L = Panas laten kjkg
Perhitungan panas yang dilepas air persatuan massa dapat dirumuskan sebagai berikut:
� = ��
�
�
1
−�
2
+ � + ��
��
�
2
−�
3
................2.3 Dimana
Z = Panas yang dilepas air persatuan massa kjkg Cp
w
= Panas jenis air kjkg.k Cp
es
= Panas jenis es kjkg.k L = Panas laten yang harus dilepas kjkg
T
3
= Temperatur akhir rata rata es k
2.4 Kolektor
Kolektor surya dapat didefinisikan 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 di dalam kolektor surya
untuk kemudian dimanfaatkan guna berbagai aplikasi.
2.4.1 Kolektor surya pelat rata
Data radiasi surya pada bidang miring jarang diperloleh : karakteristik dari permukaan di sekitarnya berbeda antara satu tempat dengan yang lainnya,
sehingga standariasasi pengukuran sukar dibuat. Misalnya, data untuk suatu permukaan miring yang menghadap tanah tertutup salju serta menerima
komponenen radiasi karena pemantulan, harus dirinci dulu kondisi saljunya, yaitu sifat pantulnya.
Karena itu, radiasi total pada suatu permukaan miring biasanya dihitung. Dalam bagian ini dipertimbangkan metode untuk menghitung komponen radiasi
pada sutu permukaan miring. Komponen sorotan IbT diperoleh dengan mengubah
Universitas Sumatera Utara
radiasi sorotan pada permukaan horizontal menjadi masuk normal dengan menggunakan sudut zenith, dan kemudian mendapatkan komponen pada
permukaan miring dengan menggunakan sudut masuk. Radiasi sorotan pada permukaan horisontal diperoleh dari selisih antara pengukuran radiasi total dan
pengukuran radiasi sebaran untuk suatu lokasi tetentu. Komponen sebaran pada permukaan miring, IdT , dihitung dari komponen
horisontal. Perhitungan dapat dilakukan dengan dua cara: yang pertama dengan menganggap radiasi sebaran didistribusi merata; yang kedua, suatu , metode yang
lebih teliti, menggap bahwa sebaran lebih banyak berasal dari daerah langit dekat matahari. Karena untuk kebanyakan daerah, komponen sebaran untuk suatu
permukaan horizontal, Id , tidak dapat diperoleh secara terpisah, maka suatu metode perhitungan fraksi sebaran dari radiasi total, IdI. Komponen yang
dipantulkan pada permukaan miring, IrT, dapat segera dihitung apabila reflektansi dari permukaan disekitanya telah diketahui. Radiasi total pada permukaan miring
adalah jumlah dari tiga komponen yang diterangkan dengan menggunakan rumus: I
T
– I
bT
+ I
dT
+ I
rT
……….…..2.4 Intensitas radiasi langsung atau sorotan per jam pada sudut masuk normal Ibn,
I
bn
=
Ib cos
∅z
…………….2.5 Dimana Ib adalah radiasi sorotan pada permukaan horizontal dan cosØz
adalah sudut zenith, untuk permukaan yang dimiringkan dengan sudut � terhadap
bidang horizontal, intensitas dari komponen sorotan adalah :
I
bT
= I
bn
cosØT = I
b cos
∅T cos
∅z
.........2.6
Dimana ØT disebut sudut masuk, dan didefenisikan sebagai sudut antara arah sorotan pada sudut masuk normal dan arah komponen tegak lurus 90 oC
pada permukaan miring. Apabila permukaan dimiringkan denga sudut
� terhadap horizontal, maka hal itu adalah sama dengan apabila bumi diputar denga arah jarum jam sebesar
�, dan
Universitas Sumatera Utara
permukaannya tetap berada pada kedudukan yang sama,. Hubungan antara cosØz untuk garis lintang ф – � kemudian datap diganti untuk permukaan yang
dimiringkan pada garis lintang ф. Karena garis lintang ditentukan dari bidang ekuator, maka kemiringan permukaan megarah ke ekuator, yaitu bahwa
permukaan itu dimiringkan ke selatan. Persamaan untuk sudut ØT , yaitu sudut masuk adalah :
Cos ØT = sin δ. Sin ф – � + cos δ. Cos ф – �. Cos ω ..........2.7
Radiasi sorotan IbT pada permukaan miring selanjutnya dapat dihitung dari radiasi sorotan Ib pada sebuah permukaan horizontal,
�
��
= I
b
sinδ . sinφ − β + cosδ. cosφ − β cosω
sinδ. sinφ + cosδ. cosφ cosω … … … … 2.8
Radiasi sebaran yang disebut juga radiasi langit sky radiation, adalah radiasi yang diancarkan ke permukaan oleh atmosfer, dank arena itu berasal dari seluruh
bagian langit. Apabila dimisalkan, seperti yang sering terjadi, bahwa radiasi sebaran langit
didistribusikan merata , maka radiasi sebaran pada permukaan miring dinyatakan dengan:
�
��
= I
d 1+cos β
2
...................................2.9 Dimana
� adalah sudut miring dari permukaan miring dan Id menunjukkan besarnya radiasi sebaran.
Selain komponen radiasi langsung dan sebaran, permukaan penerima juga mendapatkan radiasi yang dipantulkan dari permukaan yang berdekatan; jumlah
radiasi yang dipantulkan tergantung dari reflektansi � dari permukaan yang
berdektan itu,dan kemiringan permukaan yang menerima. Radiasi yang dipantulkan per jam, juga disebut radiasi patulan , adalah :
�
��
= αI
bT
+ I
d 1
−���
β
2
.............2.10
Universitas Sumatera Utara
Dimana � = 0,20-0,25 untuk permukaan tanpa salju dan 0,7 untuk permukaan
lapisan salju.
2.4.2. Efisiensi sirip
