Proposal 2010 PHB

ABSTRAK

PAGE 28

I. Identitas Penelitian

1. Judul Usulan: Inovasi kolektor untuk meningkatkan kinerja solar water heater2. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap: Ir. Mustafa., MT

b. Bidang Keahlian: Konversi Energi

c. Jabatan Struktural: -

d. Jabatan Fungsional: Lektor

e. Fakultas/Jurusan: Teknik/ Teknik Mesin Univ. Merdeka Madiun

f. Alamat Surat: Jl. Serayu 12 Madiun

g. Telp dan Fax: (0351) 456150, dan (0351) 463156

h. Email: 08885392325, [email protected]. Anggota Peneliti

NoNama dan Gelar AkademikBidang KeahlianInstansiAlokasi Waktu

Jam/minggu

1.Nova R. Ismail, ST, MTKonstruksi BetonJur. Tek. Mesin Univ. Widyagama Malang10

4. Objek Penelitian

Objek Penelitian ditahun pertama adalah menganalisis jumlah kaca penutup pelat ganda, laju aliran fluida kerja menggunakan jumlah kaca penutup pelat ganda terbaik dan pemanasan awal fluida kerja menggunakan laju aliran fluida kerja dan jumlah kaca penutup pelat ganda terbaik untuk meningkatkan kinerja solar water heater. Penelitian dilakukan di Lab. Tenaga Surya dan Energi Alternatif Univ. Brawijaya Malang dan Lab. Proses Produksi Jurusan Mesin Universitas Widyagama Malang. Hasil penelitian tahun pertama dipublikasikan di jurnal/prosiding tingkat nasional.Pada tahun kedua, menganalisis bentuk permukaan pelat ganda, laju aliran fluida kerja menggunakan bentuk permukaan pelat ganda terbaik, pemanasan awal fluida kerja menggunakan laju aliran fluida kerja dan bentuk permukaan kaca penutup pelat ganda terbaik untuk meningkatkan kinerja solar water heater. Penelitian dilakukan di Lab. Tenaga Surya dan Energi Alternatif Univ. Brawijaya Malang dan Lab. Proses Produksi Jurusan Mesin Universitas Widyagama Malang. Hasil penelitian tahun pertama dipublikasikan di jurnal/prosiding tingkat nasional.Pada tahun ketiga, menganalisis penambahan reflektor pelat ganda dan penambahan tekanan udara pada ruang antara pelat penyerap dengan kaca penutup dan ruang antar kaca penutup untuk meningkatkan kinerja solar water heater. Penelitian dilakukan di Lab. Tenaga Surya dan Energi Alternatif Univ. Brawijaya Malang dan Lab. Proses Produksi Jurusan Mesin Universitas Widyagama Malang. Hasil penelitian tahun pertama dipublikasikan di jurnal/prosiding tingkat nasional dan di patenkan.

5. Masa Pelaksanaan

Mulai Tahun

: 2011Berakhir Tahun: 20136. Anggaran yang di Usulkan

Tahun Pertama

: Rp. 49,750,000,-Anggaran Keseluruhan: Rp. 149,395,000,-

7. Lokasi Penelitian

1. Penelitian Tahun I

a. Lab. Tenaga Surya dan Energi Alternatif Univ. Brawijaya Malang

b. Lab. Jur. Proses Produksi Jur. Tek. Mesin Univ. Widyagama Malang2. Penelitian Tahun II

a. Lab. Tenaga Surya dan Energi Alternatif Univ. Brawijaya Malang

b. Lab. Jur. Proses Produksi Jur. Tek. Mesin Univ. Widyagama Malang3. Penelitian Tahun IIILab. Tenaga Surya dan Energi Alternatif Univ. Brawijaya Malang

8. Hasil yang ditargetkan

1. Melakukan inovasi solar water heater dengan menganalisis jumlah kaca penutup, laju aliran dan pemanasan awal fluida kerja yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater. tahun pertama.

2. Melakukan inovasi solar water heater dengan menganalisis bentuk permukaan pelat penyerap, laju aliran dan pemanasan awal fluida kerja yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater, pada tahun kedua.3. Melakukan inovasi solar water heater dengan menganalisis penambahan reflektor dan penambahan tekanan udara pada ruang antara pelat penyerap dengan kaca penutup dan ruang antar kaca penutup yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater.9. Instansi yang Terlibat

Universitas Merdeka Madiun

Universitas Widyagama Malang

Universitas Brawijaya Malang

10. Perguruan Tinggi Pengusul

Universitas Merdeka Madiun

11. Penanggungjawab Pelaksanaan Penelitian

Dr. Ir. Luluk Sulistiyo Budi, MP (Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Merdeka Madiun).

II. Subtansi Penelitian

ABSTRAK

Tujuan jangka panjang penelitian adalah untuk mendapatkan informasi ilmiah, bahan ajar dan sebagai landasan pengembangan keilmuan konversi energi. Tujuan khusus penelitian ini adalah menemukan model baru dan atau mengembangkan model yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater.Metode penelitian; penelitian dilakukan menggunakan metode eksperimen, pada tahun pertama, menganalisis jumlah kaca penutup, laju aliran dan pemanasan awal fluida kerja yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater; tahun kedua, menganalisis bentuk permukaan pelat penyerap, laju aliran dan pemanasan awal fluida kerja yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater; dan tahun ketiga, menganalisis penambahan reflektor dan penambahan tekanan udara pada ruang antara pelat penyerap dengan kaca penutup dan ruang antar kaca penutup yang dapat meningkatkan efisiensi solar water heater.BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Menurut Mustafa (2006), Efisiensi penyerapan panas pada solar heater pelat ganda lebih tinggi dibandingkan efisiensi penyerapan panas solar heater konvensional dan efisiensi penyerapan panas terhadap (Ti-Ta)/Gt pada solar heater pelat ganda penurunannya lebih tajam dibandingkan solar heater konvensional. Mustafa (2008), Pada setiap pengujian variasi laju aliran efisiensi penyerapan panas pada solar heater pelat ganda lebih tinggi dibandingkan efisiensi penyerapan panas solar heater konvensional dan temperatur air keluar solar heater pelat ganda pada sore hari penurunannya lebih lambat dibandingkan dengan temperatur air keluar solar heater konvensional. Ismail (2008), meneliti pelat penyerap ganda dan penyerap tunggal menggunakan beton cor pada solar water heater sederhana, menghasilkan efisiensi solar water heater sederhana pelat penyerap ganda lebih tinggi dibandingkan pelat penyerap tunggal. Farid dan Ismail (2009), pelat penyerap beton cor bentuk gelombang menghasilkan efisiensi solar water heater lebih tinggi dibandingkan dengan pelat penyerap datar.

Menurut Farid dan Ismail (2006), jumlah kaca penutup tiga lapis dengan ketebalan 5 mm menghasilkan efisiensi solar water heater lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan dua atau satu lapis. Menurut Anggraini (2001), menggunakan ketebalan kaca 3 mm mempunyai efisiensi solar water heater lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan ketebalan kaca 5 mm dan jarak kaca dengan pelat penyerap terbaik adalah 20 mm.

Dari hasil penelitian, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang jumlah kaca penutup pada solar water heater pelat ganda menggunakan kaca dengan ketebalan 3 mm dan jarak permukaan pelat penyerap dengan kaca penutup sebesar 20 mm untuk meningkatkan kinerja solar water heater, serta perlu dilakukan pula penelitian tentang bentuk permukaan pelat penyerap dan penambahan reflektor untuk meningkatkan kinerja solar water heater.1.2 Tujuan Khusus

Tujuan khusus penelitian ini adalah:

1.2.1 Tahun Pertama:

1. Analisis jumlah kaca penutup pelat ganda untuk meningkatkan kinerja solar water heater.2. Analisis laju aliran fluida kerja menggunakan jumlah kaca penutup pelat ganda terbaik untuk meningkatkan kinerja solar water heater.3. Analisis pemanasan awal fluida kerja menggunakan laju aliran fluida kerja dan jumlah kaca penutup pelat ganda terbaik untuk melihat kinerja maksimum solar water heater.1.2.2 Tahun Kedua

1 Analisis bentuk permukaan pelat ganda untuk meningkatkan kinerja solar water heater.2 Analisis laju aliran fluida kerja menggunakan bentuk permukaan pelat ganda terbaik untuk meningkatkan kinerja solar water heater.3 Analisis pemanasan awal fluida kerja menggunakan laju aliran fluida kerja dan bentuk permukaan kaca penutup pelat ganda terbaik untuk melihat kinerja maksimum solar water heater.1.2.3 Tahun Ketiga

1. Analisis penambahan reflektor pelat ganda untuk meningkatkan kinerja solar water heater.2. Analisis penambahan tekanan udara pada ruang antara pelat penyerap dengan kaca penutup dan ruang antar kaca penutup untuk meningkatkan kinerja solar water heater.1.3 Urgensi Penelitian

Penelitian ini sangat penting dilakukan:

1. Untuk meningkatkan efisiensi solar water heater.

2. Untuk keperluan rumah tangga; seperti mandi dan pemanasan awal air untuk memasak, sehingga mengurangi pemakaian bahan bakar fosil dan listrik.3. Disain sederhana dan biaya ringan sehingga mudah diaplikasikan dan terjangkau oleh dimasyarakat.BAB II. STUDI PUSTAKA

Pemanas Air Tenaga Surya

Sistem pemanas air tenaga matahari, secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu:

1. Pengumpul surya (Solar collector) yang menerima dan mentransfer energi radiasi matahari menjadi energi thermal pada fluida kerja.

2. Sistam saluran fluida kerja atau pipa pengalir, yaitu bagian yang menghubungkan pengumpul dengan penyimpan.

3. Tangki penyimpanan fluida yaitu bagian yang menyimpan dan menampung air panas.

Berdasarkan besar temperatur panas yang diinginkan bentuk pengumpul panas secara garis besar dapat dikelompokkan atas tiga bagian yaitu:

1. Pengumpul pemusat dengan pemusatan rendah yaitu antara 80oC - 150o C.

2. Pengumpul plat datar untuk temperatur lebih rendah dari 80oC.

2.1.1 Kolektor Surya Plat Datar

Pemanas air tenaga surya umumnya terdiri dari selembaran bahan konduktif thermal yang disebut plat penyerap yang menyambungkan pipa-pipa pembawa cairan pemindahan panas, biasanya air. Radiasi surya ditransmisikan melalui pipa-pipa yang transparan dan diubah menjadi panas pada plat penyerap tersebut. Bagian dasar dan sisi-sisinya diisolasi, seperti ditunjukkan dalam gambar 2.1, berbagai macam mekanisme perpindahan panas dalam kolektor surya akan dibahas dalam bagian berikut ini.

Gambar 2.1 Penampang pemanas air tenaga surya

Sumber: Wiranto, 1995. 42.2.1.2 Keseimbangan Energi Kolektor Plat Datar

Performansi pengumpul surya dapat dianalisa dengan keseimbangan energi, sehingga dapat ditunjukkan distribusi laju penyimpanan panas pada pengumpul, kerugian panas di sekeliling dan energi surya yang diserap menjadi energi yang berguna. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.5, maka persamaan keseimbangan energi dapat dinyatakan sebagai berikut:

Q = Qa Qi .. (Kreith, 1982: 53).

Keterangan :

Q = energi yang berguna, Watt

Qa = energi yang diserap oleh plat kolektor, Watt

Qi = energi yang hilang di daerah sekitarnya, Watt.

Dianggap bahwa pengumpul di operasikan dalam kondisi steady state, tidak ada penambahan energi dalam, sehingga energi dalam sama dengan 0.

Panas atau laju radiasi yang diserap dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

Intensitas radiasi surya di permukaan pengumpul

Absorbsivitas pengumpul surya

Luasan pengumpul surya

Jumlah dan transmisivitas penutup bening

Kemiringan pengumpul relatif terhadap matahari.

Dengan memperhatikan gambar 3.2 diatas, maka besarnya energi matahari yang diserap oleh kolektor dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut :

Qa = IC AC ((().(s .... (Kreith, 1982: 53)

Keterangan :

(S = transmisivitas matahari pada kaca

((= absorbsivitas pada plat kolektor

IC = intensitas radiasi matahari pada bidang kolektor, Watt / m2.K

AC = luasan permukaan kolektor, m2Besarnya energi yang hilang dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

QI = UC . AC (TC Ta) .................... (Kreith, 1982, 53)

Keterangan:

UC = koefiesien kehilangan panas total, W/m2. oC

TC = temperatur rata-rata permukaan plat kolektor, oC

Ta = temperatur udara sekelilingnya, oC

Harga energi yang berguna dapat dinyatakan dalam bentuk temperatur rata-rata fluida masuk dalam pengumpul (Tf,I), dengan suatu paremeter yang dinamakan faktor efektivitas pengumpul (FR). Sehingga persamaan di tulis sebagai berikut:

QU = FR [ IC . ((()(S UC. ( Tf,I Ta) . (Kreith, 1982; 54)

Jika ditinjau dari kenaikan temperatur fluida kerjanya, harga energi yang berguna (QU) dapat ditulis sebagai berikut:

QU = m . Cp. (Tout Tin) ..... (Kreith, 1982, 56)

Keterangan:

m = laju aliran fluida yang bekerja, kg / detik

Cp = panas jenis fluida kerja pada tekanan tetap, KJ/kg.oC

Tin= temperatur rata-rata fluida masuk

Tout = temperatur rata-rata fluida keluar

2.1.3 Efesiensi Pengumpul Kolektor Plat Datar

Efesiensi panel pengumpul adalah perbandingan antara laju panas yang berguna (QU) yang dipindahkan ke fluida dibagi radiasi matahari pada plat penutup. Efesiensi dapat ditunjukkan pada persamaan sebagai berikut:

.. (Duffie, 1980, 252)

Dari persamaan diatas dapat juga menggunakan persamaan efisiensi kolektor dibawah ini:

.... (Duffie, 1980, 252)

dan .... (Duffie, 1980, 252)

Keterangan:

Qu = Energi yang diserap kolektor, (W/m2)

Ac = Luasan kolektor, (m2)

FR= Faktor pelepasan panas kolektor

UL= Kerugian panas menyeluruh (W/m2.0C)

Gt= Intensitas radiasi matahari total (W/m2)

Ti= Temperatur air masuk (0C)

Tout = Temperatur air keluar (0C)

= Transmisivitas kaca penutup

= Absorbsifitas pelat penyerap

Pada UL dan FR biasanya hampir konstan dalam daerah operasi kolektor dengan demikian persamaan atas dapat dilihat sebagai bentuk persamaan garis lurus Y = b + mx, dimana efesiensi sebagai sumbu ordinat (Y), b adalah sumbu Y yang berpotongan dan m adalah kemiringan garis tersebut. Dalam persamaan efesiensi thermal fR ((() adalah titik perpotongan dan Fr UL adalah kemiringan dari garis lurus, dengan titik operasi sebagai absis. Titik operasinya yaitu:

FC = (Tin T out ) / GT (Duffie, 1991: 07)

Bila kurva efesiensi pada suatu panel telah diketahui maka untuk kerja panel pengumpul tersebut dapat diprediksikan, tanpa harus tahu besar koefiensi kerugian panas maupun efesiensi optiknya, yang perlu diketahui hanyalah titik operasi panel pengumpul (FC). Dengan membaca efesiensi pada kurva tersebut, maka besar energi panas berguna pada panel pengumpul pada kondisi sesuai titik tersebut adalah q = (.GT.

2.2 Faktor Pelepasan Panas

Perolehan panas sebuah kolektor surya lebih baik dinyatakan sebagai fungsi dari temperatur masuk fluida Ti. Faktor pelepasan panas adalah perubahan antara energi berguna yang dikumpulkan terhadap energi yang mungkin dikumpulkan, apabila fluida sepanjang pipa adalah sama dengan temperatur masuk, maka faktor pelepasan panas adalah:

. (Duffie, 1991: 277)

Keterangan:

FR= faktor pelepasan

CP = panas jenis pada tekanan konstan, KJ/kg. K

UL= koefisien perpindahan panas total, W / m2. K

F = faktor pelepasan

AC = luas permukaan kolektor, m2

m= laju aliran massa dalam kolektor, kg / detik.

Distribusi temperatur sepanjang pipa pemanas cairan surya dan faktor pelepasan panas FR ditunjukkan dalam gambar dibawah ini :

Gambar 2.2. Neraca panas pada sebuah elemen fluida

Sumber: Wiranto,1995: 217.

2.3 Penelitian Terdahulu

Penelitian solar water heater dan pelat penyerap telah dilakukan oleh peneliti. Beberapa diantaranya digunakan sebagai dasar untuk mendukung pelaksanaan penelitian ini.

Bhide et al. (1982), memperkenalkan metode yang sederhana untuk membandingkan performance thermal dimana kolektor pelat datar dilapisi dengan suatu lapisan yang diketahui nilai daya serap dan daya pantul sinar matahari. Ini adalah cara yang sederhana untuk mendapatkan nilai dan yang tepat untuk pemilihan permukaan kolektor tertentu. Metode ini menunjukan adanya batasan pada perbandingan lapisan dalam memilih nilai dan serta akan memberikan keuntungan energi total yang digunakan pada pemilihan lapisan yang baik.

Rahmad (2001), melakukan penelitian mengenai plat penyerap untuk destilasi air laut. Dari beberapa bahan uji dalam penelitian ini, didapat bahan tembaga yang dilapisi dengan cat hitam jenis doff memiliki koefisien penyerapan panas yang baik, yaitu 0,82. Pada penelitian ini juga dilakukan pengamatan pada kinerja solar still dengan ukuran 1 x 1 m dengan penambahan batu kerikil diatasnya diatas pelat penyerap, hasil pengujian menunjukan pelat penyerap dengan penambahan batu kerikil diatasnya mempunyai efisiensi yang baik.

Kristanto dan San (2001), Parameter-parameter yang berpengaruh terhadap unjuk kerja kolektor diantaranya adalah ketebalan pelat penyerap dan jarak antar pipa-pipa kolektor yang disebut efisiensi sirip kolektor. Hasil penelitian menunjukkan semakin tebal pelat penyerap dan semakin kecil jarak antar pipa-pipa kolektor, efisiensi sirip dari kolektor semakin optimum.

Anggraini (2001), Penelitian ini untuk mengetahui pengaruh jarak kaca kepelat terhadap temperatur pelat yang menyatakan besar panas yang diterima. Kaca yang digunakan untuk penelitian adalah kaca bening dan kaca es dengan ketebalan masing-masing 3 mm dan 5 mm. Hasil penelitian didapat bahwa temperatur pelat tertinggi dicapai saat kaca yang dipakai jenis kaca bening 3 mm dengan jarak kaca ke pelat 20 mm.

Sambada ( 2004), Sirkulasi air dari kolektor ketangki pada pemanas iar surya termosifon terjadi secara alami, karena perbedaan masa jenis air dikolektor dengan air didalam tangki sehingga tidak memerlukan pompa, tetapi unjuk kerjanyanya dapat lebih baik dari sistim pemanas air surya yang meggunakan pompa. Penelitian menggunakan simulasi grafik f yang biasa dipakai untuk memperkirakan unjuk kerja sistim pemanas air sirkulasi paksa dengan pompa. Hasil simulasi memperlihatkan jumlah dan luas kolektor, jumlah penggunaan air panas harian dan volume air dalam tangki penyimpan mempengaruhi besar fraksi surya sistim pemanas air termosifon.

Rahardjo (2005), menggunakan dua buah kaca penutup diperoleh efisiensi yang lebih baik dibandingkan hanya menggunakan satu kaca. Perbedaan suhu antara air keluar kolektor dan yang masuk ke kolektor dengan 2 lapis kaca penutup bisa lebih tinggi hingga sekitar 17C dibandingkan kolektor dengan sebuah kaca penutup.

Ismail (2005), Kecepatan aliran air pada solar heater, semakin cepat aliran, maka air hangat yang dihasilkan memiliki temperatur semakin rendah, dan Pada pemanas air tenaga surya tipe kolektor plat datar dengan kemiringan sudut kolektor 0 menghasilkan temperatur air yang paling optimum yaitu dengan temperatur rata-rata 59.375C dan suhu maksimum sebesar 71C.Farid dan Ismail (2006), jumlah kaca penutup tiga lapis dengan ketebalan 5 mm menghasilkan efisiensi solar water heater lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan dua atau satu lapis.Mustafa (2006), Efisiensi penyerapan panas pada solar heater pelat ganda lebih tinggi dibandingkan efisiensi penyerapan panas solar heater konvensional dan efisiensi penyerapan panas terhadap (Ti-Ta)/Gt pada solar heater pelat ganda penurunannya lebih tajam dibandingkan solar heater konvensional.Ismail (2007), meneliti laju aliran air pada solar heater sederhana menggunakan pelat penyerap tunggal, menghasilkan semakin cepat laju aliran air menghasilkan kinerja solar heater lebih rendah, begitu pula sebaliknya.

Ismail (2008), meneliti pelat penyerap ganda dan penyerap tunggal menggunakan beton cor pada solar water heater sederhana, menghasilkan efisiensi solar water heater sederhana pelat penyerap ganda lebih tinggi dibandingkan pelat penyerap tunggal.

Mustafa (2008), Pada setiap pengujian variasi laju aliran efisiensi penyerapan panas pada solar heater pelat ganda lebih tinggi dibandingkan efisiensi penyerapan panas solar heater konvensional dan temperatur air keluar solar heater pelat ganda pada sore hari penurunannya lebih lambat dibandingkan dengan temperatur air keluar solar heater konvensional.

Farid dan Ismail (2009), pelat penyerap beton cor bentuk gelombang menghasilkan efisiensi solar water heater lebih tinggi dibandingkan dengan pelat penyerap datar.BAB III. METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

Berdasarkan latar belakang dan tujuan khusus penelitian tentang inovasi solar water heater dibagi dalam tiga tahun sebagai berikut:1. Tahun PertamaPenelitian ini berawal dari penelitian yang telah dilakukan, baik oleh ketua peneliti, anggota peneliti maupun oleh peneliti lainnya. Dari penelitian tersebut, kemudian dilakukan penelitian untuk menganalisis jumlah kaca penutup pelat ganda. Adapun jumlah kaca yang dilakukan pengujian adalah kaca penutup satu lapis, dua lapis dan tiga lapis. Hasil terbaik dari pengujian jumlah kaca dilanjutkan dengan menganalisis laju aliran fluida kerja dan pengujian terakhir melakukan analisis pemanasan awal fluida kerja untuk melihat kinerja maksimum solar water heater.2. Tahun KeduaPenelitian tahun kedua difokuskan untuk menganalisis bentuk permukaan pelat ganda, menganalisis laju aliran fluida kerja dan pengujian terakhir melakukan analisis pemanasan awal fluida kerja untuk melihat kinerja maksimum solar water heater.3. Tahun KetigaPenelitian tahun ketiga difokuskan untuk meningkatkan energi radiasi matahari yang menuju pelat penyerap dengan menambahkan reflektor dan tekanan udara pada ruang antara pelat penyerap dengan kaca penutup dan ruang antar kaca penutup untuk meningkatkan kinerja solar water heater.

Pada setiap tahapan pengujian dan pengambilan data, kemudian dilakukan pengolahan data, dibuat grafik, dianalisa dan kemudian disimpulkan. Grafik yang dibuat dan dianalisa sebagai berikut:

1. Grafik intensitas matahari.

2. Grafik hubungan efisiensi solar water heater terhadap (Ti-Ta)/Gt. 3. Grafik hubungan temperatur (yang diukur) terhadap waktu.3.2 Peralatan Penelitian

Alat yang digunakan terdiri dari dua buah kolektor surya yaitu :

1. Solar heater kolektor pelat ganda.

Pelat penyerap dari aluminium dengan tebal 3 mm dan dicat hitam dof. Pelat penyimpan panas dari PVC dengan ketebalan 10 mm. Kaca penutup satu sisi tebal 5 mm dan orientasi menghadap utara.

Jarak antara pelat penyerap dan penyimpan sebesar 20 mm Isolator dari bahan stereofoam dengan ketebalan 3 cm.

Sudut kaca 150.

Saluran air masuk dan keluar menggunakan pipa PVC 25,4 mm.

Pompa menggunakan pompa aquarium.

Gambar 3.1 Skema alat percobaan solar water heater (tampak samping)

Gambar 3.2 Skema alat percobaan pelat penyerap dan alur zig-zag (tampak atas)

3.3 Prosedur pengujian

Pengamatan dilakukan mulai jam 10.00 WIB sampai 14.00 WIB (Waktu puncak) langsung berada dibawah sinar matahari dengan durasi pencatatan data dilakukan setiap 10 menit. Lokasi pengujian di Laboratorium Tenaga Surya dan Energi Alternatif Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Brawijaya Malang.

3.4 Diagram Alir Penelitian

TahunPengujianLuaranIndikator Capaian

Tahun Pertama

(2011)Jumlah kaca penutup pelat gandaDiperoleh jumlah kaca penutup dengan efisiensi solar water heater yang tertinggiArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

Laju aliran fluida kerja menggunakan jumlah kaca penutup pelat ganda terbaikDiperoleh laju aliran fluida kerja dengan efisiensi solar water heater yang tertinggiArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

pemanasan awal fluida kerja menggunakan laju aliran fluida kerja dan jumlah kaca penutup pelat ganda terbaikDiperoleh efisiensi solar water heater maksimalArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

Tahun Kedua

(2012)Bentuk permukaan pelat gandaDiperoleh bentuk permukaan pelat penyerap dengan efisiensi solar water heater yang tertinggiArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

Laju aliran fluida kerja menggunakan bentuk permukaan pelat ganda terbaikDiperoleh laju aliran fluida kerja menggunakan bentuk permukaan pelat penyerap terbaik dengan efisiensi solar water heater yang tertinggiArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

Pemanasan awal fluida kerja menggunakan laju aliran fluida kerja dan bentuk permukaan kaca penutup pelat ganda terbaikDiperoleh efisiensi solar water heater maksimalArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

Tahun Ketiga

(2013)Penambahan

reflektorDengan penambahan reflektor dapat meningkatkan radiasi matahari yang diterima pelat penyerap dan dapat meningkatkan efisiensi solar water heater Artikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding

Penambahan tekanan udara pada ruang antara pelat penyerap dengan kaca penutup dan ruang antar kaca penutupDengan penambahan tekanan udara dapat meningkatkan temperatur udara dan dapat meningkatkan efisiensi solar water heaterArtikel ilmiah/ Jurnal nasional / prosiding / Paten

3.5.1 Pengujian kelayakan teknis di laboratorium

Parameter utama yang dipakai dalam pengujian unjuk kerja alat pengering ini adalah kadar air gabah sebelum dan sesudah dikeringkan , lamanya proses pengeringan daneffisiensi energi dalam proses pengeringan. Temperatur pengeringan diperlakukan sebagai variable bebas dan besarnya diubah-ubah sekitar 60 C(50-80 C) untk mendapatkan hasil terbaik, dengan tidak merusak gabah karena temperatur terlalu tinggi. Pengumpulan data dilakukan dengan pengukuran temperatur pada beberapa titik pengamatan (6 titik sepanjang aliran udara sebelum kolektor sampai cerobong), kapasitas aliran udara , dan derajad kekeringan gabah setiap selang waktu tertentu. Pengambilan data dilakukan setiap selang waktu 15 menit dan pengujian laboratorium diperkirakan memakan waktu 2 bulan. Effisiensi energi diperhitungkan dengan memperhitungkan energi input (surya) yang dipakai dan energi output dari sensible dan latent heat dari pengurangan kadar air dalam gabah. Sedang intensitas radiasi matahari diukur dengan pyranometer. Untuk setiap temperatur kerja yang dipilih, pengujian dilakukan beberapa kali untuk menguji validiasnya.

3.5.2 Langkah Pengujian

Pengujian pengering dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Termokopel diletakkan pada titik-titik yang akan dilakukan pengukuran temperatur.

2. Pyranometer diletakkan dekat kolektor dan diatur sedemikian hingga bisa rata dengan tanah.

3. Datalogger dinyalakan, dan program DAI dinyalakan untuk siap merekam data.

4. DAI diset sesuai kebutuhan data yang diambil

5. Titik-titik yang diukur temperaturnya diukur dengan termokopel digital untuk keperluan kalibrasi.

6. Bak pengering diisi dengan gabah setinggi 10 cm yang sebelumnya telah diketahui nilai kandungan airnya.

7. Bak dimasukkan ke dalam alat pengering.

8. Komputer langsung akan merekam data yang diinginkan.

BAB IV. PEMBIAYAANNoJenis PengeluaranRincian Anggaran yang di Usulkan

Tahun ITahun IITahun III

1Honorarium11,400,00011,400,00010,000,000

2Peralatan

2.1. Peralatan solar water heater kolektor pelat ganda 9,920,00010,165,0006,990,000

2.2 Sewa Peralatan4,750,0004,750,0003,000,000

3Bahan Habis Pakai2,380,0002,370,0001,970,000

4Perjalanan dan Akomodasi13,800,00013,500,00014,000,000

5Seminar, publikasi Ilmiah dan Laporan7,500,0007,500,00014,000,000

Total Anggaran49,750,00049,685,00049,960,000

Total Anggaran Keseluruhan

(Seratus empat puluh sembilan juta tiga ratus sembilan puluh lima ribu rupiah)149,395,000

DAFTAR PUSTAKA

Astawa, K (2008), Pengaruh Penggunaan Pipa Kondensat sebagai Heat Recovery pada Basin Type Solar Still terhadap efisiensi, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM, Vol. 2, No.1, 34-41.

Bouchekima B., et. al. (2001). Brackish water desalination with heat recovery. Algeria. Desalination vol 138. 147155. www.elsevier.com./locate/desal.

Bhide V. G. et. al, (1982)., Choice of selective coating for flat collector, solar energy, Vol. 29, No.6, pp. 463-465.

Caddet, (2001), A simple, low cost solar desalination still. Httt://www.cadet.co.uk/html/contjapa.htmDepertemen Perindustrian dan Perdagangan (2004), Garam dan industri garam Indonesia. archieves.ekon.go.id/berita/20040720.htmDini Purbani (2006), Proses pembentukan kristalisasi garam, Pusat Riset Wilayah Laut dan Sumberdaya Nonhayati Badan Riset Kelautan dan Perikanan Departemen Kelautan dan Perikanan

Duffie J.A. dan Beckman W.A. (1980). Solar Engineering Of Thermal Processes. New York: John Willey & Sons.

Elkader A. M., et.al., (April 2001), Solar productivity enhancement, International Journal Of Renewable Energy Enggeneering, Vol. 3, No. 1

Fitriana, R. (April 2000), Memperbaiki kualitas garam produksi lokal. Bisnis Indonesia. 11.

Ismail (2005), Pengaruh penambahan ruang penyerap terhadap produktifitas dan efisiensi solar still. LPPM Universitas Widyagama Malang.

Ismail N. R. (2006),Pemanfaatan panas konduksi untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi solar still, Penelitian Dosen Muda DIKTI, Jakarta.

Ismail N. R. (2006),Studi eksperimen pengaruh jenis dan jarak dinding kondensasi terhadap efisiensi dan produktifitas solar still, Thesis. Malang: Program Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin Unibraw Malang.

Jackson R. D and Van Bavel C. H. M., (1965 ). Solar distillation of water from soil and plant material, a simple desert survival technique, science, 149,1377-1379.

Kreider. F. Jan and Kreith F. Solar heating and cooling active and passive desing. New York : McGraw-Hill.

Koesno (2004), Bisnis garam beryodium tak kenal krisis, Suara Merdeka

La Aba (2008), Karakteristik Permukaan Absorber Radiasi Matahari pada Solar Still dan Aplikasinya Sebagai Alat Destilasi Air Laut menjadi Air Tawar. Volume 11 Nomor 1, Januari 2008 www.usd.ac.id/jurnal/edisi111/laaba.htmLermpoy K.A. (2003), Pilot proyek basin tipe solar still dipesisir Probolinggo, Tesis. Malang. Program Pascasarjana Teknik Mesin Univ. Brawijaya Malang.

Nita C. V. M.(2004). Usaha-usaha untuk meningkatkan efisiensi dan produktifitas solar still. Thesis. Malang: Program Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin Unibraw Malang.

Solar Water Purification Project (2000) Solar water distillation-still http://www.epsea.org/still.html

Srijanto B. dan Kamil M.A.S., (2003), Proses produksi garam rendah natrium berbahan baku bittern. Jurnal Saint dan Teknologi BPPT. VII.IIB.08Suyatno A., dan Ismail N. R., (2007), Pengaruh jarak dan jumlah ruang penyerap terhadap produktifitas dan efisiensi harian solar still. Penelitian Dosen Muda DIKTI, Jakarta.

T.etuko A.P, Khaerudini D.S., Muljadi dan Sebayang P., (2009), Heat Transfer pada Sistem Desalinasi Tenaga Surya dengan Pelat Penyerap berbasis Tembaga, http://fisika.brawijaya.ac.id/bss-ub/proceedingLAMPIRAN I

JUSTIFIKASI ANGGARAN PENELITIAN

ANGGARAN PENELITIAN TAHUN PERTAMA1. Biaya Honorarium

NoJabatanJumlahJam/ MingguBulan KerjaTarif/Jam (Rp)Total

1Ketua Peneliti1101012,5005,000,000

2Anggota Peneliti 1101010,0004,000,000

3Administrasi18107,5002,400,000

Sub Total 11,400,000

2. Peralatan

2.1. Peralatan solar water heater kolektor pelat ganda

NoBahan dan AlatHarga Satuan (Rp)JumlahSatuanTotal (Rp)

1Pelat aluminium 3 mm850,0002lembar1,700,000

2Pelat PVC 10 mm500,0002lembar1,000,000

3Kaca 3 mm90,0004meter360,000

4Lem kaca35,00012buah420,000

5Pipa PVC60,0002lonjor120,000

6Kran75,0008buah600,000

7Sambungan pipa12,50020buah250,000

8Isolator pipa35,00010meter350,000

9Isolatif pipa7,5008buah60,000

10Sterefoam30,0008meter240,000

11Lem pipa PVC15,0004buah60,000

12Lem resin150,0004kg600,000

13Cat Hitam Dof45,0002kg90,000

14Paku keling35,0004kotak140,000

15Tangki penampung air75,0004buah300,000

16Selang air15,00015meter225,000

17Pompa Aquarium100,0002buah200,000

18Dudukan alat500,0002lonjor1,000,000

19Cat Besi35,0003kg105,000

20Peralatan Pertukangan300,0001unit300,000

21Ongkos Tukang 2 Orang150,00012hari1,800,000

Jumlah Total 2.19,920,000

2.2 Sewa Peralatan

NoKeteranganJumlahSatuanHarga satuanTotal

1Sewa Lab. Proses Produksi Univ. Widyagama Malang2bulan500,0001,000,000

2Sewa Lab. Energi surya dan energi Alternatif Univ. Brawujaya Malang.5bulan750,0003,750,000

Sub Total 2.24,750,000

3. Bahan Habis Pakai


1Alat tulis kantor1Paket1,000,0001,000,000

2Kertas A46Rem45,000270,000

3Cartridge2Buah350,000700,000

4Refill Inkjet (Tinta)6Buah35,000210,000

5CD1Paket200,000200,000

Sub Total2,380,000

4 Perjalanan dan akomodasi


Perjalanan

1Presentasi Usulan Riset ke Jakarta2Org/PP1,500,0003,000,000

2Presentasi Hasil Riset ke Jakarta2Org/PP1,500,0003,000,000

3Perjalanan Madiun-Malang12Org/PP400,0004,800,000

4Transportasi Lokal 1tahun1,000,0001,000,000

Akomodasi dan konsumsi

1Presentasi Usulan Riset ke Jakarta2Orang500,0001,000,000

2Presentasi Hasil Riset ke Jakarta2Orang500,0001,000,000

Sub Total13,800,000

5. Seminar, publikasi Ilmiah dan Laporan


1Seminar1Paket2,500,0002,500,000

2Publikasi Ilmiah3Artikel1,000,0003,000,000

3Laporan1Paket2,000,0002,000,000

Sub Total7,500,000

Total Anggaran yang di Usulkan Tahun Pertama49,750,000

ANGGARAN PENELITIAN TAHUN KEDUA1. Biaya Honorarium

NoJabatanJumlahJam/ MingguBulan KerjaTarif/Jam (Rp)Total

1Ketua Peneliti1101012,5005,000,000


3Administrasi18107,5002,400,000


2. Peralatan

2.1. Peralatan solar water heater kolektor pelat ganda


1Pelat aluminium 3 mm850,0006lembar5,100,000

2Pelat PVC 10 mm500,0002lembar1,000,000

3Lem kaca35,00012buah420,000




7Lem resin150,0004kg600,000




11Cat Besi35,0003kg105,000



2.2 Sewa Peralatan


1Sewa Lab. Proses Produksi Univ. Widyagama Malang2bulan500,0001,000,000


Sub Total 2.24,750,000

3 Bahan Habis Pakai



2Kertas A46Rem45,000270,000



5CD1Paket225,000225,000

Sub Total 2,370,000

1.4 Perjalanan dan akomodasi


Perjalanan








Sub Total13,500,000

1.5 Seminar, publikasi Ilmiah dan Laporan


1Seminar1Paket2,500,0002,500,000


3Laporan1Paket2,000,0002,000,000

Sub Total7,500,000

Total Anggaran yang di Usulkan Tahun Kedua49,685,000

ANGGARAN PENELITIAN TAHUN KETIGA

1.1. Biaya Honorarium

NoJabatanJumlahJam/

MingguBulan KerjaTarif/Jam (Rp)Total

1Ketua Peneliti1101012,5005,000,000


3Administrasi16107,5001,800,000


2. Peralatan

2.1. Peralatan solar water heater kolektor pelat ganda bergelombang


1Reflektor (cermin datar 5 mm)90,0004meter360,000

2Kran90,0004buah360,000

3Sambungan pipa17,5004buah70,000

4Isolator pipa55,0006meter330,000




8Lem resin175,0002kg350,000



11Selang air25,0005meter125,000


13Cat Besi45,0003kg135,000

14Kompresor 0.5 HP1,500,0001buah1,500,000

15Gate Valve75,0006buah450,000

16Nepel35,0006buah210,000

17Kabel Rol150,0002buah300,000

18Selang udara10,00020meter200,000



2.2 Sewa Peralatan



Sub Total3,000,000

3. Bahan Habis Pakai



2Kertas A44Rem50,000200,000



5CD1Paket250,000250,000

Sub Total1,970,000

4. Perjalanan dan akomodasi


Perjalanan








Sub Total14,000,000

5. Seminar, publikasi Ilmiah dan Laporan


1Seminar1Paket2,500,0002,500,000


3Pengurusan Paten (HAKI)1Paket7,500,0007,500,000

4Laporan1Paket2,000,0002,000,000

Sub Total14,000,000

Total Anggaran yang di Usulkan Tahun Ketiga49,960,000

LAMPIRAN II. JADWAL PENELITIAN

JADWAL PENELITIAN TAHUN PERTAMA

NoKegiatan Penelitian Bulan

12345678910

1.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.4

1Persiapan

2Perijinan

3Pembuatan alat

4Pengujian Alat

5Pengambilan data jumlah kaca penutup

6Analisis data dan publikasi ilmiah

7Pengambilan data laju aliran fluida kerja


9Pengambilan data pemanasan awal fluida kerja


11Penyusunan hasil

12Seminar hasil

13Laporan

JADWAL PENELITIAN TAHUN KEDUA

NoKegiatan Penelitian Bulan

12345678910

1.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.4

1Persiapan

2Perijinan

3Pembuatan alat

4Pengujian Alat

5Pengambilan data bentuk permukaan pelat penyerap


7Pengambilan data laju aliran fluida kerja


9Pengambilan data pemanasan awal fluida kerja


11Penyusunan hasil

12Seminar hasil

13Laporan

JADWAL PENELITIAN TAHUN KETIGANoKegiatan Penelitian Bulan

12345678910

1.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.41.23.4

1Persiapan

2Perijinan

3Pembuatan alat

4Pengujian Alat

5Pengambilan data penambahan reflektor


7Perbaikan alat

8Pengujian alat

9Pengambilan data penambahan tekanan udara

10Analisis data dan artikel ilmiah

11Penyusunan hasil

12Seminar hasil

13Laporan

Pipa berisi cairan

Tutup kaca

Plat penyerap yang dibentuk

Isolasi

Celah udara

PAGE

_1221249210.unknown

_1266236571.vsdy

y

vy

Fluida Keluar Tf,o

Pipa Kolektor panjang L

Panas diserap oleh fluida

Fluida Masuk Tf,i

mcpTf

mcpTf

Y+Vy

_1335648049.vsdT

a

ADC

PPI

Komputer

Pyranometer

Data

logger

Power

T

in

T

out

T

k

Kaca Penutup

Pelat Penyerap

Aluminium

Air

PVC

Pipa

Valve

Isolator

2.5

cm

T

pa

T

pvc

1

5

0

Isolator

Pompa

in

Air sumber

out

Tangki Air

T

pb

90

cm

15

cm

Aluminium tebal

3

mm

PVC tebal

10

mm

2

.

5

cm

in

out

180

cm

90

cm

in

out

5

cm

5

cm

Kaca Penutup

2.0

cm

Isolator tebal

3

cm

_1335647727.vsdT

a

ADC

PPI

Komputer

Pyranometer

Data

logger

Power

T

in

T

out

T

k

Kaca Penutup

Pelat Penyerap

Aluminium Gelombang

Air

PVC

Pipa

Valve

Isolator

2.5

cm

T

pa

T

pvc

1

5

0

Isolator

Pompa

in

Air sumber

out

Tangki Air

T

pb

90

cm

15

cm

Aluminium tebal

3

mm

PVC tebal

10

mm

2

.

5

cm

in

out

180

cm

90

cm

in

out

5

cm

5

cm

Kaca Penutup

2.0

cm

Isolator tebal

3

cm

_1221249241.unknown

_1220824128.unknown

_1220824164.unknown

_1220824041.unknown

_1165224243.unknown

_1165224249.unknown

_1146441636.unknown

Proposal 2010 PHB

Documents