Kompor surya menggunakan penyimpan panas dengan variasi fluida kerja - USD Repository

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN

  

VARIASI FLUIDA KERJA

SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

  

Program Studi Sains dan Teknologi

Oleh:

Indratno Wahyujati

  NIM : 075214039

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA SOLAR COOKER USING THERMAL STORAGE WITH WORKING FLUID VARIATION FINAL ASSIGNMENT Presented as a meaning To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical Engineering study program by Indratno Wahyujati Student Number : 075214039

  MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  SKRIPSI KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN

  VARIASI FLUIDA KERJA Oleh: Indratno Wahyujati NIM : 075214039

  Telah disetujui oleh: Pembimbing I Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.

  SKRIPSI KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN

  VARIASI FLUIDA KERJA Oleh: Indratno Wahyujati NIM : 075214039

  Telah disetujui oleh: Pembimbing I Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.

  SKRIPSI KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN

  VARIASI FLUIDA KERJA Oleh: Indratno Wahyujati NIM : 075214039

  Telah disetujui oleh: Pembimbing I Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

SKRIPSI SKRIPSI SKRIPSI

KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN

VARIASI FLUIDA KERJA

  

VARIASI FLUIDA KERJA

Disiapkan dan ditulis oleh Disiapkan dan ditulis oleh Disiapkan dan ditulis oleh

Indratno Wahyujati Indratno Wahyujati Indratno Wahyujati

NIM : 075214039 NIM : 075214039 NIM : 075214039

  

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji

Pada tanggal 11 Januari 2010 Pada tanggal 11 Januari 2010 Pada tanggal 11 Januari 2010

Dan dinyatakan memenuhi syarat Dan dinyatakan memenuhi syarat Dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji Susunan Panitia Penguji Susunan Panitia Penguji

  Nama Lengkap Nama Lengkap Nama Lengkap Tanda tangan Tanda tangan Tanda tangan Ketua Ketua Ketua

D. Doddy Purwadianto, S.T., M.T.

  

D. Doddy Purwadianto, S.T., M.T.

Sekretaris Sekretaris Sekretaris Ir. Rines, M.T. Ir. Rines, M.T. Ir. Rines, M.T. Pembimbing Pembimbing Pembimbing Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.

  

D. Doddy Purwadianto, S.T., M.T. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini, tidak

memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam

kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 11 Januari 2011 Penulis Indratno Wahyujati PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRAK

Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar dan

minyak bumi untuk memasak telah banyak penelitian dilakukan untuk

meningkatkan efisiensi tungku kayu tradisional dan mencari sumber energi

alternatif untuk memasak. Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi

  2

  

energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m sehingga

cukup memadai untuk membuat kompor dengan energi surya. Tujuan penelitian

adalah mengetahui unjuk kerja kompor yang meliputi temperatur maksimal,

efisiensi kompor, efisiensi sensibel dan efisiensi laten yang dapat dihasilkan.

  Kompor surya kolektor parabola silinder terdiri dari 1 pipa absorber tembaga

berdiameter 1 inci dengan panjang 1 m, menggunakan variasi ketinggian kompor,

selubung kaca dan reflektor berukuran 1,5 m x 1 m, kompor yang terbuat dari plat

tembaga berukuran 16 cm x 16 cm x 4 cm, dan dengan variasi fluida kerja.

Variabel yang divariasikan adalah fluida kerja yaitu oli mesin, minyak tumbuhan

  2

  

dan air dengan luas reflektor 0,8 m . Variabel yang diukur meliputi temperatur

fluida kerja masuk pipa absorber (T

  1 ), temperatur udara sekitar (Ta), radiasi surya

  

yang datang pada permukaan miring reflektor (G), temperatur fluida kerja keluar

pipa absorber (T

  2 ), temperatur air dalam panci pemasak (T 3 ), temperatur tangki

  penyimpan (T 4 ), dan lama waktu pemanasan air dalam panci pemasak.

  Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut: telah berhasil dibuat kompor surya jenis parabola silinder dengan

penyimpan panas menggunakan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang

dapat didukung kemampuan industri lokal. Dari penelitian diperoleh, temperatur

air maksimal (T3) terdapat pada kompor dengan fluida kerja air dengan suhu 73°C

pada pengambilan data pertama sedangkan pada kompor dengan variasi minyak

tumbuhan dan kompor dengan fluida kerja oli mesin hanya mencapai 69°C dan

72°C. Efisiensi kompor tertinggi terdapat pada kompor dengan fluida kerja

minyak tumbuhan yang mencapai 20,36%, efisiensi sensibel tertinggi terdapat pada kompor dengan fluida kerja minyak tumbuhan mencapai 2,57%. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : INDRATNO WAHYUJATI

  Nomor Mahasiswa : 075214039

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : KOMPOR SURYA MENGGUNAKAN PENYIMPAN PANAS DENGAN

  VARIASI FLUIDA KERJA

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-

ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,

mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun

memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 11 Januari 2011 Yang menyatakan ( INDRATNO WAHYUJATI )

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan

karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

dengan lancar dan tepat pada waktunya. Tugas akhir ini adalah salah satu syarat

untuk mencapai derajat sarjana S – 1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains

dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Sekarang telah memasuki era globalisasi sehingga banyak tenaga kerja

yang terampil dan berkualitas dibutuhkan oleh perusahaan-perusahaan. Oleh

sebab itu, Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta telah mempersiapkan mahasiswa dengan melatih

keterampilan melalui Tugas Akhir ini sebagai bekal masuk dalam dunia kerja.

Penulis mengharapkan hasil yang maksimal dari Tugas Akhir yang dilaksanakan

selama kurang lebih 1 semester di Kampus III Universitas Sanata Dharma

Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta.

  Penulis telah membuat laporan hasil dari Tugas Akhir yang telah diadakan

dan dilaksanakan di Kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan,

Maguwoharjo Yogyakarta. Dalam laporan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada :

  1. Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Budi Sugiharto , S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan / Prodi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  3. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

  4. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  5. Sujatno, S.E. dan Endang Werdiningsih selaku orang tua yang selalu memberikan motivasi, tuntunan dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  6. Erna Sari Widy Astuti, S.E. selaku kakak yang memberikan dukungan dan doa sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

  7. Reny Puspitasari yang selalu memberi dukungan moral dan memberikan semangat.

  8. Yusuf Candra Agung dan Yustinus Trimariyanto yang membantu penulis dalam pengambilan data dan pengolahan data.

  9. Seluruh teman-teman satu angkatan dan satu jurusan yang telah membantu dalam pengambilan data.

  10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak

kesalahan-kesalahan yang tidak disengaja sehingga masih jauh dari harapan dan

kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang

membangun dari para dosen dan pembaca agar laporan ini berguna bagi penulis

pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Terima kasih.

  Yogyakarta, 11 Januari 2011 Penulis Indratno Wahyujati

  

DAFTAR ISI

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

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

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

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

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

ABSTRAK ........................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii

DAFTAR ISI....................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi

DAFTAR TABEL.............................................................................................. xiv

BAB I .................................................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

  1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 3

  1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 4

  1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4

  1.5 Batasan Masalah ......................................................................................... 4

  

BAB II................................................................................................................... 5

  2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ............................................................. 5

  2.2 Dasar Teori.................................................................................................. 6

  2.3 Rumus Perhitungan ..................................................................................... 8

  

BAB III ............................................................................................................... 10

  3.1 Skema Alat.............................................................................................. 131 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3.4 Variabel yang divariasikan...................................................................... 133

  3.5 Peralatan Pendukung............................................................................... 144

  3.6 Variabel yang diukur............................................................................... 144

  3.7 Langkah penelitian.................................................................................. 155

  3.8 Pengolahan dan analisa data ................................................................... 166

  

BAB IV ............................................................................................................... 17

  4.1 Data Penelitian ........................................................................................ 177

  4.2 Pengolahan Data ..................................................................................... 244

  4.3 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan............................................... 30

  

BAB V ................................................................................................................ 37

  5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 39

  5.2 Saran ......................................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 41

LAMPIRAN........................................................................................................ 42

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Kolektor plat parabola jenis tabung ..................................................... 6Gambar 2.2. Kompor surya tampak samping .......................................................... 7Gambar 3.1. Komponen Kompor Surya Tipe Parabola Silinder dengan Penyimpan Panas ............................................................................... 11Gambar 3.2. Peletakkan Termokopel dan Ukuran.................................................. 12Gambar 4.1. Grafik Hubungan Temperatur Saluran Keluar Pipa Absober (T

  2 ), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor dengan

  Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Pertama ........................................................................................... 18

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Temperatur Air dalam Panci Pemasak (T

  3 ),

  Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor dengan Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Pertama....... 19

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Temperatur Fluida Kerja Dalam Panci Pemasak (T

  4 ), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor

  dengan Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Pertama ................................................................................... 19

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Temperatur Saluran Keluar Pipa Absober (T ), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor dengan

  2 Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan,

  dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Kedua... 21

Gambar 4.5. Grafik Hubungan Temperatur Air dalam Panci Pemasak (T

  3 ),

  Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor dengan Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Kedua ......... 21

Gambar 4.6. Grafik Hubungan Temperatur Fluida Kerja Dalam Panci Pemasak (T

  4 ), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor

  dengan Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Kedua......................................................................................... 22

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Temperatur Saluran Keluar Pipa Absober (T

  2 ), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Kompor dengan

  Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Ketiga ..... 23

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Temperatur Air dalam Panci Pemasak (T

  3 ),

  Radiasi Surya (G) dengan Waktu pada Kompor dengan Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Ketiga ............ 23

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.9. Grafik Hubungan Temperatur Fluida Kerja Dalam Panci Pemasak (T ), Radiasi Surya (G) dengan Waktu pada Kompor

  4

  dengan Variasi Oli Mesin, Kompor dengan Variasi Minyak Tumbuhan, dan Kompor dengan Variasi Air pada Pengambilan Data Ketiga ........................................................................................ 24

Gambar 4.10. Grafik Hubungan Efisiensi (η), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Pengambilan Data Pertama ....................................................... 31Gambar 4.11. Grafik hubungan Efisiensi (η), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Pengambilan Data Kedua .......................................................... 32Gambar 4.12. Grafik hubungan Efisiensi (η), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Pengambilan Data Ketiga .......................................................... 33Gambar 4.13. Grafik hubungan Efisiensi Sensibel (ηs), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Pengambilan Data Pertama ............................................ 34Gambar 4.14. Grafik hubungan Efisiensi Sensibel (ηs), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Pengambilan Data Kedua ........................................35Gambar 4.15. Grafik hubungan Efisiensi Sensibel (ηs), Radiasi Surya (G) dan Waktu pada Pengambilan Data Ketiga ..................................... 36

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Pengambilan Data Pertama : Temperatur pada titik-titik pengukuran pada semua variasi fluida kerja. ........................................ 18Tabel 4.2. Pengambilan Data Kedua : Temperatur pada titik-titik pengukuran pada semua variasi fluida kerja. ........................................ 20Tabel 4.3. Pengambilan Data Ketiga : Temperatur pada titik-titik pengukuran pada semua variasi fluida kerja. ........................................ 22Tabel 4.4. Perhitungan Daya Sensibel, Faktor Pelepasan Panas (F R ), Efisiensi (η), dan Efisiensi Sensibel (η ) pada Pengambilan Data

  s

  Pertama ................................................................................................ 26

Tabel 4.5. Perhitungan Daya Sensibel, Faktor Pelepasan Panas (Fr), Efisiensi (η), dan Efisiensi Sensibel (η s ) pada Pengambilan Data

  Kedua .................................................................................................... 27

Tabel 4.6. Perhitungan Daya Sensibel, Faktor Pelepasan Panas (F ),

  R

  Efisiensi (η), dan Efisiensi Sensibel (η s ) pada Pengambilan Data Ketiga ...................................................................................................... 29

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar dan

minyak bumi untuk memasak telah banyak penelitian dilakukan untuk

meningkatkan efisiensi tungku kayu tradisional dan mencari sumber energi

alternatif untuk memasak. Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi

  2

  

energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m . 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

(dengan kompor surya jenis kotak atau parabola piringan) maupun tidak langsung

(dengan kompor surya jenis parabola silinder atau jenis pelat datar). Penggunaan

kompor ini juga sejalan dengan target pengurangan emisi karbondioksida di

atmosfer (berdasarkan Protokol Kyoto).

  Kompor surya yang paling umum dimasyarakatkan di Indonesia dan

negara berkembang lain adalah jenis kotak dan jenis parabola piringan, hal ini

disebabkan pembuatan kedua jenis kompor surya ini relatif mudah dan murah.

Tetapi di beberapa negara/ daerah kedua jenis kompor surya ini sulit diterima

masyarakat, hal ini disebabkan karena cara memasak dengan kedua jenis kompor

surya ini berbeda dengan kebiasaan memasak masyarakat. Kebiasaan memasak

masyarakat diantaranya : (1) memasak dilakukan di dalam ruangan, (2) waktu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

memasak pagi, siang dan malam, (3) cara memasak dengan mengukus atau

menggoreng.

  Cara memasak dengan kompor surya jenis parabola piringan dilakukan di

luar ruangan sehingga kurang nyaman karena orang yang memasak harus

berjemur di bawah radiasi surya. Kompor surya jenis kotak hanya dapat

memanggang dan mengukus tetapi tidak dapat digunakan untuk menggoreng.

  

Kelemahan lain dari kedua jenis kompor surya tersebut adalah hanya dapat

dipakai pada saat radiasi surya cukup banyak (pada siang hari dan cuaca tidak

mendung). Selain itu umur pemakaian kedua jenis kompor surya umumnya ini

tidak lama.

  Beberapa negara seperti India, Mali, Chili, Argentina dan Jerman

dikembangkan kompor surya menggunakan media penyimpan panas jenis

parabola silinder atau jenis pelat datar yang cara pemakaiannya lebih sesuai

dengan kebiasaan memasak di masyarakat. Dengan kompor surya jenis kolektor

parabola silinder atau jenis pelat datar ini proses memasak dapat dilakukan di

dalam ruangan. Jika dilengkapi dengan penyimpan panas dengan kapasitas yang

memadai maka proses memasak dapat dilakukan pada pagi, siang dan malam hari.

Cara memasak mengukus, memanggang dan menggoreng dapat dilakukan dengan

kedua jenis kompor surya ini. Keuntungan lain dari kompor surya jenis parabola

silinder atau pelat datar ini adalah keandalan, kenyamanan pemakaian, perawatan

yang mudah dan umur pakai yang lama. Kelemahan dari kompor surya jenis

parabola silinder atau jenis pelat datar adalah pembuatannya yang memerlukan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

biaya yang lebih mahal dibandingkan kompor surya jenis kotak dan parabola

piringan.

  Pemanfaatan bahan dasar yang tersedia di pasar lokal merupakan cara

untuk menekan biaya pembuatan kompor surya jenis kolektor datar.

  

Penyederhanaan teknik pembuatan sampai tingkat teknologi yang dapat

dikerjakan oleh industri lokal merupakan cara mengatasi kendala teknologi

pembuatan kompor surya jenis parabola silinder. Pemanfaatan bahan dan

teknologi yang terdapat di pasar dan industri lokal akan mempengaruhi unjuk

kerja kompor surya jenis parabola silinder atau pelat datar ini.

  1.2 Perumusan Masalah Pada penelitian ini akan dibuat model kompor surya jenis parabola silinder

dengan penyimpan panas menggunakan bahan dan teknologi yang tersedia di

pasar dan industri lokal untuk mengetahui kemungkinan penerapannya di

Indonesia. Kemungkinan penerapan kompor surya jenis parabola silinder di

Indonesia ditentukan oleh unjuk kerja yang dihasilkan. Unjuk kerja kompor surya

ditunjukkan oleh temperatur maksimal, efisiensi kompor, efisiensi sensibel dan

efisiensi laten yang dapat dihasilkan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu:

  1. Membuat model kompor surya jenis parabola silinder dengan penyimpan panas menggunakan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang dapat didukung kemampuan industri lokal.

  2. Mengetahui temperatur maksimal (temperatur air yang dipanaskan), efisiensi kompor, dan efisiensi sensibel yang dapat dihasilkan.

  1.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini :

  1. Menambah kepustakaan teknologi kompor tenaga surya.

  2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi kompor surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

  3. Mengurangi ketergantungan penggunaan kayu bakar dan minyak bumi sehingga kelestarian hutan dan alam dapat terjaga.

1.5 Batasan Masalah

  1. Unjuk kerja kompor surya ditunjukkan oleh temperatur maksimal, efisiensi kompor dan efisiensi sensibel yang dapat dihasilkan.

  2. Fluida kerja yang digunakan oli sebagai penyimpan panas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 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 kotak dan parabola di

India masih dibawah biogas. Hal ini disebabkan cara memasak dengan kompor

surya jenis kotak dan parabola berbeda dengan kebiasaan memasak masyarakat

India (Jagadeesh, 2000). Kelemahan kompor surya jenis kotak dan parabola

adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih kompor surya jenis ini tidak

dapat menyimpan energi surya yang berlebih (Doraswami, 1994). Kompor surya

  2

  

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

  2

  

0,49 (Silva et al, 2005). Penelitian kompor surya jenis kolektor 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).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2.2 Dasar Teori Kompor surya adalah alat yang dibuat untuk menggantikan kayu bakar

yang berfungsi untuk mendidihkan air dan memasak. Kelemahan kompor surya

jenis kotak dan parabola adalah pada saat radiasi surya yang ada berlebih, kompor

surya jenis ini tidak dapat menyimpan energi surya yang berlebih. Penggunaan

kompor surya hanya dapat dilakukan pada saat siang hari pada waktu terik

matahari.

  Kolektor plat parabola menggunakan cermin berbentuk parabolis untuk

merefleksikan radiasi surya dan mengkonsentrasikan energinya pada area

tertentu. Agar tetap dapat memfokuskan radiasi surya yang datang, kolektor ini

harus dapat bergerak mengikuti gerak matahari dari terbit sampai tenggelam.

  Ada 2 jenis kolektor plat parabola :

  1. Tabung (Cylindric)

  2. Piringan (Disc)

Gambar 2.1. Kolektor plat parabola jenis tabung

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Jenis trough berbentuk setengah tabung memanjang. Jenis ini dapat

menghasilkan temperatur 90ºC sampai 290ºC dengan efisiensi  maks 60% (pada

tengah hari) maksudnya 60% energi surya yang datang dapat dikonversi langsung

menjadi panas termal dan diserap fluida kerja.

  Pada aplikasi di industri, fluida panas dari kolektor umumnya dialirkan ke

penukar panas untuk proses uap atau panas. Temperatur yang dihasilkan ini juga

cukup untuk pembangkit listrik. Panas dari kolektor dapat menghasilkan energi

input ke mesin siklus uap Rankine konvensional.

  Mesin Rankine ini dapat menghasilkan daya listrik sampai 32 kW dan sisa

panas sebanyak 790 MJ. Daya listrik dan panas ini dipakai untuk kebutuhan

listrik, pemanasan dan pendinginan masyarakat sekitarnya.

  Kompor surya jenis parabola silinder umumnya terdiri dari pipa absorber

yang diselubungi kaca dan reflektor, panci pemasak dan dapat ditambahkan

sebuah tangki penyimpan panas sehingga proses memasak dapat dilakukan pada

malam hari. Reflektor berfungsi untuk memperbanyak jumlah radiasi surya yang

masuk ke dalam pipa absorber.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  C

  

  ) (

.

  2 .

  1

  1

     

  F R T T U G A T T C m F

        L a C PF

  1  

    G T T U F F a L R R

   









  : kalor jenis fluida kerja ( Kal/Kg C )   

  PF

  2.3. Rumus Perhitungan Efisiensi kolektor sangat menentukan unjuk kerja kompor secara

keseluruhan. Efisiensi kolektor merupakan fungsi temperatur fluida kerja masuk

kolektor, semakin rendah temperatur fluida kerja masuk kolektor efisiensi

kolektor akan semakin tinggi, efisiensi sebuah kolektor dapat dinyatakan dengan

persamaan : ( Arismunandar , 1995 ).

  (2.1) dengan : F R : Faktor pelepasan panas G : Radiasi yang datang (W/m

  ) T

  2

  : Massa fluida kerja dalam pipa di kolektor (Kg) A C : Luasan kolektor (m

  F

  (2.2) dengan : m

  .K) () : Faktor transmitan-absorpan kolektor Faktor pelepasan panas kolektor (F R ) dihitung dengan persamaan : ( Arismunandar , 1995)

  2

  : Koefisien kerugian (W/(m

  L

  U

  1 : Temperatur fluida kerja masuk kolektor (K)

  ) T a : Temperatur sekitar (K) T

  2

  2 : Temperatur fluida kerja keluar kolektor (K)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Koefisien kerugian U L tergantung dari beberapa parameter diantaranya

kualitas pipa absorber dan isolasi selubung kaca. Untuk perancangan praktis harga

2 U L sebesar 8 W/(m .K). ( Arismunandar , 1995 )

  Efisiensi sensibel didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi

yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam panci

  °

  pemasak dari temperatur awal sampai temperatur tertentu (95

  C) dengan jumlah

energi surya yang datang selama interval waktu tertentu. Pemilihan temperatur

  ° akhir 95 C dimaksudkan agar tidak terjadi pendidihan pada kondisi akhir air.

  ( Arismunandar , 1995 )  m . C . T

  

W P

 

  S t (2.3)

  A G . dt C

   dengan :

   S : efisiensi sensible m

  W : massa fluida air dalam panci pemasak ( Kg ) C P : kalor jenis fluida air dlam panic pemasak ( Kal/Kg C ) Daya sensibel adalah laju energi sensibel yang digunakan untuk memanaskan air dan dinyatakan dengan persamaan : ( Arismunandar , 1995 ) . m . C .  T

  

W P

Q 

  (2.4) h

   t dengan : Q H : Daya sensible ( Watt )

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Daya pendidihan adalah laju aliran energi yang dipakai untuk

mendidihkan sejumlah massa air selama waktu tertentu dan dapat dihitung dengan

persamaan : ( Arismunandar , 1995 ) . m . h

  W fg 

  Q (2.5) b

   t Q b : Daya laten ( Watt )

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 ( Arismunandar , 1995 )

    b t

  A G . dt C

  (2.6)  dengan : η : Efisiensi laten

  b

  h fg : koefisien udara

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB III BAB III BAB III METODE PENELITIAN METODE PENELITIAN METODE PENELITIAN

  3.1 Skema Alat Kompor energi surya pada penelitian ini terdiri dari 4 komponen utama: Kompor energi surya pada penelitian ini terdiri dari 4 komponen utama: Kompor energi surya pada penelitian ini terdiri dari 4 komponen utama:

  3.1 Skema Alat

  3.1 Skema Alat

  1. Reflektor.

  1. Reflektor.

  1. Reflektor.

  2. Pipa absorber.

  2. Pipa absorber.

  2. Pipa absorber.

  3. Panci pemasak berisi air.

  3. Panci pemasak berisi air.

  3. Panci pemasak berisi air.

  4. Panci pemasak berisi oli mesin, minyak tumbuhan dan air. Skema alat dan gambar rancangan dapat dilihat pada gambar : Skema alat dan gambar rancangan dapat dilihat pada gambar : Skema alat dan gambar rancangan dapat dilihat pada gambar :

  4. Panci pemasak berisi oli mesin, minyak tumbuhan dan air.

  4. Panci pemasak berisi oli mesin, minyak tumbuhan dan air.

Gambar 3.1. Komponen Kompor Surya Tipe Parabola Silinder dengan Penyimpan Gambar 3.1. Komponen Kompor Surya Tipe Parabola Silinder dengan Penyimpan Gambar 3.1. Komponen Kompor Surya Tipe Parabola Silinder dengan Penyimpan Panas Panas Panas

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3.2 Ukuran Alat dan Bahan

  3.2 Ukuran Alat dan Bahan

  3.2 Ukuran Alat dan Bahan

  1. Luasan kolektor lebar 0,8 m, panjang 1 m dan radius 0,5 m dengan bahan

  1. Luasan kolektor lebar 0,8 m, panjang 1 m dan radius 0,5 m dengan bahan aluminium. aluminium. aluminium.

  1. Luasan kolektor lebar 0,8 m, panjang 1 m dan radius 0,5 m dengan bahan

  2. Pipa Absorber panjang 1 m, diameter 3/4 inci dengan bahan tembaga.

  2. Pipa Absorber panjang 1 m, diameter 3/4 inci dengan bahan tembaga.

  2. Pipa Absorber panjang 1 m, diameter 3/4 inci dengan bahan tembaga.

  3. Selubung kaca pipa absorber dari kaca lampu neon.

  3. Selubung kaca pipa absorber dari kaca lampu neon.

  3. Selubung kaca pipa absorber dari kaca lampu neon.

  4. Pipa sirkulasi fluida kerja panjang 1,5 m, diameter 1/2 inci dengan bahan kuningan. kuningan. kuningan.

  4. Pipa sirkulasi fluida kerja panjang 1,5 m, diameter 1/2 inci dengan bahan

  4. Pipa sirkulasi fluida kerja panjang 1,5 m, diameter 1/2 inci dengan bahan

  5. Tabung ekspansi dari bahan kaleng bekas oli mesin.

  5. Tabung ekspansi dari bahan kaleng bekas oli mesin.

  5. Tabung ekspansi dari bahan kaleng bekas oli mesin.

  1 m 1 m 1 m R 0,5 R 0,5 R 0,5 m m m 0,8 m 0,8 m 0,8 m

  1 m 1 m 1 m 1,5 m 1,5 m 1,5 m

  30 Gambar 3.2. Peletakan Termokopel dan Ukuran. Gambar 3.2. Peletakan Termokopel dan Ukuran. Gambar 3.2. Peletakan Termokopel dan Ukuran.

  30

  30

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Keterangan :

  1. T berada pada ujung bawah saluran masuk (pipa penghubung) pada

  1 reflektor.

  2. T 2 berada pada saluran menuju panci pemasak.

  3. T 3 berada di bagian dalam tangki penyimpan air.

  4. T

  4 berada pada tangki penyimpan fluida kerja (oli mesin, minyak

  tumbuhan, air)

  3.3 Cara kerja alat Radiasi energi surya yang datang, dipantulkan oleh reflektor menuju pipa

absorber yang mengkonversikannya menjadi panas. Panas yang terjadi diambil

oleh fluida kerja (oli mesin, minyak tumbuhan, air) di dalam pipa absorber

sehingga temperatur fluida kerja tersebut akan naik. Kenaikan temperatur fluida

kerja ini menyebabkan rapat masanya turun sehingga fluida kerja dapat mengalir

secara alami ke panci pemasak yang berada di sebelah atas reflektor. Hal ini

terjadi secara berulang-ulang.

  3.4 Variabel yang divariasikan Variabel yang divariasikan meliputi beda fluida kerja yaitu : oli mesin,

  2 minyak tumbuhan dan air dengan luas reflektor 0,8 m .

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3.5 Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

a. Solar Meter Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi surya yang datang secara manual.

b. Stopwatch

  Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pengambilan data setiap 10 menit.

  c. Thermo Logger Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur pada reflektor, dan temperatur air pada panci pemasak setiap menit.

  e. Data Logger Alat ini digunakan untuk mencatat data hasil radiasi surya yang datang dan tercatat pada laptop secara otomatis.

  3.6 Variabel yang diukur Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah :

  1. Temperatur fluida kerja masuk pipa absorber (T1).

  2. Temperatur udara sekitar (Ta).

  3. Radiasi surya yang datang pada permukaan miring reflektor (G).

  4. Temperatur fluida kerja keluar pipa absorber (T2).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

7. Lama waktu pemanasan air dalam panci pemasak.

  Untuk pengukuran temperatur menggunakan termokopel dan untuk pengukuran radiasi surya menggunakan solar meter.

  3.7 Langkah penelitian Langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :

  1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti Gambar 3.1 sebanyak 3 alat yaitu kompor surya dengan luas reflektor 0,8 m

  2

  dengan variasi fluida kerja oli, minyak goring dan air.

  2. Mengisi panci pemasak dengan volume air 0,5 liter.

  3. Mengarahkan reflektor menghadap ke utara atau selatan sehingga mendapatkan radiasi surya sepanjang hari.

  4. Memasang thermo logger pada ketiga kompor surya yang akan diambil datanya.

  5. Mengukur temperatur fluida mula-mula yakni temperatur fluida kerja masuk pipa absorber (T1), temperatur fluida kerja keluar pipa absorber (T2), temperatur air dalam panci pemasak (T3) dan temperatur oli dalam panci pemasak (T4).

  6. Pengambilan data selanjutnya dilakukan tiap 10 menit.

  7. Data radiasi surya juga diambil secara manual menggunakan solar meter bersamaan dengan pencatatan data pada thermo logger.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3.8 Pengolahan dan analisa data Pengolahan data dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan

pada parameter-parameter yang diperlukan dengan menggunakan Persamaan (2.1)

dan Persamaan (2.2).