• Menghitung koefisien konveksi : dengan d
v
= l = 0.1 m
h =
�� ���� � �
�
Dimasukkan nilai masing-masing didapatkan h = 4.5 Wm
2
K, maka : • Menghitung �̇ : dengan A
v
=0.106 m
2
�̇ = h A Δ� x 60 s Dimasukkan nilai masing-masing, didapatkan
�̇ = 631 J, maka : • Menghitung massa lebur
�̇ = � �� Didapatkan nilai massa Erythritol yang melebur adalah 86.55 gr
Dengan lamanya pencapaian titik leleh dari Erythritol, maka dilakukanlah improvisasi yaitu pada desain vessel dan dilakukan pengurangan quantity
Erythritolnya. Dan dilakukanlah pengujian tahap ke dua.
4.2 Analisa Pengujian tahap kedua
Pengujian tahap kedua dilakukan setelah vessel di improvisasi dan quantity dari PCM di kurangi dari 4 kg menjadi 3kg. Pengujian dilakukan pada bulan Maret-
April di Kota Medan, Indonesia. Gambar 4.5 menunjukkan desain vessel tahap dua. Perhitungan dimensi vessel :
- Massa PCM
= 3 kg -
Volume beras dan air = 1.5 Liter -
Tinggi vessel = 12 cm
- ρ
pcm
= 1300 kgm
3
• Jari-jari vessel bagian dalam : V
= π r
2
t 1.5
= 3.14 r
2
1.2 r = 0.65 dm = 6.5 cm
• Jari-jari vessel bagian luar: V
= m ρ Vtot
= π r
2
t = 3 1300
2.3 + 1.5 = 3.14 r
2
1.2 = 2.1 x 10
-3
= 2.1 Liter r = 1 dm = 10 cm
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Gambar 4.7 Vessel Tahap kedua Keterangan Gambar :
1. PCM
2. Tutup luar vessel
3. Tutup dalam vessel
4. Vessel bagian dalam
5. Vessel bagian luar
Pada tanggal 28 Maret 2012, radiasi matahari aktual dan teoritis dari pukul 08:30 sampai pukul 15:00 ditunjukkan pada gambar 4.7.
Gambar 4.7 Radiasi Matahari Tanggal 28 Maret 2012 Rata-rata radiasi matahari pada tanggal 28 Maret 2012 adalah 564 Wm
2
. Pengujian ini masih dilakukan untuk mengetahui performansi dari vessel yang baru.
Storage material dimasukkan ke solar box cooker sekitar pukul 08.30 sampai 15.00. Gambar 4.8 memperlihatkan temperatur masing-masing titik yang diukur.
0,0 200,0
400,0 600,0
800,0 1000,0
1200,0
8: 30
8: 47
9: 04
9: 21
9: 38
9: 55
10: 12
10: 29
10: 46
11: 03
11: 20
11: 37
11: 54
12: 11
12: 28
12: 45
13: 02
13: 19
13: 36
13: 53
14: 10
14: 27
14: 44
R a
d ia
si [ W
m
2
]
Waktu [ JAM ]
Radiasi Pengukuran tanggal 28 Maret 2012
Radiasi pengukuran
Poly. Radiasi
pengukuran
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Gambar 4.8 Grafik time vs temperatur pengujian tanggal 28 Maret 2012 Pada tanggal 2 April 2012, radiasi matahari aktual dan teoritis dari pukul
08:30 sampai pukul 16:30 ditunjukkan pada gambar 4.9.
Gambar 4.9 Radiasi Matahari Tanggal 2 April 2012 Rata-rata radiasi matahari pada tanggal 28 Maret 2012 adalah 479.7 Wm
2
. Vessel dimasukkan ke solar box cooker sekitar pukul 08.30-16.30. Pada jam 12:31
terjadi penurunan radiasi yang signifikan, diakibatkan oleh cuaca yang mendung. Sehingga tidak memungkinkan untuk memasak secara langsung. Pada jam 13:00,
makanan beras 200gr + air 250 gr dimasukkan ke dalam vessel. Dengan bantuan
-200,0 0,0
200,0 400,0
600,0 800,0
1000,0
8: 30
8: 53
9: 16
9: 39
10: 02
10: 25
10: 48
11: 11
11: 34
11: 57
12: 20
12: 43
13: 06
13: 29
13: 52
14: 15
14: 38
15: 01
15: 24
15: 47
16: 10
R a
d ia
si [ W
m
2
]
Waktu [ Jam ]
Radiasi Pengukuran tanggal 2 April 2012
Radiasi Pengukuran
Poly. Radiasi Pengukuran
28 032012
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
energi panas yang telah diserap selama charging proses, pada jam 14:00 nasi telah matang.
Gambar 4.10 Grafik Time vs Temperatur Pengujian Tanggal 02 April 2012
Pada tanggal 23 April 2012, radiasi matahari aktual dan teoritis dari pukul 08:30 sampai pukul 16:25 ditunjukkan pada gambar 4.11.
Gambar 4.11 Radiasi Matahari Tanggal 23 April 2012
200 400
600 800
1000 1200
8: 33
8: 55
9: 17
9: 39
10: 01
10: 23
10: 45
11: 07
11: 29
11: 51
12: 13
12: 35
12: 57
13: 19
13: 41
14: 03
14: 25
14: 47
15: 09
15: 31
15: 53
16: 15
R a
d ia
si [ W
m
2
]
Waktu [ Jam ]
Radiasi Pengukuran tanggal 28 April 2012
Radiasi Pengukuran
Poly. Radiasi Pengukuran
02042012
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Rata-rata radiasi matahari pada tanggal 23 April 2012 adalah 522 Wm
2
. Dilakukan pengujian, dimulai dari jam 08:30-16:25. Makanan 0.2kg beras dan 0.3kg
air dimasukkan ke dalam vessel yang berada didalam box pada pukul 14:51. Pada jam 16:25 nasi telah masak. Temperatur masing-masing titik yang diukur
diperlihatkan pada gambar 4.12.
Gambar 4.12 Grafik Time vs Temperatur Pengujian 23 April 2012
Perhitungan efisiensi yang didapat selama charging process jam 08:30- 16:25, efisiensi kaca diasumsikan 90, maka:
Q
PCM
= m c Δ�
= 3 2.76104 - 27
= 637.56 kJ = 0.63 MJ
Q
rad
=
∑
I A
k
Δ� 90 = 7 MJ
Dimana : I = Radiasi matahariWm
2
A
k
= Luas kolektor m
2
Δ� = Selang waktu perhitungan sec
23042012
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
Maka Efisiensi selama charging process ialah : � =
�
���
�
�������
x 100 =
0.63 7
x 100 = 9
Perhitungan efisiensi selama discharging process jam 14:51- 16:25 : Q
memasak beras
= m
beras
c
beras
Δ� + m
air
c
air
Δ� + m
penguapan
k
u
= 0.2 1.18 88-27+ 0.3 4.2 88-27 + 0.05 2257 = 204.1kJ = 0.2 MJ
Q
PCM
= m c Δ�
= 3 2.76104 - 27
= 637.56 = 0.63 MJ
Maka Efisiensi selama discharging process ialah :
�
=
�
�������
�
���
x 100 =
0.2 0.63
x 100 = 31
Dari hasil pengujian diatas menunjukkan bahwa panas yang tersimpan pada storage material dapat digunakan untuk memasak beras. Dengan efisiensi selama
charging process adalah 9 dan efisiensi selama discharging process adalah 31 maka kapasitas maximum yang dapat dimasak adalah sekitar 0.5 kg.
4.3 Perbandingan pengujian dengan Jurnal Internasional
