ANALISIS TERMAL KOLEKTOR SURYA TIPE PLAT DATAR DENGAN FLUIDA KERJA ETANOL 96% PADA SISTEM SOLAR WATER HEATER

Abstract

Abstrak – Optimasi penggunaan energi matahari perlu ditingkatkan, salah satunya dengan menggunakan kolektor surya. Panas yang diterima digunakan sebagai sumber kalor untuk memanaskan etanol 96% sebagai fluida kerja pada sistem solar water heater (SWH). Kegiatan penelitian diawali dengan desain, kontruksi, dan pengujian termal kolektor surya tipe plat datar. tujuan penelitian makalah adalah untuk menentukan energi yang diperoleh oleh fluida kerja secara optimal pada kolektor surya tipe plat datar berdasarkan perubahan debit dan pemasangan batu-batu kerikil yang disusun secara teratur dan merata diatas permukaan plat absorber untuk memperluas permukaan dan meningkatkan temperatur dalam kolektor surya serta menentukan pengaruh penggunaan dua cermin datar terhadap energi berguna pada kolektor surya tipe plat datar secara eksperimen. Analisis termal ini dilakukan untuk memanfaatkan potensi radiasi matahari yang bisa mencapai 5,2 kWh/m² sebagai media pemanas fluida kerja yaitu etanol 96% merupakan langkah awal penelitian. Kolektor surya tipe plat datar yang digunakan memiliki geometri panjang 1m, lebar 0,5 m, tinggi 0,18 m, kolektor surya dilapisi dua bahan yang berbeda yaitu polistirena foam dengan tebal 0,02 m dan armaflex dengan tebal 0,02 m. Pengambilan data dilakukan dengan sesuai variasi. Pengukuran besaran radiasi dan temperatur didalam box kolektor surya, temperatur pada satu kaca penutup, temperatur plat absorber, temperatur lingkungan, temperatur masuk etanol 96%, temperatur keluar etanol 96% dan kecepatan angin. Pengambilan radiasi matahari menggunakan kamera termal dan lux meter, temperatur menggunakan thermocouple tipe K, kecepatan angin menggunakan environment meter, dan debit menggunakan flow monitor. Hasil dari penelitian ini adalah temperatur capaian maksimum terjadi ketika debit maksimal 2.0 lpm, dengan batu kerikil pada plat absorber dan sudut reflektor 0^⁰.

Kata kunci: optimasi, analisis termal, kolektor surya

Abstract -- Optimization of solar energy use needs to be improved, one of them by using solar collector. The heat received is used as a heat source to heat 96% ethanol as a working fluid on a solar water heater (SWH) system. Research activities begin with the design, construction, and thermal testing of flat plate type solar collectors. the purpose of the research paper is to determine the energy obtained by the working fluid optimally in the flat plate solar collector based on the change of discharge and the installation of gravel stones arranged regularly and evenly over the surface of the absorber plate to expand the surface and increase the temperature in the solar collector and determine the effect of the use of two flat mirrors against the useful energy in the flat plate solar collector experimentally. This thermal analysis is conducted to exploit the potential of solar radiation that can reach 5.2 kWh / m² as a working fluid heating medium that is 96% ethanol is the first step of research. The flat plate type solar collector used has a 1m long geometry, 0.5 m wide, 0.18 m high, solar collector coated with two different materials: polystyrene foam with 0.02m thick and armaflex with 0.02m thick. The data collection is done by variation. Measurement of radiation and temperature quantities in the solar collector box, temperature on one cover glass, absorber plate temperature, ambient temperature, 96% ethanol entry temperature, 96% ethanol exit temperature and wind speed. Taking solar radiation using thermal and lux meter cameras, temperature using K type thermocouple, wind speed using environment meter, and discharge using flow monitor. The result of this research is the maximum performance temperature occurs when the maximum discharge is 2.0 lpm, with pebbles on the absorber plate and the reflector angle 0⁰.

Keywords: optimization, thermal analysis, solar collector