jump to navigation

Solar Water Heater, Deskripsi dan Instalasi 9 Maret, 2013

Posted by husnukusuma in Life, Technology.
Tags: , , , , , , , ,
trackback

Kali ini kita akan membahas teori dan bagaimana cara instalasi pemanas air surya, atau bahasa Inggrisnya solar water heater (SWH). Saya dan dua orang teman pernah membuat dua unit SWH sebagai bahan tugas akhir di kampus dulu. Kami membuat, memprediksi performansi, dan melakukan pengujian performansi SWH yang kami buat. [Dua rekan saya tersebut, Adi Prasetyo, saat ini bekerja sebagai drilling engineer di Energi Mega Persada dan Imam Wicaksono, sudah menjadi bos di Chevron Pacific Indonesia.]

DESKRIPSI

Solar water heater adalah pemanas air dengan menggunakan energi surya. Terdapat beberapa jenis SWH, yang closed loop dan open loop. Di sini kita hanya membahas yang open loop saja, di mana air yang dipanaskan langsung digunakan pengguna. Berikut adalah skema bagaimana SWH bekerja:

Penjelasan: Terdapat dua komponen utama SWH (saya highlighted warna kuning): Tanki dan Kolektor. Pertama kali seluruh bagian tanki dan kolektor kita isi semua dengan air dingin. Kolektor adalah bagian utama dalam menangkap radiasi matahari dan dikategorikan sebagai heat exchanger. Kolektor terbuat dari tube-tube (pipa kecil) yang diberi plat logam diantaranya. Tube dan plat diusahakan memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Plat ini istilah ilmiahnya adalah extended surface. Karena Q (perpindahan panas) adalah fungsi dari luas permukaan (A).

Seiring waktu, temperatur air di kolektor semakin tinggi, sementara temperatur air di tanki tetap dingin. Perlu diketahui bahwa density (kerapatan) air semakin rendah dengan naiknya temperatur. Hukum alam menyatakan bahwa gravitasi akan menyebabkan fluida berdensitas rendah (panas) akan berada di atas dan yang dingin akan di bawah. Fenomena ini bisa Anda lihat jika memesan es teh yang airnya masih panas. Akan terlihat (jika gelasnya transparan dan ada cahaya), pergerakan lelehan es menuju dasar gelas. Hal yang sama terjadi di SWH, air panas akan bergerak ke atas (melalui pipa kecil di sisi kanan) dan air dingin dari tanki akan mengganti posisinya lewat pipa di sebelah kiri. Perputaran ini (air dari tanki ke kolektor dan sebaliknya) terjadi terus-menerus sampai kesetimbangan termal tercapai. Efek pergerakan karena perbedaan densitas ini dinamai efek thermosyphon.

Berikut adalah tampak 3D model dari kolektor:

INSTALASI

Jika dulu kami membuat sendiri SWH, sekarang karena Alhamdulillah punya duit, maka saya beli saja yang ada di pasaran. Salah satu yang cukup bagus adalah merk Solahart, karena tankinya terbuat dari marine grade steel (semoga bisa awet).

Instalasi Piping: Instalasi piping adalah hal yang perlu diperhitungkan dalam pemasangan SWH. Idealnya Anda sudah mempersiapkan piping air panas dan dingin semenjak rumah atau tempat tinggal Anda dibuat.

Pipa air panas (warna hijau) berbeda dari pipa air dingin (putih), karena perlu dibuat khusus agar tidak mudah mlenyok (thermal expansion) dan tidak mudah melepas panas ke lingkungan. Oleh karena itu pipa air panas memiliki “inti” di tengah. Berikut adalah penampakan ketika sudah diplester dan diberi keramik:

Instalasi SWH: Begitu piping Anda siap, maka tinggal telpon dealer SWH dan beli yang cocok. Harga SWH relative mahal dibanding pemanas air gas atau electric. Saya sudah baca berbagai paper studi ke-ekonomisan SWH, dan return-nya sekitar 4 tahun (dibanding elektrik). SWH adalah benda termahal di rumah saya, bersaing ketat dengan Sofa.

Di atas adalah gambar sewaktu unit datang ke rumah dan dipasang.

Hal-hal yang perlu diperhatikan jika ingin memasang SWH:

  1. Jumlah pengguna mempengaruhi kapasitas yang diperlukan: Rule of thumb-nya adalah 30 – 60 ltr/orang/hari. Ada juga yang menghitung 1–1.5 m2 kolektor area per orang.
  2. Tekanan air: Tekanan yang cukup perlu untuk naik ke atas dan membuka check valve di outlet kolektor. Data tekanan yang dibutuhkan ada di datasheet tiap SWH, tapi tukang hanya perlu membuka keran untuk mengetahui cukup/tidak. Jika deras dia langsung bilang oh cukup ini Pak…
  3. Teknologi: Yang dijelaskan di atas adalah flat plate kolektor (kolektor pelat datar). Sekarang banyak yang jual yang jenis vacuum tube yang dinilai lebih efisien.

Oh ya, kolektor SWH bekerja dengan menciptakan green house effect mini. Radiasi matahari sumbernya sangat panas dan sampai ke bumi dengan panjang gelombang (wavelength) yang pendek. Karena panas bumi tidak sama dengan matahari, maka radiasi yang dipancarkan bumi wavelength-nya panjang. Gas rumah kaca di atmosfer tidak mau meneruskan radiasi dengan wavelength yang panjang, sehingga radiasi bumi dipantulkan kembali dan membuat bumi “hangat”. Kaca yang ditempatkan di atas kolektor juga berfungsi sama dengan gas rumah kaca, membuat area di dalam kolektor semakin panas.

Demikian, silahkan hubungi saya jika perlu bantuan. ^_^

Salah satu SWH buatan kami doeloe:

Komentar»

1. randompacking - 10 Maret, 2013

Keren Nu, scientific banget. Next post kalo boleh sekalian dibahas tentang perbandingan pemanas air tipe2 lain. Sekarang kan banyak tuh pemanas yang gak pake tangki dan langsung aja ngocorin air panas, hehehe…

Btw, rumahnya bagus banget🙂

2. trian - 11 Maret, 2013

mantap mas’e..
klop TA sampeyan tentang SWH, tapi ketiganya kerja di oil&gas.. hehe

3. Putput - 12 Maret, 2013

Husnuu.. maap waktu itu nggak sempet mampir ke ENG. btw blog lo berat-berat amat sih :p oya, si imam skr di CEPI ya? jadi team lead kah? temen SD gue juga tuh.. duh rasanya waktu cepet banget yaaa

husnukusuma - 18 Maret, 2013

Hai Put… Ga berat kok, lebih berat tulisan dirimu sepertinya🙂 . Imam dulu di maintenance pompa, sekarang pindah ke bagian apa gitu. Tapi sejak 2006 doi ga pindah.

imam - 26 Maret, 2014

Husnu…masih nyimpen aja foto tuh. anakku yg kecil seneng liat papanya, hehehe. sekarang pindah bagian ke Operation Engineering, masih buruh statusnya

4. nurbudisaputro - 7 April, 2013

Reblogged this on SixFiveNinetyTwo.

5. bayu - 30 September, 2013

Info yang sangat berguna baik bagi yang ingin memasang swh maupun yang sedang mempertimbangkan.

Kalau boleh tanya, ada 2 hal mas husnu:
1. Instalasi pipanya di arahkan kemana? karena rencana beli swh setelah pipingnya selesai (belum tahu posisi peletakan swh)
2. Perbedaan swh jenis tube dan flat.

Terimakasih banyak sebelumnya.


Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: