Kajian Kombinasi Kolektor Surya Pelat Datar Glazed dan Unglazed untuk Pemanasan udara

Abstract

Kolektor surya pelat datar glazed memiliki sifat refleksi sehingga tidak semua energi panas bisa diserap, namun memiliki kemampuan untuk memerangkap panas. Sedangkan kolektor surya pelat datar unglazed, iradiasi surya secara langsung menimpa permukaan pelat absorber (tidak ada refleksi), akan tetapi energi panas yang diserap mudah lepas karena kolektor ini tidak memiliki penutup. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kinerja kolektor surya pelat datar glazed dan unglazed pada kondisi cuaca yang sama untuk berbagai posisi matahari, laju aliran, dan suhu inlet serta menganalisis kinerja kombinasi kolektor surya pelat datar glazed dan unglazed dalam menghasilkan udara panas untuk aplikasi pengeringan gabah. Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahapan yakni, pengujian keseragaman dengan melihat suhu outlet kedua jenis kolektor, perbandingan efisiensi kolektor pada beberapa kondisi yang mencakup dua tingkat laju aliran air (1.8 dan 3 liter/menit), dua tingkat suhu inlet (40 dan 55oC) dan tiga posisi radiasi matahari (pukul 08.00-09.00, 11.30-12.30 dan 15.00-16.00) serta pengujian sistem kombinasi kolektor dengan variasi laju aliran air yang melalui kolektor surya pelat datar glazed dan unglazed untuk pemanasan udara. Pengujian perbandingan kolektor surya menunjukkan bahwa secara umum kolektor surya pelat datar glazed memiliki efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan kolektor surya pelat datar unglazed. Efisiensi tertinggi pada kolektor surya pelat datar glazed sebesar 64% dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 53% yang keduanya berlangsung pada laju aliran 3 liter/menit dan suhu inlet 40°C. Secara umum perlakuan suhu inlet 40oC dengan laju aliran 3 liter/menit memberikan kisaran nilai efisiensi kolektor surya pelat datar glazed sebesar 32-64%, sedangkan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 26-53%, sedangkan laju aliran 1.8 liter/menit memberikan kisaran efisiensi kolektor surya pelat datar glazed sebesar 33-50% dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 26-38%. Selanjutnya untuk perlakuan suhu inlet 55°C dengan laju aliran 3 liter/menit diperoleh kisaran nilai efisiensi kolektor surya pelat datar glazed sebesar 6-37% dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 2-20% sedangkan untuk laju aliran 1.8 liter/menit kisaran efisiensi kolektor surya pelat datar glazed sebesar 0-33% dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 0-24%. Pada siang hari secara umum efisiensi kolektor surya lebih besar yang efisiensi kolektor surya pelat datar glazed sebesar 33-64%, dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 20-53% sedangkan pada pagi dan sore hari efisiensi tertinggi dari kolektor surya pelat datar glazed hanya 40% dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar 32%. Biaya per Watt (energi berguna) bergantung pada suhu inlet dan laju aliran yang digunakan dengan kisaran Rp.5,310/W sampai Rp.20,268/W. Secara umum biaya tersebut lebih tinggi pada kolektor surya pelat datar unglazed kecuali untuk suhu inlet 40°C dan pada laju aliran 3 liter/menit hampir sama yaitu kolektor surya pelat datar glazed sebesar Rp. 5,310/W dan kolektor surya pelat datar unglazed sebesar Rp. 5,570/W. Sistem kombinasi kolektor telah bekerja dengan baik dalam memenuhi kebutuhan udara pengering untuk pengering gabah. Pada kondisi cuaca cerah dan selama proses charging dan discharging, efisiensi kolektor surya tetap positif. Kombinasi kolektor terbaik diperoleh pada perlakuan suhu air awal rendah (33-35°C) dengan laju aliran 4 liter/menit pada inlet kolektor surya pelat datar unglazed dan 10 liter/menit pada inlet kolektor surya pelat datar unglazed-kolektor surya pelat datar glazed yaitu dengan nilai efisiensi sebesar 59.58%. Perlakuan suhu air awal tinggi (48-52°C) mampu mengeringkan gabah sebesar 745.62kg dan pada perlakuan suhu air awal rendah mampu (33-35°C) mampu mengeringkan gabah sebesar 538.01kg (ketersedian energi panas selama 8 jam).