TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

PENINGKATAN UNJUK KERJA KOMPOR ENERGI SURYA

JENIS PARABOLA MENGGUNAKAN SELUBUNG VAKUM

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

ALBERT SUCIADI

  

NIM : 085214049

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2012

i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

PERFORMANCE ENHANCEMENT OF PARABOLIC TYPE

SOLAR COOKER USING EVACUATED TUBE

FINAL PROJECT

Presented As Partitial Fulfilment of The Requirement

As To Obtain The Sarjana Teknik Degree

  

In Mechanical Engineering

By:

  

ALBERT SUCIADI

NIM : 085214049

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2012

ii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  iii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  iv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  v

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

INTISARI

Memasak merupakan aktifitas manusia setiap hari, pada umumnya kompor

yang tersedia dipasaran menggunakan kayu bakar, batubara minyak, bumi

maupun gas alam. Pemakaian kompor masak tersebut mempunyai dampak

negatif terhadap lingkungan. Dampak yang ditimbulkan meliputi polusi udara,

dan menipisnya sumber daya minyak bumi, batubara dan gas alam. Untuk

mengatasi masalah tersebut diperlukan kompor masak yang ramah lingkungan

dan dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

  Penggunaan kompor energi surya merupakan alternatif untuk mengatasi

dampak yang ditimbulkan oleh kompor berbahan bakar fosil, dimana kompor

energi surya memanfaatkan energi surya yang telah tersedia dari alam dapat

digunakan untuk proses memasak. Indonesia mempunyai potensi energi surya

yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m² sehingga kompor

kompor ini dapat beroperasi dengan baik di Indonesia.

  Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian kompor surya dengan jenis

parabola ini adalah meneliti pengaruh penggunaan selubung vakum terhadap

daya dan efisiensi yang dihasilkan kompor surya jenis parabola piringan.

Kolektor kompor surya menggunakan alumunium foil dengan diameter

piringan sebesar 1,2 meter. Penelitian ini menggunakan 3 variasi kevakuman

(0 kPa, -8,3 kPa dan 16,7 kPa) selubung vakum. Temperatur yang diukur pada

saat pengambilan data ialah udara sekitar, radiasi surya yang datang,

temperatur air dalam panci pemasak, temperatur panci pemasak, dan lama

waktu pemanasan air dalam panci pemasak.

  Hasil penelitian menunjukan bahwa efisiensi maksimal dan daya maksimal

diperoleh pada variasi kevakuman -16,7 kPa. Panci dengan selubung dapat

meningkatkan efisiensi sensibel sebesar 0,98% dan daya sensibel meningkat

sebesar 9,2% .

  Kata kunci : kompor surya, selubung vakum, efisiensi dan daya

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Puji dan syukur saya hadiratkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas

berkat dan rahmat-Nya tugas akhir ini yang berjudul “Peningkatan Unjuk Kerja

Kompor Energi Surya Jenis Parabola Piringan Menggunakan Selubung Vakum”

dapat diselesaikan dengan baik dan merupakan salah satu persyaratan untuk

mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

  Dalam penyusunan laporan naskah ini juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Ir P.K Purwadi M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin dan selaku pembimbing akademik

  3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

  5. Laboran (Ag. Rony Windaryawan) yang telah membantu memberikan ijin

dalam penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

ix

  6. Orang tua saya Rony Sutjijadi dan Maria Goreti serta saudara saya Lucia Reni Suciadi dan Edwin Suciadi yang telah mendoakan yang terbaik buat saya serta mendukung dan memberikan semangat kepada saya

  7. Keluarga besar khususnya om dan tante saya Maria Martina, Viviana Juwita, Jhonny Tantra dan Joho Halim yang telah memberi dukungan kepada saya baik sacara doa dan materil sehingga saya dapat menyelesaikan study saya

  8. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini, seluruh Mahasiswa Universitas Sanata Dharma jurusan teknik mesin angkatan 2008 khususnya Ignasius Heri Siswanto dan I Putu Juliana Eka Putra

  9. Pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah memberikan dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

  Yogyakarta, 13 Juli 2012 Penulis

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

TITLE PAGE ............................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN...................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................ v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI................................. vi

  

INTISARI ..................................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR.................................................................................................. viii

DAFTAR ISI................................................................................................................. x

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR.................................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................................

  1

1.l Latar Belakang ..............................................................................................

  1

1.2 Tujuan ...........................................................................................................

  3

1.3 Manfaat .........................................................................................................

  4

1.4 Batasan masalah.................................................................................. ..........

  4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA.................................................................................

  6 2.1 Dasar Teori...................................................................................................

  6 2.2 Unjuk Kerja Kompor Energi Surya ........................................................

  7

  2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan................................................... ........... 11

  

BAB III. METODE PENELITIAN................................................................. ........... 13

  3.1 Skema Alat Penelitian .................................................................................. 13

  3.2 Variabel Yang Divariasikan.......................................................................... 14

  3.3 Variabel yang Diukur ................................................................................... 15

x

  

xi

  3.4 Prosedur Penelitian ....................................................................................... 15

  

BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN...................................................................... 17

  4.1 Data Penelitian .............................................................................................. 17

  4.2 Perhitungan Unjuk Kerja............................................................................... 23

  4.3 Pembahasan................................................................................................... 31

  

BAB V. PENUTUP....................................................................................................... 43

  5.1 Kesimpulan........................................................................................... 43

  5.2 Saran .................................................................................................... 43 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................

  44 LAMPIRAN.................................................................................................................. 45 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (0 kPa)

  17 Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (0 kPa) lanjutan

  18 Tabel 4.2 Data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-8,3 kPa)

  19 Tabel 4.2 Data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-8,3 kPa) lanjutan

  20 Tabel 4.3 Data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-16,7 kPa)

  21 Tabel 4.3 Data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-16,7 kPa) lanjutan

  22 Tabel 4.4 Hasil data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (0 kPa)

  25 Tabel 4.4 Hasil data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (0 kPa) lanjutan

  26 Tabel 4.5 Hasil data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-8,3 kPa)

  27 Tabel 4.5 Hasil data kedua menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-8,3 kPa) lanjutan

  28 Tabel 4.6 Hasil data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-16,7 kPa)

  29 Tabel 4.6 Hasil data ketiga menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung (-16,7 kPa) lanjutan

  30

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan

  bagian 1 adalah kolektor, 2 panci masak dan 3 adalah struktur pendukung

  6 Gambar 2.2 Perbedaan panci tanpa selubung (a) dan panci menggunakan selubung (b) dengan 1 adalah tutup panci, 2 adalah selubung vakum, 3 adalah manometer, 4 adalah katup vakum, dan 5 adalah panci

  7 Gambar 3.1 Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan

  bagian 1 adalah kolektor, 2 adalah panci masak dengan selubung dan 3 adalah struktur pendukung

  13 Gambar 3.2 Posisi termokopel pada kompor surya jenis parabola piringan

  15 Gambar 4.1 Grafik perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu pada 0 kPa

  31 Gambar 4.2 Grafik perbandingan Daya Sensibel terhadap waktu pada 0 kPa

  31 Gambar 4.3 Grafik perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu pada -8,3 kPa

  32 Gambar 4.4 Grafik perbandingan Daya Sensibel terhadap waktu pada

• 8,3 kPa

  32 Gambar 4.5 Grafik perbandingan Efisiensi Sensibel terhadap waktu pada -16,7 kPa

  33 Gambar 4.6 Grafik perbandingan Daya Sensibel terhadap waktu pada

• 16,7 kPa

  33

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.7 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan 0 kPa

  34 Gambar 4.8 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan -8,3 kPa

  35 Gambar 4.9 Perbandingan efisiensi sensibel rata-rata, daya sensibel rata-rata, efisiensi laten dan daya laten pada tekanan -16,7 kPa

  35 Gambar 4.10 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan Daya total pada 0 kPa

  36 Gambar 4.11 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan Daya total pada -8,3 kPa

  37 Gambar 4.12 Perbandingan Efisiensi sensibel dan Efisiensi laten dan Daya total pada -16,7 kPa

  37 Gambar 4.13 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung (0 kPa) dan panci tanpa selubung

  38 Gambar 4.14 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung (-8,3 kPa) dan panci tanpa selubung

  39 Gambar 4.15 Perbandingan antara Efisiensi sensibel, rugi Efisiensi sensibel, Daya sensibel, rugi Daya sensibel, Efisiensi laten dan Daya laten dengan panci menggunakan selubung (-16,7 kPa) dan panci tanpa selubung

  39

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.16 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel

  Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt) pada 0 kPa

  40 Gambar 4.17 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt) pada -8,3 kPa

  41 Gambar 4.18 Perbandingan Efisiensi Sensibel Maksimum (%) dan Efisiensi Sensibel Minimum (%) serta Daya Sensibel Maksimum (watt) dan Daya Sensibel Minimum (watt) pada -16,7 kPa

  41

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Dalam kehidupan sehari-hari memasak merupakan suatu kebutuhan atau aktifitas bagi manusia untuk mengelolah sebuah makanan yang layak dan higienis. Sejak zaman dahulu manusia telah melakukan aktifitas ini untuk mengelolah bahan-bahan makanan yang telah tersedia di alam menjadi makanan yang layak di konsumsi. Sebagai contoh alam telah menyediakan berbagai jenis tumbuhan dan hewani yang dapat dimakan oleh manusia, tentunya hal ini harus melalui proses pemasakan terlebih dahulu agar makanan ini dapat dikonsumsi secara layak.

  Ada beberapa jenis bahan bakar yang umumnya digunakan untuk memasak diantaranya kayu bakar, arang, batubara, minyak tanah dan gas alam. Penggunaan bahan bakar seperti ini akan memberikan dampak negatif bagi lingkungan seperti penebangan hutan, polusi udara bahkan semakin menipisnya sumber daya alam (SDA) yang tersedia di alam seperti minyak bumi dan gas alam. Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar, minyak bumi maupun gas alam untuk memasak telah banyak penelitian dilakukan untuk meningkatkan efisiensi tungku kayu tradisional dan mencari sumber energi alternatif untuk memasak. Indonesia merupakan negara yang beriklim tropis, mempunyai potensi energi surya yang cukup dengan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2

  

2

radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m . Hal ini merupakan faktor pendukung

untuk penggunaan kompor energi surya yang ramah lingkungan di Indonesia.

  Cara pemanfaatan energi surya untuk memasak adalah dengan

menggunakan kompor energi surya yang mengkonversikan radiasi surya yang

datang menjadi panas. Panas yang dihasilkan dapat digunakan untuk memasak

baik secara langsung maupun tidak langsung. Penggunaan kompor ini sejalan

dengan target pengurangan emisi karbondioksida di atmosfer (berdasarkan

Protokol Kyoto).

  Kompor surya yang umum digunakan dimasyarakat Indonesia dan negara berkembang lain adalah kompor surya jenis parabola piringan, hal ini disebabkan pembuatan kompor surya jenis ini relatif mudah dan murah serta kompor ini memiliki titik fokus berupa titik sehingga tingkat panas yang dihasilkan tinggi. Kompor surya jenis parabola piringan umumnya digunakan untuk menggoreng dan merebus air. Tempat memasak kompor jenis ini dilakukan diluar ruangan untuk mendapatkan energi surya secara langsung. Bagian kompor surya yang menerima panas energi surya disebut absorber.

  Pada kompor surya jenis parabola piringan absorber adalah panci pemasak. Unjuk

kerja (efisiensi dan daya) yang dapat dihasilkan kompor surya sangat

ditentukan oleh berapa banyak energi surya yang dapat diserap absorber dan berapa banyak kerugian panas pada absorber. Kerugian panas adalah kalor yang dilepas dari absorber ke lingkungan. Semakin besar energi surya yang dapat diserap absorber dan semakin kecil kerugian panas yang terjadi menghasilkan unjuk kerja yang semakin baik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3 Untuk memperbesar energi surya yang diserap absorber, umumnya absorber dicat hitam. Pada umumnya kompor surya jenis parabola piringan absorber tidak diberi selubung sehingga kerugian panas yang terjadi cukup besar. Untuk memperkecil kerugian panas yang ditimbulkan maka bagian absorber harus diberi selubung dan udara yang ada di dalam selubung harus dikeluarkan (divakum). Kondisi vakum seperti ini merupakan kondisi terbaik agar kerugian panas yang ditimbulkan kecil, hal ini seperti yang terdapat pada penyimpan air panas dirumah tangga (termos).

  Informasi mengenai peningkatan unjuk kerja kompor energi surya menggunakan selubung vakum di Indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan banyak penelitian tentang hal ini. Penelitian ini pada dasarnya bertujuan untuk mengetahui efisiensi maksimum dan daya maksimum yang dihasilkan kompor energi surya jenis parabola piringan menggunakan absoerber dengan selubung vakum.

1.2 Tujuan

1. Membuat kompor surya jenis parabola menggunakan absorber dengan selubung vakum.

  Mengetahui efisiensi maksimum dan daya maksimum yang dihasilkan 2. kompor energi surya jenis parabola piringan menggunakan absoerber dengan selubung vakum.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  4

1.3 Manfaat

  1. Menambah kepustakaan teknologi mengenai kompor energi surya menggunakan selubung vakum.

  2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi kompor energi surya dengan menggunakan selubung vakum yang dapat diterima oleh masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

  3. Dapat mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar dan minyak bumi untuk memasak.

1.4 Batasan Masalah

  Penerapan kompor surya di masyarakat ditentukan oleh unjuk kerja yang dapat dihasilkan. Pada umumnya kompor energi surya jenis parabola piringan tidak dilengkapi selubung vakum pada bagian absorber sehingga kerugian panas yang ditimbulkan cukup besar. Untuk meningkatkan unjuk kerja kompor energi surya adalah dengan cara memberi selubung vakum pada absorber (panci pemasak) hal ini bertujuan memperkecil kerugian panas yang ditimbulkan sehingga unjuk kerja kompor energi surya dapat menghasilkan unjuk kerja yang lebih baik.

  Dari perbedaan karakteristik kompor energi surya tersebut maka unjuk kerja yang dihasilkan sangat bergantung pada kondisi cuaca dimana kompor energi surya tersebut digunakan. Pada penelitian ini akan digunakan 2 (dua) jenis absorber kompor energi surya jenis parabola piringan yakni: (1)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  5 kompor energi surya jenis parabola piringan menggunakan selubung vakum pada bagian absorber, (2) kompor energi surya jenis parabola tanpa menggunakan selubung vakum pada bagian absorber untuk meneliti pengaruh penggunaan selubung vakum terhadap unjuk kerja kompor energi surya.

  Tingkat kevakuman selubung pada absorber juga akan divariasi sebanyak 3 (tiga) variasi yakni 0 kPa, -6,3 kPa dan -16,7 kPa. Unjuk kerja kompor energi surya dinyatakan dengan daya dan efisiensi yang dihasilkan. Pada perhitungan daya laten dan efisiensi laten lama waktu pemanasan (Δ t) diambil pada temperatur tertinggi saja hal ini disebabkan karena peneliti tidak tahu pasti pada temperatur berapa air berubah menjadi uap.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

  Kompor surya jenis parabola piringan (Gambar 2.1) terdiri dari reflektor, struktur pendukung dan panci pemasak. Pada kompor surya jenis parabola piringan energi panas surya diterima reflektor dan dipantulkan secara fokus ke absorber (panci pemasak). Fokus kompor surya jenis parabola piringan ini berbentuk titik sehingga temperaturnya cukup tinggi. Jika absorber dilengkapi selubung vakum maka panas dari absorber tidak mudah keluar lagi sehingga kerugian panas yang terjadi kecil dan unjuk kerja yang dihasilkan diharapkan dapat lebih baik.

  1

  2

  3 Gambar 2.1. Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan bagian 1 adalah kolektor, 2 panci masak dan 3 adalah struktur pendukung

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  7

  

1

  2

  5

  

3

  4

a b

Gambar 2.2 Perbedaan panci tanpa selubung (a) dan panci menggunakan selubung (b) dengan 1 adalah tutup panci, 2 adalah selubung vakum, 3 adalah manometer, 4

  adalah katup vakum, dan 5 adalah panci.

2.2 Unjuk Kerja Kompor Surya

  Unjuk kerja kompor surya jenis parabola piringan ditentukan oleh efisiensi (sensibel dan laten) dan daya (sensibel dan laten) yang dapat dihasilkan. Efisiensi sensibel didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam

  O panci pemasak dari temperatur awal sampai 95 C dengan jumlah energi surya

  O yang datang selama interval waktu tertentu. Pemilihan temperatur akhir 95 C dimaksudkan agar tidak terjadi pendidihan pada kondisi akhir air.

   m . C . T W P

  (I)  

  S t A G . dt

  C 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  8 Daya sensibel adalah laju energi sensibel yang digunakan untuk memanaskan air dan dinyatakan dengan persamaan :

  .

m . C .  T

  (II) W P

  Q  h

  



t

Daya laten adalah laju aliran energi yang dipakai untuk mendidihkan

sejumlah massa air selama waktu tertentu dan dapat dihitung dengan

persamaan : . m . h

  W fg (III)  Q b

   t Efisiensi laten didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi

yang digunakan dalam proses pendidihan dengan jumlah radiasi surya yang

datang selama waktu tertentu. Efisiensi laten dapat dihitung dengan

persamaan : m . h

  W fg (IV)   b t

  A G . dt C  dengan :

2 A C : luasan kolektor (m )

  C : panas jenis air (J/(kg.K)) P dt : lama waktu pemanasan (detik)

  2 G : radiasi surya yang datang (W/m )

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  9 m W : laju a Δ

  T : kenai Δ t : lama w h fg : panas l

  G : radiasi Berikut ini adalah per dan absorber yang tida

Gambar 2.3 PGambar 2.4 P Gambar 2.3

  vakum dan panci pengambilan data sehingga radiasi

  9 u aliran massa air (kg) naikan temperatur air (

  

O

  C) a waktu pemanasan (detik) nas laten air (J/(kg)) diasi surya yang datang (W/m

  2 ) h perinsip kerja absorber yang menggunakan selubun tidak menggunakan selubung vakum r 2.3 Perinsip kerja absorber tanpa selubung vakum

  2.4 Perinsip kerja absorber menggunakan selubung 2.3 dan 2.4 merupakan panci yang mengguna ci yang tidak menggunakan selubung vakum ta kedua jenis panci tersebut dilakukan sec si surya yang datang besarnya sama. Pada

  9 lubung vakum vakum lubung vakum ggunakan selubung kum. Pada setiap secara bersamaan

  Pada panci yang

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  10

menggunakan selubung vakum memiliki tiga (3) cara kerugian perpindahan

panas yaitu perpindahan panas secara radiasi, konveksi dan konduksi.

  

Sedangkan panci tanpa selubung memilik dua (2) cara kerugian panas yaitu

radiasi dan konveksi. Sebagian radiasi surya yang datang kepanci pemasak ada

yang terpantul kembali kelingkungan. Panci yang menggunakan selubung

radiasi yang terpantul lebih besar dibandingkan dengan panci tanpa selubung.

  

Hal ini disebabkan karena nilai absorbsivitas material tersebut, semakin besar

nilai absorbsivitas material maka material tersebut semakin baik menyerap

energi panas. Kerugian panas secara konveksi juga terjadi pada dua jenis panci

pemasak ini, kerugian panas secara konveksi pada panci menggunakan

selubung lebih kecil dibandingkan dengan panci tanpa selubung. Hal ini

disebabkan karena panci tanpa selubung permukaannya besentuhan langsung

dengan udara sekitar (perpindahan panas konveksi secara alami) sedangkan

panci yang menggunakan selubung vakum panci dilapisi oleh selubung dan

ruang hampa udara (perpindahan panas konveksi secara paksa). Semakin

vakum selubung diharapkan kerugian panas yang ditimbulkan secara konveksi

akan semakin kecil. Namun panas yang diserap oleh panci menggunakan

selubung vakum lebih kecil dibandingkan dengan panci tanpa selubung. Hal ini

disebabkan karena energi panas yang datang kepanci yang menggunakan

selubung diserap oleh lapisan kaca selubung terlebih dahulu dan diteruskan

kembali ke dinding panci pemasak. Semakin tebal kaca selubung yang

digunakan maka panas yang diserap oleh kaca tersebut akan semakin besar, hal

ini akan merugikan karena energi panas yang masuk kedalam panci pemasak

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  11 akan semakin mengecil. Sedangkan panci tanpa selubung energi panas langsung terserap oleh panci pemasak dan langsung diteruskan untuk memanaskan fluida yang ada didalam panci tersebut. Sehingga tingkat pemanasan yang diterima fluida kerja pada panci tanpa selubung cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan panci tanpa selubung.

2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

  Nusa Tenggara Timur merupakan propinsi termiskin di Indonesia disusul Lampung, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat dan Sulawesi Tenggara.

  Masyarakat di daerah-daerah ini umumnya memanfaatakan kayu bakar untuk memasak. Penggunaan kompor surya merupakan salah satu cara untuk mencegah kerusakan hutan (Suharta et al, 2005). Penggunaan kompor surya jenis parabola di India masih dibawah biogas. Kelemahan kompor surya jenis parabola adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih kompor surya jenis ini tidak dapat menyimpan energi surya yang berlebih (Doraswami, 1994).

  2 Kompor surya jenis kolektor datar (1,97 m ) menggunakan dua panci pemasak (8 liter) menghasilkan efisiensi sensibel antara 0,3 sampai 0,36 dan efisiensi laten sekitar 0,49 (Silva et al, 2005). Penelitian kompor surya jenis kolektor

  2 datar (4 m ) di Brazil menggunakan satu tangki penyimpan panas (50 liter), 5 katup kontrol, 3 panci pemasak dan satu oven menghasilkan efisiensi sensibel antara 0,34 sampai 0,38 dan efisiensi laten sekitar 0,30. (Silva et al, 2002).

  Kompor surya jenis kolektor datar dengan fluida kerja minyak tumbuhan diperkenalkan ke beberapa negara (India, Mali, Chili dan Argentina). Fluida

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  12 O

kerja dapat mencapai temperatur 240 C pada tekanan udara sekitar (Schwarzer

  2

dan Krings, 1996). Oven surya jenis kolektor datar (0,95 m ) dengan 6 pipa

vakum (panjang 1,8 m, diameter 27,2 mm dan lebar reflektor 0,63 m), fluida

kerja minyak tumbuhan dan satu panci pemasak (5 liter) menghasilkan

  O temperatur 252

  C. (Balzar et al, 1996). Kompor surya jenis kolektor datar di

India menggunakan panci masak bertekanan, 12 pipa vakum (panjang 1,8 m

dan diameter 63,5 mm) dapat mendidihkan air 4 sampai 8 kg dalam waktu 100

menit dan 140 menit untuk massa air 14 kg. Temperatur yang dapat dicapai

  O

lebih tinggi dari kompor surya jenis kolektor datar tanpa pipa vakum (250

  C)

(Kumar et al, 2001). Kompor surya jenis kolektor datar dengan penyimpan

panas dan kolektor yang dilengkapi tabung vacum dan reflektor menghasilkan

  O O

temperatur antara 130 C sampai dengan 160 C (Morrison et al, 1993).

  

Penelitian kompor surya jenis kolektor datar menggunakan tabung vakum dan

bahan penyimpan panas yang dapat berubah fasa (erythritol) di Jepang

O O

menghasilkan temperatur 110 C sampai 130

  C. Temperatur tangki penyimpan O

panas setelah melewati malam dapat dipertahankan sekitar 75 C (Sharma dan

Sagara, 2004).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Skema Alat Penelitian

  Kompor surya jenis parabola piringan pada penelitian ini terdiri dari 2 (dua) konfigurasi alat :

  1. Kompor surya jenis parabola piringan menggunakan selubung vakum pada absorber

  2. Kompor surya jenis parabola piringan menggunakan absorber tanpa selubung vakum

  1

  3

  2 Gambar 3.1 Bagian-bagian kompor surya jenis kolektor parabola piringan bagian

1 adalah kolektor, 2 adalah panci masak dengan selubung dan 3 adalah struktur

pendukung

  

13

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  14 Selain alat utama seperti Gambar 3.1, digunakan alat-alat pendukung sebagai berikut :

  1. Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu dari selisih temperatur yang terjadi.

  2. Solar meter

Digunakan untuk mengukur intensitas energi surya yang datang

  3. Termokopel Digunakan untuk megetahui temperatur air yang dimasak dan temperatur fluida kerja.

  4. Gelas ukur Dipakai untuk menghitung volume air yang dimasak.

  5. Pompa Vakum Dipakai untuk mengeluarkan udara didalam selubung vakum pada absorber.

  6. Logger Dipakai untuk mencatat temperatur tiap waktu

3.2 Variabel Yang Divariasikan

  Variabel yang divariasikan pada penelitian ini adalah kompor surya jenis parabola piringan menggunakan absorber tanpa selubung vakum dan kompor surya jenis parabola piringan menggunakan selubung vakum pada absorber.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  15 Dengan tingkat kevakuman absorber yang diberikan dari 0 kPa, -6,3 kPa, dan -16,7 kPa.

3.3 Variabel Yang Diukur

  Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah

Gambar 3.2 Posisi termokopel pada kompor surya jenis parabola piringan

  1. Radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G)

  2. Temperatur air dalam panci pemasak (T W )

  3. Temperatur panci pemasak (T ) P

  4. Lama waktu pemanasan air dalam panci pemasak

  5. Temperatur udara sekitar (Ta) Temperatur diukur dengan termokopel dan radiasi surya diukur dengan solar meter. Posisi termokopel pada alat dapat dilihat pada Gambar 3.2.

3.4 Prosedur Penelitian

  Prosedur penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  16

  1. Mempersiapkan kompor surya jenis parabola piringan masing-masing 2 (dua) alat (menggunakan selubung vakum dan tidak menggunakan selubung vakum).

  2. Salah satu selubung absorber pada tiap jenis alat divakum.

  3. Mencatat T ,T , T dan G tiap 3 menit. a P w

  4. Mengisi panci pemasak dengan 2,1 liter air

  5. Mencatat waktu dan temperatur air dalam panci pemasak (T W ) sampai air O O mulai mendidih (95 C sampai 100

  C)

  6. Setelah pengambilan data selesai ukurlah sisa air yang tersisa untuk mengetahui besarnya volume air yang menguap.

  

7. Mengulangi langkah 2 sampai 6 dengan tingkat kevakuman yang berbeda.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

  81 59 190

  31

  78 62 630

  22 63 163

  85

  80

  32

  90

  23 66 154

  88

  88

  30

  70 62 146

  24 69 143

  81

  78

  92

  97 58 1020

  21 60 173

  83

  17 48 170

  78

  80

  32

  96 55 1060

  18 51 178

  81 32 100 59 1064

  91 57 258

  19 54 179

  80

  80 35 100 58 1064

  20 57 184

  82

  81

  32

  32

  80

  25 72 148

  80

  83

  78

  34

  99 61 1032

  32 93 148

  83

  32

  83 63 302

  99 62 1015

  33 96 151

  80

  79

  32

  91 58 892 Panci Tanpa Selubung No Waktu, menit Temperatur °C

  Panci Dengan Selubung (0 Kpa) Temperatur °C G (W/m² )

  31 90 132

  32

  32

  79 32 112 60 1017

  78 31 113 57 1050

  26 75 149

  80

  78 32 112 60 1054

  27 78 149

  80

  28 81 148

  81

  80

  78 32 107 59 1030

  29 84 149

  83

  80 34 105 61 1035

  30 87 142

  81

  96 57 966

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung 0 kPa.

  

Ts Tp Tw Ta Tp Tw

  57

  4 9 112

  51

  36

  32

  66 30 1001

  5 12 125

  41

  32

  35

  74 37 1032

  6 15 132

  57

  42

  34

  76 38 945

  52 25 1018

  32

  58

  3

  1

  31

  37

  34

  29

  31 38 1031

  2

  35

  38

  35

  30

  32

  43 27 967

  3

  6

  87

  7 18 143

  46

  80

  34

  96 57 1068

  12 33 164

  74

  70 32 105 60 1020

  13 36 159

  79

  78

  75 62 141

  64

  14 39 154

  75

  73 34 110 51 1025

  15 42 157

  75

  74 35 109 57 972

  16 45 163

  35

  71

  35

  65

  82 44 930

  8 21 152

  60

  51

  37

  90 47 930

  9 24 159

  56

  11 30 165

  35

  94 51 1050

  10 27 164

  67

  58

  34

  99 54 976

  80

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  94

  32

  92 65 750 69 204 166

  87

  79 32 100 61 974 70 207 173

  90

  80 36 103 67 949 71 210 177

  83

  93

  32

  97 85 926 72 213 177

  95

  81

  36

  94 82 935 73 216 174

  83

  81 36 104 65 1034 68 201 170

  80

  80 31 100 63 961 64 189 173

  80 31 100 66 983 62 183 165

  87

  80

  32

  99 65 940 63 186 169

  87

  91

  94

  82 31 103 65 942 65 192 174

  95

  83

  35

  96 65 925 66 195 173

  93

  81 34 104 65 1006 67 198 177

  92

  32

  96 67 955 61 180 157

  81

  92 75 658 79 234 173

  87

  80

  36

  92 77 821 80 237 171

  91

  35

  80

  89 78 765 81 240 173

  90

  80

  27

  88 74 740 No Waktu, menit

  

Panci Dengan Selubung (0 Kpa) Panci Tanpa Selubung

G (W/m² )

  

Temperatur °C Temperatur °C

  36

  91

  99 78 954 74 219 179

  37

  93

  81

  36

  92 80 890 75 222 177

  91

  81

  91 77 950 76 225 173

  89 77 844 78 231 170

  89

  80

  37

  91 76 985 77 228 175

  91

  80

  35

  83

  18

Tabel 4.1 Data pertama menggunakan panci dengan selubung dan panci tanpa selubung 0 kPa (lanjutan).

  80 34 104 75 1042 42 123 165

  80 32 110 75 1069 40 117 163

  80

  81

  35

  99 77 1090 41 120 163

  79

  80

  86 34 114 63 1034 39 114 158

  82 37 106 76 1040 43 126 165

  80

  81 35 110 76 1035 44 129 165

  80

  78 32 102 75 1010 45 132 166

  81

  78

  83

  81

  81

  

Ts Tp Tw Ta Tp Tw

  34 99 152

  85

  82

  34

  90 62 1040 35 102 148

  80

  81 35 105 60 1023 38 111 163

  34

  99 61 1060 36 105 157

  87

  83

  32

  96 65 1052 37 108 156

  78

  80 32 105 77 1028 46 135 169

  80 35 115 77 1036 47 138 158

  81

  81

  82

  80 35 107 75 1012 55 162 166

  83

  82 35 102 74 1000 56 165 169

  83

  82 36 100 74 1032 57 168 167

  81

  80

  32

  99 67 1023 58 171 170

  80

  80 36 105 67 950 59 174 167

  82

  80 34 103 67 806 60 177 167

  83

  80 35 105 73 952 54 159 161

  80 36 102 73 906 53 156 156

  91

  86

  88

  32

  73 82 284 48 141 150

  93

  81 32 113 78 1010 49 144 156

  89

  32

  80

  80 81 320 50 147 143

  88

  85

  32

  72 79 162 51 150 144

  81

  80 32 102 70 1065 52 153 149

  34

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  75