Penggunaan Paraffin Wax Sebagai Penyimpan Kalor Pada Pemanas Air Tenaga Matahari Thermosyphon

Abstract

ABSTRAKPemanas Air Tenaga Matahari (PATM) konvensional umumnya menggunakan air sebagai penyimpan energi termal. Pemakaian sensible heat storage (SHS) ini memiliki kekurangan, diantaranya adalah densitas energinya rendah. Di sisi lain, latent heat storage (LHS) mempunyai sifat khas yaitu densitas energinya tinggi karena melibatkan perubahan fasa dalam penyerapan atau pelepasan kalor. Material LHS sering disebut phase change material (PCM). Penggunaan PCM pada PATM menarik dilakukan untuk meningkatkan densitas energi sistem. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki perilaku termal penggunaan paraffin wax di dalam tangki PATM jenis thermosyphon. Penelitian menggunakan kolektor matahari pelat datar dan tangki thermal energy storage (TES) yang dipasang secara horisontal di sisi atas kolektor. Di dalam tangki terdapat alat penukar kalor yang terdiri dari sekumpulan pipa kapsul dimana di dalamnya berisi paraffin wax. Air digunakan sebagai SHS dan heat transfer fluid (HTF). Termokopel dipasang di sisi HTF dan sisi PCM. Piranometer dan sensor temperatur udara luar diletakkan di dekat kolektor matahari. Pengambilan data dilakukan selama proses charging. Temperatur HTF, PCM dan intensitas radiasi matahari direkam setiap 30 detik. Data ini digunakan untuk mengetahui evolusi temperatur HTF dan PCM. Berdasarkan evolusi temperatur ini kemudian dianalisis perilaku termal PATM. Hasil dari penelitian ini adalah bahwa paraffin wax telah berfungsi sebagai penyimpan energi termal bersama air di dalam tangki PATM jenis thermosyphon. PCM memberi kontribusi yang cukup signifikan terhadap kapasitas penyimpanan energi sistem. Efisiensi kolektor lebih optimal karena PCM dapat mempertahankan stratifikasi termal sampai akhir charging. Adanya PCM mampu mengendalikan penurunan efisiensi pengumpulan energi saat intensitas radiasi matahari menurun. Alat penukar kalor yang digunakan cukup efektif yang ditandai dengan kecepatan pemanasan rata-rata antara HTF dan PCM yang tidak berbeda jauh. Kata kunci: Paraffin wax, Pemanas air tenaga matahari, Phase change material, Proses ChargingThermal energy storage 1. PENDAHULUAN PATM termasuk teknologi pemanasan air yang cukup sukses dimana sampai saat ini banyak digunakan oleh masyarakat. Pemakaian PATS dapat memberi pengaruh yang besar terhadap aspek ekonomi, lingkungan dan konservasi energi [1]. Pendapat tersebut beralasan sebab pemanasan air memberi andil cukup besar terhadap konsumsi energi rumah tangga [2]. Energi utama PATM berasal dari matahari. Penggunaan energi ini dapat meminimalkan konsumsi energi fosil.Karakteristik ketersediaan sumber energi PATM adalah tergantung oleh waktu dan kondisi cuaca. Di lain pihak, puncak kebutuhan air panas di rumah tangga terjadi pada sore dan malam hari dimana saat itu radiasi matahari tidak tersedia. Dengan demikian, antara ketersediaan sumber energi dan kebutuhan air panas tidak ada kesesuaian waktu. Oleh sebab itu, TES diperlukan untuk mengatasi ketidaksesuaian tersebut [3]. TES pada PATM konvensional adalah berupa tangki untuk menyimpan air panas.SHS berupa...

Pengukuran Laju Pelepasan Kalor pada Tangki SWH dengan Pipa Berisi Campuran Paraffin Wax dan Serbuk Tembaga 10% Berat

“…Penelitian ini menggunakan peralatan uji hasil pengembangan dari peralatan uji sebelumnya [11]. Pada tangki alat uji, ditambahkan kapsul tembaga yang berisi campuran paraffin wax dan serbuk tembaga mesh 200 dengan fraksi berat 10%.…”