kapsel solar water heater
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
1/18
MAKALAH
KAPITA SELEKTA ENERGI I
SOLAR WATER HEATER
Disusun oleh:
Fajrul Rahman 140310110009
Rhaditia Kurnia Asyuri 140310120007
M. Ridwan Hamdani 140310120012
Fajar Muhammad 140310120038
Irma 1403101200!"
DEPATERMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2!"
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
2/18
KATA PENGANTAR
Assalamualai#um wr.w$
Alhamdulillah% &uji syu#ur #'hadirat $a(i Allah swt #ar'na atas rahmat)*ya
ma#alah ini da&at dis'l'sai#an. Ma#alah ini di$uat untu# m'm'nuhi tu(as mata
#uliah Ka&ita +'l'#ta ,n'r(i I dimana ma#alah ini $'rt'ma#an -+lar /at'r H'at'r
+'m(a ma#alah ini da&at $'rmanaat $a(i &'m$aanya dan ilmunya da&at
dimanaat#an dalam #'hidu&an s'hari)hari. l'h #ar'na itu% s'(ala #riti# s'rta saran
s'm(a da&at di$'ri#an #'&ada &'nulis d'mi #'majuan &'ndidi#an yan( l'$ih $ai#.
A#hir #ata saya m'n(uaan t'rima#asih.
/assalamualai#um wr.w$
im 5'nyusun
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
3/18
#A# I
PENDAHULUAN
!$! L%&%' #el%(%n)
6ntu# m'm'nuhi #'$utuhan listri# di dunia di$utuh#an $'$'ra&a sum$'r
'n'r(i. +aat ini sum$'r 'n'r(i y( $anya# di(una#an adalah 'n'r(i sil. ,n'r(i sil
t'rs'$ut tida# ramah lin(#un(an dan suatu saat 'n'r(i sil t'rs'$ut a#an ha$is. +lusi
yan( dila#u#an untu# m'minimalisir #'#uran(an 'n'r(i sil t'rs'$ut adalah
m'n((una#an sum$'r 'n'r(i t'$aharu#an renewable energy. +alah satu nth
'n'r(i t'r$aharu#an adalah 'n'r(i matahari. +alah satu tools atau &'ran(#at yan(
m'n((una#an sum$'r dari matahari adalah +lar /at'r H'at'r. +lar /at'r H'at'r
di(una#an untu# m'manas#an air s'$a(ai &'manas air dalam #'$utuhan rumah
tan((a. +lar /at'r H'at'r m'ru&a#an s'$uah &'ran(#at yan( da&at m'ny'ra& 'n'r(i
radiasi matahari yan( di(una#an untu# m'manas#an air. +lar /at'r h'at'r di$a(i
m'njadi dua% yaitu $'rdasar#an syst'm dan $'rdasar#an j'nis collector. 6ntu#
$'rdasar#an syst'm yaitu syst'm a#ti dan &asti% s'dan(#an j'nis collector
yaitu Flat
Plate Collector dan Evacuated Tube Collector .
!$2 Ru*us%n M%s%l%h
+ a(aimana &rinsi& #'rja dari +lar /at'r H'at'r :
+ A&a yan( m'm&'n(aruhi 'isi'nsi atau #in'rja dari +lar /at'r H'at'r :
!$, Tu-u%n Peneli&i%n
) M'n(#aji $'r$a(ai j'nis +lar /at'r H'at'r
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
4/18
#A# II
TINJAUAN PUSTAKA
2$! Ali'%n Ene')i .%/% Sol%' 0olle1&o'
Radiasi ahaya matahari m'na&ai &'rmu#aan umi &ada d'nsitas lu;
ma#simum s'#itar 1.0 #/m)2 &ada r'ntan( &anjan( ('lm$an( antara 0.3 dan
0.2! μ m. Radiasi ini dis'$ut short wave radiation dan t'rmasu# di dalamnya
s&'trum visible.
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
5/18
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
6/18
m'ru&a#an ttal@ (l$al irradian' &ada &'rmu#aan ll'tr /@m2% a1 dan
a2 m'ru&a#an tin(#at &'rtama dan #'dua #'isi'n hilan( &anas /@K.m 2 dan
/@K 2.m2.
aya dari slar ll'tr da&at di&'rl'h s'$a(ai $'ri#ut.
2
d'n(an
Pc m'ru&a#an daya #'luaran dari #l'#tr /% dan
Ac
m'ru&a#an luas dari ll'tr m2=2>.
2$2 Sol%' W%&e' He%&e'
5ada dasarnya s'mua j'nis &'manas air atau wat'r h'at'r m'mili#i un(si yan(
sama% yaitu suatu alat atau &'ran(#at yan( di(una#an untu# m'manas#an air.
5'r$'daan hanya t'rl'ta# dari sum$'r 'n'r(i yan( di(una#an untu# m'n(&'rasi#an
alat t'rs'$ut atau m'manas#an air. Ada $'$'ra&a sum$'r 'n'r(i yan( di(una#an
&'manas air% misalnya t'na(a listri#% t'na(a (as% hin((a t'na(a matahari. 5'ran(#at
yan( m'n((una#an sum$'r 'n'r(i matahari yaitu +lar /at'r H'at'r. /at'r
H'at'r #hususnya untu# j'nis +lar /at'r H'at'r t'ntu $anya# m'njadi &ilihan
#ar'na dian((a& l'$ih h'mat% #ar'na m'n((una#an 'n'r(i yan( $'rasal dari matahari.
'rutama n'(ara Indn'sia $'rada di da'rah tr&is yan( dil'wati (aris #hatulistiwa
dan n'(ara d'n(an sinar matahari yan( m'lim&ah ham&ir s'&anjan( tahun s'hin((a
# untu# &'n((unaan +lar /at'r H'at'r. +lar /at'r H'at'r di$a(i $'rdasar#an
dua maam% yaitu $'rdasar#an sist'm dan $'rdasar#an #l'#trnya. +lar /at'r
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
7/18
H'at'r $'rdasar#an syst'm #'rja yan( di(una#an di$a(i dua j'nis yaitu syst'm a#ti
dan &asi% s'dan(#an +lar /at'r H'at'r $'rdasar#an #l'#tr di$a(i dua j'nis yaitu
Flat Plate Collector dan Evacuated Tube Collector .
2$2$! Sol%' W%&e' He%&e' e'/%s%'(%n s3s&e* (e'-%
A$ Sis&e* P%si4
+ist'm &asi #ar'na &'manas air ini hanya m'm$utuh#an t'na(a matahari untu#
m'm&rdu#si air &anas dan tida# m'm$utuh#an 'n'r(i lain sama s'#ali. 5'manas
j'nis ini t'rdiri dari 2 #m&n'n% ya#ni &an'l #l'#tr dan tan(#i &'nyim&an yan(
dihu$un(#an l'h dua &i&a. 'ntu#nya yan( l'$ih s'd'rhana di$andin(#an &'manas
sist'm &asi m'njadi#annya s'rin( di(una#an untu# rumah)rumah &ri$adi. Kar'nam'm$utuh#an sinar matahari untu# $'#'rja% &'masan(an &'manas ini s'lalu $'rada di
ata& rumah. 5sisi tan(#i &'nyim&anan $asanya dil'ta##an l'$ih tin((i dari &an'l
#l'#trnya% s'hin((a $isa m'nda&at#an &anas yan( u#u&.
ara #'rja +lar /at'r H'at'r syst'm &asi ini adalah &ada saat matahari $'rsinar
&an'l #l'#tr m'nan(#a& sinar matahari dan s'ara m'#anis m'n(alir#an &anas dari
siri&)siri& &'ny'ra& &anas #' &i&a)&i&a t'm$a(a yan( $'risi air% s'hin((a suhu air di
dalamnya &'rlahan m'nin(#at. Air yan( l'$ih &anas a#an $'r('ra# #' atas m'masu#i
tan(#i &'nyim&an dan air yan( l'$ih din(in a#an turun m'masu#i ran(#aian &i&a
t'm$a(a untu# di&anas#an. '(itu s't'rusnya air $'r('ra# s'ndiri sam&ai s'luruh air
dalam tan(#i &'nyim&an m'na&ai suhu yan( diin(in#an.
K'ti#a suhu air &anas di tan(#i &'nyim&an sama d'n(an suhu air &anas di &an'l
#'l#'tr% d'n(an s'ndirinya air $'rh'nti m'n(alir. Antara air yan( l'$ih &anas dan
air yan( l'$ih din(in t'rus $'rsir#ulasi tan&a $antuan dari luar% s'misal &m&a. Hal
ini $isa t'rjadi #ar'na air yan( di&anas#an m'njadi m'muai dan m'ny'$a$#an massa
j'nisnya m'njadi l'$ih rin(an dari&ada massa j'nis air yan( l'$ih din(in s'hin((a air
yan( l'$ih &anas a#an $'r('ra# #' atas. 5rs's ini dinama#an &rinsi& alamiah
#n?'#si air #ar'na &'manasan dan syst'm yan( m'n(au ini dinama#an &rs's
Thermosiphon. Kar'nanya &'manas air t'na(a surya d'n(an syst'm Thermosiphon ini
&'masan(annya s'lalu di ata& rumah.
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
8/18
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
9/18
dil'n(#a&i &'manas air 'n'r(i listri#% (as atau heat pump s'$a(ai emergency backup-
nya.
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
10/18
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
11/18
dan
ḿf C f d T f
dx dx= F '
h pf (T p−T f )2πrdx 4
Daju dari 'n'r(i t'rmal yan( di$awa l'h luida s'$andin( d'n(an laju dari
'n'r(i yan( t'rs'dia #' luida.
ari &'rsamaan 1 da&at di&'rl'h
!
K'mudian dari &'rsamaan ! da&at di&'rl'h
"
atau
7
atau da&at diu$ah m'njadi
8dimana
9
ari &'rssamaan 9 dan 2 da&at di&'rl'h
10
'n(an m'n(int'(ral#an &'rsamaan " d'n(an syarat $atas &ada ;E0%
T f =T f i dan &ada ;ED% T f =T f o1 di&'rl'h
11
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
12/18
T fo1 m'ru&a#an t'm&'ratur #'luaran dari unit ll'tr &'rtama. ari
&'rsamaan 11
12
'inisi#an
13
s'hin((a
14
'inisi#an &ula
1!
+'hin((a di&'rl'h
1"
'n(an ara yan( sama da&at di&'rl'h
17
'n(an m'n substitusi T f o 1 dari &'rsamaan 1" #' 17 da&at di&'rl'h
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
13/18
18
T fo2 m'ru&a#an t'm&'ratur #'luaran &ada tu$' , #'dua. 'n(an ara
yan( sama da&at di&'rl'h t'm&'ratur #'luaran &ada tu$' #'ti(a% T fo3 s'$a(ai
$'ri#ut
19
6ntu# N $uah tu$' ma#a da&at di(una#an ara yan( sama s'hin((a di&'rl'h
&'rsamaan s'$a(ai $'ri#ut
20
Daju 'n'r(i yan( di(una#an dari N )$uat tu$' , yan( salin( t'rhu$un(a
s'ara s'ri da&at dihitun( m'n((una#an &'rsamaan $'ri#ut
21
d'n(an ma#a
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
14/18
21
atau
22
+'t'lah di&'rl'h nilai 'n'r(i yan( di(una#an% da&at diari nilai dari 'isi'nsi
slar ll'trnya m'n((una#an &'rsamaan $'ri#ut
23
#$ Fl%& Pl%&e 0olle1&o'
Kl'#tr surya &lat datar m'ru&a#an salah satu j'nis #l'#tr yan( $anya#
di(una#an #ar'na m'mili#i #nstru#si yan( r'lati l'$ih s'd'rhana di$andin(#an
d'n(an j'nis yan( lain. +alah satu &'manaatannya adalah s'$a(ai &'manas air.
M'mili#i #'l'$ihan #l'#tr s'ara #nstru#si l'$ih s'd'rhana di$andin(#an j'nis
yan( lain. M'mili#i #'#uran(an 'isi'nsi #l'#tr yan( r'ndah. Radiasi matahari
yan( m'n'm$us #aa &'nutu& a#an m'manas#an &lat a$sr$'r s'lanjutnya &anas
dari a$sr$'r a#an m'manas#an luida &ada &i&a)&i&a #l'#tr.
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
15/18
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
16/18
d'n(an η$p m'ru&a#an 'isi'nsi yan( di&'rl'h G1% dan U L=1 / R L A p
m'ru&a#an #'s'luruhan #'isi'n hilan( &anas. +'ara umum% hanya ra#si η pf dari
P#et yan( ditrans'r#an #' luida &ada t'm&'ratur T f . 5ada d'sain yan( &timal% $'da
t'm&'ratur antara &lat dan luida san(at #'il% dan 'isi'nsi trans'r η pf s'lalu #uran( dari
1. 'n(an d'mi#ian% daya #'luaran ya(n di(una#an dari ll'tr adalah s'$a(ai $'ri#ut
P=η pf P#et 2"
¿mcdT f /dt ji#a stati mass m dari luid di&anas#an
27
¿ ḿc (T 2−T 1) ji#a massa ḿ m'n(alir m'lalui ll'tr dalam satuan wa#tu
28
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
17/18
KESIMPULAN
3.1. K'sim&ulan
'rdasar#an hasil #ajian da&at di&'rl'h #'sim&ulan $ahwa slar wat'r h'at'r
m'ru&a#an &'ran(#at yan( m'manaat#an 'n'r(i dari radiasi matahari untu# da&at
m'manas#an air. ,isi'nsi dari &lat datar da&at di&'rl'h d'n(an &'rsamaan 1
s'dan(#an untu# ti&' '?auat'd tu$'% 'isi'nsinya da&at di&'rl'h m'n((una#an &'rsamaan 23. 6ntu# da&at m'n(&timal#an masin()masin( ll'tr% da&at
did'sain s'&timal mun(#in a(ar da&at m'n(hasil#an heat loss yan( &alin( r'ndah%
s'hin((a &anas yan( ditrans'r #' luida a#an s'ma#in $'sar.
-
8/19/2019 Kapsel Solar Water Heater
18/18
DAFTAR PUSTAKA
=1> Ci'ssmann +H% +lar h'atin( (uid'lin's% Fat sh''t 7.1% &a('s 1 t 1!% Au(ust 2012.
=3> R.K. Mishra% Cinhan(