g = gravitasi bumi
Ts = suhu permukaan
Tr = suhu ruangan
L = panjang
v = viskositas kinematik μρ
α = diffusitas termal kρ.c
p
Persamaan mencari bilangan Nusselt untuk konveksi alamiah pada plat luar telah diturunkan secara analitik, dengan asumsi bawah aliran adalah laminar. Namun
faktanya, aliran tidak selalu laminar melainkan turbulent. Bilangan Nusselt pada plat vertikal dengan Ts konstan dapat dirumuskan sebagai berikut :
Jika bilangan 10
-1
Ra10
12
, maka bilangan Nusselt yang dipakai adalah Incropera,1985 :
�� �����= 0.68
+
0.387��
16
[ 1+0.492��
916
]
827
2.3 Jika bilangan Ra 10
9
, maka bilangan Nusselt yang dipakai adalah Persamaan ini lebih akurat Incropera,1985 :
�� �����= 0.68
+
0.67��
14
[ 1+0.492��
916
]
49
2.4 Dimana :
Pr = bilangan Prandtl
2.3. Solar cooker
2.3.1 Sejarah solar cooker
Pada zaman dulu, memasak dengan energi surya sudah dimulai dan telah tercatat disebuah dokumen oleh seorang fisikawan berkebangsaan Prancis-Swiss,
Horrace de Saussure pada tahun 1767. Perkembangan dengan energi surya ini tidak begitu signifikan sampai pada awal tahun 1970. Walaupun memang ada beberapa
dokumen yang mencatat bahwa telah ditemukan dan dilakukannya percobaan sekitar tahun 1940 dan 1950-an.
Yang paling terkenal adalah percobaan yang dibuat oleh Barbara Kerr dari Arizona. Dia merancang dan membuat solar cooker tipe box yang paling
memungkinkan dan paling berguna. Pada prinsipnya, solar cooker dan oven
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
menyerap energi surya dan mengubahnya menjadi energi panas, dan terperangkap di dalam box yang tertutup. Panas yang diserap inilah yang digunakan untuk memasak.
Pada solar cooker, panas dapat mencapai 200
o
C. Solar cooker yang dibuat memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda-beda. Tapi pada prinsipnya, solar cooker
memerangkap panas untuk digunakan memasak, kecuali pada bentuk parabola.
2.3.2 Tipe-Tipe Solar cooker
Ada beberapa Tipe-Tipe Solar cooker yaitu sebagai berikut : 1
Solar cooker Tipe Box Sebuah Solar cooker tipe box biasanya memiliki kaca transparan atau plastik,
dan memiliki reflektor tambahan untuk mengkonsentrasikan sinar matahari ke dalam box. Bagian atas biasanya dapat dibuka untuk memungkinkan vessel
bewarna hitam berisi makanan untuk ditempatkan di dalam. Satu atau lebih reflektor logam yang mengkilap atau bahan berlapis alumunium foil dapat
diposisikan untuk menambah cahaya tambahan ke bagian dalam box. Wadah untuk memasak dan bagian bawah dalam box harus berwarna gelap atau
hitam. Di dalam dinding harus reflektif untuk mengurangi kehilangan panas radiasi dan memantulkan cahaya menuju bagian bawah absorber yang gelap,
yang bersentuhan dengan vessel. Box juga harus memiliki sisi terisolasi. Isolasi termal untuk solar box cooker harus mampu menahan suhu sampai
150°C 300°F tanpa meleleh atau bereaksi dengan panas yang dapat menimbulkan gas beracun. Gumpalan koran, wol, kain, rumput kering,
lembar kardus, dll dapat digunakan untuk mengisolasi dinding cooker. Logam vessel dapat diberi warna hitam baik dengan cat hitam yang tidak beracun
ketika panas, jelaga minyak, atau arang. Solar box cooker biasanya mencapai suhu 150°C 300°F. Hal yang terbaik adalah mulai memasak sebelum tengah
hari, meskipun juga tergantung pada garis lintang dan cuaca. Cooker ini juga dapat digunakan untuk menghangatkan makanan dan minuman. Gambar 2.11
menunjukkan solar cooker bentuk box.
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Gambar 2.11 Solar Cooker Bentuk Box Sumber: http:en.wikipedia.orgwikiSolar_cooker
Keterangan : 1.
Kaki penyangga 2.
Kaca 3.
Reflektor
2 Solar Cooker Tipe Panel
Solar Cooker tipe panel yang tergolong murah merupakan solar cooker yang menggunakan panel reflektif untuk mengarahkan sinar matahari, untuk
memasak makanan di dalam panci yang tertutup. Sebuah model umum adalah CoolKit.
Dikembangkan pada tahun 1994 oleh Internasional solar cooker, bahan yang paling sering digunakan adalah bahan reflektif contohnya aluminium foil,
setelah itu dipotong dan dilipat, biasanya ditempelkan pada karton yang telah dibentuk sedemikian rupa. Hal ini mempermudah penyimpanan. Jenis yang
lainnya adalah hotpot, sebuah bentuk desain panel canggih yang terdiri dari mangkuk kaca. Panel mengunakan aluminium yang mengkilap, hotpot juga
memiliki keuntungan termal yang tinggi karena memanfaatkan efek rumah kaca. Hotpot ini sering digunakan dalam sebagai alat masak sederhana di
seluruh dunia. Gambar 2.12 menunjukkan solar cooker tipe panel.
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Gambar 2.12 Solar Cooker Tipe Panel Sumber: http:en.wikipedia.orgwikiSolar_cooker
Keterangan : 1.
Reflektor 2.
Vessel
3 Solar cooker tipe ketel
Solar cooker tipe ketel dapat digunakan untuk mendidihkan air dengan mengandalkan energi matahari saja. Berteknologi rendah yang digunakan
untuk menghasilkan minuman panas. Ada juga yang menggunakan teknologi tinggi yaitu dengan menggunakan teknologi tabung vakum. Gambar 2.13
menunjukkan solar cooker tipe ketel.
Gambar 2.13 Solar Cooker Tipe Ketel Sumber: http:en.wikipedia.orgwikiSolar_cooker
Keterangan : 1.
Reflektor 2.
Kaki penyangga 3.
Vessel
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
4 Solar cooker tipe parabola
Sebuah solar cooker konsentrator parabola memiliki kolektor, yang merefleksikan energi surya ke satu titik. Vessel ditempatkan pada titik fokus.
Keuntungan dari jenis sistem konsentrator adalah bahwa mereka dapat mencapai suhu yang tinggi. Di sisi lain, kebutuhan untuk pelacakan sering
memaksa pengguna untuk bekerja di bawah sinar matahari di bawah kondisi yang berat terutama panas dan silau. Gambar 2.14 menunjukkan solar cooker
tipe parabola.
Gambar 2.14 Solar Cooker Tipe Parabola Sumber: http:en.wikipedia.orgwikiSolar_cooker
Keterangan : 1.
Vessel 2.
Reflektor
5 Solar cooker tipe Scheffler
Sebuah cooker bernama Scheffler penemunya bernama Wolfgang Scheffler menggunakan reflektor ideal paraboloidal besar yang diputar sekitar suatu
sumbu yang sejajar dengan bumi sebagai mekanisme mekanik, berputar 15 derajat per jam untuk mengimbangi rotasi bumi. Sumbu melewati pusat
reflektor dari massa, sehingga reflektor akan berubah arah dengan mudah. Pemasak terletak pada fokus yang ada pada sumbu rotasi, sehingga cermin
dapat mengkonsentrasikan sinar matahari sepanjang hari. Untuk menjaga fokus stasioner, bentuk reflektor harus bervariasi.
Oleh karena itu, reflektor Scheffler harus fleksibel, agar dapat diposisikan untuk menyesuaikan bentuknya. Gambar 2.15 menunjukkan solar cooker tipe
Sceffler.
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Gambar 2.15 Solar Cooker Tipe Sceffler Sumber: http:en.wikipedia.orgwikiSolar_cooker
Keterangan : 1.
Vessel 2.
Reflektor
6 Solar cooker tipe indirect
Solar cooker tipe Indirect adalah tipe solar cooker yang memasak secara tidak langsung atau menggunakan media lain untuk dipanaskan dan
kemudian menyalurkan panas pada cooker atau PCM yang mau dipanaskan. Biasanya tipe solar cooker ini digunakan untuk kebutuhan rumah tangga.
Sharma et al dkk 2005:3, mereka mengembangkan solar cooker yang dibuat berfungsi untuk memasak pada malam hari, dibuat berdasar pada evacuated
tube. Lokasi pengujian dilakukan di Jepang. PCM yang digunakan adalah Erythritol.
Hussein dkk 2008:2, mereka mengembangkan solar cooker juga dibuat untuk memasak malam hari, dan langsung dihubungkan ke dalam ruangan
memasak didalam rumah. Lokasi pengujian berada di Egypt, dan berhasil memasak di siang dan sore hari, sekaligus juga dapat digunakan untuk
memanaskan makanan pada malam hari. PCM yang digunakan adalah magnesium nitrate hexahydrate.
2.3.3 Bagian – Bagian utama Solar cooker
