari &'rsamaan 1 da&at di&'rl'h

!

K'mudian dari &'rsamaan ! da&at di&'rl'h

"

atau

7

atau da&at diu$ah m'njadi

8dimana

9

ari &'rssamaan 9 dan 2 da&at di&'rl'h

10

'n(an m'n(int'(ral#an &'rsamaan " d'n(an syarat $atas &ada ;E0%

T f =T f i dan &ada ;ED% T f =T f o1 di&'rl'h

11


12/18

T fo1 m'ru&a#an t'm&'ratur #'luaran dari unit ll'tr &'rtama. ari

&'rsamaan 11

12

'inisi#an

13

s'hin((a

14

'inisi#an &ula

1!

+'hin((a di&'rl'h

1"

'n(an ara yan( sama da&at di&'rl'h

17

'n(an m'n substitusi T f o 1 dari &'rsamaan 1" #' 17 da&at di&'rl'h


13/18

18

T fo2 m'ru&a#an t'm&'ratur #'luaran &ada tu$' , #'dua. 'n(an ara

yan( sama da&at di&'rl'h t'm&'ratur #'luaran &ada tu$' #'ti(a% T fo3 s'$a(ai

$'ri#ut

19

6ntu# N $uah tu$' ma#a da&at di(una#an ara yan( sama s'hin((a di&'rl'h

&'rsamaan s'$a(ai $'ri#ut

20

Daju 'n'r(i yan( di(una#an dari N )$uat tu$' , yan( salin( t'rhu$un(a

s'ara s'ri da&at dihitun( m'n((una#an &'rsamaan $'ri#ut

21

d'n(an ma#a


14/18

21

atau

22

+'t'lah di&'rl'h nilai 'n'r(i yan( di(una#an% da&at diari nilai dari 'isi'nsi

slar ll'trnya m'n((una#an &'rsamaan $'ri#ut

23

#$ Fl%& Pl%&e 0olle1&o'

Kl'#tr surya &lat datar m'ru&a#an salah satu j'nis #l'#tr yan( $anya#

di(una#an #ar'na m'mili#i #nstru#si yan( r'lati l'$ih s'd'rhana di$andin(#an

d'n(an j'nis yan( lain. +alah satu &'manaatannya adalah s'$a(ai &'manas air.

M'mili#i #'l'$ihan #l'#tr s'ara #nstru#si l'$ih s'd'rhana di$andin(#an j'nis

yan( lain. M'mili#i #'#uran(an 'isi'nsi #l'#tr yan( r'ndah. Radiasi matahari

yan( m'n'm$us #aa &'nutu& a#an m'manas#an &lat a$sr$'r s'lanjutnya &anas

dari a$sr$'r a#an m'manas#an luida &ada &i&a)&i&a #l'#tr.


15/18


16/18

d'n(an η$p m'ru&a#an 'isi'nsi yan( di&'rl'h G1% dan U L=1 / R L A p

m'ru&a#an #'s'luruhan #'isi'n hilan( &anas. +'ara umum% hanya ra#si η pf dari

P#et yan( ditrans'r#an #' luida &ada t'm&'ratur T f . 5ada d'sain yan( &timal% $'da

t'm&'ratur antara &lat dan luida san(at #'il% dan 'isi'nsi trans'r η pf s'lalu #uran( dari

1. 'n(an d'mi#ian% daya #'luaran ya(n di(una#an dari ll'tr adalah s'$a(ai $'ri#ut

P=η pf P#et 2"

¿mcdT f /dt ji#a stati mass m dari luid di&anas#an

27

¿ ḿc (T 2−T 1) ji#a massa ḿ m'n(alir m'lalui ll'tr dalam satuan wa#tu

28


17/18

KESIMPULAN

3.1. K'sim&ulan

'rdasar#an hasil #ajian da&at di&'rl'h #'sim&ulan $ahwa slar wat'r h'at'r

m'ru&a#an &'ran(#at yan( m'manaat#an 'n'r(i dari radiasi matahari untu# da&at

m'manas#an air. ,isi'nsi dari &lat datar da&at di&'rl'h d'n(an &'rsamaan 1

s'dan(#an untu# ti&' '?auat'd tu$'% 'isi'nsinya da&at di&'rl'h m'n((una#an &'rsamaan 23. 6ntu# da&at m'n(&timal#an masin()masin( ll'tr% da&at

did'sain s'&timal mun(#in a(ar da&at m'n(hasil#an heat loss yan( &alin( r'ndah%

s'hin((a &anas yan( ditrans'r #' luida a#an s'ma#in $'sar.


18/18

DAFTAR PUSTAKA

=1> Ci'ssmann +H% +lar h'atin( (uid'lin's% Fat sh''t 7.1% &a('s 1 t 1!% Au(ust 2012.

=3> R.K. Mishra% Cinhan(

kapsel solar water heater

Documents