PENGGUNAAN PARAFFIN WAX SEBAGAI PENYIMPAN KALOR PADA PEMANAS AIR TENAGA MATAHARI THERMOSYPHON
ABSTRAK: 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.
Kata kunci: Paraffin wax,
Pemanas air tenaga matahari, Phase change material, Proses Charging Thermal
energy storage
Penulis: Muhammad Nadjib
Kode Jurnal: jptmesindd160232
