e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/
Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence . Any  further distribution of this work must maintain attribution to the  author(s) and the  title of the  work, journal citation and DOI. Published  under licence by Journal of Science and Aplicative Technology  (JSAT).
Received 15th December 2020 Accepted 17th March 2021
Published 9th June 2021
DOI: 10.35472/jsat.v5i1.375

## Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber
Amrizal *a , Amrul a ,  Herry Wardono a , Ahmad Yonanda a , Angelia E Salsabillah a dan Amrizal Danur Sasongko a
a Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro, Bandar Lampung 35145
* Corresponding E-mail: amrizal@eng.unila.ac.id
Abstract: The aim of this research is to investigate the effect of absorber geometries on the performance of PV/T hybrid solar collector. The two different tube cross-sections used in this work are in the form of square and circular with the same hidraulic diameter 9.53 mm. They were examined by CFD method to simulate the heat transfer and pressure drop characteristics of the PV/T collector. The experimental data are recorded to validate the results obtained from the simulation process. Additionally, the thermal performance testing method is based on the EN 12975 which is carried out indoors using a solar simulator. In the validation process obtained from present work, it is found to be about 6 % difference between the simulation and  experimental results. The simulation process used in this work is necessary to predict and compare the performance of the two different tube cross-sections.  Furthermore,  the  simulation  result  show  that  the  use  of  square  tubes  may  increase  the  thermal  efficiency compared to the circular tubes. However, there is an increase in the value of pressure drop refer to the use of square tubes, which is 11.49% higher than that of circular tubes.
Key words : solar collector, PV/T, simulation, tube cross-sections
Abstrak: Penelitian ini bertujuan  untuk membandingkan unjuk kerja  dari kolektor  surya jenis hybrid Photovoltaic/Thermal (PV/T) baik  secara  termal  maupun pressure  drop berdasarkan  penggunaan  kontur  penampang  saluran  fluida  yang  berbeda. Perbandingan unjuk kerja  yang  dianalisa dalam penelitian  ini masing-masing untuk saluran  berbentuk square (persegi)  dan circular tube (bundar). Pendekatan atau tahapan penelitian unjuk kerja kolektor PV/T adalah melalui metode pengujian dan simulasi.  Proses  pengujian  diperlukan  untuk  mendapatkan  data  pembanding  terhadap  hasil  simulasi  yang  dilakukan.  Dalam penelitian  ini  metode  pengujian  unjuk  kerja  termal  berdasarkan  standar  EN  12975  yang  dilakukan  secara indoor dengan menggunakan solar simulator. Sementara itu proses simulasi CFD menggunakan software Ansyst Fluent sebagai alat bantu untuk memprediksi  unjuk  kerja  dari  kolektor PV/T .  Setelah  proses  validasi  dilakukan  terdapat  perbedaan  antara  hasil  eksperimen dengan hasil simulasi sekitar 6 %. Lebih lanjut, hasil pengembangan simulasi menunjukkan bahwa penggunaan saluran persegi mampu meningkatkan efisiensi termal kolektor PV/T dibandingkan dengan penggunaan pipa bundar. Namun terdapat kenaikan nilai pressure drop pada penggunaan pipa persegi lebih tinggi sekitar 11.49% jika dibandingkan dengan pipa bundar.
Kata Kunci : kolektor surya, PV/T, simulasi, penampang pipa

## Pendahuluan
Salah  satu  jenis  peralatan  yang  dapat  memanfaatkan energi  matahari  adalah  kolektor  surya  hybrid  PV/T. Kolektor  jenis  ini  merupakan  gabungan  antara  panel surya (Photovoltaic) dengan  kolektor  termal  sehingga dapat  menghasilkan  energi  listrik  dan  energi  termal dalam waktu  yang bersamaan.  Sistem  Fotovoltaik (PV) adalah  salah satu  aplikasi  energi  terbarukan  yang  telah digunakan  di  berbagai  belahan  dunia.  Dengan meningkatnya  penggunaan  sistem  Fotovoltaik,  penting
untuk meningkatkan efisiensi panel Fotovoltaik tersebut. Matahari  dapat  memanaskan  sel  surya (Photovoltaic) yang  menyebabkan  peningkatan  suhu  sel  dan menurunkan efisiensinya. Efisiensi sel dapat turun sekitar 0,4-0,65 persen dengan peningkatan satu unit suhu [1-3]. Dengan  mengalirkan  fluida  kerja  seperti  air  atau  udara pada  bagian  belakang  sel  surya,  energi  panas  dapat diserap dan digunakan untuk berbagai keperluan.
Penelitian penting  dalam pengembangan kolektor PV/T telah  dimulai  sekitar  tahun  1970-an  [4-6].  Berdasarkan hasil penelitian  tersebut, pendinginan panel PV sebagian
Open Access
e-ISSN: 2581-0545
Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber
besar  didasarkan  pada  tiga  metode  utama  diantaranya pada bagian  pipa header-riser , bentuk aliran serpentine dan berbagai desain khusus lainnya.
Pemodelan  secara  numerik  juga  telah  dilakukan  untuk mengevaluasi kinerja sistem kolektor PV/T[7]. Meningkatkan  laju  aliran  massa  fluida  kerja  akan menurunkan suhu panel PV sehingga dapat meningkatkan  efisiensinya.  Dua  model  sistem  PV/T dengan  air  sebagai  fluida  kerja  diteliti  secara eksperimental dan teoritis[8]. Jenis pertama terdiri dari tabung header-riser bundar dan panel monokristalin, dan jenis kedua  memiliki  panel  multi-kristal  dengan  saluran persegi  panjang.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa tipe  pertama  memiliki  efisiensi  termal  40,7%  dan efisiensi  listrik  11,8%,  sedangkan  tipe  kedua  memiliki efisiensi  termal  dan  listrik  masing-masing  39,4%  dan 11,5%.
Berbagai  model  kondisi  tunak  dan  model  dinamis  juga dibandingkan diantaranya adalah model dinamis 3D dan tiga model kondisi tunak 1D, 2D dan 3D[9]. Perbandingan hasil dari berbagai data eksperimen menunjukkan bahwa model  1D  kondisi-tunak  sama  mudah  untuk  diterapkan seperti  model  dinamis  3D  dalam  mengevaluasi  kinerja harian PV/T. Dalam referensi [10] dianalisa sembilan tata letak berbeda terhadap kinerja sistem PV/T. Perbandingan  efisiensi  termal  antara  kolektor  yang dilapisi  dan  tidak dilapisi  dengan  penutup  memberikan hasil masing-masing adalah sebesar 58% dan 52%.
Dalam  penelitian  lain,  tiga  jenis  kolektor  PV/T disimulasikan  masing-masing  untuk  aliran  paralel, serpentin dan spiral. Hasil penelitian menunjukkan aliran spiral  memiliki  efisiensi  yang  lebih  tinggi  dibandingkan jenis  aliran  lainnya.  Selain  itu,  jarak  yang  dekat  antara pipa  dan  rendahnya  suhu  air  masuk  adalah  penyebab terjadinya  peningkatan  efisiensi  PV/T  [11].  Selanjutnya dalam  referensi  [12]  disimulasikan  tujuh  jenis  kolektor PV/T  yang  berbeda.  Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh dapat  disimpulkan, struktur  terbaik  dari  beberapa  jenis kolektor  tersebut  adalah  aliran  spiral  dengan  efisiensi termal  50,12%  dan  efisiensi  listrik  11,98%.  Kemudian pada  referensi  [13]  disimulasikan  perbandingan  unjuk kerja  antara  dua  jenis  kolektor  yang  berbeda.  Hasil simulasi  menjelaskan  adanya  pengurangan  efisiensi termal  dari  kolektor  PV/T  serpentin  sekitar  19%  jika dibandingkan dengan kolektor konvensional.
Model  matematis  dari  sistem  kolektor  PV/T  juga dikembangkan  dalam  perangkat  lunak  TRANSYS  untuk tiga lokasi berbeda di Eropa (Milan – Paris - Athena). Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  efisiensi  termal  modul PV/T  tahunan  diperoleh  32,7%  di  Paris,  36,1%  di  Milan
dan 40,6% di Athena. Sementara itu, efisiensi listrik yang dihasilkan  adalah  13,7%  di  Paris,  13,6%  di  Milan  dan 13,4%  di  Athena  [14].  Dalam  referensi  [15]  digunakan sistem  otomatis  pendingin  air  untuk  meningkatkan efisiensi  modul  PV/T  aliran serpentine,  mencapai efisiensi  termal  maksimum  23,5%  dan  efisiensi  total 33,28%.  Selanjutnya,  peningkatan  kinerja  panel  PV dengan reflektor dan pendinginan dilaporkan juga dalam referensi  [16].  Referensi  [17]  juga  melakukan  simulasi penggunaan  temperatur  fluida  kerja  rata-rata  pada kolektor  surya  untuk  mewakili  temperatur  permukaan absorber.
Berdasarkan  tinjauan  di atas, sebagian besar  penelitian yang telah dilakukan dalam sistem desain  PV/T  dengan menambahkan  pelat  dan  pipa  penyerap  di  bagian belakang  panel  PV konvensional.  Selain  itu,  bentuk penampang saluran pendingin pada umumnya berbentuk  lingkaran.  Karena  kenaikan  suhu  sel  PV menyebabkan penurunan efisiensi listrik, desain dengan metode pendinginan  yang  lebih  efisien  dapat meningkatkan efisiensi listrik dan termal.
Berdasarkan  informasi  literatur  yang  ada,  masih  sedikit referensi yang menjelaskan perubahan bentuk penampang terhadap unjuk kerja baik untuk termal dan pressure  drop yang  dihasilkan.  Informasi pressure  drop diperlukan  untuk  mengevaluasi  kebutuhan  terhadap daya pompa. Dalam penelitian ini, perbandingan desain absorber  panel  PV/T  berkaitan  dengan  perubahan bentuk  penampang  pipa  disimulasikan  dan  dievaluasi karakteristiknya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui  sekaligus  membandingkan  unjuk  kerja kolektor  surya  hybrid  PV/T  secara  termal  dan pressure drop berdasarkan  perbedaan  bentuk  penampang  pipa absorber. Penampang pipa absorber yang dibandingkan adalah berbentuk persegi panjang dengan pipa bundar.
Simulasi  dengan  desain  yang  berbeda  ini  divalidasi dengan hasil eksperimen berdasarkan kondisi lingkungan daerah  Bandar  Lampung.  Pengembangan  simulasi menggunakan perangkat lunak Computing Fluid Dynamic ( Ansys Fluent Version 18.1 ) [18].

## Metode
Pendekatan  penelitian  yang  dilakukan  adalah  metode pengujian  dan  simulasi unjuk  kerja  kolektor  PV/T. Pengujian  dibutuhkan  untuk  mendapatkan  data  termal sebagai  pembanding  terhadap  hasil  simulasi  yang dilakukan. Sementara itu metode pengujian unjuk kerja termal  dilakukan  berdasarkan  standar  pengujian  EN
Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 5(1), 2021, pp. 245-252 | 247
Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
12975  secara indoor dengan  menggunakan solar simulator.
Gambar 1. Experimental set-up: 1.Tanki penyimpanan fluida  2.Pompa 3.Heater  4-5. Sensor temperature bagian inlet dan outlet 6. Kolektor PV/T 7.Pyranometer 8. Solar simulator 9. Sensor temperatur lingkungan
Pada  Gambar  1  diilustrasikan  proses  pengujian  unjuk kerja  termal  dimana  air  sebagai  fluida  kerja  dialirkan dengan pompa. Fluida kerja tersebut dipanaskan dengan heater terlebih dahulu sesuai standar pengujian sebelum memasuki  bagian  inlet  kolektor  PV/T.  Solar  simulator difungsikan untuk menggantikan peran radiasi matahari. Perubahan  temperatur  air  sebagai  fluida  kerja  akibat paparan  radiasi selanjutnya diukur dengan termokopel. Perubahan  temperatur  fluida  kerja  ini  sekaligus merefleksikan  kemampuan  kalektor  dalam  merespon panas yang diterimanya.
Termal  kolektor  sebagai  absorber  yang  merupakan gabungan dari pelat, rangka dan pipa saluran fluida kerja selanjutnya ditempelkan pada permukaan bagian bawah panel PV seperti disajikan dalam Gambar 3. Selanjutnya, kolektor  PV  yang  digunakan  dalam  pengujian  adalah Polycrystalline 100  Wp,  tegangan  dan  arus  maksimum 17.6 V dan 4.26 A dengan dimensi 800 x 992 x 35 mm.
Selanjutnya,  model  termal  yang  digunakan  dalam pengujian  ini  adalah  seperti  yang  ditunjukkan  pada persamaan berikut [19]:
( ) ( )   a pm L én u T T U G A Q − − =  (1)
Persamaan (1) dapat diubah menjadi persamaan berikut :
( ) ( )   a m L én u T T U G F A Q − − =  ´ (2)
dimana 𝑄 𝑢 adalah energi berguna,  adalah panas spesifik dari  fluida,    adalah  zero  loss  efficiency  untuk  radiasi global normal terhadap permukaan, G adalah intensitas radiasi matahari, F’ adalah faktor efisiensi dari kolektor, U adalah  koefisien  rugi  termal  menyeluruh, T a adalah temperatur  lingkungan, T m adalah  temperatur  fluida rata-rata dari T i dan T o adalah temperatur fluida dibagian masuk dan keluar dari segmen kolektor dan A adalah luas kolektor.
Persamaan  (1)  merupakan  energi  berguna  berdasarkan perbedaan antara  nilai energi  radiasi yang diserap oleh permukaan  kolektor  dengan  rugi  termal  perpindahan panas  konveksi  ke  lingkungan.  Temperatur  rata-rata permukaan pelat ( T pm ) pada persamaan (1) dapat diwakili oleh temperatur rata-rata dari temperatur fluida masuk dan keluar  ( T m ) dengan menambahkan faktor koreksi F’ .
Gambar 2. Geometri bentuk susunan aliran fluida dan penampang pipa bundar dan persegi
Sementara  itu  secara  umum  untuk  aliran  fluida  dalam simulasi  program Ansyst  Fluent dengan  metode  CFD menggunakan  persamaan  dasar  yaitu  persamaan kontinuitas,  persamaan  momentum  dan  persamaan energi.
2 1 3 6 7 8 9 4 5
e-ISSN: 2581-0545
Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber
Gambar 3. Susunan komponen kolektor PV/T
Proses  simulasi  menggunakan  bantuan  software  CFD ( Ansyst  Fluent Version  18.1 )  untuk  memprediksi  dan membandingkan unjuk kerja termal melalui desain yang bervariasi  antara  penampang  pipa  absorber  berbentuk persegi dan bundar.
Dalam  penelitian  ini  desain  geometri  pipa  dengan  dua bentuk penampang berbeda diilustrasikan pada Gambar 2  masing-masing  untuk  pipa  persegi  dan  pipa  bundar. Dimensi yang sama untuk panjang sisi dan diameter dari kedua  jenis  pipa  adalah  9.53  mm . Jarak  antara  pipa adalah  80  mm,  sedangkan  dimensi  pelat  datar  sebagai absorber berukuran 946 mm x 750 mm dengan ketebalan 2 mm.
Beberapa  kondisi  batas  diberikan  dalam  simulasi  ini diantaranya  laju  aliran  fluida  dalam  saluran  adalah konstan dan rugi-rugi panas pada bagian bawah kolektor diabaikan.  Pengaturan  kondisi  batas  menyesuaikan kebutuhan  simulasi  yang  diinginkan  seperti  kondisi kecepatan dan laju aliran fluida.
Proses  selanjutnya  adalah  memberikan setup  mesh dengan  penamaan  pada  setiap face seperti heat  flux, inlet dan outlet fluida  kerja  dan insulation  wall .  Proses simulasi  kemudian  dilanjutkan  dengan  proses  meshing dengan jumlah grid yang digunakan adalah 120.000.
Sementara itu dalam tahap terakhir disajikan hasil akhir dari proses simulasi dengan menampilkan kontur warna agar dapat dianalisis. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada alur simulasi seperti diberikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Skema proses simulasi unjuk kerja kolektor PV/T

## Hasil Dan Diskusi
Variasi temperatur fluida masuk yang digunakan dalam simulasi unjuk kerja kolektor PV/T ini adalah 27 ℃ , 32 ℃ , 37 ℃ , 42 ℃ dengan intensitas radiasi sebesar 900 W/m 2 . Temperatur udara lingkungan dan laju aliran massa fluida kerja masing-masing adalah 30 ℃ dan 0.01 kg/s.  Seluruh kondisi  pengujian  ini  diterapkan  secara  sama  dalam simulasi CFD terhadap kedua jenis penampang kolektor. Selanjutnya hasil simulasi tentang perbedaan unjuk kerja termal  masing-masing  dapat  dilihat  pada  Tabel  1 berdasarkan  temperatur  fluida  keluar  (T o )  dan temperatur  rata-rata permukaan PV  (T PV )  pada Tabel 2. Sedangkan  pada  Gambar  5  mengilustrasikan  distribusi temperatur  fluida  sepanjang  saluran  untuk kedua  jenis bentuk penampang,  sedangkan  pada  Gambar  6 menggambarkan distribusi temperatur permukaan panel PV  (T PV ).  Selanjutnya  pada  Gambar  7  menjelaskan distribusi tekanan fluida sepanjang saluran untuk kedua jenis penampang saluran.
Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya [20]  berkaitan dengan  perbedaan  bentuk  penampang  pipa  pada kolektor  termal  surya  menjelaskan  bahwa  beberapa bentuk  penampang  memberikan  pengaruh  yang berbeda.  Penampang  bundar  memberikan  efisiensi termal  11.2  %  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan penampang persegi. Namun kondisi ini tidak memungkinkan  untuk  diterapkan  pada  kolektor  jenis PV/T karena posisi pelat absorber ditempatkan dibagian tengah saluran sehingga akan terdapat celah antara pelat kolektor termal dan permukaan PV. Untuk
Proses meshing CAD Gambar desain Proses komputasi Setting kondisi Hasil simulasi
Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 5(1), 2021, pp. 245-252 | 249
Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
menghilangkan  celah  tersebut  maka  diperlukan  bentuk permukaan  saluran  yang  dapat  ditempelkan  secara langsung  dengan  permukaan  kolektor  PV  seperti  yang dilakukan dalam penelitian ini.
Dari hasil simulasi seperti dalam Tabel 1 menggambarkan perbandingan  antara  temperatur  fluida  keluar  untuk penampang  pipa  bundar  dan  persegi.    Terlihat perbedaan  temperatur  antara  fluida  masuk  dan  keluar untuk  kedua  jenis  penampang  pipa  semakin  berkurang seiring dengan kenaikan temperatur fluida masuk. Hal ini disebabkan  karena  intensitas  radiasi  yang  konstan selama pengujian sehingga fluida kerja dengan suhu yang paling rendah akan mampu menyerap panas lebih besar dibandingkan  dengan  fluida  bersuhu  lebih  tinggi. Sementara  itu  temperatur  fluida  keluar  untuk  pipa berbentuk  persegi  terlihat  lebih  tinggi  akan  tetapi perbedaannya  tidak  terlalu  signifikan  jika  dibandingkan dengan fluida  keluar  dari  pipa  bundar.  Perbedaan temperatur yang tertinggi dalam simulasi ini adalah 0.59 ℃ yang terjadi pada temperatur fluida masuk (T i ) 32 ℃.
Table 1. Perbandingan temperatur fluida keluar (T o ) antara penampang bundar dan persegi (simulasi).
No T i ( o C) T o-bundar ( o C) T o-persegi ( o C) T o-persegi - T o-bundar ( o C) 1 27 37.80 38.42 0.62 2 32 42.32 42.91 0.59 3 37 46.82 47.38 0.56 4 42 51.3 51.84 0.54
Table 2. Perbandingan temperatur permukaan panel PV (T PV ) rata-rata antara penampang bundar dan persegi (simulasi).
No T i ( o C) T PVbundar ( o C) T PVpersegi ( o C) T PVpersegi – T PVbundar ( o C) 1 27 39.028 37.248 1.780 2 32 43.542 41.796 1.746 3 37 47.980 46.325 1.655 4 42 53.398 50.835 2.563
Sementara  itu  pada  Tabel  2  terdapat  perbedaan temperatur  permukaan  panel  PV  dari  kolektor  PV/T  ini untuk  kedua  jenis  kolektor.  Kolektor  PV/T  dengan  pipa persegi  memberikan  nilai  temperatur  permukaan  PV lebih  rendah  dibandingkan  dengan  pipa  bundar.  Hal ini tentunya  diharapkan  agar  menghasilkan  efisiensi  listrik yang  lebih  baik.  Temperatur  permukaan  yang  lebih rendah  ini  bisa  jadi  disebabkan  oleh  bentuk  geometri pipa persegi yang dapat menempel dengan baik dan area perpindahan panas lebih luas diantara kedua permukaan.  Dengan  demikian  terjadi  peningkatan  laju perpindahan  panas  yang  ditandai  dengan    peningkatan
perbedaan suhu permukaan panel PV antara pipa persegi dan bundar. Perbedaan temperatur yang tertinggi adalah 2.56 ℃ yang  terjadi  pada  temperatur  fluida  masuk  (T i )
42 ℃ .
(a) (b)
Gambar 5. Perbandingan distribusi temperatur fluida pada penampang absorber (a) bundar dan (b) persegi.
Distribusi  temperatur  fluida  kerja  secara  detail  dapat dilihat  pada    Gambar  5a  dan  5b  masing-masing  untuk pipa  bundar  dan  persegi.  Distribusi  ini  berhubungan dengan persamaan 2 yang diwakili oleh temperatur rata- rata  dari  fluida  masuk  dan  keluar  (T m ).  Semakin mendekati  daerah  keluar  dari  fluida  kerja  maka  terjadi peningkatan    suhu  fluida  karena  kolektor  menerima paparan dari sinar radiasi  dalam waktu yang lebih lama. Sedangkan  distribusi  temperatur  dari  permukaan  panel PV  diwakili  oleh  temperatur  rata-rata  pelat  (T pm ) dari persamaan 1.  Distribusi temperatur dari permukaan ini dapat  dilihat  secara  lengkap  pada  Gambar  6a  dan  6b dimana  mempunyai  kecenderungan  yang  sama  dengan distribusi temperatur aliran fluida.
e-ISSN: 2581-0545
Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber
(a) (b)
Gambar 6. Perbandingan distribusi temperatur permukan PV untuk penampang absorber (a) bundar dan (b) persegi.
Simulasi  yang  dilakukan  untuk  menggambarkan  tekanan fluida secara detail juga terlihat pada Gambar 7a dan 7b yang menjelaskan  adanya  perbandingan  distribusi  tekanan  dari fluida  kerja  untuk  kedua  bentuk  penampang  absorber. Dengan  menggunakan  fluida  kerja  yang  sama  terdapat peningkatan pressure drop sebesar 11.94% untuk pipa persegi jika  dibandingkan  dengan  pipa  bundar.  Perbedaan pressure drop ini  bisa  jadi  dimungkinkan  karena  kontur  penampang persegi  yang  bersudut  sehingga  menyebabkan  friksi  fluida dengan dinding lebih tinggi dibandingkan dengan penampang pipa  bundar.  Selanjutnya  dapat  disimpulkan  daya  pompa yang  dibutuhkan  untuk  mengalirkan  fluida  kerja  pada  pipa persegi juga akan lebih besar.
(a)
(b)
Gambar 7. Perbandingan tekanan fluida (a) pipa bundar dan (b) pipa persegi
Sementara itu data yang diperlukan untuk proses validasi terhadap  hasil  simulasi  telah  didapatkan  melalui eksperimen  seperti  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.  Secara umum  terdapat  kecenderungan  atau  kemiripan  sekitar 94% antara hasil eksperimen dengan hasil simulasi baik untuk kondisi termal maupun pressure drop yang terjadi dari aliran fluida kerja. Dengan demikian hasil validasi ini menyatakan bahwa penggunaan perangkat lunak Ansys Fluent dapat  mewakili  pengembangan  unjuk  kerja kolektor PV/T melalui proses simulasi.
Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 5(1), 2021, pp. 245-252 | 251 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
Table  3. Data validasi  untuk  temperatur  fluida  keluar  antara  hasil pengujian dan hasil simulasi
No T o-sim ( o C) T o-eks ( o C) T o-sim - T o-eks ( o C) 1 37.80 36.55 1.25 2 42.32 40.35 1.97 3 46.82 45.40 1.42 4 51.30 49.15 2.15

## Kesimpulan
Hasil simulasi CFD ini mengindikasikan pipa persegi memiliki efisiensi  termal  yang  lebih  tinggi  jika  dibandingkan  dengan kolektor  pipa  bundar  juga  terjadi  kenaikan pressure  drop sebesar  11.49%.  Hasil  ini  juga  menjelaskan  bahwa  bentuk penampang  pipa  berpengaruh  terhadap  unjuk  kerja  dari sebuah kolektor surya. Simulasi ini bermanfaat dalam proses optimalisasi kinerja sebuah kolektor karena prosesnya lebih mudah,  konsisten  dan  murah.    Biaya  yang  lebih  besar terhadap  proses  eksperimental  seperti  kebutuhan  material, pembuatan  alat  uji,  penyediaan  alat  ukur  dan  tenaga pengujian  dapat  dieliminasi  melalui  proses  simulasi  ini. Berdasarkan hasil simulasi dari kedua bentuk penampang ini memberikan  peluang  baru  dalam  pengembangan  kolektor hybrid  PV/T  dimana  desain  dengan  bentuk  penampang persegi  ini  perlu  untuk  diimplementasikan  pada  sebuah kolektor.  Dengan  demikian  perlu  adanya  pengujian  secara eksperimen lebih lanjut untuk mengetahui dan menganalisa kinerja  dari  jenis  kolektor  PV/T  baik  secara  termal  maupun elektrikal berdasarkan bentuk penampang pipa persegi.

## Konflik Kepentingan
Tidak ada konflik kepentingan dalam penulisan artikel ini.

## Ucpan Terima Kasih
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Fakultas Teknik Universitas Lampung yang telah membantu pelaksanaan penelitian melalui DIPA FT Unila 2020.

## References
[1] Taoufik Brahim, Abdelmajid Jemni, "Economical assessment and applications of photovoltaic/thermal hybrid solar technology: A review", Solar Energy, 2017, 153 , pp. 540 – 561
[2] T.T. Chow, "A review on photovoltaic/thermal hybrid solar technology", Applied Energy, 2010, 87 , pp. 365 – 379.
[3] Kalogirou SA, Tripanagnostopoulos Y,  " Hybrid PV/T solar systems for domestic hot water and electricity production" Energy Convers Management, 2006, 47, pp. 3368 – 82.
[4] Wolf M , " Performance analysis of combined heating and photovoltaic power systems for residences". Energy Convers, 1976, 16, pp. 79 – 90.
[5] Kern, E.C., Russell, M.C., " Combined photovoltaic and thermal hybrid collectorsystems. In: Photovoltaic Specialists Conference" Washington, DC, USA, 1978,  pp.1153-1157.
[6] Florschuetz, L.W., "Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis of the combined photovoltaic/thermal flat plate collectors".Sol. Energy, 1979, 22, pp. 361 – 366.
[7] M. Boubekri, A. Chaker, A. Cheknane, "Numerical approach for performance study of hybrid PV/Thermal collector”, Revue des Energies Renouvelables, 2008, Vol. 12, pp. 388-315
[8] S. Dubey, A.A. Tay, "Testing of two different types of photovoltaic – thermal (PV/T) modules with heat flow pattern under tropical climatic conditions", Energy for Sustainable Development, 2013, Vol. 17, pp. 1-12.
[9] Zondag, H.A., Vries, de D.W., Helden, van W.G.J., Zolingen, van R.J.C., Steenhoven van, A.A., “The thermal and electrical yield of a PV-thermal collector". Solar energy, 2002, 72(2), pp. 113-128.
[10] Zondag, H.A., Vries, D.W. de, Helden, W.G.J. van, Zolingen, R.J.C. van, Steenhoven, A.A. van, “The yield of different combined PV - thermal collector designs". Solar energy, 2003, 74, pp. 253-269.
[11] Sopian, K., Othman, Y., Zaidi, S. H., Ruslan, Mohd H., "Advanced Absorber Design for Photovoltaic Thermal (PV/T) Collectors". Recent Researches in Energy, Environment and Landscape Architecture.  2005.
[12] Ibrahim, A., Othman, M.Y., Ruslan, M.H, Alghoul, M.A, Yahya, M, Zaharim, A, Sopian, K, "Performance of photovoltaic thermal collector (PV/T) with different absorbers design". WSEAS Transactions on Environment and Development, 2009, 5, pp. 321-330.
[13] R. Santbergen, et al. " Detailed analysis of the energy yield of systems with covered sheet-and-tube PV/T collectors" , Solar Energy, Vol. 54, pp. 517-575. [17] M. Rosli, et al, 2014, "Parametric Analysis on Heat Removal Factor for a Flat Plate Solar Collector of Serpentine Tube", World Applied Sciences Journal, 2010, Vol. 28, pp. 154-157.
[14] Niccolo Aste, Claudio Del Pero, Fabrizio Leonforte ., Massimiliano Manfren, "Performance monitoring and modeling of an uncovered photovoltaic-thermal (PV/T) water collector", Solar Energy, 2016, 135, 551 – 568
[15] Guilherme Zanlorenzi, Anderson L. Szejka, Osiris Canciglieri Junio, "Hybrid photovoltaic module for efficiency improvement through an automatic water cooling system: A prototype case study”, journal of Cleaner Production , 2018, 196, 535-546.
e-ISSN: 2581-0545
Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber
[16] A.E. Kabeel, Mohamed Abdelgaied, “Performance enhancement of a photovoltaic panel with reflectors and cooling coupled to a solar still with air injection”, Journal of Cleaner Production ,
2019, 224, 40-49.
[17] Amrizal, " Simulasi unjuk kerja termal kolektor surya pelat datar dengan pendekatan temperature fluida kerja" Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin, (SNTTM) XIII, Teknik Mesin Universitas Indonesia, 2014,  ISBN 978-602-9841-23-7.
[18] Ansys Fluent Tutorial Guide, Ansys Inc, 2018.
[19] Duffie, Jhon dan Backman,William A, Solar enginerring of thermal process, Jhon Wiley & Sons, Inc. New York, 2013
[20] E. Ekramian, S.Gh. Etemad, M. Haghshenasfard, " Numerical Analysis of Heat Transfer Performance of Flat Plate Solar Collectors  " Journal of Fluid Flow, Heat and Mass Transfer, 2014, Volume 1, Journal ISSN: 2368-6111