Simulasi Karakterisasi Solar Water Heater Sistem Aktif dengan Variasi Bentuk Pipa Kapsul PCM

Abstract

Pemanfaatan teknologi panel surya salah satunya solar water heater (SWH) yaitu alat pemanas air dengan menggunakan energi matahari sebagai sumber pemanas dalam sistemnya. Latent Heat Thermal Energy Storage (LHTES) adalah salah satu metode penyimpanan energi termal (TES) yang memanfaatkan sifat laten dari material untuk menyimpan energi termal. Pada penelitian ini dilakukan pengkajian mengenai pengaruh bentuk pipa PCM pada tangki penyimpanan panas SWH terhadap karakterisasi PCM (temperatur, grafik pelelehan, dan kurva pelelehan) pada proses pembebanan panas. Penelitian ini memodelkan SWH dengan spesifikasi diameter tangki 260 mm serta diameter pipa penghubung 12 mm. Kapsul PCM divariasikan dengan bentuk konsentris dan tabung dan variasi debit yaitu 1 Lpm, 4 Lpm dan 7 Lpm. Solar collector menerima fluks panas 1000 W/m², dan air disirkulasikan menggunakan pompa menuju tangki penyimpan kalor berisi paraffin wax RT 52. Hasil menunjukkan bahwa bentuk kapsul konsentris lebih efektif dalam penyerapan panas dari hot transfer fluid HTF dibandingkan bentuk tabung, terutama pada debit aliran 7 lpm. PCM bentuk konsentris mencapai fase pelelehan cair seutuhnya pada menit 70 sedangkan pada PCM berbentuk silinder waktu pelelehan fase cair terjadi pada menit ke 80 pada debit 7 LPM.   Perbedaan debit aliran juga mempengaruhi waktu pelelehan PCM secara signifikan. Dengan demikian, bentuk kapsul konsentris dapat mengoptimalkan kinerja SWH dalam penyimpanan dan pelepasan energi termal.