8
a. Absorbsivitas tinggi b. Emisifitas panas rendah
c. Kapasitas panas kecil Cp. d. Konduktifitas besar k
e. Refleksi rendah f. Tahan panas dan tahan korosi
g. Kaku dan mudah dibentuk h. Ada dipasaran
Ketebalan plat penyerap dan jarak antar pipa penyalur cairan terhadap performansi kolektor plat datar memiliki hubungan yang cukup signifikan.
Performansi kolektor plat datar berbahan tembagatertinggi dihasilkan dengan konfigurasi ketebalan plat1,2 mm dan jarak antar pipa penyalur cairan 73,6 mm
Philip K, 2001. 3. Isolasi
Isolasi berfungsi untuk memperkecil panas yang hilang dari kolektor ke lingkungan pada bagian belakang dan samping kolektor.Pada isolasi terjadi
perpindahan panas secara konduksi sehingga kehilangan panas dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan. Isolasi yang digunakan haruslah memenuhi kreteria berikut:
a. Konduktifitas termal bahan K kecil b. Mudah dibentuk dan praktis
c. Harga murah dan ada dipasaran d. Tahan lama
2.2. Klasifikasi Kolektor Surya
Menurut Philip Kristanto 2000 kolektor surya dapat didefenisikan sebagai sistem perpindahan panas yang menghasilkan energi panas dengan memanfaatkan
radiasi sinar matahari sebagai sumber energi utama. Ketika cahaya matahari menimpa absorber pada kolektor surya, sebagian cahaya akan dipantulkan
kembali ke lingkungan, sedangkan sebagian besarnya akan diserap dan dikonversi menjadi energi panas, lalu panas tersebut dipindahkan kepada fluida yang
bersirkulasi didalam kolektor surya untuk kemudian dimanfaatkan guna berbagai
Universitas Sumatera Utara
9
aplikasi. Kolektor surya yang pada umumnya memiliki komponen-komponen utama, yaitu :
1. Cover, berfungsi untuk mengurangi rugi panas secara konveksi menuju lingkungan.
2. Absorber, berfungsi untuk menyerap panas dari radiasi cahaya matahari. 3. Kanal, berfungsi sebagai saluran transmisi fluida kerja.
4. Isolator, berfungsi meminimalisasi kehilangan panas secara konduksi dari absorber menuju lingkungan.
5. Frame, berfungsi sebagai struktur pembentuk dan penahan beban kolektor.
2.2.1. Jenis Kolektor Surya Menurut Titoatmodjo R 1999 terdapat tiga jenis kolektor surya yang
diklasifikasikan ke dalam solar thermal collector system dan juga memiliki korelasi dengan pengklaisifikasian kolektor surya berdasarkan dimensi dan
geometri dari receiver yang dimilikinya. 1. Flat-Plate Collector
Kolektor surya merupakan plat datar merupakan alat yang digunakan untuk memanaskan fluida kerja yang
mengalir kedalamnya dengan mengkonversikan energi radiasi matahari menjadi panas. Fluida yang dipanaskan
berupa cairan minyak, air, oli, dan udara. Kolektor surya plat datar mempunyai temperatur keluaran dibawah 95
o
C. Dalam aplikasinya kolektor plat datar digunakan untuk memanaskan udara dan air.
Keuntungan utama dari sebuah kolektor surya plat datar adalah dengan memanfaatkan kedua komponen radiasi matahari yaitu melalui sorotan langsung
dan sebaran, tidak memerlukan tracking matahari dan juga karena desainnya yang sederhana, hanya sedikit memerlukan perawatan dan biaya pembuatan yang
murah. Pada umunya kolektor jenis ini digunakan untuk memanaskan ruangan dalam rumah, pengkondisian udara, dan proses-proses pemanasan dalam industri.
Tipe ini dirancang untuk aplikasi yang membutuhkan energi panas pada temperatur dibawah 100
o
C. Spesifikasi tipe ini dapat dilihat dari absorbernya yang berupa plat datar yang terbuat dari material dengan konduktivitas termal tinggi,
dan dilapisi dengan cat berwarna hitam. Kolektor plat datar memanfaatkan radiasi
Universitas Sumatera Utara
10
matahari langsung dan terpancar. Aplikasi umum kolektor tipe ini antara lain digunakan untuk pemanas air, pemanas gedung, pengkondisian udara, dan proses
panas industri. Komponen penunjang yang terdapat pada kolektor plat datar antara lain, transparant cover, absorber, insulasi, dan kerangka.
Gambar 2.2 Kolektor surya plat datar
2. Concentrating collector Jenis kolektor ini dirancang untuk aplikasi yang membutuhkan energi
panas temeperatur antara 100-400
o
C. Kolektor jenis ini mampu memfokuskan energi radiasi cahaya matahari pada suatu receiver, sehingga dapat meningkatkan
kuantitas energi panas yang diserap oleh absorber. Spesifikasi jenis ini dapat dikenali dari adanya komponen konsentrator yang terbuat dari material dengan
transmisivitas tinggi.
Berdasarkan komponen
absorbernya jenis
ini dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu, Line Focus dan Point Focus.
Gambar 2.3 Konsentrator
Agar cahaya matahari selalu dapat difokuskan terhadap tabung absorber, konsentrator harus dirotasi. Pergerakan ini disebut dengan tracking. Temperatur
Universitas Sumatera Utara
11
fluida melebihi 400
o
C dapat dicapai pada sistem kolektor ini seperti terlihat pada gambar diatas.
3. Evacuated Tube Collector Jenis ini dirancang untuk menghasilkan energi panas yang lebih tinggi
dibandingkan dengan dua jenis kolektor surya sebelumnya. Keistimewaan terletak pada efisiensi transfer panasnya yang tinggi tetapi faktor kehilangan panasnya
yang relatif rendah. Hal ini dikarenakan fluida yang terjebak diantara absorber dan penutupnya
dikondisikan dalam
keadaan vakum,
sehingga mampu
meminimalisasi kehilangan panas yang terjadi secara konveksi dari permukaan luar absorber menuju lingkungan.
Gambar 2.4 Evacuated Receiver
2.2.2. Sistem Pemanas Air Tenaga Surya 1. Sistem Langsung
Sistem langsung atau sistem loop terbuka mensirkulasikan air yang dipanaskan langsung melalui kolektor. Sistem ini lebih murah dari pada sistem
tidak langsung dan melakukan perpindahan panas yang baik dari kolektor ke tangki penyimpanan, namun memiliki banyak kekurangan seperti :
Memberikan perlindungan panas yang kecil atau tidak ada Pada daerah dingin tidak memberikan perlindungan terhadap
pembekuan Sistem ini sering tidak dianggap cocok untuk cuaca dingin karena kolektor
yang rusak akibat pembekuan air.
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar 2.5 Pemanas air sistem langsung a. Sistem pasif dengan tangki diatas kolektor
b. Sistem aktif dengan pompa dan kontroler didukung oleh sebuah pane photovolatic.
2. Sistem Tidak Langsung Sistem tidak langsung atau sistem loop tertutup menggunakan alat penukar
panas yang memisahkan air dari fluida penghantar panas Heat transfer fluid yang bersirkulasi melalui kolektor. Dua jenis fluida penghantar panas yang paling
umum adalah air dan anti beku yaitu campuran air yang biasanya menggunakan glikol propilen yang tidak beracun. Meskipun sedikit lebih mahal, sistem tidak
langsung memberikan perlindungan terhadap pembekuan dan biasanya memberikan perlindungan terhadap kehilangan panas.
Gambar 2.6 Pemanas air sistem aktif tidak langsung c. Sistem tidak langsung dengan penukar panas dalam tangki.
Universitas Sumatera Utara
13
d. Sistem tidak langsung dengan reservoir drainback. Dalam skema kontroller dan pompa didorong oleh listrik.
2.3. Posisi Matahari
