KOLEKTOR SURYA TABUNG HAMPA / VACUM
Kolektor surya tabung hampa merupakan penemuan yang paling kontemporer di abad 21. Kolektor surya tabung hampa / vacum sangat cepat menyerap panas dan sangat efisien menyimpan panas. Tabung vacum terdiri dari dua tabung kaca yang membentuk lapisan. Tabung lapisan dalam dilapisi dengan lapisan penyerap terbaik yang menyerap energi surya dengan sempurna dan menahan pembuangan panas. Antara dua lapisan tersebut terbentuk suatu ruang vacum (hampa udara), yang dapat meminimalisir pembuangan panas. Tabungtabung ini bekerja sangat baik dalam segala kondisi cuaca bahkan pada saat mendung dan temperatur rendah (bersalju). Tabung ini terbuat dari 100% kaca borosilicate (pyrex). Penyerapan panas pada sistem tabung vacum diterima secara radiasi. Sehingga, persentase kehilangan panas sangat kecil.
Lapisan khusus penyerap panas di dalam tabung menyerap radiasi matahari. Kolektor tabung vacuum memanaskan fluida yang berada didalam tabung (dalam hal ini air) dengan sistem Thermosyphon. Sistem Thermosyphon ialah suatu sistem yang mengacu pada metode pertukaran panas pasif berdasarkan konveksi alam, yang beredar tanpa perlu adanya pompa mekanik. Sedangkan konveksi itu sendiri merupakan proses perpindahan massa jenis. Gerakan konvektif cairan dimulai ketika air dalam tabung dipanaskan, menyebabkan air tersebut memuai dan molekul-molekulnya menjadi kurang padat (massa jenis kecil), sehingga lebih ringan daripada air dingin yang berada di bagian bawah tabung. Akibatnya air yang panas tadi mengalir dan tempatnya akan diisi oleh air yang lebih dingin karena massa jenisnya lebih besar. Inilah yang disebut dengan sistem Thermosyphon. Tujuan dari sistem Thermosyphon adalah untuk menyederhanakan pergerakan cairan dan perpindahan panas, dengan menghindari biaya dan kompleksitas yang ditimbulkan oleh pompa cair konvensional.
A. JENIS-JENIS KOLEKTOR SURYA TABUNG HAMPA Ada 2 jenis kolektor surya tabung hampa, yaitu : 1. Single glass vacum dengan sirip logam Pada konfigurasi sirip logam, pelat absorber ditempatkan di dalam sebuah tabung kaca. Udara dihilangkan dari tabung untuk menciptakan keadaan vakum. Panas diekstrak dari pelat absorber oleh sirkulasi air
melalui pipa tembaga yang melekat pada absorber berbentuk U. Segel kaca-logam diperlukan untuk mempertahankan kondisi vakum. 2. All Glass Pada konvigurasi all glass, tidak diperlukan segel kaca-logam, dan karenanya sistem ini tidak terlalu rentan terhadap kerusakan vakum. B. STRUKTUR KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR Kolektor surya plat datar terdiri dari 3 struktur utama yaitu : 1. Tabung Kaca: Tabung kaca dibentuk dengan menggabungkan dua tabung kaca co-axial pada kedua ujungnya. Udara di antara dua tabung kaca tersebut dievakuasi untuk menciptakan ruang hampa, yang bekerja sebagai isolasi. Permukaan luar dari inner tube pada kolektor evacuated-tube bertindak sebagai daerah kolektor. 2. Lapisan Absorber: Lapisan Absorber dilekatkan pada dinding luar inner tube untuk menyerap radiasi surya guna mengumpulkan energi dan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi panas. Lapisan absorber memiliki koefisien daya serap 0,94 atau lebih dan emisivitas 0,12 atau kurang. Lapisan ini harus tetap utuh selama masa pakai sistem. 3. Gasket (seal mekanis): Gasket harus memiliki kemampuan untuk bertahan dalam berbagai kondisi lingkungan (hujan, debu, dll dan dalam beberapa kasus kawasan laut) dan variasi suhu yang lebar. Gasket harus mampu mempertahankan suhu dan tekanan yang dihadapi. Karenanya, gasket ini harus dipasang dengan erat pada tabung untuk menghindari kebocoran. Masa pakai gasket harus sama dengan umur seluruh sistem.
C. KARAKTER UTAMA KOLEKTOR SURYA TABUNG HAMPA 1. Mampu untuk bertahan dalam berbagai kondisi lingkungan (hujan, 2. 3. 4. 5. 6.
debu, dll dan kawasan laut dalam beberapa kasus). Mampu untuk mempertahankan variasi suhu yang lebar. Resistensi terhadap kebocoran pada setiap bagian dari sistem. Stabil dan tahan lama. Mudah untuk diinstal. Efisien dalam konversi energi.
D. EFISIENSI KOLEKTOR SURYA TABUNG HAMPA Ruang hampa udara (vacum) adalah isolator yang sangat efektif yang membuat air di dalam kolektor tetap terjaga panasnya, sementara tabung kaca lapisan luar hanya memanaskan beberapa derajat saja. Kehilangan panas (heat loss) rendah membuat kolektor tabung vacuum paling efisien dari semua jenis kolektor pemanas air tenaga matahari. Kolektor tabung vacum juga dapat bekerja dengan baik dalam kondisi
berawan
sekalipun.
Karakteristik
inilah
yang
paling
menguntungkan pada iklim dingin, atau selama musim hujan, di mana kolektor surya lain tidak dapat menghasilkan banyak energi. Bentuk silinder juga memungkinkan kolektor untuk menangkap radiasi yang terpantul dari tanah, yang dikenal sebagai " passive tracking effect”. Sistem tabung vacum bisa menjadi pilihan yang lebih baik ketika ruang untuk menempatkan kolektor surya terbatas. Walaupun biaya untuk membeli unit water heater teknologi kolektor tabung vacum sedikit lebih mahal dari kolektor flat, hal tersebut bisa terbayarkan dengan kinerja dan fungsionalitas yang tinggi dari kolektor tabung vacuum tersebut. Selain itu Kolektor tabung vacum pemanas air tenaga matahari dapat bertahan sekitar 20 tahun. Jika suatu saat tabung vacuum mengalami kerusakan (pecah) tabung dapat diganti secara individual tanpa harus mengganti seluruh
kolektor, ditambah lagi pemeliharaan nya yang sangat mudah dengan kinerja dan fungsionalitas yang tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.intisolar.com/pemanas_air/tipe_kolektor_pemanas_air_tenaga_mataha ri.html http://www.indoenergi.com/2013/07/jenis-jenis-kolektor-pemanas-air-tenaga.html http://elib.pdii.lipi.go.id/katalog/index.php/searchkatalog/byId/115931 http://www.pemanasair.com/article/pemanas-air-tenaga-matahari/
TUGAS PRAKTIKUM PENGGANTI TEKNIK KONVERSI ENERGI SURYA
“Kolektor Surya Tabung Hampa”
oleh NAMA
: ARIFATUL KAMILA
NIM
: B42130255
GOL./KELP
: A /3
SEMESTER
:6
PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN JURUSAN TEKNIK POLITEKNIK NEGERI JEMBER 2016
