## STUDY EXPERIMENTAL OPTIMASI KOLEKTOR PLAT DATAR
DENGAN MENGGUNAKAN PIPA BERSIRIP UNTUK MEMANASKAN AIR 120 LITER
Firman W. Siahaan1*, Himsar Ambarita 2 , Andianto Pintoro 3 , Zulkifli Lubis 4 1,2,3,4 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
Email: siahaanfirman4@gmail.com

## Abstract.
Solar energy is a renewable energy where heat obtained from the sun can be utilized without damaging the  environment.  The  most  common  use  of  solar  energy  is to  heat  water  both  the  active system  and  the thermosifon  system.  Using  photovoltaic  cells  as  an  energy  source  to  pump  water  is  a  promising breakthrough.  This  study  aims  to  improve  the  efficiency  of  flat  plate  collectors  with  a  size  of  1.62m  x 1.14m  x  0.08m  to  heat  water  with  a  capacity  of  120  L  by  adding  finned  pipes  as  continuous  water circulation designed by Herdy and tested in bright conditions. The best results obtained from testing on August  22,  2019,  the  results  of  this  study  are:  1)  Comparison  of  solar  radiation  calculations  with radiation measurements: The theoretical average radiation on August 22, 2019 is 699.1073 W / m2 and the average radiation measurement is 378,666 W / m2. 2) The net efficiency of the collector is 65.44%. 3) The  efficiency  of  the  fins  placed  on  the  water  circulation  pipe  is  67.56%  using  fins  n  =  234.  4)  The maximum  water  temperature  of  all  research  stages  is  49.84  O  C,  which  is  the  first  test  on  August  22, 2019.  5)  The  energy  needed  to  heat  120  liters  of  water  on  the  August  22,  2019  test  for  eight  hours  is 11065,296 kJ. 5) The amount of energy wasted from the collector during the test on August 22, 2019 is: On the side of the collector at 42153,991 J, on the back front side of 29672,641 J, On the lower side of the collector at 413508,889 J, On the upper side of the collector at 4886778,321 J, Total wasted energy of 5372113,842 J.

## Keywords: water heater, solar energy, flat plate collector, finned pipe

## Abstrak.
Energi  surya  merupakan  salah  satu  energi  terbarukan  yang  dimana  panas  yang  diperoleh  dari  matahari dapat  dimanfaatkan  tanpa  merusak  lingkungan.  Pemanfaatan  energi  surya  yang  paling  umum  adalah untuk  memanaskan  air  baik  sistem  aktif  maupun  sistem  thermosifon.  Menggunakan  sel  photovoltaic sebagai  sumber  energi  untuk  memompa  air  merupakan  satu  terobosan  yang  menjanjikan.  Penelitian  ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi kolektor plat datar dengan ukuran 1,62m x 1,14m x 0,08m untuk memanaskan  air  berkapasitas  120  L  dengan  menambahkan  pipa  bersirip  sebagai  sirkulasi  air  secara kontiniu  yang  dirancang  oleh  Herdy  dan  telah  diuji  pada  kondisi  cerah.  Diadapat  hasil  terbaik  dari pengujian  pada  tanggal  22  Agustus  2019,  Adapun  hasil  penelitian  ini  adalah  :  1)  Perbandingan  radiasi matahari perhitungan dengan radiasi pengukuran : Radiasi rata-rata teoritis pada tanggal 22 Agustus 2019 adalah  699,1073  W/m 2 dan  Radiasi  rata-rata  pengukuran  adalah  378,666  W/m 2 .  2)  Efisiensi    bersih kolektor didapat  sebesar  65,44%.  3)  Efisiensi  pada  sirip  yang  diletakkan  pada pipa  sirkulasi  air  sebesar 67,56% dengan menggunakan sirip n =234.  4) Temperatur air maksimum dari seluruh tahap penelitian adalah    49,84 O C  yaitu  pengujian  pertama  pada  tanggal  22  Agustus  2019.  5)  Energi  yang  dibutuhkan untuk memanaskan air sebanyak 120 liter pada pengujian 22 Agustus 2019 selama delapan jam sebesar 11065,296  kJ.  5)  Besar  energi  terbuang  dari  kolektor  selama  pengujian  pada  tanggal  22  Agustus  2019 adalah: Pada sisi samping kolektor sebesar  42153.991 J , Pada sisi depan belakang sebesar  29672.641  J ,Pada  sisi  bawah  kolektor  sebesar  413508,889  J  ,  Pada  sisi  atas  kolektor  sebesar  4886778.321  J  ,  Total energy yang terbuang sebesar 5372113,842 J.
Kata Kunci : pemanas air, energi surya, kolektor plat datar, pipa bersirip
Energi surya merupakan salah satu energi terbarukan yang dimana panas yang diperoleh dari matahari dapat dimanfaatkan tanpa merusak lingkungan. Energi panas dari matahari dapat dimanfaatkan salah satunya adalah untuk memanaskan air, dimana air panas ini dapat digunakan pada konsumen rumah tangga, rumah sakit, maupun perhotelan.
Pada perhotelan kebutuhan air panas merupakan salah satu yang tertinggi. Air panas ini digunakan  untuk  kebutuhan  memasak,  mandi,  kolam  air  hangat,  dan  juga  kebutuhan  lainnya. Pada hotel-hotel khususnya daerah wisata yang berada di tempat terpencil hal ini menimbulkan masalah,  karena  harga  bahan  bakar  yang  digunakan  untuk  memanaskan  air  yaitu  bahan  bakar fosil semakin tinggi.
Penggunaan  bahan  bakar  fosil  sebagai  bahan  bakar  utama  dalam  berbagai  kegiatan manusia juga menimbulkan masalah lain. Selain karena bahan bakar ini merupakan bahan bakar yang  tidak  dapat  diperbaharui,  bahan  bakar  jenis  ini  juga  mengakibatkan  dampak  lingkungan diantaranya menyebabkan pemanasan global, dan mengeluarkan gas beracun akibat pembakaran yang tidak sempurna. Oleh sebab itu, sudah menjadi kebutuhan mendesak untuk menggunakan energi terbarukan.

## II. TEORI DASAR

## 2.1 Energi Surya
Salah satu energi terbarukan yang melimpah ketersediaannya yaitu energi surya. Sekitar setengah  energi  matahari  masuk  mencapai  permukaan  bumi.  Jumlah  energi  surya  yang mencapai permukaan bumi sangat besar. Bila dibandingkan, energi surya dua kali lebih banyak daripada semua sumber non-terbarukan seperti batu bara, minyak, gas alam, dll.
Bumi mengelilingi matahari dengan lintasan berbentuk ellipse dan matahari berada pada pusatnya.  Matahari mempunyai  diameter 1,39×10 9 m. Jarak rata-rata  matahari dari permukaan bumi adalah 1,49×10 11 m. Daya radiasi surya rata-rata yang diterima atmosfer bumi yaitu (G sc ) 1367 W/m 2 . Gambar 2.1 menunjukkan jarak antara matahari dan bumi[5].
Gambar 2.1 Jarak antara matahari dengan bumi
Lintasan bumi terhadap matahari berbentuk elips, maka jarak antara bumi dan matahari tidak  konstan.    Jarak  terdekat  adalah  1,47x10 11 m  yang  terjadi  pada  tanggal  3  Januari  2011, sedangkan  jarak  terjauh  pada  tanggal  3  juli  dengan  jarak  1,52x10 11 m.  Perbedaan  jarak  ini, menyebabkan radiasi harian yang diterima atmosfer bumi juga akan berbeda.

## 2.2 Pemanfaat Energi Surya
Dalam  era  ini,  pengunaan  sumber  daya  alam  yang  tidak  dapat  diperbaharui  semakin meningkat  seiring  dengan  meningkatnya  populasi  manusia,  kemajuan  teknologi  dan  lain  lain. Namun  hal  ini  berbanding  terbalik  dengan  ketersediaan  sumber  daya  alam  tersebut.  Sehingga para  ilmuwan  telah  mencoba  mengembangkan  potensi  sumber  daya  alam  yang  dapat diperbaharui  contohnya  air,  angin  dan  energi  surya.  Pembahasan  di  bawah  ini  adalah  tentang pemanfaatan energi surya, terdapat dua macam pemanfaatan energi surya yaitu:

## 1. Pemanfaatan photovoltaic
Pemanfaatan energi surya ini adalah untuk menghasilkan energi listrik. Menurut Sujono (2009), energi surya yang diubah menjadi energi listrik hanya memiliki efisiensi sekitar 10%[7].
2. Pemanfaatan Thermal
Pemanfaatan ini berupa hanya menggambil energi panas yang dipancarkan oleh matahari tanpa merubah wujud dari energi tersebut. pemanfaatan termalmatahari berupa :
a. Pemanas air tenaga Surya ( Solar Water Heater )
Prinsip  kerja  pemanas  air  tenaga  surya  adalah  memanaskan  air  dengan  energi  surya.  Air dialirkan  ke  pipa-pipa  yang  pipih,  biasanya  dicat  warna  hitam  untuk  memaksimalkan penyerapan  energi  surya.  Air  yang  telah  mencapai  suhu  yang  diinginkan  disimpan  ke  sebuah silinder sebagai tempat penyimpanan.
b. Pengering tenaga Surya ( Solar Dryer)
Pengering tenaga matahari adalah proses pengeringan dengan memaksimalkan tenaga matahari saja untuk proses pengeringan . Suhu ruangan yang bisa didapat dari pengering tenaga matahari berkisar antara 40 C sampai dengan 80 C, tergantung geografis dari dimana pengering tersebut ditempatkan.  Pengering  Tenaga  Matahari  ini  bisa  digunakan  untuk  mengeringkan  berbagai produk hasil pertanian dan laut seperti : Kopra, Ubi-ubian, Bawang, Rumput laut, Ikan, Udang, Cumi dll.
c. Solar Cooker
Solar Cooker adalah alat yang memanfaatkan suhu panas dari matahari untuk memasak bahan makanan.  Cara  kerja  dari  solar  cooker  adalah  dengan  memusatkan  panas  dari  matahari  pada panci hingga masakan matang

## 2.3 Pemanas Air Tenaga Surya (Solar Water Heater)
Pemanas  air  tenaga  surya  atau populer disebut sebagai solar water heater merupakan produk    teknologi    yang  memanfaatkan    energi    termal    surya    yang    cukup    popular    dan banyak  digunakan, terutama di hotel, villa peristirahatan hingga perumahan. Alat pemanas ini pada terbagi atas dua komponen utama yaitu:
1. Kolektor  surya;  kolektor  surya  berfungsi  sebagai  komponen  yang  digunakan  untuk menangkap energi radiasi matahari yang kemudian akan ditransfer ke air yang mengalir pada pipa sirkulasi yang terdapat di dalam kolektor menggunakan pelatabsorber. Kolektor ini pada umumnya menggunakan pelat absorber yang berbentuk pelat rata. Pada bagian atas kolektor akan ditutup dengan lapisan transparan, baik kaca, maupun jenis plastik lainnya.
2. Tangki penyimpanan; tangki penyimpanan adalah komponen alat pemanas air tenaga surya yang  berfungsi  untuk  menyimpan  air  yang  telah  dipanaskan  kolektor.  Tangki  ini  berperan penting dalam menjaga suhu air yang telah dipanaskan, karena pada umumnya air yang telah dipanaskan, disimpan dalam waktu yang cukup lama sebelum digunakan.

## 2.3.1. Jenis-jenis Alat Pemanas Air Tenaga Surya
Alat pemanas air tenaga surya ( solar water heater ) secara umum dapat diklasifikasikan menjadi  alat  pemanas  air  sistem  natural  dan  alat  pemanas  air  sistem  paksa  (pompa)  menurut cara  fluida  yang  bersirkulasi.  Sementara  itu  jika  menurut  cara  fluida  menyerap  panas  dapat dibedakan  menjadi  alat  pemanas  surya  sistem  pemanasan  langsung  dan  alat  pemanas  surya sistempemanasan tidak langsung (Ceylan, 2011).
Berdasarkan cara sirkulasi fluidanya, pemanas air tenaga surya dibedakan menjadi dua jenis yaitu: pemanas air tenaga surya sistem thermosypon dan pemanas air tenaga surya sistem aktif.
1. Pemanas air tenaga surya sistem thermosypon (sistem pasif)
Menurut Jansen (1995), pemanas air surya paling sederhana tetapi paling efektif adalah pemanas  air  surya  system thermosypon .  Sistem  ini  hanya  terdiri  atas  sebuah  tangki penyimpanan  yang  ditempatkan  pada  bagian  atas  dari  deretan  kolektor.  Fluida  pada  kolektor akan dipanasi oleh radiasi matahari, kemudian karena perbedaan massa jenis maka fluida panas akan  bergerak  kearah  tangki  dan  fluida  dingin  dari  tangki  akan  bergerak  turun  untuk menggantikan  fluida  yang  dipanaskan.  Gambar  2.20  menunjukkan  pemanas  surya  sistem thermosypon [11].
Gambar 2.2 Pemanas air tenaga surya sistem thermosypon (a) charge mode ( b) discharge mode .
Sirkulasi  pemanasan  seperti  ini  akan  terus  berlanjut  sampai  seluruh  sistem  kira-kira mencapai  temperatur  yang  seragam.  Gerakan  sirkulasi  ini  tidak  lagi  membutuhkan  sensor temperatur, alat-alat kontrol, dan pompa sirkulasi serta motor. (Jansen, Ted 1995).

## 2. Pemanas air tenaga surya sistem aktif
Sistem  aktif  didefinisikan  sebagai  sistem  pemanas  air  yang  memerlukan  energi tambahan  (seperti  menggunakan  pompa)  untuk  memindahkan  air  menuju  kolektor  supaya  air menjadi hangat. Energi yang digunakan untuk menggerakkan pompa dapat diperoleh dari energi listrik  maupun  dari  energi  matahari  yang  diubah  menggunakan  sel photovoltaic .  Perbedaan utama ke dua sistem ini hanya terletak pada tenaga yang digunakan untuk menggerakkan fluida yang akan dipanaskan.

## Gambar 2.3 Pemanas air tenaga surya sistem aktif

## 2.4 Analisis Sirip
Besarnya  laju  perpindahan  panas  benda  tidak  bersirip  dengan  benda  bersirip  berbeda. Pada  umumnya,  sirip  dipasang  berfungsi  untuk  memperluas  permukaan  dari  benda,  sehingga laju perpindahan panas konveksinya menjadi besar. Tetapi seberapa besar pengaruh sirip itu di pasang  terhadap  laju  perpindahan  panasnya  di  bandingkan  jika  tidak  di  pasang  sirip.  Yang didinginkan  tentunya  pengaruh  sirip  sangat  besar  terhadap  laju  perpindahan  panas  nya  agar tidak dirugikan dengan biaya untuk membuat sirip[13].
Apabila sirip dipasang di pipa saluran air yang akan dipanaskan, maka sirip akan dapat membantu  pipa  saluran  air  didalam  menangkap  panas  yang  diberikan  oleh  matahari.  Semakin luas sirip atau semakin banyak sirip yang akan dipasang di pipa saluran air, maka akan semakin
besar juga panas yang akan dipindahkan ke air. Dengan demikian pemasangan sirip pada pipa saluran air akan sangat berpengaruh terhadap suhu air keluar pemanas air. Pemilihan bahan sirip juga  sangat  berpengaruh  terhadap  besarnya  panas  yang  dapat  diterima.  Penggunaan  sirip menggunakan  bahan  tembaga  di  pilih  karena  nilai  konduktifitas  bahan  tembaga  sangat  bagus untuk menghantarkanlaju perpindahan panas.
Efisiensi  sirip  dapat  dihitung  melalui  perbandingan  antara  banyaknya  panas  yang dilepas dengan banyaknya panas yang dipindahkan jika seluruh sirip suhunya sama dengan suhu dasar sirip dan dapat dinyatakan dengan persamaan[13].
η  = ℎ 𝐴 𝑠𝑖 (𝑇𝑖−𝑇∞) ℎ 𝐴 𝑠𝑓 (𝑇𝑏−𝑇∞) (1)
Keterangan:
η : Efisiensi Sirip h
: Koefisien perpindahan panas konveksi, W/m 2 .˚C
A si
: Luas permukaan sirip yang bersentuhan dengan fluida, m 2 A sf : Luas permukaan seluruh sirip yang bersentuhan dengan fluida, m 2
T i : Suhu permukaan sirip, ˚C
T ∞ : Suhu fluida di sekitar, ˚C
T b : Suhu dasar sirip, ˚C

## 2.5Analisis Energi Pada Kolektor Surya Plat Datar
Nilai kalor yang diperlukan kolektor guna meningkatkan suhu 120 liter air dari suhu 27 o C sampai 50 o C dihitung dengan persamaan :
Q kolektor = ṁ. Cp (ΔT) (2)
Dengan asumsi efisiensi kolektor sebesar 55%, maka diperoleh nilai Q kolektor . Dengan mengetahui nilai rata-rata radiasi yang diperoleh di kota Medan selama satu hari yaitu sebesar 12 MJ, maka luas penampang kolektor dapat diketahui. Luas kolektor diperoleh dengan persamaan :
A = Q in / Q kolektor
(3)
Untuk memperoleh perolehan panas rata-rata per satuan waktu (Watt), selama satu hari penelitian (8 jam), maka dgunakan persamaan:
q = Q kolektor / (3600 x 8)
(4)
Selama kolektor bekerja memanaskan air, terjadi kehilangan panas pada kolektor secara konveksi dan konduksi. Konveksi terjadi pada bagian atas kolektor, sedangkan konduksi terjadi pada  bagian  bawah  dan  samping.  Nilai  panas  yang  hilang  ini  akan  sangat  mempengaruhi efisiensi dari kolektor. Berikut adalah skema kehilangan panas dari kolektor surya :
Gambar 2.4 Skema kehilangan panas pada kolektor
Nilai  kalor  yang  terbuang dari  sisi samping  kolektor tiap  satu menit selama  pengujian diperoleh dengan persamaan :
q out,s =  U. A. (T p – T u ) (5)
q out,s = 𝑇𝑝−𝑇𝑢 1 ℎ𝑝 + 𝑡𝑝 𝑘𝑝.𝐴𝑝 + 𝑡𝑝𝑢 𝑘𝑝𝑢.𝐴𝑝𝑢 + 𝑡𝑝𝑐 𝑘𝑝𝑐.𝐴𝑝𝑐 + 1 ℎ𝑢 (6)
Nilai energi panas yang terbuang dari sisi samping kolektor tiap satu menit selama pengujian diperoleh dengan persamaan :
q out,d = U. A. (T p – T u ) (7)
q out,d = 𝑇𝑝−𝑇𝑢 𝑡𝑝 𝑘𝑝.𝐴𝑝 + 𝑡𝑝𝑢 𝑘𝑝𝑢.𝐴𝑝𝑢 + 𝑡𝑝𝑐 𝑘𝑝𝑐.𝐴𝑝𝑐 + 1 ℎ𝑢 (8)
Nilai  energi  panas  yang  terbuang  dari  sisi  atas  kolektor  tiap  satu  menit  selama  pengujian diperoleh dengan persamaan :
q out,a = U t1 x A x (t p1 – t u1 ) (9)
U t = { N C Tpm [ ( Tpm − Ta ) (N + f) ] e + 1 h w } -1 + σ ( T pm + T a )( T pm 2 + T a 2 ) ( ε p + 0,00591 Nh w ) -1 + 2N + f – 1 + 0,133εp εg - N (10)
Nilai energi panas yang terbuang dari sisi bawah kolektor diperoleh tiap satu menit selama pengujian dengan persamaan :
q out,b = U.A ( T p – T u ) (11)
q out,b = 𝑇𝑝−𝑇𝑢 1 ℎ𝑝 + 𝑡𝑝 𝑘𝑝.𝐴𝑝 + 𝑡𝑝𝑢 𝑘𝑝𝑢.𝐴𝑝𝑢 + 𝑡𝑝𝑐 𝑘𝑝𝑐.𝐴𝑝𝑐 + 𝑡𝑎𝑐𝑝 𝑘𝑎𝑐𝑝.𝐴𝑎𝑐𝑝 + 1 ℎ𝑢 (12)
Total panas yang terbuang dari seluruh sisi kolektor diperoleh dengan persamaan :
Σ Q out = Σ Q out,s +Σ Q out,d + Σ Q out,b + Σ Q out,a
(13)
Energi  yang  digunakan  untuk  memanaskan  air  adalah  jumlah  energi  yang  tersedia  di kolektor  dikalikan  dengan  faktor  perpindahan  panas  pada  kolektor.  Berikut  adalah  persamaan yang digunakan :
q use = F R,ave x (Σq in - Σq out ) (14)
Efisiensi termal kolektor ialah nilai perbandingan antara q use dengan q in . Untuk memperoleh nilai efisiensi kolektor maka digunakan persamaan :
η termal = 𝑞 𝑢𝑠𝑒 𝑞 𝑖𝑛 (15)

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian terbaik diperoleh pada tanggal 22 Agustus 2019, Dimana pengujian dimulai pada pagi hari, mulai jam 8:00 pagi sampai berakhir pada sore hari  jam 16:00 (hingga intensitas radiasi tidak mencukupi lagi).

## 3.1 Perbandingan radiasi Teoritis dengan radiasi pengukuran
Gambar 3.1 Grafik Perbandingan Radiasi Teoritis vs Radiasi Pengukuran pada tanggal 22

## Agustus 2019
Dari  gambar  3.1  terlihat  terdapat  perbedaan  antara  data  radiasi  teoritis  dengan  radiasi pengukuran,  dimana  data  radiasi  teoritis  lebih  besar  dibandingkan  dengan  data  radiasi pengukuran hal itu dikarenakan kondisi cuaca dan posisi awan yang bergerak menutup matahari menyebabkan  jautuhnya  radiasi  pada  saat  pengukuran.  Radiasi  pengukuran  akan  mendekati radiasi teoritis jika kondisi langit cerah dan tidak ada yang menghalangi jatuhnya sinar matahari ke permukaan bumi.
Radiasi  rata-rata  teoritis  pada  tanggal  22  Agustus 2019  dari  pukul  08:00-16:00  adalah 699,1073  W/m 2 .  Radiasi  rata-rata  pengukuran  menggunakan Hobo  Microstation  Data  Logger pada tanggal 22 Agustus 2019 dari jam 08.00 – 16.00 adalah 378,666 W/m 2 .

## 3.2 Perbandingan temperatur Plat Absorber dan Air
Gambar 3.2 Grafik Temperatur Plat dan air vs Waktu
Gambar  di  atas  menunjukkan  hubungan  temperatur  pelat  absorber,  temperatur  air  di dalam tangki dan plat absorber terhadap waktu. Dari grafik itu ditunjukkan bahwa temperature maksimum  tertinggi  masing-masing,  yaitu  Temperatur  air  49,84 o C  dan  Temperatur  plat absorber  73,14 o C.  Dapat  juga  kita  lihat  pada  grafik  bahwa  perubahan  atau  naik  turunnya temperature  plat  absorber berdasarkan  dengan  kondisi matahari  cerah  atau  tertutup  awan  yang menyebabkan  berkurangnya  radiasi  yang  masuk  sehingga  menurunnya  temperatur  pada beberapa titik kolektor dan sebaliknya.
3.3 Perbandingan Qin, Qout, dan Quse
Gambar 3.3 Grafik perbandingan antara kalor yang diterima, yang terbuang, dan yang digunakan pada kolektor vs waktu
Berdasarkan  grafik  terlihat  bahwa  energi  yang  terbuang  dari  kolektor  cenderung konstan, hanya terdapat sedikit kenaikan diantara pukul 11.00  – 12.00. Sementara energi yang digunakan  untuk  memanaskan  air  memiliki  kecenderungan  yang  sama  dengan  energi  yang diterima oleh kolektor.
Pada  gambar  3.3  ditunjukkan  grafik  dari  Kalor  yang  diterima  (Qin),kalor  terbuang (Qout),  dan  kalor  yang  digunakan  (Quse).  Pada  kalor  yang  diterima  (Qin)  diperoleh  sebesar 16378168.5  Joule,  pada  kalor  yang  terbuang  (Qout)  diperoleh  sebesar  5372113.8  Joule,  dan pada kalor yang digunakan untuk memanaskan air (Quse) diperoleh sebesar 10718404.3 Joule.

## 3.3 Efisiensi Kolektor
Efisiensi termal kolektor ialah nilai perbandingan antara q use dengan q in .
η termal = 𝑞 𝑢𝑠𝑒 𝑞 𝑖𝑛 = 10718404.3  J 16378168.5 J = 0,6544
Telah  dilakukan  pula  perhitungan  efisiensi  tiap  menit  pada  kolektor  yang  baru  selama pengujian. Efisiensi tiap menitnya ditunjukkan pada gambar 3.4 di bawah ini.
Gambar 3.4 Grafik efisiensi kolektor vs waktu
Berdasarkan  grafik  dapat  terlihat  bahwa  efisiensi  tiap  menitnya  berubah-ubah  sesuai dengan  besarnya  perolehan  energi  yang  diterima  oleh  kolektor.  Efisiensi  termal  kolektor tertinggi  dicapai  pada  pukul  08:00  yaitu  0,8264  dan  terendah  pada  pukul  15:34  yaitu  0,0010. Efisiensi  kolektor  yang  berubah-ubah  tergantung  pada  perolehan  panas  yang  diterima  oleh kolektor.
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada  penelitian  yang  telah  dilakukan  pada  pemanas  air  tenaga  surya  ini,  dapat  ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Perbandingan  radiasi  matahari  perhitungan  dengan  radiasi  pengukuran:  Radiasi  rata- rata  teorotis  pada  tanggal  20  Agustus  2019  dari  pukul  08:00-16:00  adalah  696,9134 W/m 2 dan Radiasi rata-rata pengukuran adalah 382,8923 W/m 2 .
2. Efisiensi  bersih kolektor didapat sebesar 65,44% .
3. Efisiensi  pada  sirip  yang  diletakkan  pada  pipa  sirkulasi  air  sebesar  67,56%  dengan menggunakan sirip n =234.
4. Temperatur  air  maksimum  dari  seluruh  tahap  penelitian  adalah    49,84 o C  yaitu pengujian kedua pada tanggal 22 Agustus 2019.
5. Energi  yang  dibutuhkan  untuk  memanaskan  air  sebanyak  120  liter  pada  setiap pengujian selama delapan jam yaitu Pada 22 Agustus 2019 sebesar 11065,296 kJ
6. Besar energy terbuang dari kolektor selama pengujian adalah
a. Pada sisi samping kolektor ( Kiri ,kanan, ) sebesar 42153.991 J
b. Pada sisi depan belakang sebesar 29672.641 J
c. Pada sisi bawah kolektor sebesar 413508,889 J
d. Pada sisi atas kolektor sebesar 4886778.321 J
e. Total energy yang terbuang sebesar 5372113,842 J

## 4.2 Saran:
Saran dari penulis untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut.
1. Sebaiknya  termokopel  (sensor  suhu)  dapat  diganti  agar  pengujian  berikutnya  lebih efektif.
2. Pada penelitian selanjutnya dapat menambahkan kapasitas air yang akan dipanaskan
3. Pada  penelitian  selanjutnya  sebaiknya  jangan  dilakukan  pengisolasian  kolektor  secara menyeluruh Sebelum melakukan pemasangan termokopel (sensor suhu) pada titik yang akan diukur.

## REFERENSI
[1] Chen,  Z,  dkk. Efficiencies  of  flat  plate  solar  collector  at  different  flow  rates .  Science Direct. Energy Procedia 30 (2012) 65 – 72.
[2] Foste, S, dkk. Performance and reliability of a high efficiency flat platecollector – final results on prototypes . Science Direct. Energy Procedia 48 (2014) 48 -57.
[3] Sintong.  2017. Rancang  Bangun  Pemanas  Air  Tenaga  Surya  Sistem  Hybrid  Dengan Kapasitas Air 80 Liter. Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU.
[4] Pasaribu,  Henri.2017. Studi  Eksperimental  Optimasi  Solar  Water  Heater  Sistem  Hybrid Dengan Kapasitas 120 Liter Air. Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU.
[5] Duffie, John A, and A William Beckman. 2013. Solar Engineering of Thermal Processes. 4th. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. Halaman : 5
[6] Ambarita, Himsar.2011a.Energi Surya. Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU.
[7] Sujono. 2009. Invetarisasi Permasalahan Pada Instalasi Solar House Sistem Di Wilayah Yogjakarta . Teknik Fisika UGM. Yogjakarta .
[8] Incropera F.P.2011. Fundamentas Of Heat and Mass Transfer, 7th ed. New York : John Wiley & Sons
[9] Cengel  Y.A.2003. Heat  Transfer:  A  Practical  Approach,  Second  Edition .McGraw-
Hill.Halaman :339
[10] Holman, J. 1988. Perpindahan Kalor, Edisi Ke-enam . Penerbit Erlangga:Jakarta. Halaman :335
[11] Jansen,  T.  1995. Teknologi  Rekayasa  Surya,  Edisi  Pertama .  PT  Pradnya Paramita: Jakarta.
[12] Chen,  Bo-Ren,  dkk. Long-term  thermal  performance  of  a  two- phasethermosyphon solar water heater. Science Direct. Solar Energy 83 2009) 1048  – 1055.
[13] Suhananto,  Feliks  Eko.2018. efektivitas  dan  efisiensi  sirip  dengan  luas penampang bentuk persegi fungsi posisi dan nilai konduktivitas fungsi suhu kasus satu dimensi  keadaan  tak  tunak. Yogyakarta:  Program  studi  Teknik  Mesin  Fakultas  Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
[14] Kenny.  2017. Rancang  Bangun  Pemanas  Air  Tenaga  Surya  Sistem HybridDengan Kapasitas Air 80 Liter. Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU.
[15] Helal,  O,  dkk. Design  and  thermal  performance  of  an  ICS  solar  water heaterbased on three parabolic sections. Science Direct. Solar Energy 85 (2011) 2421 – 2432.