Dimana L
st
, adalah standar meridian untuk zona waktu lokal, L
oc
adalah bujur dari lokasi yang dicari, dan dalam derajat barat, yaitu 0
o
L 360
o
. Parameter E adalah perhitungan perbedaan waktudalam menit, yang
dirumuskan oleh Iqbal 1983 : � = 229.2 0.000075 + 0.001868 cos � − 0.032077 sin � −
0.014615 cos 2 � − 0.04089 sin 2�…………………………..2.9 [Lit.3]
2.1.4 Posisi Matahari
Besarnya jumlah radiasi matahari yang diterima oleh suatu tempat dipengaruhi oleh posisi sudut matahari yang masuk ke tempat tersebut. Dalam
perencanaan suatu kolektor surya, posisi sudut matahari sangat perlu diketahui untuk memperoleh hasil yang maksimal sesuai dengan perancanaan.
z sudut
zenith
E
p
A
sudut azimuth
W
S Gambar 2.2 Posisi sudut Matahari
Sudut zenith z adalah sudut yang dibentuk oleh garis vertical ke arah zenith dengan garis ke arah titik pusat matahari. Sudut zenith menyatakan
seberapa tinggi objek yang diamati matahari. Sudut azimuth A adalah sudut yang d buat oleh garis bidang horizontal antara garis selatan dengan proyeksi garis
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
normal pada bidang horizontal. Sudut azimuth positif jika normal adalah sebelah timur dari selatan dan negative jika normal pada sebelah barat dan selatan. Sudut
altitude adalah sudut yang dibuat oleh garis titik pusat matahari dengan garis proyeksinya pada bidang horizontal.
2.1.5 Arah Dari Radiasi Sinar Matahari
Hubungan geometris diantara bidang tetentu bersifat relatif terhadap bumi setiap waktu. tidak peduli apakah bidang itu statis atau bergerak relatif terhadap
bumi dan sinar radiasi matahari yang memancar ke bumi yang dimana posisi dari matahari juga relatif terhadap bidang tersebut, dapat digambarkan pada beberapa
jenis sudut Benford and Bock, 1939. Beberapa sudut yang dimaksud
digambarkan pada gambar 2.3 :
Gambar 2.3 a sudut zenith, slope, sudut permukaan azimuth dan sudut azimuth matahari untuk bidang miring. b Penampang untuk
menunjukkan sudut azimuth matahari
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Latitude, posisi angular utara ataupun selatan dari khatulistiwa, utara bernotasi positif;
-90
o
≤ ≤ 90
o
� Declinasi, posisi angular daripada matahari pada saat siang waktu
matahariyakni ketika matahari pada posisi bujur local yang mengenai bidang khatulistiwa, utara bernotasi positif; -23,45
o
≤ � ≤ 23,45
o
� Slope, sudut yang dibentuk oleh permukaan bidang yang dimaksud yang
menerima radiasi matahari dan garis horizontal; 0
o
≤ � ≤ 180
o
� 90
o
menunjukkan bahwa permukaan tersebut menghadap ke bawah �
Sudut permukaan azimuth, deviasi dari proyeksi pada bidang horizontal pada kondisi normal, terhadap permukan dari bujur lokal, dengan nilai
nol untuk selatan, negative untuk timur, dan positif untuk barat; -180
o
≤ � ≤ 180
� Sudut waktu, perpindahan angular matahari matahari dari timur ke barat
pada posisi bujur lokal mengacu kepada rotasi bumi pada sumbunya
yaitu 15
o
setiap jamnya; notasi negative untuk pagi hari, dan positif untuk siang hari
� Sudut insidensi, sudut diantara sinar radiasi pada permukaan dan pada
garis normal terhadap suatu bidang Sudut tambahan yang menggambarkan posisi matahari yang terlihat dari
permukaan bumi : �
z
Sudut zenith, merupakan sudut antara garis vertical terhadap matahari, yaitu sudut
insidensi sinar radiasi pada permukaan horizontal �
s
Sudut matahari altitude, merupakan sudut antar bidang horizontal dan matahari,
dengan kata lain, merupakan kebalikan dari sudut zenith
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
�
s
Sudut azimuth matahari, merupakan perpindahan angular dari selatan pada proyeksi sinar radiasi matahari pada bidang horizontal, ditunjukkan
pada gambar di atas. Perpindahan dari timur ke selatan dinotasikan negative sedangkan barat ke selatan dinotasikan positif.
Adapun untuk menghitung sudut declinasi � dapat kita gunakan
persamaan Copper1969 � = 23,45 sin �360
284+ �
365
�…………………………………………2.10 [Lit.3] Atau untuk perhitungan yang lebih akurat error 0.035
o
dari Spencer1971, seperti yang dikutip oleh Iqbal 1983
δ = 0.006918 – 0.399912 cos B + 0.070257 sin B – 0.006758 cos 2B + 0.000907 sin 2B – 0.002679 cos 3B + 0.00148 sin 3B…….2.11 [Lit.3]
Untuk permukaan bidang datar, besar sudut insidensi adalah sama dengan sudut zenith matahari, θ
z
. Nilainya pasti diantara 0
o
sampai dengan 90
o
ketika matahari berada tepat di atas kepala
. Untuk kondisi ini maka β = 0, dan persamaan untuk menghitung cosinus θ
z
adalah : cos
�
�
= cos � cos � cos � + sin � sin �…………………………….2.12 [Lit.3]
Dengan menggunakan hubungan antara sudut insidensi pada permukaan bidang miring baik posisi lintang utara ataupun lintang selatan dapat didapatkan
kenyataan bahwa sudut slope β pada utara ataupun selatan memiliki hubungan angular yang sama terhadap radiasi beam seperti pada bidang datar dengan asumsi
garis lintang adalah � – β. Sehingga persamaannya berubah menjadi:
cos � = cos� − � cos � cos � + sin� − � sin �………………2.13 [Lit.3]
Untuk belahan bumi bagian selatan, modifikasi persamaan tersebut dengan mengganti
� − � dengan � − �, sehingga menjadi :
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
cos � = cos� + � cos � cos � + sin� + � sin �………………2.14 [Lit.3]
2.1.6 Perbandingan Intensitas Radiasi pada Bidang Miring dengan Bidang Datar
