BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi radiasi dari matahari merupakan salah satu bentuk energi alternatif

yang tidak akan pernah habis dan sifatnya bebas dari polusi (Culp, 1979). Energi

tersebut dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan guna menggantikan energi

yang dihasilkan oleh minyak bumi. Energi radiasi matahari dapat dimanfaatkan

salah satunya untuk memanaskan air. Indonesia salah satu negara yang sangat

strategis untuk melakukan berbagai hal dengan kekayaan alamnya yang agraris

dan terletak di antara garis lintang 6° LU-11° LS serta dilalui garis khatulistiwa

sehingga bumi Indonesia mendapatkan energi matahari sepanjang tahun (Rosa, Y.

2012) dan energi tersebut sangat potensial digunakan sebagai bahan pengganti

energi yang bersumber dari fosil.

Pemanfaatan energi radiasi matahari untuk memanaskan air dengan

menggunakan seperangkat alat yang dapat mengumpulkan energi matahari jatuh

ke permukaan bumi dan mengubahnya menjadi energi kalor yang berfungsi untuk

memanaskan air tersebut. Alat pengumpul energi radiasi matahari ini dapat

berbentuk kolektor surya (Howell J.R, 1982).

Kolektor surya merupakan sebuah alat yang dirancang sedemikian rupa

berfungsi untuk mengumpulkan panas dengan menyerap sinar matahari pada pelat

kolektornya dan meneruskan energi panas tersebut ke fluida yang mengalir di

dalam pipa yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga antara pelat kolektor

1

dengan pipa saling bersinggungan. Kolektor surya terdiri beberapa tipe

diantaranya adalah kolektor surya tipe pelat datar, kolektor surya tipe cermin

cekung dan kolektor surya tipe palung parabola. Ketiga tipe kolektor tersebut

mengumpul energi matahari untuk memanaskan air berbeda-beda. Kolektor surya

tipe pelat datar umumnya pelat kolektor yang dicat warna hitam berfungsi sebagai

penyerap radiasi matahari, kemudian radiasi matahari ini ditransfer secara

konduksi ke pipa yang digunakan untuk tempat aliran fluida yang akan

dipanaskan dan pipa ini harus tetap dibuat bersinggungan dengan kolektor pelat

datar sedangkan kolektor surya tipe cermin cekung sebagai pemanas air adalah

bahan penyerap radiasi matahari berupa panci logam yang dicat dengan warna

hitam dan ditempatkan posisinya pada titik fokus dari cermin cekung tersebut.

Jenis kolektor cermin cekung ini memiliki kelemahan dimana volume air yang

akan dipanaskan tidak mengalir, hal ini disebabkan karena air yang dipanaskan

selalu ditempatkan pada titik fokus cermin cekung sementara kolektor surya tipe

palung parabola adalah pipa yang berisi air dicat warna hitam dan berfungsi

sebagai penyerap energi matahari secara radiasi dan pipa yang berisi air tersebut

selalu ditempatkan posisinya pada garis fokus dari tipe cermin cekung bentuk

palung parabola.

Kolektor surya tipe palung parabola dapat mengumpulkan sinar matahari

dengan cara proses pemantulan cahaya matahari yang terfokus pada garis fokus

dari kolektor palung parabola tersebut. Kemampuan kerja kolektor surya

bergantung pada beberapa faktor, antara lain ketersediaan energi radiasi matahari,

temperatur udara sekitar, dan kelembaban udara sekitar (Suwito, 2013).

2

Proses pemanasan air dengan tipe kolektor palung parabola menggunakan

prinsip kerja cermin cekung dimana di sepanjang garis fokus dari kolektor bentuk

palung parabola tersebut dipasang pipa aluminium rongga yang dicat warna

hitam, selanjutnya air dialirkan ke dalam pipa aluminium tersebut. Kolektor

palung parabola diletakkan di daerah sinar matahari yang jatuh secara bebas ke

permukaan bumi dan mengenai permukaan kolektor sehingga sinar matahari yang

dipantulkan oleh permukaan kolektor kemudian mengenai pipa penyerap (Duffie

dan Beckman, 1980). Kalor yang diserap oleh pipa penyerap dialirkan ke air

melalui proses konduksi sehingga air yang mengalir secara konstan di dalam pipa

rongga logam berubah menjadi panas akibat proses konveksi antara air bersuhu

tinggi dengan air bersuhu rendah.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat alat kolektor

palung parabola yang akan digunakan untuk memanaskan air dengan

memanfaatkan energi surya pada kolektor palung parabola yang diletakkan

horizontal dengan posisi arah timur-barat dari matahari terbit.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini hanya membahas tentang kemampuan

kolektor palung parabola untuk memanaskan air dengan posisi kolektor dipasang

tetap arah timur-barat dari matahari terbit.

3

1.4 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di tempat terbuka yaitu di lapangan samping

Laboratorium Konversi Energi Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Waktu penelitian ini dilakukan mulai pukul 09.00 WIB

sampai dengan pukul 15.00 WIB dari tanggal 1 Desember 2014 sampai dengan

tanggal 20 Desember 2014 selama 14 hari pengamatan dalam keadaan cuaca

cerah.

4