Makalah Konversi Energi Surya

MAKALAH KONVERSI ENERGI SURYA “APLIKASI ENERGI SURYA PADA PADA KOMPOR SURYA” SURYA”

Dosen Pembimbing : Dr. Bayu Rudiyanto, ST, M.Si

Oleh : Silfia Juliana Ingi ollyn !B"#$#%#$$&

PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN JURUSAN TEKNIK  POLITEKNIK NEGERI JEMBER  2015

1.1 PENDAHULU PENDAHULUAN AN Potens Potensii energ energii surya surya 'ada 'ada suatu suatu (ilay (ilayah ah sangat sangat bergan bergantun tung g 'ada 'ada 'osisi 'osisi

antara matahari dengan )edudu)an (ilayah tersebut di'ermu)aan di'ermu)aan bumi. Potensi ini a)an berubah tia' (a)tu, tergantung dari )ondisi atmosfer, dan tem'at !garis lintan lintang& g& serta (a)tu !hari !hari dalam dalam tahun dan *am dalam hari&. hari&.

Indone Indonesia sia yang yang

 berada dalam (ilayah )hatulisti(a mem'unyai 'otensi energi surya yang +u)u'  besar se'an*ang tahunnya. Selain Selain men*ad men*adii sumber sumber energi energi bagi bagi sumber sumber energ energii lainny lainnya, a, energ energii surya surya sangat ber'otensi ber'otensi untu) dimanfaat)an dimanfaat)an se+ara langsung langsung sebagai sumber sumber energi energi alternatif. Pemanfaatan energi surya ini da'at dila)u)an se+ara termal mau'un melalui energi listri). Pemanfaatan se+ara termal da'at da'at dila)u)an se+ara langsung dengan membiar)an ob*e) 'ada radiasi Matahari, atau mengguna)an 'eralatan yang men+a)u' )ole)tor dan )onsentrator surya. da # +ara memanen dan memanfaat)an energi Matahari yang melim'ah yaitu dengan +ara merubah energi Matahari men*adi energi listri) !foto-oltai)&,  'anas !termal&. oto-oltai) meru'a)an alat/transdu+er untu) meng)on-ersi energi surya surya men*ad men*adii energ energii listri) listri)..

oto-o oto-olta ltai) i) terbuat terbuat dari dari bahan bahan semi)o semi)ondu ndu)to )tor. r.

0mumnya sel foto-oltai) dibuat dari )ristal sili)on, yang bersifa) semi)ondu)tor. Sam'ai saat ini ada tiga *enis foto-oltai), yaitu single +rystal sili+on, multy +rystal sili+on, amor'hous sili+on. Sedang)an 'anas !termal& dalam a'li)asinya banya)  banya)  diguna)an sebagai 'emanas dan 'iranti memasa). Terda'at tiga *enis )ole)tor  surya yang di)lasifi)asi)an )e dalam solar thermal +olle+tor system, yaitu : a. ole) ole)tor tor sury suryaa 'lat datar datar !flat1' !flat1'lat latee +olle+to +olle+tors& rs&  b. ole)tor surya ti'e )onsentrator !'araboli)& +. 2-a+u 2-a+uated ated Tube Tube 3olle+t 3olle+tors ors !fluida !fluida&& ole)tor yang mam'u menang)a' 'anas se+ara o'timal adalah )ole)tor ti'e )onsentration dimana *enis )ole)tor ini da'at menang)a' 'anas se+ara o'timal. Pada )onsentrator, radiasi di)onsentrasi)an 'ada titi) atau garis untu) )emudian  'anas

yang

dihasil)an

dimanfaat)an

untu)

Berdasar)an Berdasar)an 'rinsi' 'rinsi' 'eng)onsent 'eng)onsentrasian rasian +ahaya +ahaya

'roses1'roses

yang

sesuai.

)onsentrato )onsentratorr da'at dibeda)an dibeda)an

men*adi dua yaitu )onsentrator yang memili)i refle)tor !+ermin& dan )onsentrator  yang memili)i refra)tor !lensa&. Refle)tor be)er*a berdasar)an 'emantulan +ahaya sedang)an sedang)an refra)tor refra)tor berdasar)an berdasar)an

'embiasan 'embiasan +ahaya. +ahaya.

4asil 'emantulan 'emantulan atau

 'embiasan +ahaya tersebut )emudian diterima oleh re+ei-er. ara)teristi) dasar  sebuah refle)tor 'arabola sem'urna adalah refle)tor tersebut mengubah gelombang yang berbentu) bola menyinari dari sumber titi) ditem'at)an di fo)us men*adi gelombang 'lanar. Sebali)nya, seluruh energi yang diterima oleh  'iringan 'arabola dari sumber yang *auh di'antul)an sam'ai )e satu titi) 'ada fo)us 'arabola. 1.2 Kebuu!"# E#e$%&

ebutuhan a)an sumber energi di mu)a bumi ini sangat mem'engaruhi as'e) )ehidu'an di dalamnya dari hubungan energi dengan musim, 'emenuhan )ebutuhan 'o)o) ma)hlu) hidu', e)onomi bah)an )ebudayaan )ultural suatu )elom'o).

ebutuhan energi dalam rumah tangga yang sangat besar, untu) 

memasa) atau se)edar memanas)an air !5ilson and Maryam, #%%%&. enai)an bahan ba)ar 'ada tahun #%$# ini sema)in mem'ersulit e)onomi ra)yat golongan menengah )e ba(ah, sehingga banya) yang men+ari sumber  energi alternatif untu) mengatasi 'roblemati)a e)onomi. ayu ba)ar yang dahulu tergeser oleh minya) tanah dan gas el'i*i mulai diminati )embali. uantitas dan )ualitas )ayu ba)ar untu) saat ini tida) da'at di*adi)an andalan. 2nergi alternatif  lainnya yang da'at di'ilih adalah +ahaya Matahari yang sering di)enal dengan istilah solar energi !Ma6en d)), #%%7&. ebutuhan energi dalam bentu) 'anas meru'a)an 'roblem utama di )ehidu'an sehari1hari !Muller and S+h(ar6er, #%%"&. 2nergi tida) da'at di+i'ta)an dan tida) da'at dimusnah)an teta'i energi da'at berubah bentu). 4al ini *uga berla)u bah(a +ahaya Matahari da'at diubah men*adi energi 'anas. Permasalahan 'eli) yang timbul yaitu mem'ertahan)an )alor saat +ahaya Matahari meredu' dan hilang sangat su)ar.

alor hasil transformasi harus

disim'an su'aya saat Matahari tida) menyinari bumi masih da'at dimanfaat)an. 3ara mengatasinya di'erlu)an bahan yang memili)i )a'asitas 'anas *enis tinggi untu) mem'ertahan)an sim'anan )alor.

1.' R"(&")& ("# S&#"$ M""!"$&

Mela'or)an bah(a Indonesia terleta) di garis )hatulisti(a, sehingga Indonesia mem'unyai sumber energi Matahari yang berlim'ah dengan intensitas radiasi Matahari rata1rata se)itar ",8 )5h/m#/hari diseluruh (ilayah Indonesia. Dalam )ondisi 'un+a) atau 'osisi Matahari tega) lurus, sinar Matahari di Indonesia seluas $m# a)an mam'u men+a'ai 9%% hingga $%%% 5. Total intensitas  'enyinaran 'erharinya di Indonesia mam'u men+a'ai "8%% 5 *am/m #  yang membuat Indonesia tergolong )aya sumber energi Matahari. Salah satu +ara sederhana dan efe)tif untu) memanfaat)an energi yang di'erlu)an untu)  memasa) adalah )om'or tenaga surya. om'or ber)onsentrasi energi Matahari dengan merefle)si)an +ahaya Matahari melalui la'isan. Te)nologi yang diguna)an 'ada )om'or ini disebut te)nologi energi termal dengan mengubah energi Matahari men*adi energi 'anas 'ada 'an+i. om'or energi surya mengurangi )etergantungan terhada' listri) dan bahan ba)ar minya), sehingga mengurangi 'en+emaran ling)ungan. Sinar Matahari yang melim'ah di daerah tro'is, termasu) Indonesia meru'a)an sumber energi 'otensial yang hingga )ini belum die)s'lorasi se+ara ma)simal untu) memberi)an manfaat yang tinggi. Matahari meru'a)an sumber  energi dengan *umlah yang melim'ah, murah, bersih, dan ber)esinambungan. Indonesia menerima sinar Matahari tida) )urang dari $% *am tia' harinya )arena leta)nya di )hatulisti(a. Pemanfaatannya di Indonesia belum o'timal dalam  bentu) te)nologi ma*u, baru sebatas untu) 'engeringan dan 'enerangan se+ara tradisional. 2)s'lorasi artifisial di negara lain sudah banya) dila)u)an, misalnya untu) 'engeringan ma)anan !S+anlin, $99&, solar +oo)er di Pa)istan tahun $978 dan di 3ina 'ada $97, di Pran+is Bernard telah mengembang)an solar 'anel +oo)er dan ta) )alah Barbara err di ri6ona *uga mengembang)an hal yang seru'a. Radiasi dari Matahari meru'a)an salah satu bentu) energi alternatif yang dimanfaat)an untu) berbagai )e'entingan guna mengganti)an energi yang dihasil)an minya) bumi. Matahari dengan *ari1*ari ;,9;.$%8)m dan *ara) rata1rata )e Bumi se)itar$,"9; < $%7)m. rus energi yang memasu)i atmosfer bumi dengan )e'adatan yang di'er)ira)an sebesar antara $ sam'ai $," )5/m # dengan

arah tega) lurus terhada' 'oros sinar. Dari *umlah tersebut, ="> di'antul)an )embali )e ruang ang)asa, $9> disera' atmosfer yaitu oleh )om'onen1)om'onen yang terda'at diudara se'erti )arbon dio)sida !3O #&, debu dan a(an. 2nergi yang disera' bumi )urang lebih sebesar "> . Radiasi Matahari adalah 'an+aran energi yang berasal dari 'roses thermonu)lir yang ter*adi di Matahari. 2nergi radiasi Matahari berbentu) sinar  dan gelombang ele)tromagneti). S'e)trum radiasi Matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang 'ende) dan sinar bergelombang 'an*ang. Sinar  yang termasu) gelombang 'ende) adalah sinar <, sinar gamma, sinar ultra -iolet, sedang)an sinar gelombang 'an*ang adalah sinar infra merah. Jumlah total radiasi yang diterima di 'ermu)aan bumi tergantung " !em'at& fa)tor yaitu : a. Jara)

Matahari.

Setia'

'erubahan

*ara)

bumi

dan

Matahari

menimbul)an -ariasi terhada' 'enerimaan energi Matahari.  b. Intensitas radiasi Matahari yaitu besar )e+ilnya sudut datang sinar  Matahari 'ada 'ermu)aan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut datang. Sinar dengan sudut datang yang miring )urang memberi)an energi 'ada 'ermu)aan bumi disebab)an )arena energinya tersebar 'ada 'ermu)aan yang luas dan *uga )arena sinar tersebut harus menem'uh la'isan atmos'hir yang lebih *auh )etimbang *i)a sinar dengan sudut datang yang tega) lurus. +. Pan*ang hari !sun duration&, yaitu *ara) dan lamanya antara Matahari terbit dan Matahari terbenam. d. Pengaruh atmosfer. Sinar yang melalui atmosfer sebagian a)an diadsorbsi oleh gas1gas, debu dan ua' air, di'antul)an )embali, di'an+ar)an dan sisanya diterus)an )e 'ermu)aan bumi. 1.* Pe+"#,"""# E#e$%& M""!"$&

Dalam 'emanfaatan energi surya da'at dibeda)an men*adi tiga +ara !Mar(ani, #%$$& yaitu : a. Pemanfaatan langsung sinar Matahari untu) 'engeringan, misalnya :  'engeringan ba*u, 'embuatan garam, 'engering hasil 'ertanian, dll.

 b. Mengum'ul)an energi termal Matahari melalui suatu )ole)tor energi surya yang selan*utnya energi termal tersebut diguna)an se+ara langsung atau di)on-ersi)an men*adi energi listri). +. Meng)on-ersi)an energi radiasi termal Matahari langsung men*adi energi listri) melalui sel foto-oltai). Matahari di'er+ayai terbentu) 'ada ",; miliar tahun lalu. e'adatan massa Matahari adalah $,"$ berbanding massa air. Jumlah tenaga Matahari yang sam'ai )e 'ermu)aan Bumi yang di)enali sebagai )onstan surya menyamai $.=% (att  'er meter 'ersegi setia' saat. 0ntu) memanfaat)an 'otensi energi surya tersebut, ada # !dua& ma+am te)nologi yang sudah ditera')an, yaitu te)nologi energi surya termal dan energi surya foto-oltai). 2nergi surya termal 'ada umumnya diguna)an untu) memasa) !)om'or surya&, mengering)an hasil 'ertanian !'er)ebunan, 'eri)anan, )ehutanan, tanaman 'angan& dan memanas)an air. Radiasi Matahari da'at diguna)an untu) menghasil)an energi termal untu)  air, bisa *uga diguna)an sebagai sumber 'emanas 'ada si)lus 'emanas mesin sebagai tenaga gera).

egunaan yang lain dari energi Matahari adalah

menghasil)an listri) dari melalui 'enggunaan sel 'hoto-oltai+. ata 'hoto-oltai+  berasal dari bahasa ?unani 'hotos yang berarti +ahaya dan -olta yang meru'a)an nama ahli fisi)a dari Italia yang menemu)an tegangan listri). Se+ara sederhana da'at diarti)an sebagai listri) dari +ahaya. Photo-oltai+ meru'a)an sebuah 'roses untu) mengubah energi +ahaya men*adi energi listri). 2fe) 'hoto-oltai+ 'ertama )ali berhasil diidentifi)asi oleh seorang ahli isi)a ber)ebangsaan Pran+is le
mere)a

berhasil

membu)ti)an

bah(a

material

'adat

da'at

menghasil)an listri) tan'a 'anas atau'un bagian yang bergera). 2nargi termal 'ada umunya diguna)an diguna)an untu) memasa) !)om'or  surya&. Mengering)an hasil 'ertanian !'er)ebunan, 'eri)anan, )ehutanan, tanaman 'angan& dan memanas)an air. 2nergi surya foto-oltai) diguna)an untu) 

memenuhi )ebutuhan listri), 'om'a air, tele-isi, tele)omuni)asi, dan lemari  'endingin di 'us)esmas dengan )a'asitas total )urang lebih ; M5. Prinsi' )er*a dari )om'or Matahari adalah dengan memfo)us)an 'anas yang diterima dari Matahari 'ada suatu titi) mengguna)an sebuah +ermin +e)ung besar sehingga dida'at)an 'anas yang besar yang da'at diguna)an untu) mengganti)an 'anas dari )om'or minya) atau )ayu ba)ar. Pada 'er)embangan beri)utnya seorang 'eneliti bernama Russel Ohl  berhasil mengembang)an te)nologi sel surya dan di)enal sebagai orang 'ertama yang membuat 'aten 'eranti solar +ell modern. Pada tengah hari yang +erah radiasi sinar Matahari mam'u men+a'ai $%%% 5att 'ermeter 'ersegi. Ji)a sebuah  'iranti semi)ondu)tor seluas satu meter 'ersegi memili)i efisiensi $% 'ersen, ma)a modul sel surya ini mam'u memberi)an tenaga listri) sebesar $%% 5att. Saat ini modul sel surya )omersial memili)i efisiensi ber)isar antara 8 hingga $8  'ersen tergantung material 'enyusunnya. Ti'e sili)on )ristal meru'a)an *enis  'iranti sel surya yang memili)i efisiensi tinggi mes)i'un biaya 'embuatannya relatif lebih mahal dibanding)an *enis sel surya lainnya. Masalah yang 'aling  'enting untu) merealisasi)an sel surya sebagai sumber energi alternatif adalah efisiensi 'eranti sel surya dan harga 'embuatannya. 2fisiensi didefinisi)an sebagai 'erbandingan antara tenaga listri) yang dihasil)an oleh 'eranti sel surya dibanding)an dengan *umlah energi +ahaya yang diterima dari 'an+aran sinar  Matahari. 1.5 K-e/-$ Su$" ("# Je#&)Je#&) K-e/-$

ole)tor surya da'at didefinisi)an sebagai sistem 'er'indahan 'anas yang menghasil)an energi 'anas dengan memanfaat)an radiasi sinar Matahari sebagai sumber energi utama. eti)a +ahaya Matahari menim'a absorber 'ada )ole)tor  surya sebagian +ahaya a)an di'antul)an )embali )e ling)ungan, sedang)an sebagian besarnya a)an disera' dan di)on-ersi men*adi energi 'anas, lalu 'anas tersebut di'indah)an )e'ada fluida yang bersir)ulasi di dalam )ole)tor surya untu) )emudian dimanfaat)an guna berbagai a'li)asi. Jenis )ole)tor surya yang sering diguna)an adalah ti'e )ole)tor surya 'rismati), ti'e )ole)tor surya 'lat datar, ti'e concentrating collectors, ti'e evacuated tube collectors.

Salah satu te)nologi energi Matahari yang +u)u' sederhana adalaha )on-ersi energi Matahari men*adi energi termal melalui )ole)tor. ole)tor surya da'at didefinisi)an sebagai sistem 'er'indahan 'anas yang menghasil)an energi  'anas dengan memanfaat)an radiasi sinar Matahari sebagai sumber energi utama. eti)a +ahaya Matahari menim'a absorber 'ada )ole)tor surya, sebagian +ahaya a)an di'antul)an )embali )e ling)ungan, sedang)an sebagian besarnya a)an disera' dan di)on-ersi men*adi energi 'anas, lalu 'anas tersebut di'indah)an )e'ada fluida yang bersir)ulasi di dalam )ole)tor surya untu) )emudian dimanfaat)an guna berbagai a'li)asi. ole)tor surya yang 'ada umumnya memili)i )om'onen1)om'onen utama, yaitu !Duffie dan Be+)man, $9"& : a. 3o-er, berfungsi untu) mengurangi rugi 'anas se+ara )on-e)si menu*u ling)ungan  b. bsorber, berfungsi untu) menyera' 'anas dari radiasi +ahaya Matahari. +. Isolator, berfungsi meminimalisasi )ehilangan 'anas se+ara )ondu)si dari absorber menu*u ling)ungan d. rame, berfungsi sebagai stru)tur 'embentu) dan 'enahan beban )ole)tor. Salah satu )om'onen )om'or adalah )ole)tor surya se*alan dengan  'enda'at Made dan sta(a !#%%$&, mengata)an bah(a )ole)tor sur ya meru'a)an suatu alat yang berfungsi untu) mengum'ul)an energi Matahari yang masu) dan diubah men*adi energi thermal dan menerus)an energi tersebut )e fluida. ole)tor surya memili)i bebera'a )om'onen yaitu: transmisi, refle)si, dan absorbsi.

om'onen transmisi da'at di'eroleh dengan mengguna)an )a+a,

refle)si dari elemen +ermin dan absorber dari bahan aluminium atau )uningan yang dila'isi dengan 'ermu)aan benda hitam. .Jadi da'at disim'ul)an se+ara  'rinsi' bah(a metode )er*a dari )ole)tor surya adalah sama yaitu menyera' sinar  Matahari.

om'or surya

memantul)an

+ahaya

dan

*uga terda'at refle)tor memfo)us)an

+ahaya

yang

berfungsi untu) 

)edalam

)om'or

agar 

mem'eroleh energi radiasi Matahari yang ma)simal serta suhu didalam )om'or  men*adi lebih tinggi. Jumlah refle)tor da'at mem'engaruhi suhu 'ada )om'or,

dengan " refle)tor da'at menai))an suhu #% o3 lebih tinggi dari 'ada )om'or yang hanya mengguna)an $ refle)tor !Martin, #%%;&. da bebera'a *enis )ole)tor surya, dimana )ole)tor surya ini dibuat  berdasa)an sifat dan )egunaannya, diantaranya )ole)tor surya 'rismati), 'lat datar dan 'araboli). a. ole)tor surya 'rismati) ole)tor surya 'rismati) adalah )ole)tor surya yang da'at menerima energi radiasi dari segala 'osisi Matahari. ole)tor *enis ini *uga da'at digolong)an dalam )ole)tor 'lat datar dengan 'ermu)aan )ole)tor berbentu) 'risma yang tersusun dari em'at bidang yang berbentu) 'risma, dua bidang berbentu) segitiga sama )a)i dan dua bidang berbentu) segi em'at si)usi)u sehingga da'at lebih o'timal 'roses 'enyera'an. Ti'e )ole)tor *enis Prismati) ini da'at dilihat se'erti Aambar ".

Aambar ". ole)tor Surya 'rosmati) 

 b. ole)tor Surya Plat Datar  ole)tor surya ty'e 'lat datar adalah ty'e )ole)tor surya yang da'at menyera' energi Matahari dari sudut )emiringan tertentu sehingga 'ada 'ross  'enggunaanya da'at lebih mudah dan lebih sederhana dengan bentu) 'ersegi  'an*ang se'erti 'ada Aambar 8.

Aambar 8. ole)tor Surya Plat Datar  +. ole)tor surya 'araboli) Terdiri dari refle)tor 'arabola linier yang +ahaya ter)onsentrasi )e  'enerima/re+ei-er

di'osisi)an

se'an*ang

garis

fo)us

refle)tor

itu.

Penerima/re+ei-er adalah tabung di'osisi)an te'at di atas tengah +ermin 'arabola dan diisi dengan fluida )er*a. Refle)tor mengi)uti matahari selama siang hari dengan mela+a) se'an*ang sumbu tunggal. Bersamaan dengan itu, fluida )er*a !misalnya molten1salt& men*adi di'anas)an hingga $8%1=8%C3 )emudian mengalir  melalui re+ei-er dan )emudian diguna)an sebagai sumber 'anas untu) system  'embang)it listri) sistem. ole)tor ti'e 'araboli) ini masu) dalam ti'e )onsentrator dengan titi) fo)us yang sangat tinggi dimana dalam 'ra)te)nya harus dalam 'enga(asan orang de(asa, )ole)tor ini mam'u menghasil)an 'anas sangat tinggi. ole)tor ti'e  'araboli) da'at dilihat 'ada Aambar #. euntungan dari refle)tor ter)onsentrasi adalah sebagai beri)ut: a. Da'at menghasil)an out'ut tem'eratur tinggi.  b. ehilangan 'anas lebih )e+il )arena 'ermu)aan absorber lebih )e+il. +. Meru'a)an Thermal 3on+entrate yang 'aling ma*u dan banya)  diguna)an d. Ber'otensi untu) menyim'an energi 'anas matahari untu) diguna)an selama 'eriode non1surya dan untu) mengirim)an )eti)a dibutuh)an.

e. Ma)a 'enyim'anan energi termal !T2S& memung)in)an 'embang)it listri) men+a'ai )a'asitas tahunan lebih tinggi #8> 1 %> tan'a  'enyim'anan 'anas. Sedang)an )erugiannya adalah hanya da'at memanfaat)an )om'onen radiasi langsung sa*a, )e+uali 'ada *enis )ole)tor dengan 'erbandingan )onsentrasi rendah. ole)tor ter)onsentrasi mem'unyai dua )om'onen utama, yaitu: a. onsentrator adalah 'ermu)aan yang meng)onsentrasi)an radiasi Matahari.  b. Re+ei-er

adalah

'enerima

radiasi

dari

)onsentrator

dan

meng)on-ersi)an men*adi energi 'anas Refle+tor !)onsentrator& berfungsi untu) memantul)an sinar )e daerah titi)  fo)us. Sifatsifat

bahan refle+tor

yang 'enting adalah sebagai

!Brenndorfer, et. l., $978 dalam 4aryanto, $997 & : a. Memili)i refle)ti-itas yang tinggi  b. Memili)i absorbsi-itas dan )ondu)ti-itas 'anas yang rendah +. Memili)i emisi-itas tinggi d. (et dan )uat e. Stabil 'ada suhu tinggi. Te)nologi 'enyim'anan energi 'anas )ole)tor ti'e 'arbola adalah : a. Storage systems 1

T(o1tan) dire+t

1

T(o1tan) indire+t

1

Single1tan) thermo+line

 b. Molten1salt heat transfer fluid +. Storage media

beri)ut

1. Re3e&4e$ Ab)-$be$6

Menurut !Duffie and Be+)man, $9"&, mela'or)an bah(a 'enggunaan  'an+i memasa) (arna hitam da'at menghasil)an suhu yang lebih tinggi dari aluminium. Mengguna)an 'an+i hitam menghasil)an $% o3 lebih tinggi didalam  'an+i dan $=o3 'ada 'ermu)aan 'an+i. Pelat absorber berfungi menyera' radiasi surya dan meng)on-ersi)anya men*adi 'anas. 2nergy dialir)an melalui fluida )er*a udara se+ara )on-e)si. Bahan yang bai) untu) absorber antara lain harus mem'unyai sifat absorbsi-itas tinggi, emisifitas 'anas rendah, )a'asitas 'anas )e+il, )ondu)ti-itas besar, refle)si rendah, tahan 'anas, tahan )orosi, )a)u dan mudah dibentu) !?a6mendra, #%%"&. om'or berbentu) )ota) umumnya men+a'ai tem'eratur $8%C3 'ada )eadaan normal a)an memasa) 'ada suhu 7# 1 $=83, namun ma)anan +u)u' untu) da'at dimasa) 'ada suhu 7# 1 9$ dera*at +el+ius yang di)ata)an oleh !?ousif dan Badran, #%$#&. eseimbangan energy 'ada )ole)tor surya da'at dinyat)an dalam distribusi energy surya yang datang dalam bentu) energy guna, )erugian o'tis, dan )ehilangan 'anas. Besarnya energy surya yang diser'a absorben da'at ditulis dalam 'ersamaan beri)ut : S E !FT&IT Dimana : S E 2nergy surya yang disera' oleh absorben !(att/m #& T E Transsmisifitas 'enutu' trans'aran F E absobsifitas 'enutu' trans'aran IT E Intensitas radiasi matahari !5att/m#& 2nergi berguna Gu dari )ole)tor luasan  da'at dinyat)an dalam 'ersamaan )eseimbangan energi sebagai beri)ut : Gu E m < 3' < !Tfa)  Tflo( & Dimana : Gu E la*u alairan masaa udara !)g/s& 3' E 'anas *enis!J/go3& Tfa)H E tem'ertaur udara a)hir !o3& Tflo( E tem'erature udara a(al !o3&

Daya rata1 rata dari 'roses 'emasa)an da'at ditentu)an dengan mengali)an massa air total didalam 'an+i terhada' e'rubahan suhu tia' inter-al (a)tu dan  'anas *enis air ! "$7;*/)go3&. 4asil ini dibagi)an dengan ;%% deti) sehingga di'eroleh daya dalam satuan (att : P E !T#1 T$&m < +'/ ;%% !(& Dengan : P

E daya 'emasa)an rata1rata !5&

T# E suhu air dalam 'an+i !o3& T$ E suhu ling)ungan ! o3& M E massa air !)g& 3' E 'anas *enis air ! "$7;*/)go3& 0ntu) menentu)an daya 'emanas standar, diguna)an rumus : Ps E P !%%/Ir & Dengan : Ps E daya 'emasa)an standar !5& Ir E iradiasi surya rata1 rata !5/m#& Ps )emudian di'lot terhada' beda suhu untu) setia' inter-al (a)tu sehingga dida'at sebuah garis regresi yang men+ermin)an hubungan antara daya masa)  dengan beda suhu ling)ungan dan suhu di dalam 'an+i. 2fesiensi dari )om'or  surya da'at dihitung dengan rumus :

Dengan M E massa air !)g& 3' E 'anas *enis air ! "$7;*/)go3& T

E suhu !o3&



E luas 'ermu)aan )ole)tor !m#&

I

E irradiasi surya rata1rata !(/m#&

T

E (a)tu !s&

1.7 Pe$8&#("!"# P"#")

Sebagai suatu gambaran mengenai tiga +ara 'er'indahan 'anas dalam sebuah alat 'emanas +airan surya, 'anas mengalir se+ara )ondu)tif se'an*ang  'elat 'enyera' dan melalui dinding saluran. emudian 'anas di'indah)an )e fluida dalam saluran dengan +ara )on-e)si, a'abila sir)ulasi dila)u)an dengan sebuah 'om'a ma)a disebut )on-e)si 'a)sa. Pelat 'enyera'an yang 'anas ini mele'as)an 'anas )e 'elat 'enutu' )a+a !umumnya menutu'i )ole)tor& dengan +ara )on-e)si alami dan +ara radiasi. Bila dua benda atau lebih ter*adi )onta)  termal ma)a a)an ter*adi aliran )alor dari benda yang bertem'eratur lebih tinggi )e benda yang bertem'eratur lebih rendah hingga ter*adinya )esetimbangan termal.

Sedang)an 'ada )om'or bertenaga surya 'er'indahan 'anas se+ara

radiasi ter*adi 'ada saat energi ter'an+ar )e )ole)tor yang selan*utnya a)an di  'antul)an )e absorber. Pada 'roses 'er'indahan 'anas ini berlangsung dalam = me)anisme yaitu )ondu)si, )on-e)si, dan radiasi. Sinar Matahari yang melim'ah di daerah tro'is, termasu) Indonesia meru'a)an sumber energi 'otensial yang hingga )ini belum die)s'lorasi se+ara ma)simal untu) memberi)an manfaat yang tinggi. Matahari meru'a)an sumber energi dengan *umlah yang melim'ah, murah,  bersih, dan ber)esinambungan. Indonesia menerima sinar Matahari tida) )urang dari $% *am tia' harinya )arena leta)nya di )hatulisti(a. Pemanfaatannya di Indonesia belum o'timal dalam bentu) te)nologi ma*u, baru sebatas untu)   'engeringan dan 'enerangan se+ara tradisional. 2)s'lorasi artifisial di negara lain sudah banya) dila)u)an, misalnya untu) 'engeringan ma)anan !S+anlin, $99&. 1.9 K-+8-$ Te#"%" Su$"

om'or tenaga surya adalah 'erang)at memasa) yang mengguna)an energi termal Matahari melalui suatu )ole)tor sebagai sumber energi. Prinsi' dasar +ara )er*a )om'or surya adalah radiasi termal sinar Matahari yang *atuh 'ada  'ermu)aan )ole)tor di'antul)an )e sebuah titi) atau area tertentu yang disebut titi) a'i )ole)tor )onsentrasi energi termal Matahari 'ada titi) atau area ini menghasil)an suhu yang sangat tinggi. Pan+i atau alat tem'at memasa)  ditem'at)an 'ada daerah titi) a'i ini sedemi)inan ru'a sehingga energi termal yang ter)onsentrasi mengenai alas 'an+i dan menerus)an energi termal tersebut

)e 'rodu) yang sedang dimasa). a)tor1fa)tor yang mem'engaruhi )iner*a )om'or tenaga surya ini selain lamanya (a)tu bersinar dan besarnya intensitas radiasi termal dari Matahari, adalah: a. Refle)si-itas material )ole)tor  b. uas 'ermu)aan )ole)tor +. Bentu) geometri) dan leta) titi) a'i dari )ole)tor d. rah normal 'ermu)aan )ole)tor terhada' sinar Matahari yang datang. e. Sifat benda hitam dari 'an+i atau alat memasa) f. Besarnya )ehilangan energi )alor )e se)itarnya. da berbagai *enis )om'or surya.

Semuanya mengguna)an 'anas dari

+ahaya matahari untu) memasa) ma)anan. Bebera'a 'rinsi' dasar )om'or surya adalah 'emusatan +ahaya Matahari. Bebera'a 'erang)at, biasanya beru'a +ermin atau se*enis bahan metal atau logam yang memantul)an +ahaya, diguna)an untu)  memusat)an +ahaya dan 'anas Matahari )e arah area memasa) yang )e+il, membuat energi lebih ter)onsentrasi )e satu titi) dan menghasil)an 'anas yang +u)u' untu) memasa). Mengubah +ahaya men*adi 'anas. Bagian dalam )om'or surya dan 'an+i, dari bahan a'a'un asal yang ber(arna hitam, da'at mening)at)an efe)ti-itas  'engubahan +ahaya men*adi 'anas. Pan+i ber(arna hitam da'at menyera' ham'ir  semua +ahaya Matahari dan mengubahnya men*adi 'anas, se+ara mendasar  mening)at)an efe)ti-itas )er*a )om'or surya. Sema)in bai) )emam'uan 'an+i menghantar)an 'anas, sema)in +e'at )om'or dan o-en be)er*a memerang)a'  'anas. 0'aya mengisolasi udara di dalam )om'or dari udara di luarnya a)an men*adi 'enting. Penggunaan bahan yang )eras dan bening se'erti )antong 'lasti)  atau tutu' 'an+i berbahan )a+a memung)in)an +ahaya untu) masu) )e dalam  'an+i. Setelah +ahaya tersera' dan berubah *adi 'anas, )antong 'lasti) atau tutu'  berbahan gelas a)an memerang)a' 'anas di dalamnya se'erti efe) rumah )a+a. 4al ini memung)in)an )om'or untu) men+a'ai tem'eratur yang sama )eti)a hari dingin dan berangin se'erti halnya )eti)a hari +erah dan 'anas. da bebera'a ti'e )om'or tenaga surya dilihat dari segi bentu) dan )ole)tor  yang diguna)an !Koam, $99%&, diantaranya :

a. om'or Tenaga Surya Ti'e Bo< Sesuai dengan namanya )om'or ini berbentu) )ota) sederhana da'at dibuat dengan mengguna)an )ardus be)as, 'anas yang dihasil)an umumnya men+a'ai $8% 3 ini berarti tida) se'anas )om'or  )on-ensional 'ada umumnya.

Kamun demi)ian, memasa) dengan

)om'or ini sebai)nya dila)u)an sebelum tengah hari. Bergantung 'ada lo)asi berdasar)an garis lintang dan +ua+a, ma)anan da'at dimasa) bai)   'ada 'agi hari atau siang hari. om'or ini ditemu)an oleh 4ora+e deSaussure, seorang naturalis S(iss, se*a) tahun $;, )om'or surya  baru 'o'uler se)itar tahun $9%an. Perang)at masa) yang sederhana dan  berguna ini sema)in banya) diguna)an di berbagai negara di seluruh dunia. da'un )om'or tenaga surya ti'e bo< da'at dilihat 'ada Aambar$.  b. om'or Tenaga Surya Ti'e Paraboli)  om'or *enis mam'u menghasil)an 'anas yang sangat tinggi dan memasa) dengan +e'at, namun senantiasa membutuh)an 'engaturan dan 'enga(asan agar da'at bero'erasi dengan aman. Sesuai dengan namanya )om'or ini berbentu) se'erti mang)u) yang

berfungsi

menang)a' dan memfo)us)an sinar Matahari yang selan*utnya a)an diterus)an )e absorber. om'or ini banya) diguna)an di Kegara +ina dan banya) diguna)an untu) memasa) s)ala besar. da'un )om'or  tenaga surya ti'e 'araboli) da'at dilihat 'ada Aambar #.

Aambar $. om'or Tenaga Surya Ti'e Bo<

Aambar #. om'or Tenaga Surya Ti'e Paraboli)  Prinsi' )er*a dari )om'or Matahari adalah dengan memfo)us)an 'anas yang diterima dari Matahari 'ada suatu titi) mengguna)an sebuah +ermin +e)ung  besar sehingga dida'at)an 'anas yang besar yang da'at diguna)an untu)  mengganti)an 'anas dari )om'or minya) atau )ayu ba)ar. da'un s)ema gambar  )om'or Matahari terlihat 'ada Aambar =.

Aambar =. S)ema om'or Tenaga Surya

1.: Pe$/e+b"#%"# K-+8-$ Su$"

da berbagai *enis )om'or surya,semuanya menguna)an 'anas dari +ahaya matahari untu) memasa) ma)anan. Bebera'a 'rinsi' dasar )om'or surya adalah sebagai beri)ut : a. Pemusatan +ahaya matahari, bebera'a 'erang)at biasanya beru'a +ermain

atau se*enis

+ahaya,

diguna)an

bahan

metal.

ogam

yang

memantul)an

untu) memusat)an +ahaya dan 'anas matahari

)earah area memasa) )e+il, membentu) energy lebih ter)onsentrasi dan lebih ber'otensi menghasila)an 'anas yang +u)u' untu) memasa).  b. Mengubah +ahaya men*adi 'anas. Bagian dalam )om'or surya dan  'ani+ dari bahan a'a'aun asal ber(arna hitam, da'at mening)at)an efe)ti-itas 'engubahan +ahaya men*adi 'anas. +. Memerang)a' 'anas, u'anya mengisolasi udara di dalam )om'or dari udara diluar a)an men*adi 'enting. Pengunaan bahan yang )eras dan  bening se'rti

)antong 'lasti+

atau

tutu' 'an+i

berbahan

)a+a

memung)in)an +ahaya untu) masu) )e dalam 'an+i. 1.10 ;"/-$;"/-$ Y"#% Me+8e#%"$u!& E,&)&e#)& Pe$,-$+" Ke$<" K-+8-$ Su$"

Bebera'a fa+tor yang da'at mem'engaruhi ting)at efesiensi 'er'orma )er*a dari )om'or surya diantaranya adalah sebagai beri)ut : a& Intensitas radiasi !Irradiasi& Radiasi adalah 'an+aran energi melalui suatu materi atau ruang dalam  bentu) 'anas, 'arti)el atau gelombang ele)tromagneti)/+ahaya !foton& dari sumber radiasi. Dimana intensitas radiasi matahari sangat di'engaruhin oleh +ua+a 'ada saat hari +era h intensitas radiasi yang di terima oleh 'ermu)aan  bumi dari 'usat radiasi !matahari& a)an sema)in tinggi sedang)an 'ada saat +ua+a mendung intensitas matahari yang diterima 'ermu)aan bumi a)an sema)in )e+il.

 b& ama (a)tu 'emanasan Sema)in lama yang )om'or surya ter'a'ar sinar matahari ma)a a)an sema)in +e'at 'roses 'erubahan 'engubahan +ahaya men*adi thermal sehingga a)an mem'er+e'at 'roses 'emanasan terhada' )om'or surya. +& Pemusatan +ahaya matahari Pemusatan matahari umumnya menguna)an berbagai bahan yang memili)i absodsiti-itas tinggi

se'erti +ermin atau se*enis bahan logam yang da'at

memantul)an +ahaya. Pemusatan +ahay 'anas matahari )e arah area memasa yang )e+il, membuat energy lebih ter)onsentrasi dan lebih ber'otensi menghasil)an 'anas yang +u)u' untu) memasa). d& Mengubah energy +ahaya men*adi 'anas om'onen dari )om'or surya dan 'an+i yang memili)i (arna hitam da'at mening)at)an efe)ti-itas 'engubahan +ahay men*adi 'anas. Pan+i hitam da'at meyera' ham'ir semua +ahaya matahri dan mengubahnya men*adi  'anas, se+ara mendasar mening)at)an efe)ti-itas )er*a )om'or surya. e& Memerang)a' 'anas 0'aya mengisolasi udara didalam )om'or dari udara diluarnya a)an men*adi 'enting, 'engunaan bahan yang )eras dan benisng se'erti )antong 'lasti+ atau tutu' 'an+i berbahan )a+a memung)in)an +ahaya untu) masu) )edalam  'an+i. Setelah +ahaya tersera' dan berubah men*adi 'anas )antong 'alsti)  atau tutu' berbahan gelas a)an memerang)a' 'anas didalammnya se'erti efe)  rumah )a+a. f& uas 'ermu)aan )ole)tor surya Sema)in besar luas 'ermu)aan )om'or surya yang diguna)an ma)a a)an sema)in banya) radiasi matahari yang da'at tang)a' oleh refle+tor surya sehingga 'erubahan suhu a)an +e'at ter*adi 'ada 'roses 'emanasan sehingga a)an mem'er+e'at 'roses 'emasa)an. g& eta) o)us )om'or surya

Matahari terbit se+ara 'erlaha mulai dari sudut %o sam'ai nanti a)an men+a'ai titi) 'usat matahari yaitu men+a'ai sudut 9% o te'at diatas 'ermu)aan  bumi.