PENGGUNAAN PARAFFIN WAX SEBAGAI PENYIMPAN KALOR PADA PEMANAS AIR TENAGA MATAHARI THERMOSYPHON

Abstract

Pemanas 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.