Studi Model Analitik dan Eksperimental Pengaruh Variasi Sudut Reflektor Plat Datar Terhadap Performansi Kolektor Surya Pemanas Udara dengan Plat Penyerap Berbentuk V

Fadilah, Wahyu Nur (2019) Studi Model Analitik dan Eksperimental Pengaruh Variasi Sudut Reflektor Plat Datar Terhadap Performansi Kolektor Surya Pemanas Udara dengan Plat Penyerap Berbentuk V. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111650020008-Mater_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Kolektor surya merupakan salah satu penukar kalor yang merubah energi radiasi matahari menjadi energi panas. Performansi kolektor surya pemanas udara dapat ditingkatkan dengan beberapa cara diantaranya yaitu merubah bentuk absorber plat datar menjadi v-corrugated, menambah obstacle untuk mengganggu aliran, dan menambahkan fin pada absorber sebagai extended surface sehingga dapat memperluas area perpindahan. Selain ketiga hal tersebut, menambahkan reflektor plat datar pada kolektor surya dapat memfokuskan radiasi matahari sehingga dapat meningkatkan intensitas solar radiasi yang diterima kolektor surya. Namun, penambahan reflektor tidak selalu dapat memfokuskan radiasi matahari yang diterima kolektor surya karena sudut peletakan kolektor surya sangat mempengaruhi arah radiasi matahari yang dipantulkan reflektor. Oleh sebab itu, penelitian mengenai sudut peletakan reflektor perlu dikaji sehingga penambahan reflektor dapat meningkatkan performansi kolektor surya. Dalam penelitian ini dibahas pengaruh variasi sudut peletakan reflektor (α1= α2 ) terhadap performansi kolektor surya pemanas udara tipe v-corrugated. Penelitian dilakukan secara analitik dan eksperimen. Penelitian analitik dilakukan untuk mengetahui sudut peletakan reflektor yang terbaik saat posisi matahari tanggal 17 Juli sehingga dapat meningkatkan performansi kolektor surya. Variasi sudut reflektor (α1= α2 ) yang dilakukan yaitu tanpa reflektor, 30º, 40º, 50º, dan 60º. Reflektor diletakkan menghadap Utara dan Selatan. Hasil sudut peletakan reflektor terbaik dari penelitian analitik digunakan pada penelitian eksperimen untuk menguji performansi kolektor surya pemanas udara dengan penambahan dan tanpa reflektor dengan memvariasikan laju aliran massa 0,024 kg/s, 0,036 kg/s, 0,048 kg/s. Hasil penelitian analitik saat 17 Juli didapat sudut peletakan reflektor yang menghasilkan total intensitas tertinggi sebesar 1615 W/m2 adalah 40o. Penambahan reflektor sudut 40o menghasilkan konsentrasi intensitas radiasi matahari sebesar 1,49 kali dibanding tanpa reflektor. Hasil eksperimen didapat bahwa performa kolektor surya terbaik didapat saat kolektor surya ditambahkan reflektor sudut 40o dan bekerja pada laju massa 0,036 kg/s yaitu nilai rata-rata QU harian sebesar 578,843W dan efisiensi 70,46%. Penambahan reflektor sudut 40o menghasilkan faktor konsentrasi intensitas radiasi matahari sebesar 1,2 kali sehingga dapat meningkatkan performa kolektor surya. Pada laju massa 0,036 kg/s, penambahan reflektor pada kolektor surya dapat meningkatkan nilai rata-rata QU harian sebesar 165,031 W dan efisiensi sebesar 21%.
================================================================================================
Solar collector is one of many heat exchanger which converts sun radiation energy into heat energy. Solar air heater collector performance can be increased with various methods which are changing the shape of flat absorber plate to v-corrugated, adding more obstacles to disturb the flow, and adding more fins to absorber that act as extended surface so that heat exchange surface area can be widen. In addition to these three methods, adding flat plate reflector to solar collector may focus the sun radiation so that solar radiation intensity absorbed by solar collector can be increased. However, the placement of solar collector angle can greatly affect the sun radiation direction reflected by reflector, which means adding the reflector will not always focus the sun radiation. Therefore, a research about reflector placement angle is essential to do so that reflector addition method can increase solar collector performance. This research will discuss about the effect of reflector placement angle variation (α_1= α_2 ) to v-corrugated type solar air heater collector performance. This research was done analytically and experimentally. Analytical research was done to investigate the best reflector placement angle at July 17th sun position so that solar collector performance can be increased. Reflector angle variations (α_1= α_2 ) done in this research are without reflector, 30º, 40º, 50º, and 60º with the reflector facing south and north respectively. The best reflector placement angle result from analytical method was then used in experiment method to test the solar air heater collector performance with and without reflector by changing flow rate variation 0.024 kg/s, 0.036 kg/s, and 0.048 kg/s. Analytical method result at July 17th explained that the highest total intensity 1615 W/m2 is produced at reflector placement angle 40o. By adding 40o reflector, sun radiation intensity concentration is 1.49 times greater than without using reflector. Experiment result said that the best solar collector performance was obtained by adding 40o reflector and using 0.036 kg/s flow rate variation. The performance parameter mentioned before are average daily Qu 578.843 W and 70.46% efficiency. The addition of 40o angle reflector produced sun radiation intensity concentration factor 1.2 times greater so it can increase solar collector performance. At flow rate 0.036 kg/s, this reflector addition can increase average daily Qu 165.031 W and 21% efficiency.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTM 621.472 Fad s-1 2019
Uncontrolled Keywords:	v-corrugated solar collector, reflector, total radiation intensity, performance
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ810.5 Solar energy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Wahyu Nur Fadilah
Date Deposited:	22 Nov 2021 17:45
Last Modified:	22 Nov 2021 17:45
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/61571

Actions (login required)

View Item