Abstrak—Kolektor surya merupakan sebuah alat yang dirancang  untuk  mengumpulkan  panas  dengan  menyerap sinar matahari. Penelitian dilakukan pada kolektor surya tipe parabolic trough yang diintregasikan dengan sistem pendingin difusi  absorbsi  atau  Diffusi  Absorbtion  Refrigeration (DAR).Eksperimen  dilakukan  dengan  mendesain  ulang kolektor  surya  tipe  parabolic  trough  yang  sudah  ada  di jurusan Teknik Mesin ITS dengan menggantikan ukuran pipa absorber,  diameter  parabola  dan  fluida  menggunakan  oli diharapkan diperoleh unjuk kerja yang berbeda. Pengambilan data dilakukan dengan memvariasikan debit oli yang mengalir dalam  pipa  absorber,  yaitu  debit  4,  5,  dan  6  liter/jam  dan penelitian  dilakukan  selama  1  bulan.  Hasil  yang  didapat  dari dilakukannya  penelitian  ini  adalah  dengan  debit  4  liter/jam didapat  temperatur  oli  out  tertinggi  sebesar  106.1 o C  dengan intensitas  matahari  yang  tercatat  sebesar  980.39  W/m 2 pada saat  jam  12.00 wib.  Untuk  effisiensi  tertinggi  yang  dihasilkan tercatat  saat  debit  5  liter/jam  sebesar  36.97  %  saat  intensitas matahari  sebesar  1019.61  W/m 2 dengan  Q  yang  diterima 147.272 watt dan Q yang digunakan 54.448 watt.
Kata  Kunci—Kolektor  surya,  Parabolic  trough,  Pendingin difusi absorbsi

## I. PENDAHULUAN
eiring  dengan  perkembangan  zaman,  ilmu  pengetahuan dan  teknologi  juga  semakin  berkembang.  Begitu  juga dengan kebutuhan manusia. Untuk kenyamanan beraktifitas dalam  ruangan  ataupun  di  luar  ruangan  manusia membutuhkan  kondisi  sekeliling  yang  ideal.  Salah  satu peralatan  yang  membantu  manusia  untuk  kenyamanannya adalah  alat  pendingin  ruangan.  Sebagian  besar  alat pendingin  ruangan  ini  menggunakan  prinsip  daur  kompresi uap  yang  salah  satu  kelemahan  proses  ini  adalah menggunakan daya listrik yang cukup besar.
Sumber panas yang paling mudah di dapatkan adalah energi  panas  dari  matahari.  Untuk  memanfaatkan  sumber panas dari matahari sebagai pengganti sumber energi panas pada  generator  sistem Absorbtion  refrigeration diperlukan beberapa peralatan, Salah satunya adalah kolektor surya [1] . Kolektor  surya  merupakan  sebuah  alat  yang  dapat memantulkan cahaya matahari dan bisa menyerap panas dari radiasi  sinar  matahari  pada  pipa absorber -nya  dan meneruskan  energi  panas  ke fluida .  Terdapat  banyak  tipe solar  collector yang  dapat  di  gunakan  untuk  menyerap energi panas dari radiasi siar matahari. Pada  kolektor surya tipe parabolic trough bisa mengumpulkan  sinar matahari
Gambar  1  . Skema  kolektor  surya  dengan  sistem  difusi absorbsi
dalam  satu  garis  tertentu  sehingga  pada  garis  itu  energi panas dapat terakumulasi menjadi lebih besar.
Kemampuan  kerja  kolektor  surya [2] bergantung pada beberapa faktor, antara lain ketersediaan energi radiasi matahari,  temperatur  udara  sekitar,  karakteristik  kebutuhan energi,  dan  karakteristik  kalor  sistem  kolektor  surya tersebut.  Dengan  memanfaatkan  energi  matahari  sebagai sember  panas  sistem  refrijerasi  absorbsi  menjadi  alternatif sistem  pendingin.  Atas  dasar  itu  penyusun  tertarik  untuk memperdalam  masalah  kolektor  surya  sebagai  pengganti sumber  pemanas  pada  generator  sistem Absorbtion refrigeration.

## A. Manfaat Penelitian
Energy matahari dapat sepenuhnya sebagai sumber pemanas generator  sistim  difusi  absorbsi  atau waste  energy lainnya dengan tujuan agar dapat melakukan penghematan konsumsi listrik  sebesar  mungkin  dari  penggunaan  heater  elektrik sebelumnya.  Serta  dapat  menghasilkan  kolektor  surya sebagai    penghasil  energi  yang  ramah  dan  murah  untuk kegiatan lainnya.

## II. METODE PENGUJIAN
A. Metode Penelitian

## Analisa Performa Kolektor Surya Tipe Parabolic Trough Sebagai Pengganti Sumber Pemanas Pada Generator Sistem Pendingin Difusi Absorpsi
Ardika Oki Pratama Suwito dan Sudjud Darsopuspito Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : sudjud@me.its.ac.id
S
Gambar 2 . Titik pengambilan data pada penelitian
Berikut  berupa  skema  penelitian  yang  digunakan secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 1. Keterangan gambar:
A. Pipa absorber
B. Tangki penampung oli (isolated)
C. Pompa hidrolik
D. Motor listrik E. Generator sistem difusi absorbsi
F. Sistem difusi absorsi
G. Bypass H. Reflektor kolektor surya
I. Gate valve
J. Pyranometer
K. Anemometer digital
L. Thermocouple oli in
M. Thermocouple surface pipa absorber
N. Thermocouple oli out Cara  kerja  alat [3] pada  gambar  1  bermula  bermula dari oli yang terdapat di dalam tabung reservoir disedot oleh pompa  dan  dialirkan  masuk  menuju  ke  generator  sistem pendingin  difusi  absorbsi  yang  telah  dimodifikasi sedemikian  rupa.  Oli  dialirkan  lewat  dasar  generator  yang lama  kemudian  akan  mengisi  penuh  tabung  generator  dan keluar  menuju  selang  karet  yang  menuju  ke  arah  kolektor surya.  kemudian  oli  akan  melewati  pipa  absorber  di  atas reflektor kolektor surya. Selama melewati pipa absorber , oli akan  dikenai  proses  pemanasan  yang  menggunakan  cahaya matahari.  Setelah  itu  oli  akan  menuju  kembali  ke  dalam tangki reservoir dan begitu  seterusnya.  Agar  menjaga  suhu oli  yang  masuk  kedalam  generator  sistem  pendingin  difusi absorbsi  tetap  tinggi  supaya  kerja  pendinginan  di  dalam kabin  tercapai  maksimum,  di  tangki  reservoir  oli  tetap diberikan heater electric. Karena  jika  hanya  mengandalkan sinar  matahari  sebagai  sumber  pemanas  utama  generator, dapat dipastikan sistem pendingin difusi absorbsi tidak akan dapat  bekerja  sebagaimana  mestinya.  Karena  sistem  ini membutuhkan  suhu  tinggi  ±  95 o C  untuk  memanaskan generator dan tetap membutuhkan temperatur yang konstan ±  selama  5  jam  untuk  sistem  menjadi steady dan menghasilkan  temperatur  pendinginan  yang  minimum. Sedangkan  cahaya  matahari  hanya  bekerja  optimum  ± selama 2 jam.
Penelitian  kali  ini  dikhususkan  pada  pengujian performa  kolektor  surya  sebagai  pengganti  sumber  panas pada  generator  sistem  difusi  absorbsi.  Titik  –  titik pengukuran pada pengujian performa kolektor surya seperti dijelaskan pada gambar 2 adalah
Selama  proses  pengujian  kolektor  surya  tersebut terdapat  parameter-parameter yang diukur yaitu :
1. Debit fluida kerja (Q), yang menggunakan gelas ukur 10 ml  untuk diukur  seberapa  cepat  waktu  yang dibutuhkan untuk memenuhi gelas ukur tersebut, kemudian dihitung rata-rata waktu yang dibutuhkan.
2. Temperatur  fluida  kerja  masuk  kolektor  (T f in ), menggunakan thermocouple type t dan thermoselector.
Gambar  3. Grafik  pengaruh  waktu  terhadap  intensitas cahaya matahari untuk debit 4 L/h
3. Temperatur  fluida  kerja  keluar  kolektor  (T f  out ), menggunakan thermocouple type t dan thermoselector. 4. Temperatur  udara  ambient  (T ~ ),  menggunakan thermocouple type t dan thermoselector.
5. Temperatur  pipa receiver 1  (T 1 ),  menggunakan thermocouple type t dan thermoselector serta termometer digital sebagai alat bantu lainnya.
6. Temperatur  pipa receiver 2  (T 2 ),  menggunakan thermocouple type t dan thermoselector serta termometer digital sebagai alat bantu lainnya.
7. Temperatur  pipa receiver 3  (T 3 ),  menggunakan thermocouple type t dan thermoselector serta termometer digital sebagai alat bantu lainnya.
8. Temperatur  pipa receiver 4  (T 4 ),  menggunakan thermocouple type t dan thermoselector serta termometer digital sebagai alat bantu lainnya.
9. Temperatur  pipa receiver 5  (T 5 ),  menggunakan thermocouple type t dan thermoselector serta termometer digital sebagai alat bantu lainnya.
10. Kecepatan  angin  (v wind ),  menggunakan Anemometer digital.
11. Intensitas cahaya matahari (I m ), menggunakan Pyranometer digital yang terhubung dengan multimeter. Sehingga  keluaran  intensitas  cahaya  matahari  berupa milivolt (mV) kemudian dikonversikan menjadi W/m 2 .

## B. Perhitungan Kolektor Surya
Berikut  berupa  rumus  yang  dipergunakan  dalam perhitungan penelitian kolektor surya [4] : q usefull
.............. (1)
q teory
................... (2)

## Effisiensi kolektor surya
..................................... (3)

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ekperimen  kolektor  surya  tipe parabollic  trough dengan  variasi  debit  fluida engine  oil didapatkan  beberapa  analisa  performansi  kolektor  surya
yang ditunjukkan oleh grafik dari tiap variasi debit, dan kali ini hanya ditampilkan grafik untuk debit oli 4 Liter/jam.
Gambar 4. Grafik pengaruh waktu terhadap temperatur out oli untuk debit 4 L/h
Gambar  5. Grafik  pengaruh  intensitas  cahaya  matahari terhadap U loss untuk debit 4 L/h
Pada  gambar  3  dimana trendline grafik  cenderung berbentuk parabola. Pengambilan data dilakukan setiap lima belas  menit  sekali  mulai  pukul  09.30  hingga  15.00  wib. Pada  pukul  9.30  sampai  11.45 trendline grafik  cenderung naik  karena  intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima  oleh penampang  kolektor  surya  semakin  tinggi  dan trendline grafik  mengalami  penurunan  mulai  pukul  12.00  hingga 15.00  wib.  Pada  gambar  4  berikut  akan  ditunjukkan kenaikan temperatur keluar oli terhadap waktu pengambilan data  yang  berkaitan  langsung  terhadap  besarnya  intensitas cahaya matahari yang diterima.
Pada gambar 5, terlihat bahwa tren grafik cenderung naik.  Dapat  dilihat  jika  semakin  besar  intensitas  cahaya matahari yang didapat, maka semakin besar pula ∆T oli in- out  yang  didapat.  Dengan  semakin  besarnya  intensitas cahaya  matahari,  maka  temperatur  keluar  oli  dari  pipa absorber  akan  semakin  besar  pula.  Kemudian  oli  akan masuk ke dalam generator sistem pendingin difusi absorbsi yang  membutuhkan  panas  yang  tinggi  untuk  memanaskan campuran  refrijeran-DMF  yang  ada  di  dalam  pipa  bubble pump  yang  berada  di  dalam  generator.  Karena  kalor  yang dibutuhkan  oleh  generator  tinggi,  temperatur  oli  keluar generator  atau  kembali  masuk  ke  dalam  pipa  absorber kolektor  surya  menjadi  rendah.  Inilah  yang  menyebabkan semakin  tinggi  intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima maka semakin tinggi juga ∆T oli yang didapat.
Pada  gambar  5,  tren  grafik  untuk U loss semakin meningkat berbanding lurus dengan makin tingginya
Gambar  6. Grafik  pengaruh  intensitas  cahaya  matahari terhadap Q use untuk debit 4 L/h
Gambar  7. Grafik  Pengaruh  Intensitas  cahaya  matahari average per hari terhadap Q use dan Q teori average per hari
intensitas  cahaya  matahari.Jika  kenaikan  intensitas cahaya  matahari  diikuti  dengan  kenaikan  temperatur permukaan pipa absorber, maka nilai koefisien konveksi ( h) juga akan semakin meningkat. Sehingga meningkatnya nilai tersebut  akan  membuat  nilai  U loss cenderung  akan  semakin naik.
Gambar  6  dibawah  menunjukkan  semakin  besar intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima  makam  akan semakin besar juga Q use yang dihasilkan. Dapat dilihat dari ,  energi berguna adalah fungsi dari selisih temperatur oli masuk dan oli  keluar,  dengan  laju  alir  massa  oli,  dan  nilai  Cp  oli. Energi  berguna  ini  akan  semakin  meningkat  dengan kenaikan  intensitas  cahaya  matahari,  karena  intensitas cahaya  matahari  secara  langsung  berpengaruh  terhadap kenaikan temperatur oli.
Gambar  7  merupakan  Grafik  Pengaruh  Intensitas cahaya matahari average per hari terhadap Q use dan Q teori average  per  hari.  Untuk  grafik  Q  teori,  semakin  banyak intensitas  cahaya  matahari  dengan  luasan  kolektor  yang sama maka semakin besar pula kalor yang dihasilkan.
Q  use  merupakan  kalor  yang  diserap  oleh  pipa absorber yang kemudian dugunakan untuk memanaskan oli yang  mengalir  didalam  pipa  absorber, dimana  Q  use  untuk debit  6  L/h  memiliki  nilai  kalor  yang  terendah  dibanding
dengan  Q  use  untuk  debit  5  L/h  dan  4  L/h,  hal  ini  dapat terjadi karena intensitas cahaya matahari yang diterima lebih
Gambar  8. Grafik  pengaruh  intensitas  cahaya  matahari terhadap effisiensi kolektoruntuk debit 4 L/h
Gambar  9. Grafik  Pengaruh  Intensitas  cahaya  matahari average  per  hari  terhadap  Effisiensi  kolektor  average  per hari
rendah  daripada  debit  yang  lain  serta  debit  6  L/h  memiliki laju alira massa terbesar diantara yang lain. Sehingga waktu perpindahan  panas  yang  terjadi  anatara  permukaan  pipa abasorber dan oli yang mengalir menjadi lebih singkat yang menyebabkan perpindahan panas yang terjadi akan menjadi lebih sedikit.
Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa tidak semua kalor yang diterima oleh panel surya diserap oleh absorber, namun hanya sekitar 30 persen saja yang diserap oleh absorber, hal ini dapat terjadi karena kecepatan angin yang berubah-ubah setiap  waktunya  serta  besarnya  laju  alir  massa  yang mengalir di dalam pipa absorber. Dimana semakin besar laju aliran massa  yang terjadi,  maka akan semakin kecil q yang diserap oleh oli.
Tren  grafik  effisiensi  kolektor  surya  semakin bertambah naik seiring dengan semakin besar nilai intensitas cahaya matahari yang didapatkan dapat dilihat pada gambar 8.  Dimana  menurut  persamaan
, semakin  besar  intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima, maka Q use yang dihasilkan juga makin besar.
Pada  gambar  9  juga  dapat  dilihat  Tren  grafik effisiensi  kolektor  surya  semakin  bertambah  naik  seiring dengan semakin besar nilai intensitas cahaya matahari. Pada gambar  ini  ditunjukkan  besar  effisiensi  rata-rata  tiap  hari pengambilana data di setiap variasi yang berbeda.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan dalam menguji  performa  kolektor  surya  tipe  parabollic  trough sebagai  pengganti  sumber  pemanas  pada  generator  sistem pendingin difusi absorbsi dapat disimpulkan:
1. Dari ketiga variasi aliran debit yang dilakukan, debit 4
L/h  memiliki  hasil  temperatur  outlet  oli  yang  paling tinggi  dibandingkan  dengan  debit  yang  lain.  Dapat dilihat  temperatur  outlet  oli  tertinggi  yang  dapat dicapai  hingga  106.1 o C  pada  jam  12.00  wib,  dengan input intensitas cahaya matahari sebesar 980.39 W/m 2 .
2. Dari  ketiga  variasi  aliran  debit  yang  dilakukan, effisiensi tertinggi didapatkan pada pengujian kolektor surya tipe linear parabolic trough sebesar 36.97 % saat debit 5 L/h dengan intensitas cahaya  matahari sebesar 1019.61 W/m 2 pada jam 12.15 wib.
3. Dari  hasil  analisa  dan  pengamatan,  secara  average debit  4  L/h  mempunyai  temperatur  outlet  oli  yang paling tinggi dibanding dengan debit 5 L/h dan 6 L/h.
Didapatkan  temperatur  rata-rata  outlet  oli  tertinggi sebesar  94 o C.  Serta  temperatur  outlet  oli  rata-rata tertinggi per variasi sebesar 92.35 o C.
4. Secara  average,  effisiensi  tertinggi  didapat  saat pengujian debit 5 L/h sebesar 27.88 %. Serta effisiensi rata-rata tertinggi per variasi sebesar 26.50 %.
5. Dari  hasil  analisa,  debit  5  L/h  memiliki  effisiensi tertinggi  sebesar  26.50  %,  tetapi  sebenarnya  debit  4 L/h  lebih  cocok  sebagai  variasi  debit  yang  terbaik untuk  pengganti  sumber  pemanas  generator  sistem difusi absorbsi. Dikarenakan debit 4 L/h memiliki hasil temperatur  outlet  yang  paling  tinggi  diantara  debit yang lain, sehingga yang paling baik sebagai pengganti sumber pemanas generator sistim difusi absorbsi.
6. Menurut  hasil  pengamatan,  seharusnya  debit  4  L/h memiliki  effisiensi  yang  lebih  baik  daripada  debit  5 L/h,  dikarenakan  laju  aliran  masa  debit  4  L/h  lebih lambat  sehingga  waktu  terjadi  perpindahan  panas antara permukaan pipa absorber dan oli yang mengalir lebih  maksimal.  Tetapi  hasil  data  debit  5  L/h didapatkan effisiensi yang lebih tinggi daripada debit 4 L/h.  Ini  dikarenakan  pada  saat  pengujian,  intensitas cahaya  matahari  yang  diterima  saat  pengujian  debit  5 L/h lebih besar daripada debit 4 L/h.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  sebesar-besarnya kepada  laboratorium  Teknik  Pendingin  dan  Pengkondisian Udara  Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Teknologi  Industri ITS  yang  telah  banyak  mendukung  kelancaran  penelitian kali  ini  serta  bapak  dosen  pembimbing  dan  semua  pihak yang membantu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. http://en.wikipedia.org/wiki/Parabolic_trough
[2].    Duffie  J.A  dan  Beckman  W.A.1991.  “ Solar Engineering of  Thermal Processes”. Second Edition.John Willey and Sons inc, New York.
[3].  Ghalya  pikra,  Agus  salim,  Andri  joko  purwanto,  dan  Zaidan  eddy. 2011. “Uji  coba awal parabolic  trough  solar  collector”  journal of mechatronics,  electrical  power,  and  vehicular  technology. Pusat penelitian  tenaga  listrik  dan  mekatronik  –  LIPI,  Bandung,  Jawa barat, Indonesia.
[4]. Incropera, Frank P., DeWitt, Bergman, Lavine. 2007. Fundamentals of Heat and Mass  Transfer 6 th Edition. John  Wiley  &  Sons  Inc.  New York.