Membandingkan unjuk kerja alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dengan berpendingin udara.

Gratis

0
0
72
2 years ago
Preview
Full text
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI ABSTRAK Air merupakan sumber kehidupan dan kebutuhan pokok bagi manusia. Air yang ada seringkali tidak layak konsumsi karena terkontaminasi oleh bahan tak kasat mata seperti bahan kimia, bakteri, kuman penyakit, tanah, garam, dan komponen lain yang dapat membahayakan untuk dikonsumsi. Air tersebut akan mengganggu kesehatan dan menyebabkan penyakit. Untuk itu maka air harus dijernihkan terlebih dahulu. Salah satu cara pengolahan air terkontaminasi adalah dengan cara destilasi Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil dan membandingkan unjuk kerja (efisiensi) dari alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara (tanpa pendingin) dan alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air. Variasi yang digunakan adalah variasi debit aliran absorber kain, variasi debit aliran air pendingin kaca, dan variasi dengan penambahan reflector pada alat berpendingin air. Alat destilasi menggunakan bak destilator terbuat dari multiplek dengan tebal 1 cm dan memiliki dimensi ukuran 122 cm x 72 cm x 10 cm. Absorber kain menggunakan cotton combed dan memiliki luasan absorber yang menerima sinar radiasi matahari 0,84 m². Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi aktual tertinggi pada alat destilasi berpendingin air ditunjukkan pada variasi debit aliran air absorber 4 ml/s dan debit aliran pendingin kaca 13 ml/s dengan penambahan reflektor, yaitu air sebesar 49,3 % pada tingkat radiasi energi surya yang datang (G) sekitar 598 W/m2. Pada alat destilasi berpendingin udara memperoleh efisiensi aktual tertinggi pada variasi debit aliran air absorber 2 ml/s yaitu sebesar 33,4 % pada tingkat radiasi energi surya yang datang (G) sekitar 525 W/m2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil air destilasi terbesar ditunjukkan oleh alat destilasi berpendingin air pada variasi debit aliran air absorber kain 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, yaitu mencapai 3,39 liter per hari. Pada alat destilasi berpendingin udara, menghasilkan hasil air destilasi terbanyak, ditunjukkan pada variasi debit aliran absorber 2 ml/s yaitu mencapai 1,89 liter per hari. Kata kunci: destilasi air, energi surya, jenis absorber kain, efisiensi PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI ABSTRACT Water is the source of life and a basic human need. Sometimes, water is not suitable for consumption as it has been contaminated by the invisible materials such as chemicals, bacteria, germs, dirt, salt, and other components that can be harmful for consumption. For that the contaminated water must be clarified first. Many ways to purify contaminated water, one of them by way of distillation. This research aims to determine and compare the results of the performance (efficiency) of solar water distillation devices type of fabric absorber using single glass with water cooled and solar water distillation devices type of fabric absorber using single glass with air cooled. Variation used was flow of absorber fabric water variation, glass water cooled flow variation and using reflector variation. Distillation devices using Destilator tub made of multiplex 1 cm and has dimensions 122 cm x 72 cm x 10 cm. Distillation devices using fabrics absorber of cotton combed and has an absorber area that receives of solar radiation is 84 cm². The results showed that the highest actual efficiency of solar water distillation devices with water cooled shown at variation of absorber water flow 4 ml/s and glass water cooled flow 13 ml/s and using reflector is equal to 49,2 % at the level of solar energy radiation that comes (G) around 598 W/m2. At solar water distillation devices with air cooled get the highest actual efficiency at variation of absorber air flow 2 ml/s is equel to 33,5 % at the level of solar energy radiation that comes (G) around 598 W/m2. And the results showed that the highest distilled water results of water distillation devices with water cooled shown a variation of absorber water flow 2 ml/s and glass water cooled flow 13 ml/s reached 3,39 liters per day. The highest distilled water results of water distillation devices with air cooled shown a variation of absorber water flow ml/s that reached 1,89 liters per day. And for the highest distilled water results of water distillation devices type with water cooled shown a variation of absorber water flow 2 ml/s and water cooled flow 13 ml/1 s and using reflector that reached 2,07 liters per day. Keywords: water distilllation, solar energy, type of fabric absorber, efficiency PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI MEMBANDINGKAN UNJUK KERJA ALAT DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS ABSORBER KAIN MENGGUNAKAN KACA TUNGGAL BERPENDINGIN AIR DENGAN BERPENDINGIN UDARA SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Oleh: DAMAR DWI SAPUTRA MARKUS NIM : 115214041 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI THE COMPARISON OF THE PERFORMANCE OF THE SOLAR WATER DISTILLATION TYPE OF FABRIC ABSORBER USING SINGLE GLASS WATER COOLED AND USING AIR COOLED FINAL PROJECT Presented As Partitial Fulfillment Of The Requirement To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Presented by: DAMAR DWI SAPUTRA MARKUS Student Number : 115214041 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015 ii PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI SKRIPSI MEMBANDINGKAI{ I]NJUK KERJA AI,AT DESTII,ASI AIR ENERGI SURYA JENIS ABSORBER I(AIN MENGGI}NAKAN I(ACA TIINGGAL BERPENDINGIN AIR DENGAN BERPENDINGIN I'DARA Disusun Oleh: ,f q w %' GvnxgP Pembimbing llt PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI MEMBAFIDINGKAI\I I]NJUK KERJA ALAT DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS ABSORBER KAIN MANGGUNAKAII KACA TUNGGAL BERPENDINGIN AIR DENGAI\I BERPENDINGIN T]DARA Dipersiapkan dan ditulis oleh: Damar Dwi Saputra Markus NIM. I t5214041 Telah dipertahankan di hadapan Panitia Penguji pada tanggal 28 Juli 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat Susunan Dewan Penguji Nama Lengkap Tanda tangan Ketua : Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. Sekertaris : Anggota : Doddy Purwadianto, S.T., M.T. Ir. Rines, M.T. Yogyakart4 28 Juli 2015 Fakultas Sains dan Teknologi rima Rosa, S.Si., M.Sc. tv PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam skripsi yang saya tulis dengan judul : MEIITBANDINGKAN UNJUK KERJA ALAT DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS ABSORBER KAIN MENGGUNAKAN . KACA TUNGGAL BERPENDINGIN AIR DENGAN BERPENDINGIN UDARA Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib diternpuh untuk menjadi Sarjana teknik pada Program Strata-I, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas vakhir yang sudah dipubikasi di Universitas Sanata Dhanna atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah. Yogyakarta,23 Juh2014 "W Damar Dwi Salrutra ivlarkus PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Damar Nomor Induk Dwi Saputra Markus Mahasiswa : II52I404I Demi pengernbangan ilmu pengefahuan, saya mernberikair kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : MEMBANDINGKAN UNJUK KERJA ALAT DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS ABSORBER KAIN MENGGUNAKAN KACA'TUNGGAL BERPENDINGIN AIR DENGAN BERPENDINGIN UDARA Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dhanna hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengeloia dalam bcntuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan rnempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis, tanpa perlu metninta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap rnencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian ini pernyataan yang saya buat dengan sebenanrya. Yogyakarta, 28 Juli 201 5 Damar Dwi Saputra Markus PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI ABSTRAK Air merupakan sumber kehidupan dan kebutuhan pokok bagi manusia. Air yang ada seringkali tidak layak konsumsi karena terkontaminasi oleh bahan tak kasat mata seperti bahan kimia, bakteri, kuman penyakit, tanah, garam, dan komponen lain yang dapat membahayakan untuk dikonsumsi. Air tersebut akan mengganggu kesehatan dan menyebabkan penyakit. Untuk itu maka air harus dijernihkan terlebih dahulu. Salah satu cara pengolahan air terkontaminasi adalah dengan cara destilasi Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil dan membandingkan unjuk kerja (efisiensi) dari alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara (tanpa pendingin) dan alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air. Variasi yang digunakan adalah variasi debit aliran absorber kain, variasi debit aliran air pendingin kaca, dan variasi dengan penambahan reflector pada alat berpendingin air. Alat destilasi menggunakan bak destilator terbuat dari multiplek dengan tebal 1 cm dan memiliki dimensi ukuran 122 cm x 72 cm x 10 cm. Absorber kain menggunakan cotton combed dan memiliki luasan absorber yang menerima sinar radiasi matahari 0,84 m². Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi aktual tertinggi pada alat destilasi berpendingin air ditunjukkan pada variasi debit aliran air absorber 4 ml/s dan debit aliran pendingin kaca 13 ml/s dengan penambahan reflektor, yaitu air sebesar 49,3 % pada tingkat radiasi energi surya yang datang (G) sekitar 598 W/m2. Pada alat destilasi berpendingin udara memperoleh efisiensi aktual tertinggi pada variasi debit aliran air absorber 2 ml/s yaitu sebesar 33,4 % pada tingkat radiasi energi surya yang datang (G) sekitar 525 W/m2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil air destilasi terbesar ditunjukkan oleh alat destilasi berpendingin air pada variasi debit aliran air absorber kain 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, yaitu mencapai 3,39 liter per hari. Pada alat destilasi berpendingin udara, menghasilkan hasil air destilasi terbanyak, ditunjukkan pada variasi debit aliran absorber 2 ml/s yaitu mencapai 1,89 liter per hari. Kata kunci: destilasi air, energi surya, jenis absorber kain, efisiensi vii PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI ABSTRACT Water is the source of life and a basic human need. Sometimes, water is not suitable for consumption as it has been contaminated by the invisible materials such as chemicals, bacteria, germs, dirt, salt, and other components that can be harmful for consumption. For that the contaminated water must be clarified first. Many ways to purify contaminated water, one of them by way of distillation. This research aims to determine and compare the results of the performance (efficiency) of solar water distillation devices type of fabric absorber using single glass with water cooled and solar water distillation devices type of fabric absorber using single glass with air cooled. Variation used was flow of absorber fabric water variation, glass water cooled flow variation and using reflector variation. Distillation devices using Destilator tub made of multiplex 1 cm and has dimensions 122 cm x 72 cm x 10 cm. Distillation devices using fabrics absorber of cotton combed and has an absorber area that receives of solar radiation is 84 cm². The results showed that the highest actual efficiency of solar water distillation devices with water cooled shown at variation of absorber water flow 4 ml/s and glass water cooled flow 13 ml/s and using reflector is equal to 49,2 % at the level of solar energy radiation that comes (G) around 598 W/m2. At solar water distillation devices with air cooled get the highest actual efficiency at variation of absorber air flow 2 ml/s is equel to 33,5 % at the level of solar energy radiation that comes (G) around 598 W/m2. And the results showed that the highest distilled water results of water distillation devices with water cooled shown a variation of absorber water flow 2 ml/s and glass water cooled flow 13 ml/s reached 3,39 liters per day. The highest distilled water results of water distillation devices with air cooled shown a variation of absorber water flow ml/s that reached 1,89 liters per day. And for the highest distilled water results of water distillation devices type with water cooled shown a variation of absorber water flow 2 ml/s and water cooled flow 13 ml/1 s and using reflector that reached 2,07 liters per day. Keywords: water distilllation, solar energy, type of fabric absorber, efficiency viii PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan berkah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Banyak hambatan yang dialami penulis selama proses penulisan skripsi. Namun karena kuasa Tuhan Yang Maha Esa, bantuan dan keterlibatan berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala bantuan, dukungan dan dorongan, baik secara moriil, materiil dan spirituiil antara lain kepada : 1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Si., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta; 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin; 3. Ir. Rines, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan saran, kritik dan bimbingan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta; 4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan waktu, tenaga dan pikiran selama penulisan skripsi; 5. Ir. Franciskus Asisi Rusdi Sambada, M.T., atas bantuan selama proses penelitian; 6. Segenap dosen dan staff Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, atas segala kerjasama, pelayanan dan bimbingan selama penulis menempuh kuliah dan proses penulisan skripsi; ix PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 7. Keluarga tercinta, Fransiskus Xaverius Munadjad, Maria Yuliah, dan Tiva Dyah Novita Sari dan Bernica Sasti Rosalina Maria. Terima kasih atas do'a dan dukungannya selama kuliah termasuk selama proses penulisan skripsi. 8. Teman-teman kelompok tugas akhir, Fansriskus Xaverius Rian Kristi Pratama dan Prastowo Adi Saputra atas kerjasama dan kebersamaan dari awal pengerjaan skripsi sampai peirulisan skripsi selesai. 9. Teman teman, Dani, Cahyo, Raka, dan Teman kos lainnya yang telah memberi dukungan dala'n pengerjaan skripsi. 10. Teman-teman Teknik Mesin Angkatan 201I Universitas Sanata Dharma dan teman-teman saya lainnya yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam tugas akhir ini. Oleh karena itu, penulis menerima saran dan kritik dari pembaca demi perbaikan tugas akhir. Akhir kata penulis berirarap semoga tugas akhir ini dapat bernranfaa-t bagi pembaca. Yogyakarta, 28 Juli 201 5 Penulis Damar Dwi Saputra l.4arkus PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL . i LEMBAR JUDUL . ii HALAMAN PERSETUJUAN . ii HALAMAN PENGESAHAN . iv PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI . v LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI. vi ABSTRAK . vii ABSTRACT . vii KATA PENGANTAR . ix DAFTAR ISI . xi DAFTAR TABEL . xiii DAFTAR GAMBAR . xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang . 1 1.2 Rumusan Masalah . 4 1.3 Tujuan Penelitian . 4 1.4 Batasan Masalah . 5 1.5 Manfaat Penelitian . 6 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori . 7 2.2 Persamaan yang Digunakan . 11 2.3 Penelitian yang Pernah Dilakukan. 12 xi PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat Penelitian . 15 3.2 Alat yang Mendukung Dalam Pengambilan Data . 15 3.3 Parameter yang Divariasikan . 16 3.4 Variabel yang Diukur . 16 3.5 Langkah Penelitian . 21 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian. 23 4.2 Pembahasan . 30 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan . 45 5.2 Saran . 46 DAFTAR PUSTAKA . 47 LAMPIRAN . 49 xii PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 1 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .24 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air pada variasi debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s dan debit aliran air absorber kain 5 ml/s. Tabel 2 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .24 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air pada variasi debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s dan debit aliran air absorber kain 4 ml/s. Tabel 3 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .25 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air pada variasi debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s dan debit aliran air absorber kain 2 ml/s. Tabel 4 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .25 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air pada variasi debit aliran absorber kain 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s Tabel 5 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .26 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air pada variasi debit aliran absorber kain 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s Tabel 6 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .26 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air pada variasi debit aliran absorber kain 4 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s dengan penambahan reflektor xiii PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Tabel 7 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .27 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi debit aliran air absorber 5 ml/s Tabel 8 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .27 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi debit aliran air absorber 4 ml/s Tabel 9 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .28 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi debit aliran air absorber 2 ml/s Tabel 10 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .28 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada pembanding variasi debit aliran air absorber 2 ml/s Tabel 11 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .29 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada pembanding variasi debit aliran air absorber 2 ml/s Tabel 12 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan teoritis destilasi air .29 energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada pembanding variasi debit aliran air absorber 4 ml/s Tabel L1 Tabel sifat air dan uap .49 xiv PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber. .8 kain secara umum Gambar 2 Mekanisme perpindahan massa uap air pada destilator .9 tenaga surya jenis absorber kain Gambar 3 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain.10 menggunakan kaca tunggal berpendingin air Gambar 4 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain.17 menggunakan kaca tunggal berpendingin udara Gambar 5 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain.18 menggunakan kaca tunggal berpendingin air Gambar 6 Skema alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunkan .19 kaca tunggal berpendingin air dengan penambahan reflektor Gambar 7 Grafik hubungan efisiensi aktual dan daya surya yang datang .35 dalam 8 jam/hari dengan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s terhadap variasi debit aliran air absorber Gambar 8 Grafik hubungan efisiensi aktual dan daya surya yang datang .36 dalam 8 jam/hari dengan debit aliran air absorber 2 ml/s terhadap variasi: debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s Gambar 9 Grafik perbandingan efisiensi aktual dan efisiensi teoritis. .38 yang dicapai dalam 8 jam/hari dengan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s terhadap variasi debit aliran air absorber kain Gambar 10 Grafik perbandingan efisiensi aktual dan efisiensi teoritis .39 yang dicapai dalam 8 jam/hari dengan debit aliran air absorber 2 ml/s terhadap variasi debit aliran air pendingin kaca xv PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 11 Grafik hubungan hasil volume uap air destilasi dan daya .42 surya yang datang dalam 8 jam/hari dengan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s terhadap variasi debit aliran air absorber kain Gambar 12 Grafik hubungan hasil volume uap air destilasi dan daya .43 surya yang datang dalam 8 jam/hari dengan debit aliran air absorber 2 ml/s terhadap variasi debit aliran air pendingin kaca Gambar 13 Grafik perbandingan hasil volume uap air dan hasil volume .44 air hasil destilasi yang diperoleh selama 8 jam/hari dengan debit aliran air absorber 2 ml/s terhadap variasi debit aliran air pendingin kaca Gambar 14 Grafik perbandingan hasil volume uap air dan hasil volume .45 air hasil destilasi yang diperoleh selama 8 jam/hari dengan debit aliran air absorber 2 ml/s terhadap variasi debit aliran air pendingin kaca Gambar L.1 Logger (Biru) dan Stalker (Merah) .51 Gambar L.2 Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) .51 Gambar L.3 Solarmeter .51 Gambar L.4 Penampung Air hasil destilasi.51 Gambar L.5 Alat destilasi air energi surya jenis absorber kain .51 menggunakan kaca tunggal berpendingin udara Gambar L.6 Alat destilasi air energi jenis asborber kain .52 menggunakan kaca tunggal berpendingin air Gambar L.7 Alat destilasi air energi jenis asborber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dengan penambahan reflektor.52 Gambar L.8 Mekanisme pengatur debit aliran air .52 Gambar L.9 Bak penampung air sisa aliran absorber kain dan.52 pendingin kaca xvi PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup. Fungsi air sebagai penunjang kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Sebagai mahluk hidup manusia membutuhkan air sebagai penunjang kehidupannya. Penggunaan air yang utama adalah sebagai air minum. Selain itu, manusia membutuhkan air untuk berbagai kepentingan seperti memasak, mandi, mencuci, dan lain-lain. Bagi manusia kebutuhan akan air sangat mutlak karena sebenarnya zat pembentuk tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air yang jumlahnya sekitar 73% dari bagian tubuh. Air di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pengangkut dan pelarut bahan-bahan makanan yang penting bagi tubuh. Sehingga untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya manusia berupaya mendapatkan air yang cukup bagi dirinya (Suharyono, 1996). Menurut Kusnaedi (2010:5) air yang digunakan harus memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Secara kualitas, air harus tersedia pada kondisi yang memenuhi syarat kesehatan. Kualitas air dapat ditinjau dari segi fisika, kimia, dan biologi. Air yang dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari harus memenuhi standar baku air rumah tangga. Pemenuhan kebutuhan akan air bagi manusia merupakan permasalahan sekarang ini. Permasalahan tersebut antara lain karena terbatasnya sumber air dan 1 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2 pencemaran air. Terbatasnya sumber air adalah kondisi dimana sumber air yang tersedia tidak mencukupi kebutuhan air yang digunakan. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu musim kemarau yang berkepanjangan, daerah yang menurut letak geogafisnya memungkinkan sulitnya ditemui sumber air, dan berkurangnya sumber air karena ulah manusia. Selain itu, permasalahan lain adalah pencemaran air. Menurut Effendi (2003:12), pencemaran air adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan tidak lagi berfungsi sesuai peruntukannya. Pencemaran air berdampak pada banyak hal. Menurut A World Bank Country Study dalam buku yang berjudul Indonesia: Environment and Development (1994:29), air yang tidak bersih untuk diminum langsung adalah salah satu sumber utama dari penyakit di Indonesia, dan keterbatasan fasilitas sanitasi adalah penyebab utama dari pencemaran tinja pada sumber-sumber air perkotaan. Terdapat beberapa cara untuk mengatasi permasalahan air kotor yang sudah tercemar. Salah satu cara menjernihkan air yang tercemar adalah dengan menggunakan destilasi air energi surya. Keuntungan alat destilasi air energi surya diantaranya adalah murah dalam pembuatan dan pengoperasian serta perawatan yang mudah (Kunze, 2001). Unjuk kerja alat destilasi energi surya diukur dari efisiensi yang dihasilkan. Banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi energi surya yaitu keefektifan absorber dalam menyerap radiasi surya, kefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa air di alat destilasi, dan temperatur awal air PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3 tercemar yang masuk kedalam destilator. Bak absorber harus terbuat dari bahan dengan absorbtivitas energi surya yang baik. Untuk meningkatkan absorbtivitas pada umumnya absorber berwarna hitam, hal itu dikarenakan warna hitam mempunyai nilai absorptivity sebesar 0,97 (cengel, 1998). Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, karena jika kaca tempertaturnya terlalu panas maka uap air akan sulit untuk mengembun di dinding kaca. Air masuk pada alat destilasi diusahakan mempunyai tempertaur yang tinggi untuk mempercepat proses penguapan. Semakin cepat proses penguapan, maka jumlah air bersih yang dihasilkan akan semakin meningkat sehingga efisiensi alat destilasi juga akan meningkat. Ada beberapa jenis alat destilasi air energi surya, diantaranya jenis Absorber kain. Dua komponen utama sebuah alat destilasi air energi surya jenis absorber kain adalah absorber menggunakan kain dan penutup menggunakan kaca. Kain merupakan tempat air kotor diuapkan dan kaca penutup merupakan tempat uap air yang sudah tidak mengandung kotoran diembunkan, sehingga diperoleh air bersih. Permasalahan umum pada alat destilasi air energi surya jenis absorber kain saat ini adalah masih rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Penelitian ini akan meneliti pengaruh jumlah debit air yang mengalir pada absorber kain, variasi air pendingin kaca. Selain pengaruh variasi-variasi alat, penelitian ini juga akan meneliti beberapa faktor lain yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi air energi surya jenis absorber kain yakni jumlah energi surya yang diterima. Pengembangan variasi yang ingin dilakukan yaitu dengan menambahkan aliran untuk PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4 mendinginkan kaca penutup dan penambahan reflektor. Penambahan variasi ini diharapkan semakin mempercepat proses penguapan sehingga dapat meningkatkan hasil efisiensi. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Penelitian pengaruh pendingin air pada kaca penutup alat destilasi terhadap efisiensi yang dihasilkan belum banyak dilakukan oleh para ahli. 2. Berapa peningkatan efisiensi pada alat destilasi energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dibandingkan alat destilasi energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Membuat model alat detilasi air energi surya jenis absorber menggunakan kaca tunggal tanpa pendingin kaca (berpendingin udara) dan alat destilasi energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air. 2. Mengetahui dan membandingkan unjuk kerja antara alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dan alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal tanpa pendingin kaca (berpendingin udara). PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 5 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Penelitian ini dibatasi khusus untuk alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal tunggal berpendingin udara dan alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air. 2. Bak destilator memiliki ukuran 120 cm x 70 cm x 10 cm yang terbuat dari multiplek dengan tebal 10 mm dan menggunakan absorber kain cotton combed dengan luasan absorber yang menerima sinar radiasi matahari adalah 0.84 m2. Alat destilator pada penelitian ini memiliki sudut 3. Alat-alat yang mendukung dalam pengambilan data adalah, piranometer, dallas semiconductor temperature sensors, sensor level, solarmeter, microcontroller arduino-1.5.2, mistar, stopwatch, gelas ukur. 4. Penelitian terdiri dari variasi debit aliran air absorber, variasi debit aliran pendingin kaca dan variasi penambahan reflektor. Variasi debit aliran air absorber 2 ml/s, 4 ml/s dan 5 ml/s. Variasi debit aliran pendingin kaca 13 ml/s, 16 ml/s dam 19 ml/s. Variasi refloktor dengan ukuran 5. Pengujian alat dilakukan 8 jam dalam satu hari, dimulai pukul 08.00 WIB sampai 16.00 WIB. 6. Rugi-rugi akibat gesekan pada saluran masuk air terkontaminasi dan saluran keluar air hasil destilasi diabaikan. PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 6 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang ingin diperoleh dari penelitian ini adalah: 1. Dapat menguasai proses pembuatan alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal. 2. Menambah kepustakaan teknologi destilasi air energi surya jenis absorber kain. 3. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi alat destilasi energi surya. 4. Membantu masyarakat yang mengalami keterbatasan dalam pengadaan air bersih. PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori Alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal adalah alat yang pada dasarnya memiliki prinsip kerja seperti alat penyulingan yaitu untuk memisahkan air dari zat yang tidak diinginkan atau zat kontaminan. Komponen utama destilator adalah kain absorber dan kaca penutup pada bagian atas. Kain absorber menggunakan cotton combed yang halus dan mudah menyerap air berfungsi sebagai media air yang akan didestilasi dan sebagai absorber energi surya. Untuk memperbesar absorpsivitas energi surya maka menggunakan kain warna hitam. Menurut Cengel (2000:589) warna hitam memiliki absorpsivitas sebesar 0,97 sehingga dapat menyerap energi surya dengan baik. Penggunaan kaca sebagai penutup dimaksudkan agar energi surya dapat masuk dengan mudah ke absorber kain. Selain itu, kaca penutup juga berfungsi sebagai kondenser agar uap air di dalam kotak destilator dapat mengembun atau berubah fase menjadi cair. Proses pengembunan uap air pada kaca dipengaruhi oleh temperatur kaca tersebut. Semakin rendah temperatur kaca maka proses pengembunan uap air semakin tinggi dan sebaliknya apabila temperatur kaca semakin tinggi maka pengembunan semakin rendah. Oleh karena itu, kaca didinginkan menggunakan air yang mengalir pada permukaan atasnya agar kaca mempunyai temperatur yang rendah. 7 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 8 Kotak destilator dilengkapi dengan saluran masuk air terkontaminasi yang akan dialirkan ke absorber kain, saluran keluar air hasil destilasi dan sistem pengatur debit air yang akan didestilasi. Sistem pengatur tersebut berfungsi mengatur debit air yang akan didestilasi sesuai dengan keinginan. Semakin besar debit air yang mengalir pada absorber dapat mengakibatkan proses penguapan berjalan lambat tetapi jika terlalu kecil debit air dapat mengakibatkan suhu di dalam bak destilator terlalu tinggi dan kaca penutup menjadi pecah. Pengaturan debit aliran air absorber dan air pendingin perlu dilakukan untuk mendapatkan hasil destilasi yang maksimal. Gambar 1 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain secara umum Cara kerja alat destilasi jenis absorber terlihat pada Gambar 1. air yang akan didestilasi masuk melalui saluran air yang terkontaminasi kemudian mengalir melalui absorber kain. Energi surya yang datang memanasi absorber kain diserap oleh air yang terkontaminasi. Akibatnya air tersebut berubah fase dari cair menjadi gas berupa uap air. Pada proses ini, bahan-bahan yang PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 9 mengkontaminasi air tidak dapat berubah fase dan terpisah dari air yang telah menjadi gas. Uap air yang bersentuhan dengan kaca akan mengembun. Pengembunan tersebut diakibatkan suhu lingkungan di bagian kaca luar lebih rendah dibandingkan suhu absorber di bagian kaca dalam sehingga panas mengalir dari uap air menuju lingkungan. Embun mengalir ke saluran keluar karena posisi kaca yang miring, kemudian air dialirkan ke bak penampungan air bersih. Air yang tidak teruapakan akan mengalir melalui saluran buang air sisa absorber untuk ditampung pada bak penampung dan akan disirkulasikan. Untuk mempermudah proses pengembunan, pada dinding kaca penutup bagian luar dialiri air sebagai pendingin. Air tersebut masuk melalui saluran air pendingin kaca kemudian mengalir membasahi dinding kaca bagian luar. Sisa air pendingin kaca tersebut akan disalurkan ke bak penampung dan disirkulasikan kembali. Mekanisme perpindahan masa uap air dari bak air ke kaca penutup pada alat destilasi air energi surya terjadi secara: konveksi alami, purging, dan difusi tersaji pada Gambar 2. Sebagian besar massa uap air berpindah secara konveksi alami dan hanya sebagian kecil yang berpindah secara purging dan difusi. Mekanisme yang penulis jelaskan dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 Mekanisme perpindahan massa uap air pada destilator tenaga surya jenis absorber kain. PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 10 Konveksi alami adalah mekanisme berpindahnya massa uap air karena perbedaan temperatur. Molekul air yang mempunyai temperatur lebih tinggi akan mempunyai energi kinetik yang lebih besar dan dapat lepas dari permukaan air (menguap). Purging adalah mekanisme berpindahnya massa uap air yang disebabkan adanya perbedaan tekanan. Uap air akan mengalir dari tempat yang mempunyai tekanan lebih tinggi ke tempat yang mempunyai tekanan lebih rendah. Difusi adalah mekanisme berpindahnya massa uap air yang disebabkan perbedaan konsentrasi uap air. Gambar 3 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air. Pada Gambar 3 diketahui beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi alat destilasi air energi surya jenis absorber kain diantaranya: keefektifan absorber dalam menyerap energi surya, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa air di alat destilasi dan temperatur awal air masuk kedalam alat destilasi. Absorber harus terbuat dari bahan dengan absorbtivitas energi surya PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 11 yang baik, untuk meningkatkan absorbtivitas umumnya absorber berwarna hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, jika kaca terlalu panas maka uap akan sukar mengembun. Jumlah massa air yang ada di dalam alat destilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan air. Semakin tinggi temperatur air masuk alat destilasi maka air bersih yang dihasilkan akan semakin banyak sehingga efisiensi alat destilasi semakin meningkat. 2.2 Persamaan yang Digunakan Efisiensi alat destilasi energi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi surya yang datang selama waktu pemanasan (Arismunandar, 1995):  m g .h fg t AC  G.dt (1) 0 dengan AC adalah luas alat destilasi (m2), dt adalah lama waktu pemanasan (detik), G adalah energi surya yang datang (W/m2), h fg adalah panas laten air (J/kg), dan mg adalah massa uap air (kg). Massa uap air ( mg ) dapat diperkirakan dengan persamaan matematis berikut (Arismunandar, 1995):  P  PC   m g .h fg  quap  16,27.10 3.q kon . W  TW  TC  (2) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 12 1 q kon   3 PW  PC T  8,84.10 TW  TC  .TW  TC  W  3  P 268 , 9 . 10 W   4 (3) dengan quap adalah bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan (W/m2), qkon adalah bagian energi matahari yang hilang karena konveksi (W/m2), PW adalah tekanan parsial uap air pada temperatur air (N/m2), PC adalah tekanan parsial uap air pada temperatur kaca penutup (N/m2), TW adalah temperatur air (oC), dan TC adalah temperatur kaca penutup (oC). 2.3 Penelitian yang Pernah Dilakukan Penelitian beberapa jenis alat destilasi air energi surya telah dilakukan oleh Malick (Malick dkk, 1982). Hasil yang diperoleh Malick dilanjutkan oleh Tiwari (Tiwari, 1992). Penelitian unjuk kerja alat destilasi jenis vertikal sisi tunggal dengan menggunakan absorber spon berwarna hitam menghasilkan air destilasi antara 0,275 sampai 1,31 liter/m2.hari dengan jumlah energi surya antara 8,42 sampai 14,71 MJ. Efisiensi harian berkisar antara 7,85 sampai 21,19 %. (Boukar, 2005). Penelitian tersebut dilakukan di Aljazair pada musim panas dan gugur 2003. Luasan spon yang digunakan 0,817 m2.Pada penelitian tersebut diketahui bahwa uap air yang mengembun di kaca menghalangi energi surya yang masuk. Penelitian unjuk kerja alat destilasi jenis vertikal sisi tunggal tersebut dimodifikasi dengan menambahkan kondensor pasif di bagian belakang alat destilasi (Boukar, 2007). Modifikasi tersebut menerapkan metode tetesan air terbalik yang telah diteliti sebelumnya oleh Badran yang menerapkan metode tersebut untuk kolektor PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 13 pelat datar (Badran, 1992) dan untuk alat destilasi air energi surya (Badran, 1993). Penelitian modifikasi oleh Boukar tersebut dilakukan di Aljazair pada musim dingin (Desember 2005 sampai Januari 2006) dengan luas alat destilasi 0,94 m2 dan luas bagian penguapan (kondensor pasif) 0,869 m2. Produktivitas harian yang diperoleh bervariasi antara 0,863 sampai 1,32 liter/m2.hari dengan energi surya sebesar 19,15-26,08 MJ/m2 dan temperatur lingkungan antara 10,68 sampai 15,19 o C, efisiensi maksimum yang diperoleh tiap jam antara 47,69 sampai 57,85 %. Sebuah prototipe alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan absorber rata dengan luas 0,817 m2 terbuat dari kain spon hitam mempunyai penutup kaca dengan luas 0,876 m2 diteliti pada musim panas dari bulan Mei sampai Juli 2003 dan musim gugur dari September sampai November di daerah gurun di Adrar. Jarak kaca dengan absorber 70 mm dan tebal isolasi 35 mm. Penelitian tersebut menganalisis parameter-parameter yang mempengaruhi unjuk kerja dan produktivitas alat destilasi. Parameter yang dianalisis adalah temperatur air masuk dan keluar, temperatur sekitar, temperatur kaca, energi aurya yang datang dan posisi alat destilasi. Hasil penelitian tersebut menunjukkan unjuk kerja dan produktivitas alat destilasi air energi surya jenis vertikal sangat bergantung pada energi surya yang datang, temperatur sekitar dan posisi alat destilasi. Hasil air yang diperoleh bervariasi antara 0,5 sampai 2,3 kg/m2 (Boukar, 2004). Produktivitas destilasi air energi surya bergantung pada banyak parameter seperti kondisi cuaca, sifat termal material alat, posisi alat, kemiringan kaca, kebocoran uap dan parameter operasional lainnya (Garg, 1976). Pada alat destilasi miring menggunakan absorber kain umumnya dihasilkan air 20-50 % lebih banyak PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 14 dibandingkan alat destilasi konvensional (Tanaka, 1982). Penelitian pengaruh cuaca, disain dan parameter operasional pada produktivitas alat destilasi juga diteliti oleh Yeh dan Chen (Yeh, 1986). Penelitian pengaruh regeneratif pada destilasi air energi surya jenis vertikal juga pernah dilakukan (Wibulswas, 1984). Menurut Dunkle parameter operasional utama yang mempengaruhi unjuk kerja PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat Penelitian Skema alat penelitian alat destilasi air energi surya jenis vertikal pada penelitian ini terdiri dari tiga konfigurasi sebagai berikut: 1. Alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara ( Gambar 5 ). 2. Alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air ( Gambar 6 ). 3. Alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dan menggunakan reflektor ( Gambar 7 ). 3.2 Alat yang Mendukung Dalam Pengambilan Data 1. Piranometer Piranometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari, alat tersebut digunakan untuk mengkalibrasikan dengan solar meter agar dapat memberikan hasil data energi surya yang datang sama dengan hasil data energi surya yang datang pada alat piranometer. 2. Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) digunakan untuk mengukur temperatur alat destilasi. 15 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3. 16 Sensor Level Sensor level adalah alat yang digunakan untuk mengukur hasil ketinggian air dalam penampung air yang sudah didestilasi. 4. Solarmeter Solarmeter digunakan untuk mengukur intensitas energi matahari yang datang. 5. Microcontroller Arduino-1.5.2 Microcontroller Arduino merupakan aplikasi software yang digunakan untuk pembacaan hasil dalam pengambilan data alat destilasi energi surya. 3.3 Parameter yang Divariasikan Terdapat beberapa jenis parameter yang akan divariasikan diantaranya sebagai berikut : 1. Debit aliran air yang mengalir pada absorber kain sebanyak 3 variasi. 2. Debit aliaran air pendingin kaca penutup sebanyak 3 variasi. 3. Jumlah energi surya yang diterima sebanyak 1 variasi (dengan menggunakan reflektor dan tidak menggunakan reflektor). 3.4 Variabel yang Diukur Terdapat beberapa jenis variabel yang akan diukur diantaranya sebagai berikut : 1. Temperatur air (TW) 2. Temperatur air pendingin (TS) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 17 3. Temperatur kaca penutup (TC) 4. Temperatur udara sekitar (TA) 5. Kelembaban udara sekitar (RHA) 6. Jumlah volume air destilasi yang dihasilkan (MD) 7. Energi surya yang datang (G) 8. Lama waktu pencatatan data (t) Gambar 4 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara Komponen alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara (Gambar 4) terdiri dari (1) kotak destilator dari bahan multiplek 1cm dengan dimensi ukuran 122 cm x 72 cm x 10 cm , (2) kaca penutup, (3) saluran air yang terkontaminasi, (4) absorber kain cotton combed, (5) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 18 saluran buang air yang terkontaminasi yang tidak menguap, (6) bak penampung air bersih saluran air bersih hasil destilasi, (7) saluran air bersih hasil destilasi, dan (8) kontruksi pendukung. Gambar 5 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air Komponen alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air (Gambar 5) terdiri dari (1) kotak destilator dengan bahan dan ukuran sama dengan Gambar 4, (2) kaca penutup, (3) saluran air pendingin kaca, (4) saluran air yang terkontaminasi (5) absorber kain cotton combed, (6) bak penampung air pendingin kaca, (7) saluran buang air pendingin kaca, , (8) saluran buang air yang terkontaminasi yang tidak menguap, (9) saluran PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 19 air bersih hasil destilasi kontruksi pendukung, (10) bak penampung air bersih, dan (11) kontruksi pendukung. Gambar 6 Skema alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dan menggunakan reflektor Komponen alat detilisai air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air (Gambar 6) terdiri dari (1) kotak destilator dengan bahan dan ukuran sama seperti Gambar 4, (2) kaca penutup, (3) saluran air yang terkontaminasi, (4) saluran air pendingin kaca, (5) reflektor dengan ukuran 100 cm x 50 cm, (6) absorber kain cotton combed, (7) bak penampung air pendingin kaca, (8) saluran air pendingin kaca, (9) saluran buang air yang terkontaminasi PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 20 yang tidak menguap, (10) saluran air bersih, (11) bak penampung air bersih, dan (12) kontruksi pendukung. Untuk pengukuran temperatur digunakan sensor temperatur DS18B20, untuk pengukuran kelembaban digunakan sensor kelembaban DHT22 dan untuk pengukuran intensitas energi surya yang datang digunakan photovoltaic yang dikalibrasi dengan pyranometer. Untuk pengukuran air bersih yang dihasilkan digunakan E-tape level. Selain sensor-sensor tersebut, untuk mengambil data diperlukan juga beberapa peralatan penunjang dalam pengambilan data yakni WSN, Xbee dan Stalker. WSN berfungsi untuk memonitor pengambilan data, Xbee untuk mentransfer data dari Stalker ke WSN. Stalker berfungsi untuk mengatur pengambilan data dan menyimpan data untuk keperluan analisis. Sensor dan peralatan penunjang merupakan komponen penting dalam penelitian ini. Kegiatan penelitian dimulai dengan survey dan pembelian bahan untuk pembuatan alat destilasi. Konfigurasi alat destilasi yang diteliti berjumlah 3 (tiga) konfigurasi seperti pada Gambar 4, 5 dan 6. Setelah pembuatan alat perlu dilakukan uji coba. Tujuan uji coba adalah untuk mengevaluasi apakah alat destilasi yang dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak. Jika dari uji coba diperoleh data yang menyatakan alat destilasi dapat bekerja dengan baik maka langkah selanjutnya adalah pengambilan data tetapi jika tidak maka dilakukan perbaikan dan uji coba kembali. PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 21 3.5 Langkah Penelitian Secara rinci langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti Gambar 5, 6 dan 7. 2. Ketiga konfigurasi alat di panasi dengan energi surya secara bersamaan. 3. Variasi yang dilakukan adalah variasi debit aliran absorber 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, debit aliran air absorber 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s, debit aliran air absorber 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 19 ml/s, debit aliran air absorber kain 5 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, debit aliran air absorber kain 4 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, debit aliran air absorber kain 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, debit aliran air absorber kain 4 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s 4. Pengambilan data dilakukan tiap 10 detik selama 8 jam dari jam 08.00 sampai dengan jam 16.00. 5. Data yang dicatat adalah temperatur air (TW), temperatur kaca penutup (TC), temperatur udara sekitar (TA), kelembaban udara sekitar (RHA), jumlah air destilasi yang dihasilkan (mD), energi surya yang datang (G) dan lama waktu pencatatan data (t). 6. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk hari berikutnya kondisi alat destilasi harus diperiksa untuk memastikan debit aliran awal dan tidak ada masalah seperti kebocoran atau alat ukur yang terlepas. Untuk proses pengolahan data dapat dilakukan dalam beberapa langkah yaitu sebagai berikut: PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 22 1. Memilah data yang akan digunakan yaitu mencari data pada kondisi TW lebih besar dibandingkan TC karena persamaan 1, 2 dan 3 hanya dapat digunakan dengan syarat TW >TC. 2. Interpolasi tekanan parsial uap air pada temperatur air (P W) dengan fungsi TW, tekanan parsial pada kaca penutup (PC) dengan fungsi TC, dan panas laten air (hfg) dengan fungsi TW. Interpolasi dilakukan berdasar pada Tabel L1. Sifat Air dan Uap Jenuh. 3. Menghitung panas yang berpindah ke tutup dengan cara konveksi (qkonveksi) menggunakan persamaan (3). 4. Menghitung panas yang berpindah ketutup dengan cara penguapan (quap) menggunakan persamaan (2). 5. Menghitung massa uap air (mg) menggunakan persamaan (2) 6. Menghitung efisiensi (η) menggunakan persamaan (1) dengan luas bidang penerima energi surya adalah luas alas destilator (AC) sebesar 0,84 m2. PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Dalam pengambilan data penelitian secara keseluruhan ada 3 variasi alat, yaitu: 1. Destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dibandingkan dengan destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara di uji secara bersamaan dengan variasi debit aliran absorber kain. 2. Destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dibandingkan dengan destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin udara di uji secara bersamaan dengan variasi pada debit aliran air pendingin. 3. Destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dengan penambahan reflektor dibandingkan dengan destilasi air energi surya

Dokumen baru

Dokumen yang terkait

Beristinja dengan air dari buang hajat
0
3
1
Larangan kencing pada air tergenang
0
3
1
Boleh berburu dengan menggunakan alat bantu dan makruh menggunakan ketapel
0
4
1
Analisis SWOT sebagai alat bantu untuk menentukan strategi pemasaran pada peusahaan air mineral Aqua Pandaan
3
11
96
Analisis pengendalian persediaan air mineral menggunakan metode eqq (studi kasus pada sgen tirta indah)
8
70
68
Pemodelan lapisan air tanah dalam (Akuifer) di desa Telogorejo Kab.Demak berdasarkan data tahanan jenis
1
8
121
Sistem pencatatan penerimaan modal kerja pada perusahaan daeah air minum (PDAM) : laporan kuliah kerja praktek
0
7
63
Pembuatan rangkaian interface untuk komputerisasi continous air monitor : laporan kerja praktek
1
7
1
Program aplikasi sistem pembayaran rekening air dengan menggunakan metode pendekatan object oriented programming (OOP) : laporan kerja praktek
0
2
1
Pengontrol kejernihan dan ketinggian air
0
4
1
Iklan layanan masyarakat tentang menipisnya persediaan air bersih dengan menggunakan teknik animasi dan digital video
1
25
1
Pengontrolan temperatur air menggunakan metode PI berbasis ATMEGA 8535
2
4
6
Proses surat masuk dan surat keluar menggunakan kartu kendali dibandingkan dengan buku agenda dalam menunjang kelancaran kerja di pusat penelitian dan pengembangan teknologi sumber daya air Bandung
0
2
81
Masyarakat Iktiologi Indonesia Komposisi jenis ikan air tawar di daerah lahan basah Kaliki, Merauke Papua
0
1
14
4 Pemilihan jenis prasarana sarana air minum
2
2
19
Show more