Pengaruh sudut datang sinar matahari
Download as DOC, PDF
0 likes2,226 views
Laporan praktikum mengenai pengukuran efisiensi pemanas air tenaga surya tipe plat dengan variasi sudut datang sinar matahari. Praktikum dilakukan untuk memahami faktor yang mempengaruhi efisiensi pemanas air surya dan pengaruh sudut datang sinar terhadap efisiensi. Hasilnya menunjukkan efisiensi dipengaruhi intensitas cahaya, sudut datang, dan laju aliran massa air. Semakin besar sudut datang, efisiensi se
Pengaruh sudut datang sinar matahari
- 1. LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KONVERSI ENERGI SURYA Pengukuran Efisiensi Pemanas Air Tenaga Surya Tipe Plat dengan Variasi Sudut Datang Sinar Matahari Dosen Pembimbing : Dr. Bayu Rudiyanto, ST, M.Si Disusun Oleh : Kelompok 1/ Gol. A 1. Ilham Nugroho Tri Laksono 2. Cholis Indra Masruri 3. Ma;rifah 4. Silfia Juliana Ingi Kollyn 5. M. Syafiudin 6. Yoecca Nasocha Ditya Rasha PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN JURUSAN TEKNIK POLITEKNIK ENEGRI JEMBER 2015
- 2. A. Dasar Teori Seperti diketahui sebelumnya bahwa performa kolektor surya plat datar amat dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari. Intensitas radiasi matahari pada suatu lokasi juga dipengaruhi beberapa hal, yaitu cuaca serta sudut datang sinar matahari di lokasi tersebut. Sudut datang matahari disebuah lokasi berbeda-beda tergantung dari garis lintangnya. Hubungan antara energi yang diterima oleh suatu permukaan dengan sudut datang sinar matahari ditunjukkan oleh persamaan berikut: Energi efektif = cos (sudut datang) x energi datang yang tegak lurus permukaan untuk kolektor surya plat datar yang posisinya tetap, maka efisiensi kolektor surya akan berubah tiap waktu, dimana pada daerah khatulistiwa intensitas radiasi mencapai maksimum pada tengah hari. Efek dari perubahan sudut datang sinar matahari dapat diukur dengan cara mengubah sudut dari permukaan kolektor surya pada sudut optimum. Untuk mengetahui pengaruh sudut datang sinar matahari ini, maka variabel-variabel pengukuran yang lain haruslah sama. B. Tujuan a. Memahami faktor-faktor yang berpengaruh terhadap efisiensi pemanas air tenaga surya tipe plat dasar. b. Memahami pengaruh sudut datang sinar matahari terhadap efisiensi pemanas air tenaga surya C. Alat dan Bahan a. Alat Peralatan yang dipakai pada praktikum ini adalah: Flate Plate Solar Enrgy Collector RE550 merk Hilton Selang
- 3. Pomp b. Bahan Bahan yang digunakan adalah: Air D. Prosedur Kerja a. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum b. Dengarkan dan tulis langkah-langkah kerjayang disampaikan oleh pembimbing praktikum baik dosen maupun teknisi c. Ukurlah variable-variabel yang didapat drai proses pengukuran dengan alat ukur yang disediakan d. Ulangi percobaan sampai beberapa kali sesuai dengan intruksi dari dosen atau teknisi
- 5. E. Data Hasil Praktikum a. Panel Angel : 300 ( Kelompok 3 4 ) Sample No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 q solar Solar Flux W/m2 872 870 883 866 862 855 848 839 826 820 T1 Water In 0 C 31,9 31,8 32,1 32,1 32,3 32,4 32,5 32,6 32,6 32,8 T2 Water to Panel 0 C 42,0 42,6 41,7 43,5 41,5 41,7 41,1 41,8 41,6 42,8 T3 Water to Drain 0 C 42,9 42,1 42,7 43,0 43,3 43,5 42,9 43 42,8 43,1 T4 Water Ambient Air 0 C 36,9 37,2 37,2 38,2 38,0 37,9 38,0 38,1 37,7 38,1 V Bleed Volume ml 310 260 300 322 309 302 31,9 300 301 290 t Time For Volume ml 6,12 5 5,75 6,3 6,03 5,97 6,34 6,16 5,78 6,19
- 6. mpanel Panel flow rate g/s 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Q SOLAR 1395,2 1392 1412,8 1385,6 1379,2 1368 1356,8 1342,4 1321,6 1312 T rata-rata 42,45 42,35 42,2 43,25 42,4 42,6 42 42,4 42,2 42,95 m Bleed 0,05 0,052 0,052 0,051 0,051 0,050 0,050 0,048 0,052 0,046 Q air 2299 2238,8 2304 2323,6 2344,9 2319,9 2173,6 2086,6 2217,0 1980,4 H1 164% 160% 163% 167% 170% 169% 160% 155% 167% 150% H2 32,9% 30,9% 31,3% 32,8% 33,3% 33,9% 32% 32,3% 32,2% 32,8%
- 7. b. Panel Angel : 200 ( Kelompok 1 2 ) Sample No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 q solar Solar Flux W/m2 867 943 950 956 951 951 950 939 938 924 T1 Water In 0 C 31.1 31.4 31.6 31.6 31.6 31.7 31.9 31.9 32.0 32.1 T2 Water to Panel 0 C 42.5 41.9 43.3 41 41.3 42,5 42 42.4 42.5 41.8 T3 Water to Drain 0 C 42.3 44 43.9 44.1 44.2 44.3 44.5 44.5 44.8 44.5 T4 Water Ambient Air 0 C 37.2 37.9 37.7 36.7 73.3 37.3 37.6 37.6 38.2 37.7 V Bleed Volume ml 260 260 270 260 260 428 321 371 372 390 t Time For Volume ml 5 5 5 5 5 7.89 5.8 7.36 7.32 7.27
- 8. mpanel Panel flow rate g/s 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Q SOLAR 1387.2 1508.8 1520 1529.6 1523.2 1521.6 1520 1502.4 1500.8 1478.4 T rata-rata 42.4 42.95 43.6 42.55 42.75 43.4 43.25 43.45 43.65 43.15 m Bleed kg/s 0.052 0.052 0.054 0.052 0.052 0.054 0.055 0.050 0.050 0.053 Q air 2434 2738.7 2776.3 2717 2738.7 2844.0 2896 2633 2675 2747 H1 175% 181% 182% 177% 179% 186% 190% 172% 178% 185% H2 67,5% 69,8% 67,6% 68,3% 69,1% 69,2% 69,3% 70,1% 71,3% 70,1% c. Tabel Hasil Praktikum Sebelumnya Sample No. 1 2 3 4 5 6 qSolar Solar Flux W/m2 995 925 943 927 930 980 T1 Water In o C 14,6 31,9 31,5 31,7 31,9 32,2 T2 Water to Panel o C 34,0 33,0 32,9 33,0 33,4 33,3 T3 Water to Drain o C 42,6 47,5 57,5 54,4 53,7 54,1 T4 Ambient Air o C 25,0 38,0 37,8 39,1 38,9 40,3 V Bleed Volume ml 500 350 330 330 300 310
- 9. T Time for Volume s 5 5 5 5 5 5 panel Panel Flow Rate g/s畊 10 10 10 10 10 10 Q solar 1592 1480 1508,8 1483,2 1488 1568 m bleed kg/s 0,0102 0,07 0,066 0,066 0,06 0,062 Q air 1193 4564,56 7172,88 6262,476 5467,44 5571,94 H1 75% 308,41% 475,40% 422,22% 367,43% 355,35% H2 73,5% 44% 72% 63,9% 61,2% 53,3%
- 10. F. Grafik Hasil Praktikum antara Efisiensi dan m bleed perhitungan
- 11. G. Grafik Hasil Praktikum antara Efisiensi dengan m bleed ketetapan.
- 12. H. Contoh Perhitungan a. m bleed menggunakan perhitungan Solar Fluks, q solar =872 W/m2 Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2 Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar : Qsolar = qsolar x Ap = 872 x 1,6 = 1395.2 W Suhu air dingin masuk, T1 = 31.9o C Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 42,9o C Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan : 畊bleed = Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah : Qair = 畊bleed x Cp x (T3 T1) = = Efisiensi sesaat dari kolektor :
- 13. b. m bleed sesuai ketetapan Solar Fluks, q solar =872 W/m2 Luas permukaan panel, Ap = 1,6 m2 Panas yang dihasilkan oleh kolektor sebesar : Qsolar = qsolar x Ap = 872 x 1,6 = 1395.2 W Suhu air dingin masuk, T1 = 31.9o C Suhu air keluar kolektor ke saluran buang, T3 = 42,9o C Laju aliran massa dari air yang dipanaskan ke saluran buang dihitung dengan : 畊bleed = Panas yang digunakan untuk memanaskan air di dalam kolektor adalah : Qair = 畊bleed x Cp x (T3 T1) = = Efisiensi sesaat dari kolektor :
- 14. I. Pembahasan Dari hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel hasil data diatas bahwa jumlah efisiensi yang dihasilkan oleh kolektor plat surya ketika besar sudut kolektor diubah berpengaruh terhadap nilai efisiensi yang didapatkan. Pada tabel diatas dituliskan ada dua efisiensi yaitu H1 dan H2, untuk nilai H1 diperoleh dengan menggunakan nilai hasil perhitungan secara keseluruhan dari pointnya akan tetapi pada H2 untuk niali dari m bleed kami menggunakan nilai yang sesuai dengan ketetapan atau nilai yang telah di setting pada alat sebelum dimulai pengambilan data. Hasil yang diperoleh dari kedua perhitungan itu juga sangat berbeda jauh apabila m bleed dihitung menggunakan rumus seperti perhitungan yaitu 畊bleed = maka nilai efisiensi yang diperoleh lebih dari 100% yang sangat tidak mungkin terjadi pada suatu alat akan tetapi apabila nilai m bleed yang digunakan yaitu nlai dari m panel flow rate dengan satuan yang sama yaitu gr/s maka nilai efisiensi yang diperoleh dibawah 100%. Nilai efisiesni yang dihasilkan oleh kolektor surya dengan pengaruh sudut dari kolektor diubah seperti pada sudut 15o , 20o dan 30o juga menhasilkan nilai yang berbeda. Pada saat kolektor diletakkan pada sudut 30o nilai efisiensi yang paling tinggi dihasilkan yaitu 33%, efisiensi tertinggi pada sudut 20o yaitu 71% sedangkan pada sudut 15o sesuai dengan hasil praktikum sebelumnya nilai efisiensi tertinggi yang dihasilkan yaitu 72o . Hal tersebut menunjukkan jika besarnya sudut dari permukaan kolektor yang menangkap sinar matahari untuk masuk ke kolektor sangat berpengaruh terhadap tingkat efisiensi dari kerja alat tersebut. Pada praktikum sebelumnya variabel yang dicari sama seperti praktikum yang ini akan tetapi sudut dari kolektor tidak diubah-ubah sehingga kami melihat
- 15. pengaruh dari nilai efisiensi hanya berdasarkan intensitas dari cahaya matahari dan juga m bleed dan nilai efisiensi yang dihasilkan lebih dari 100%. Selain pengaruh intensitas cahaya dan besarnya sudut nilai dari m bleed juga sangat berpengaruh terhadap nilai efisiensi. Nilai volume dan waktu yang dihasilkan berdasarkan contoh yang ada di BKPM yaitu 500 ml air selama 49 detik sedangkan pada saat pengukuran data yang didapat setiap kelompok rata-rata sama sekitar 300 ml setiap 5 detik.Nilai tersebut yang menyebabkan faktor pembilang untuk mencari nilai efisiensi lebih besar dari faktor penyebutnya dan menyebabkan nilai efisiensi yang dihasilkan lebih dari 100%. J. Kesimpulan. Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi dari kolektor surya plat datar dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, besar sudut datang sinar matahari serta nilai laju aliran massa dari air. Semakin besar nilai sudut datang sinar matahari maka semakin kecil efisiensi yang dihasilkan dari kolektor surya tersebut dan semakin kecil nilai sudut datang sinar matahari maka nilai efisiensi dari kolektor tersebut semakin besar, jadi besar sudut datang sinar matahari berbanding terbalik dengan nilai efisiensi dari pemanas air menggunakan kolektor surya plat datar.