efiseinsi panel surya

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





= 925 x 1,6

= 1480 W




ṁbleed =



=

=


- Percobaan 3





= 943 x 1,6

= 1508,8 W




ṁbleed =



=

=


- Percobaan 4





= 927 x 1,6

= 1483,2 W




ṁbleed =



=

=


- Percobaan 5





= 930 x 1,6

= 1488 W




ṁbleed =



=

=


- Percobaan 6





= 980 x 1,6 = 1568 W




ṁbleed =



=

=


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





= 925 x 1,6

= 1480 W




ṁbleed =



=

=


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 =


=

=

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%.

efiseinsi panel surya

Documents