37 Berikut ini adalah grafik intensitas matahari dan temperatur plat dalam
kolektor per 5 menit pada variasi tertutup 100.
Gambar 4.8 Intensitas Matahari dan Temperatur Plat Pada Variasi Tertutup 100 Untuk variasi tertutup 100, temperatur plat dalam kolektor cenderung stabil
walaupun dengan kondisi intensitas matahari yang berfluktuasi. Temperatur plat dalam kolektor berada pada kisaran 41-71
o
C. Temperatur plat pada variasi ini lebih besar daripada variasi terbuka 100. Hal ini disebabkan karena intensitas
radiasi yang diterima oleh kolektor berubah menjadi udara panas yang mengakibatkan temperatur di dalam kolektor menjadi lebih tinggi daripada
temperatur lingkungan [30]. Sirip pada kolektor tipe plat datar ini menambah luasan perpindahan panas sehingga temperatur plat akan lebih meningkat juga.
Plat absorber pada kolektor ini dapat menyerap panas cukup baik dan mampu mempertahankan temperaturnya di tengah kondisi cuaca yang tidak menentu.
Dari keempat variasi bukaan kolektor surya dapat dilihat bahwa temperatur plat tertinggi sebesar 71
o
C dicapai oleh bukaan tertutup 100. Temperatur ini dicapai pada saat penelitian telah berlangsung selama 4 jam 40 menit, yaitu dari
pukul 09.05-13.45. Semakin kecil bukaan kolektor, maka temperatur plat akan semakin tinggi.
4.3 ANALISIS EFISIENSI KOLEKTOR SURYA
Pada penelitian ini temperatur yang diukur adalah temperatur permukaan plat, permukaan kayu, permukaan kaca dengan menggunakan termolaser. Temperatur
900 850
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
100
In te
n si
ta s
M at
ah ar
i W
m
2
9:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00
15:00 16:00
17:00 Waktu
80 75
70 65
60 55
50 45
40 35
30 Te
m p
er at
u r
o
C
Intensitas Matahari Temperatur Plat
Universitas Sumatera Utara
38 dalam kolektor diukur dengan menggunakan Temperatur data logger. Temperatur
lingkungan dan intensitas radiasi matahari diperoleh dari data Hobo. Kehilangan panas keseluruhan pada kolektor dihitung berdasarkan besarnya
total kehilangan panas konveksi melalui udara lingkungan terhadap permukaan kayu, kehilangan panas konveksi melalui udara di dalam kolektor terhadap
permukaan plat, kehilangan panas pada sisi bawah dan sisi atas dan kehilangan panas radiasi. Pada penelitian ini perhitungan kehilangan panas dan efisiensi pada
kolektor surya dilakukan setiap 1 jam. Untuk contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 2.
Berikut ini adalah grafik intensitas matahari dan efisiensi kolektor untuk variasi terbuka 100.
Gambar 4.9 Waktu vs Intensitas Radiasi Matahari dan Efisiensi Kolektor Untuk Variasi Terbuka 100
Gambar 4.10 Standar Deviasi Temperatur Plat Untuk Variasi Terbuka 100
53,1 58,4
61,1 56,8
54,1 51,1
50,7 45,0
0,0 10,0
20,0 30,0
40,0 50,0
60,0 70,0
9:05 10:05
11:05 12:05
13:05 14:05
15:05 16:05
T em
p er
a tu
r
o
C
Waktu
900 850
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
100
In te
n si
ta s
R a
d ia
si W
m
2
9:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00
15:00 16:00
Waktu
80 75
70 65
60 55
50 45
40 35
30 25
20 15
10
E fis
ie n
si
Intensitas Radiasi Efisiensi
Universitas Sumatera Utara
39 Untuk data panas masuk pada kolektor, panas hilang, dan efisiensi kolektor
variasi terbuka 100 dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan grafik di atas mengenai efisiensi rata-rata kolektor pada variasi terbuka 100 disimpulkan
bahwa kolektor memiliki efisiensi yang paling besar yaitu sebesar 68 pada intensitas radiasi matahari 614,4 Wm
2
dan yang paling kecil hanya mencapai 31,6 pada intensitas radiasi matahari 159,9 Wm
2
. Maka, nilai efisiensi ini sangat tergantung pada intensitas radiasi matahari yang diterima oleh kolektor.
Hal ini didukung dengan teori yang mengatakan bahwa efisiensi kolektor bergantung pada intensitas yang diterima dalam satuan luas kolektor. Makin
tinggi intensitas radiasi yang diterima, maka efisiensi kolektor juga akan semakin tinggi [29,3
1]. Berikut ini adalah grafik intensitas matahari dan efisiensi kolektor untuk
variasi terbuka 15.
Gambar 4.11 Waktu vs Intensitas Radiasi Matahari dan Efisiensi Kolektor Untuk Variasi Terbuka 15
Gambar 4.12 Standar Deviasi Temperatur Plat Untuk Variasi Terbuka 15
900 850
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
100
In te
n si
ta s
R a
d ia
si W
m ²
9:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00
15:00 16:00
Waktu
80 75
70 65
60 55
50 45
40 35
30 25
20 15
E fi
si e
n si
Intensitas Radiasi Efisiensi
55,0 56,3
59,5 60,9
59,8 56,9
50,6 47,3
0,0 10,0
20,0 30,0
40,0 50,0
60,0 70,0
9:05 10:05
11:05 12:05
13:05 14:05
15:05 16:05
T em
p er
a tu
r
o
C
Waktu
Universitas Sumatera Utara
40 Untuk data panas masuk pada kolektor, panas hilang, dan efisiensi kolektor
variasi terbuka 15 dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan grafik di atas mengenai efisiensi rata-rata kolektor pada variasi terbuka 15 disimpulkan bahwa
kolektor memiliki efisiensi yang paling besar yaitu sebesar 68,9 pada intensitas radiasi matahari 606,3 Wm
2
dan yang paling kecil hanya mencapai 37,3 pada intensitas radiasi matahari 148,3 Wm
2
. Maka, nilai efisiensi ini sangat tergantung pada intensitas radiasi matahari yang diterima oleh kolektor. Hal ini didukung
dengan teori yang mengatakan bahwa efisiensi kolektor bergantung pada intensitas yang diterima dalam satuan luas kolektor. Makin tinggi intensitas
radiasi yang diterima, maka efisiensi kolektor juga akan semakin tinggi [29,31]. Berikut ini adalah grafik intensitas matahari dan efisiensi kolektor untuk
variasi terbuka 75.
Gambar 4.13 Waktu vs Intensitas Radiasi Matahari dan Efisiensi Kolektor Untuk
Variasi Terbuka 75
Gambar 4.12 Standar Deviasi Temperatur Plat Untuk Variasi Terbuka 75
47,5 49,2
50,7 52,1
53,6 55,3
56,6 57,4
0,0 10,0
20,0 30,0
40,0 50,0
60,0 70,0
9:05 10:05
11:05 12:05
13:05 14:05
15:05 16:05
T em
p er
a tu
r
o
C
Waktu
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
100
In te
n si
ta s
R a
d ia
si W
m
2
9:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00
15:00 16:00
Waktu
80 75
70 65
60 55
50 45
40 35
30 25
20 15
E fi
si e
n si
Intensitas Radiasi Efisiensi
Universitas Sumatera Utara
41 Untuk data panas masuk pada kolektor, panas hilang, dan efisiensi kolektor
variasi terbuka 75 dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan grafik di atas mengenai efisiensi rata-rata kolektor pada variasi terbuka 75 disimpulkan bahwa
kolektor memiliki efisiensi yang paling besar yaitu sebesar 66,6 pada intensitas radiasi matahari 614,4 Wm
2
dan yang paling kecil hanya mencapai 43,7 pada intensitas radiasi matahari 167,8 Wm
2
. Maka, nilai efisiensi ini sangat tergantung pada intensitas radiasi matahari yang diterima oleh kolektor. Hal ini didukung
dengan teori yang mengatakan bahwa efisiensi kolektor bergantung pada intensitas yang diterima dalam satuan luas kolektor. Makin tinggi intensitas
radiasi yang diterima, maka efisiensi kolektor juga akan semakin tinggi [29,31]. Berikut ini adalah grafik intensitas matahari dan efisiensi kolektor untuk
variasi tertutup 100.
Gambar 4.15 Waktu vs Intensitas Radiasi Matahari dan Efisiensi Kolektor Untuk Variasi Tertutup 100
Gambar 4.12 Standar Deviasi Temperatur Plat Untuk Variasi Tertutup 100
54,9 56,8
58,5 64,1
60,0 56,1
51,3 44,9
0,0 10,0
20,0 30,0
40,0 50,0
60,0 70,0
80,0
9:05 10:05
11:05 12:05
13:05 14:05
15:05 16:05
T em
p er
a tu
r
o
C
Waktu
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
In te
n si
ta s
R ad
ia si
M at
a h
a ri
W m
²
9:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00
15:00 16:00
Waktu
75 70
65 60
55 50
45 40
35 30
25 20
15
Ef is
ie n
si
Intensitas Radiasi Efisiensi
Universitas Sumatera Utara
42 Untuk data panas masuk pada kolektor, panas hilang, dan efisiensi kolektor
variasi tertutup 100 dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan grafik di atas mengenai efisiensi rata-rata kolektor pada variasi tertutup 100 disimpulkan
bahwa kolektor memiliki efisiensi yang paling besar yaitu sebesar 57,4 pada intensitas radiasi matahari 475,3 Wm
2
dan yang paling kecil hanya mencapai 47,1 pada intensitas radiasi matahari 202,4 Wm
2
. Maka, nilai efisiensi ini sangat tergantung pada intensitas radiasi matahari yang diterima oleh kolektor.
Hal ini didukung dengan teori yang mengatakan bahwa efisiensi kolektor bergantung pada intensitas yang diterima dalam satuan luas kolektor. Makin
tinggi intensitas radiasi yang diterima, maka efisiensi kolektor juga akan semakin tinggi [29,31]. Namun, pada grafik standar deviasi temperatur plat untuk variasi
tertutup 100 memiliki penyimpangan yang cukup besar pada pukul 09.05, 11.05, dan 12.05, hal ini disebabkan karena lapisan isolasi yang kurang baik untuk
penutup bukaan kolektor dan cuaca yang terkadang hujan pada saat penelitian.
Untuk penelitian dengan variasi bukaan terbuka 100 diperoleh jumlah panas yang dapat diserap kolektor adalah 1286 Watt, dan kehilangan panas 335 Watt
sehingga dihasilkan efisiensi rata-ratanya sebesar 55,7. Untuk penelitian dengan variasi terbuka 15 diperoleh jumlah panas yang dapat diserap kolektor adalah
1417 Watt, dan kehilangan panas 353 Watt sehingga dihasilkan efisiensi rata- ratanya sebesar 59,2. Untuk penelitian dengan variasi terbuka 75 diperoleh
jumlah panas yang dapat diserap kolektor adalah 1240 Watt, dan kehilangan panas 315 Watt sehingga dihasilkan efisiensi rata-ratanya sebesar 56,3. Untuk
penelitian dengan variasi bukaan tertutup 100 diperoleh jumlah panas yang dapat diserap kolektor adalah 1184 Watt, dan kehilangan panas 355 Watt sehingga
dihasilkan efisiensi rata-ratanya sebesar 57,3.
Universitas Sumatera Utara
43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
