7
Atmosfer bumi terdiri atas empat lapisan dari yang terdekat dari permukaan bumi yaitu troposfer 0-10 km, stratosfer 10-30 km, mesosfer 30-50 km, dan
thermosfer 50-400 km Saharjo, 1997. Radiasi yang sampai di lapisan thermosfer dilambangkan G
on
. Radiasi yang diteruskan ke permukaan bumi dilambangkan G
beam
. Radiasi akibat pemantulan dan pembiasan dilambangkan G
diffuse
.
Gambar 2.1 Radiasi surya kamusmeteorology.blogspot.com
2.2.2 Rumusan Radiasi Surya
Matahari mempunyai diameter 1,39×10
9
m. Bumi mengelilingi matahari dengan lintasan berbentuk ellipse dan matahari berada pada salah satu
pusatnya. Jarak rata-rata matahari dari permukaan bumi adalah 1,49×10
11
m.[3] Lintasan bumi terhadap matahari berbentuk ellipse, maka jarak antara bumi
dan matahari adalah tidak konstan. Jarak terdekat adalah 1,47x10
11
m yang terjadi pada tanggal 3 Januari 2011,dan jarak terjauh pada tanggal 3 juli dengan jarak
Universitas Sumatera Utara
8
1,52x10
11
m. Karena adanya perbedaan jarak ini, menyebabkan radiasi yang diterima atmosfer bumi juga akan berbeda.[3]
Gambar 2.2 Pergerakan bumi terhadap matahari www.enotes.com
2.2.3 Menentukan Besarnya Radiasi Surya
Radiasi beam adalah radiasi yang langsung di transmisikan dari atmosphere ke permukaan bumi. Adapun persamaan yang digunakan untuk mencari radiasi
beam [3]: G
beam
= G
on
τ
b
cos θ
z ..........................................................................
Dimana : 2.8
G
on
= radiasi yang diterima atmosphere Wm
2
τ
b
cos θ = faksi radiasi yang diteruskan ke bumi
z
G = cosinus sudut zenith
beam
= radiasi yang ditransmisikan dari atmosphere ke permukaan bumi Wm
2
Radiasi diffuse adalah radiasi yang di pantulkan ke segala arah, dan kemudian dimanfaatan. Adapun persamaan yang digunakan untuk mencari radiasi
diffuse [3] adalah : G
difuse
= G
on
cos θ
z
0,271 – 0,294 τ
b
.......................... 2.9
Universitas Sumatera Utara
9
Dimana : G
on
= radiasi yang diterima atmosphere Wm
2
τ
b
cos θ = faksi radiasi yang diteruskan ke bumi
z
G = cosinus sudut zenith
difuse
= Radiasi yang dipantulkan ke segala arah dan kemudian dapat dimanfaatkan.
Radiasi total adalah jumlah dari radiasi beam dan radiasi diffuse seperti pada persamaan berikut [3] :
G
total
= G
beam
+ G
difuse
......................................... 2.10 Radiasi yang dapat ditangkap oleh luasan kolektor, intensitas radiasi
diperoleh dari alat ukur, dan dihitung permenit, sehingga energi radiasi dapat di hitung mengunakan rumus [3] :
Q = I A Δt ................................................... 2.11
Dimana: Q = Energi Radiasi J
I = Intensitas radiasi Wm
2
A = Luas penampang kolektorm
2
Δt = Selang waktu perhitungan s = Emisivitas kaca
2.3 Konveksi Alamiah
