isolasi dan tanpa isolasi dan hasil yang didapatkan adalah dengan mengisolasi setebal 40 mm, mereka mendapati suhu 158
o
C dan tanpa isolasi mereka memperoleh suhu 117
o
C. Dari hasil tersebut diperoleh bahwa dengan isolasi, hasil yang didapatkan lebih efisien.
2.4 Penyimpanan Panas latent pada
Phase Change Material PCM
PCM termasuk material penyimpan panas latent. PCM ini mengunakan ikatan kimia untuk menyimpan dan melepas panas. Perpindahan panas ini terjadi
ketika terjadi perubahan fasa pada PCM. Cara kerja PCM ini adalah temperatur dari PCM akan meningkat ketika PCM menyerap panas. Ketika PCM mencapai
temperatur dimana PCM akan berubah fasa titik leleh, PCM akan menyerap panas yang cukup besar tanpa bertambah temperaturnya. Temperatur akan konstan sampai
proses pelelehan berakhir. Panas yang diserap selama perubahan fasa inilah yang disebut dengan panas latent.
Ketika temperatur lingkungan turun, maka PCM akan berubah menjadi padatan, ketika itulah PCM melepaskan panas latent. PCM menyimpan panas per
satuan volume lebih banyak 5-14 x dari pada material penyimpan panas sensible. Suatu material unsur kimia dapat dikatakan sebagai PCM jika memenuhi beberapa
kriteria seperti sifat panas, sifat kimia, sifat fisik, sifat kinetik dan ekonomis. Buddhi D dkk
2003:1, dalam pengujiannya mengunakan Acetanilide sebagai termal storage, dia juga menyarankan bahwa untuk dapat memasak 2 kali pada
malam hari, diperlukan PCM yang memiliki titik leleh diantara 105-110
o
C. Sharma dkk 2005:5, mereka mengunakan Erythritol sebagai termal storagenya.
2.4.1 Klasifikasi Phase Change Material PCM
Banyak jenis PCM yang tersedia sesuai yang diinginkan. Range temperatur yang tersedia berkisar antara 0-150
O
C biasanya digunakan untuk aplikasi energi solar. Gambar 2.18 menunjukkan klasifikasi Phase Change Material.
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Gambar 2.18 Klasifikasi Phase Change Material Sumber : Lalit M.Bal 2010
1. PCM Organik
Lebih jauh, material organik diklasifikasikan menjadi 2 yaitu material paraffin dan non paraffin . Material organik harus bisa mencair secara
sempurna sehingga cairan dan padatan memiliki komposisi yang sama, perbedaan antara massa jenis fasa cair dan fasa padat menyebabkan segregasi
dan menghasilkan perubahan komposisi kimia dari suatu material. Material organik dibagi atas 2 macam yaitu :
• Material Paraffin Parafin terdiri dari campuran ikatan alkane CH3–CH2–CH3. Ikatan CH3
yang mengalami proses kristalisasi melepaskan banyak sekali panas latent. Titik leleh dan heat fusion akan meningkat sesuai dengan panjang rantai
CH3. Paraffin merupakan material yang aman, dapat diandalkan, bisa di prediksi sifat-sifatnya, tidak mahal, dan tidak korosif.
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Tabel 2.1 Material Paraffin
Paraffin Freezing
pointrange
o
C Heat of
Fusion kJkg Group
6106 42-44
189 1
P116 45-48
210 1
5838 48-50
189 1
6035 58-60
189 1
6403 62-64
189 1
6499 66-68
189 1
Sumber : Lalit M.Bal 2010
Group I: Most promising; Group II : Promising; Group III : Less Promising; Group IV : -
• Material Non-Paraffin Material organik Non-Paraffin ini adalah PCM dengan jumlah variasi paling
banyak. Masing-masing material ini memiliki sifat-sifat tersendiri, tidak seperti material paraffin yang rata-rata memiliki sifat yang hampir sama.
Jenis material ini adalah material penyimpan panas yang paling sering digunakan. Beberapa material organik ini memiliki sifat-sifat yaitu :
1. Kalor jenis latent yang tinggi
2. Titik nyala kecil
3. Termal konduktivitas yang rendah
4. Tidak mudah terbakar
5. Tidak terlalu berbahaya
Tabel 2.2 Material Non Paraffin
Material Formula
Melting Point
o
C Latent heat
kJkg Group
Acetic acid CH
3
COOH 16.7
184 1
Polyethylene glycol 600
HOC
2
H
2 n
-
OH 20-25
146 1
Capric acid CH
3
CH
2 8
-
COOH 36
152 -
Eladic acid C
8
H
7
C
9
H
16 -
COOH 47
218 I
Lauric acid CH
3
CH
2 10
-
COOH 49
178 II
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Material Formula
Melting Point
o
C Latent heat
kJkg Group
Tristearin C
17
H
35
COOC
3
H
5
56 191
I Stearic acid
CH
3
CH
2 16
-
COOH 69.4
199 I
Acetamide CH
3
CONH
2
81 241
I
Sumber : Lalit M.Bal 2010
2. PCM Non-Organik
Lebih jauh, PCM Non-Organik dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu salt hydrates dan metallics.
• Salt Hydrates Salt Hydrates memiliki beberapa sifat yang dapat dikategorikan menjadi
Phase Change Material yaitu : 1.
Memiliki panas latent yang tinggi per satuan volume. 2.
Memiliki konduktivitas termal yang cukup tinggi. 3.
Perubahan volume yang kecil ketika mencair. 4.
Tidak korosif, tingkat racun kecil dan tidak bereaksi dengan plastik.
• Metallics Kategori logam yang termasuk dalam metallics adalah logam dengan titik
leleh yang rendah dan logam euthetics. Bahan metallics ini masih jarang dipakai sebagai PCM karena kerugian pada jumlahberat bahan yang diperlukan. Seperti
diketahui, besarnya energi termal yang bisa disimpan itu berbanding lurus dengan volume. Perbedaan dengan PCM lainnya ialah metallics memiliki konduktivitas
termal yang tinggi. Tabel 2.3 Material Metallics
Material Melting Point
o
C Latent heatkJkg
Group Gallium-Gallium
30.0 80.3
1 Cerrolow eutectic
58 90.9
- Bi-Cd-In eutectic
61 25
- Cerrobend eutectic
70 32.6
1
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Material Melting Point
o
C Latent heatkJkg
Group Bi-Pb –In eutectic
70 29
- Bi –ln eutectic
72 25
- Bi-Pb-Tin eutectic
92 28
- Bi-Pb Gallium
90 29
-
Sumber : Lalit M.Bal 2010
Tabel 2.4 Material Salt Hydrates
Material Melting Point
o
C Latent heatkJkg
Group K
2
HPO
4
-6H
2
O 14.0
109 II
FeBr
3
-6H
2
O 21.0
105 II
MnNO
3 2
-6H
2
O 25.5
148 II
FeBr
3
-6H
2
O 27.0
105 II
CaCl
2
-12H
2
O 29.8
174 I
LiNO
3
-2H
2
O 30.0
296 I
LiNO
3
-3H
2
O 30
189 I
Na
2
CO
3
-10H
2
O 32
267 II
Na
2
SO
4
-10H
2
O 32.4
241 II
KFeSO
4 2
-OH 33
173 I
CaBr
2
-6H
2
O 34
138 II
LiBr
2
-2H
2
34 124
I ZnNO
3 2
-6H
2
O 36.1
134 III
FeCl
3
-6H
2
O 37.0
223 I
MnNO
3 2
-4H
2
O 36.1
115 II
Na
2
HPO
4
-12H
2
O 40.0
279 II
CaSO
4
-7H
2
O 40.7
170 I
KF-2H
2
O 42
162 III
Mgl
2
-8H
2
O 42
133 III
Cal
2
-6H
2
O 42
162 III
K
2
HPO
4
-7H
2
O 45
145 II
ZnNO
3 2
-4H
2
O 45
110 III
MgNO
3 2
-4H
2
O 47
142 II
CaNO
3 2
-4H2O 47
153 I
FeNO
3 2
-9H2O 47
155 I
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Material Melting Point
o
C Latent heatkJkg
Group Na
2
S
2
O
3
-5H
2
O 48
168 II
K
2
HPO
4
-3H
2
O 48
99 II
Na
2
SiO
3
-4H
2
O 48.5
210 II
MgSO
4
-7H
2
O 48.5
202 II
CaNO
3 2
-3H
2
O 51
104 I
ZnNO
3 2
-2H
2
O 55
68 III
FeCl
3
-2H
2
O 56
90 I
NiNO
3 2
-6H2O 57
169 II
MnCl
2
-4H
2
O 58
151 II
MgCl
2
-4H
2
O 58
178 II
CH
3
COONa3H
2
O 58
265 II
FeNO
3 2
-6H
2
O 60.5
126 -
NaAlSO
4 2
10H
2
O 61
181 I
NaOH-H
2
O 64.3
273 I
Na
3
PO
4
-12H
2
O 65
190 -
LiCH
3
COO-2H
2
O 70
150 II
AlNO
3 2
-9H
2
O 72
155 I
BaOH
2
-8H
2
O 78
265 II
MgNO
3 2
-6H
2
O 89.9
167 II
Sumber : Lalit M.Bal, 2010
2.4.2 Solar cooker dengan Material Penyimpan Panas Thermal Storage
