23
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Rancang Bangun
Penelitian ini menghasilkan prototip alat konsentrator surya Gambar 14 yang berfungsi untuk memantulkan sinar matahari ke satu titik fokus sehingga
dihasilkan panas yang tinggi. Agar pantulan yang dihasilkan maksimal, alat ini dilengkapi dengan sistem yang dapat mengikuti gerak matahari. Alat konsentrator
surya ini memiliki tiga bagian utama, yaitu reflektor, unit mekanik, dan unit elektronik.
Gambar 14. Prototip alat konsentrator surya
Reflektor
Reflektor berfungsi untuk memantulkan sinar matahari yang masuk ke permukaan bumi menuju titik fokus Gambar 15. Reflektor memiliki dimensi
diameter D 50 cm dan kedalaman parabola d 5 cm dengan titik fokus f 31,25 50 cm
31,25 5 cm
cm. Titik fokus f reflektor tersebut dicari dengan menggunakan rumus Dufie William, 1991:
……………………………………………………………………….8
Gambar 15. Reflektor konsentrator surya
Kerangka reflektor dibuat dengan menggunakan alumunium foil karena ringan dan murah. Kerangka lengkung reflektor dibuat dari parabola bekas.
Berikut beberapa bahan untuk reflektor beserta keunggulan dan kekurangannya Rahardjo, 2008:
Cermin Keunggulan: reflektifitas sangat baik
Kekurangan: berat, susah dibentuk Stainless steel
Keunggulan: ringan, mudah dibentuk, reflektifitas baik Kekurangan: mahal, perlu proses lanjutan untuk mendapatkan reflektifitas
yang baik dipoles Alumunium foil
Titik Fokus
Keunggulan: sangat ringan, mudah dibentuk, refleksifitas baik, tidak perlu proses lanjutan, murah
Kekurangan: mudah berubah bentuk, mudah sobek Melihat dari beberapa keunggulan dan kekurangan tiap material, maka
dipilih alumunium foil sebagai material reflektor. Kekurangan dapat diatasi saat pemasangan dengan ketelitian agar alumunium foil tidak sobek.
Pada reflektor terdapat dua buah sensor cahaya yang berfungsi mendeteksi cahaya matahari Gambar 16. Sensor cahaya yang digunakan adalah Light
Dependent Resistors LDR. LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya, dimana
nilai hambatannya akan berubah-ubah bila terkena cahaya yang diterima. LDR-1 berfungsi untuk kontrol dari alat. Apabila cahaya terang, maka
alat akan berfungsi dan sebaliknya. LDR-2 berfungsi untuk mencari cahaya matahari. Di belakang LDR-2 diletakkan sebuah papan dengan tinggi 15 cm
untuk menghasilkan bayangan. Papan ini diletakkan menghadap arah terbitnya matahari, yaitu timur. Bayangan yang dihasilkan papan berfungsi untuk menutup
LDR-2 sehingga resistansinya berubah. Bayangan tersebut akan berubah seiring dengan pergerakan matahari.
Gambar 16. LDR pada reflektor
Unit Mekanik
Unit mekanik berfungsi untuk menggerakkan reflektor mengikuti gerak matahari. Unit mekanik ini terdiri dari motor DC, gear, per dan rantai Gambar
17. Motor DC dikaitkan langsung pada gear yang telah terkait juga oleh rantai. Rantai yang terkait pada gear kemudian dikaitkan pada parabola yang berfungsi
sebagai reflektor.
Gambar 17. Unit mekanik pada konsentrator surya
LDR-2 LDR-1
Rantai Per
Motor Gear
Penghasil Bayangan
Motor DC memiliki 2 buah supply, yaitu supply dari tegangan positif Vcc dan supply ground 0. Pada dasarnya putaran motor DC akan berbalik
seandainya supply yang menempel pada motor tersebut dibalik kutub positif + dan kutub negatifnya -. Apabila LDR-2 mendapatkan cahaya, maka ia akan
memberikan pulsa output positif sampai LDR-2 tidak menerima cahaya lagi. Output pulsa tersebut akan bekerja pada koil relay sehingga terbentuk medan
magnet pada koil yang menarik contact relay dari posisi Normally Close NC ke Normally Open NO. Hal ini menyebabkan motor DC bergerak ke suatu arah.
Unit Elektronik
Unit elektronik berfungsi mengontrol sensor cahaya dan motor DC Gambar 18. Unit elektronik mendapat tegangan 5 V dari catu daya. Tegangan
yang diperoleh oleh catu daya berasal dari tegangan AC dari PLN 220 V, kemudian tegangan PLN diubah oleh trafo CT menjadi tegangan AC 12 V.
Tegangan AC 12 V akan diubah menjadi tegangan positif + DC 12 V oleh diode bridge. Tegangan DC 12 V ini akan diubah menjadi tegangan 5 V oleh regulator
7805. Tegangan 5 V inilah yang digunakan untuk memfungsikan rangkaian elektronik pada alat konsentrator surya.
Gambar 18. Unit elektronik pada alat konsentrator surya
Di dalam unit elektronik terdapat rangkaian pembangkit sinyal dan penguat tegangan. Rangkaian pembangkit sinyal berfungsi untuk menghasilkan
sinyal yang digunakan untuk menggerakkan motor DC. Rangkaian penguat tegangan berfungsi untuk meningkatkan tegangan agar sensor cahaya dapat
berfungsi dengan baik.
4.2. Hubungan antara Sudut dan Suhu