| dc.description.abstract | Kekurangan sistem pemanas air tenaga surya (PATS) yang menggunakan air sebagai penyimpan kalor sensibel adalah adanya potensi kebocoran dan sistemnya cenderung berat. Di sisi lain, phase change material (PCM) berpotensi menghasilkan sistem penyimpan termal dari energi matahari yang compact dan efisien karena memiliki keunggulan antara lain densitas energinya tinggi dan fluktuasi temperatur operasionalnya rendah. Salah satu golongan PCM adalah paraffin wax. Oleh karena itu paraffin wax memungkinkan diaplikasikan pada PATS.
Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah untuk mengeksplorasi potensi penggunaan paraffin wax bersama air sebagai media penyimpan kalor pada sistem PATS. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menyelidiki perilaku termal sistem PATS yang menggunakan paraffin wax sebagai penyimpan kalor, sedangkan tujuan khusus penelitiannya adalah: 1) Menganalisis evolusi temperatur air dan paraffin wax saat proses charging dan discharging, 2) Menyelidiki unjuk kerja termal sistem PATS yang menggunakan paraffin wax.
Penelitian ini dilakukan selama 2 tahun. Penelitian tahun pertama mengevaluasi unjuk kerja termal satu unit PATS menggunakan paraffin wax yang meliputi: 1) Proses charging, 2) Proses discharging kontinyu, 3) Proses discharging bertahap. Penelitian tahun kedua memakai dua unit PATS yaitu PATS dengan PCM dan PATS tanpa PCM. Fokus penelitian tahun kedua adalah membandingkan unjuk kerja termal kedua tipe PATS tersebut.
Pada penelitian tahun pertama, dibuat tangki horisontal berukuran panjang 122 cm dan diameter dalam 25 cm. Alat penukar kalor berupa susunan pipa tembaga dimasukkan ke dalam tangki. Pipa tembaga tersebut berukuran diameter luar 1 inci dan panjang 100 cm. Paraffin wax RT52 diisikan di dalam pipa-pipa. Kolektor matahari seluas 2 m2 dihubungkan dengan tangki PATS dengan tilt angle 15°. Termokopel dipasang baik pada sisi air maupun sisi PCM di beberapa lokasi. Untuk mengurangi kerugian termal pada tangki maka diberi insulasi berbahan glasswool. Setelah sistem terkoneksi dengan baik dan tidak terjadi kebocoran air maka pengujian dimulai. Sistem PATS diletakkan di outdoor dan diisi dengan air hingga penuh. Data pengujian yang diambil saat proses charging adalah intensitas radiasi matahari, temperatur udara luar, temperatur air dan PCM di dalam tangki. Saat proses discharging, data yang diambil adalah temperatur air dan PCM serta debit aliran air. Penelitian tahun kedua diawali dengan membuat tangki baru dengan ukuran yang sama dengan tangki di tahun pertama. Tangki baru ini tidak dipasang alat penukar kalor dan PCM. Beberapa lokasi di dalam tangki baru dipasang termokopel. Kemudian tangki baru dihubungkan dengan kolektor matahari. Setelah itu unit PATS baru diletakkan berdampingan dengan unit PATS tahun pertama. Pengujian kedua sistem PATS ini sama dengan tahun pertama yaitu proses charging dan discharging. Selain itu dilakukan uji stagnasi kedua sistem dimana tidak ada aliran air pada tangki. Data yang diambil adalah sama dengan pengujian tahun pertama
Pada saat Laporan Kemajuan ini dibuat, detail desain peralatan yang meliputi frame kplektor dan tangki, susunan dan kebutuhan luas permukaan heat exchanger, tangki air berkapasitas 60 liter dan posisi instalasi termokopel telah siap sehingga penelitian akan dilanjutkan dengan pembuatan barangnya. Beberapa peralatan seperti kawat termokopel, termometer 4-channel dan flow meter telah tersedia. | en_US |
