## PENGARUH VARIASI WARNA PLAT KOLEKTOR SURYA TERHADAP KINERJA PEMANAS AIR TENAGA SURYA
Harizalni SE 1 , Aris Zainul Muttaqin 2 , Santoso Mulyadi S 2
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121 E-mail:aris.teknik@unej.ac.id

## ABSTRAK
Solar water heater  is a device  that heats water using  solar collectors as a heat absorber of  solar  radiation  that is  transmitted  to  the pipe containing water  . In  this research, comparative performance  testing of solar water heating to solar collector plate color variations . Variations of color used is black ( black ) no. ( 39 ) with the brand of quick drying formula zuper spray acrylic spray paint , red ( red signal ) no. ( 23 ) with rj LONDON acrylic paint brand epoxy spray paint  , and blue  ( blue  fluorescent  ) no.  ( 1004) with rj LONDON acrylic paint brand spray paint epoxy Data collection was performed by  taking data every 30 minutes  for 3 hours are 9:00 to 12:00 pm at the clock and the test performed 3 times on different days . Data taken from the study include inlet and outlet water temperature collectors , and the temperature of the water in the tank , which is then carried out data processing  to determine  the  flow rate  ,  the density of water  ,  the water  temperature difference in and out collector  ( ÄT  )  , the performance of solar water heaters  ( q  )  , and processing  the data graphically . The results of the study of each color plate solar collector plate showed that the color black has the highest absorption compared with red and blue , because the color black has emissivity close to 1 ( objects that are almost black)  is a  transmitter as well as a good heat absorber.
Kata kunci: Kolektor, emisivitas, warna plat, air

## PENDAHULUAN
Energi  matahari  sejauh  ini  pemanfaatannya paling  banyak  yaitu  untuk  pemanas.  Energi  dari  alam yang  dimanfaatkan  untuk  pemanas  air  ini  tidak  akan habis, berbeda dengan pemanas air  yang  menggunakan tenaga  listrik,  gas  atau  minyak  bumi.  Seperti  yang  kita ketahui  saat  ini  pasokan  listrik  sangat  terbatas,  apalagi di  beberapa  daerah  masih  mengalami  krisis  listrik. Selain  itu  dari  sisi  ekonomi,  biaya  yang  dikeluarkan untuk  membayar  tagihan  listrik  juga  semakin  tinggi untuk  setiap  tahunnya.  Sama  halnya  dengan  pemanas air  yang  menggunakan  energi  gas,  sebagaimana  kita ketahui bahwa minyak bumi dan gas merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, yang tentunya akan habis apabila digunakan secara terus-menerus. [1]
Pada pemanas air tenaga surya terdapat banyak sekali variabel yang dapat mempengaruhi suhu air yang dipanaskan.  Diantaranya  adalah  jenis  cairan  penukar panas,  jenis  plat  absorber,  jenis  kolektor,  warna  pipa dan  plat.  Salah  satu  dari  variabel  tersebut  diharapkan dapat  mempunyai  pengaruh  yang  signifikan  terhadap suhu air yang dihasilkan pemanas air kolektor. [2]
Beberapa  penelitian  tentang  pemanas  air menggunakan  energi  dari  radiasi  matahari  ini  telah dilakukan  di  antaranya  yaitu  oleh  Wihantoro  dengan judul  penelitian  “Prototipe  Pemanas  Air  Tenaga  Surya Menggunakan  Karbon    Sebagai  Penampung  Kalor” (2010)  dengan  hasil  bahan  campuran  semen-karbon dapat  mengubah  energy  cahaya  surya  menjadi  energi panas,  dan  ditransfer  ke  dalam  air  yang  mengalir  pada pipa  tembaga  sebesar  0,075  kJ  setiap  detik.  Transfer energi  panas  ini  mampu  menaikan  suhu  air  dalam tendon  sebesar  0,0009 0 C  per  detiknya.  Peningkatkan daya tamping panas pada prototipe pemanas air ini agar
suhu  air  tercapai  50 0 C  secara  konstan  dan  waktu penaikan suhunya lebih cepat. Zulkifli Lubis dengan judul  penelitian  “Perbandingan  Pemanas  Air  Surya Konvensional Dengan Pemanas Air Surya Komersil”  (2004)  dengan  hasil  energi  surya  di Indonesia  cukup  potensial  sebagai  energi  alternatif untuk  dimanfaatkan  dalam  proses  pemanasan  air untuk  keperluan  rumah  tangga  khususnya  untuk keperluan  mandi,  hal  ini  ditinjau  dari  energi  yang dihasilkan  dan  efek  yang  tidak  polusif  serta  gratis untuk  dimanfaatkan.  Oleh  karena  itu  timbul  ide untuk melakukan penelitian dengan cara menambahkan  parameter  yang  sebelumnya  tidak diamati  yaitu  warna  plat  kolektor  surya.  Dari penelitian  ini  diharapkan  dapat  menemukan  suatu kondisi dimana hasil kinerja pemanas dan pengaruh warna plat kolektor terhadap kinerja pemanas dapat mencapai hasil yang maksimal.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh variasi warna plat kolektor surya terhadap kinerja  pemanas  air  tenaga  surya.  Oleh  karena  itu perlu  dilakukan  penelitian  tentang  masalah  tersebut agar  dapat  diketahui  perbedaan  energi  panas  yang diserap  oleh  air  pada  masing-masing  warna  plat kolektor surya.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  metode  eksperimental.  Alat  yang digunakan pada penelitian ini antara lain :  Pemanas air  tenaga  surya,  ,  Thermokopel  (Jenis  K  dengan temperature  maksimal 300ºC panjang sensor 2 cm), Thermometer  digital  merk  krisbow  kw06-283, Terminal  port.  Sedangkan  variasi  warna  yang
digunakan pada penelitian ini adalah  hitam (black) no. (39)  dengan  merk  cat zuper  spray  quick  drying formula  acrylic  spray  paint ,  merah (signal  red) no. (23)  dengan  merk  cat  rj  LONDON acrylic  epoxy spray  paint ,  dan  biru (flourescent  blue) no.  (1004) dengan  merk  cat  rj  LONDON acrylic  epoxy  spray paint. Skema  alat  uji  dalam  penelitian  ini  ditunjukkan pada  gambar  1.  Pengujian  diawali  dengan  proses penyusunan  peralatan,  kemudian  dilakukan  proses pengambilan  data  yaitu  fluida  dimasukan  kedalam kolektor pemanas air tenaga surya, mencatat temperatur fluida  pada  sisi  masuk  dan  keluar  kolektor , pompa  di hidupkan  agar  terjadi  sirkulasi  pada  fluida  tersebut. Mencatat  suhu  air  masuk  dan  suhu  air  keluar  kolektor pada  masing-masing  warna  .  Mencatat  data  setiap  30 menit  terhitung  mulai  jam  09.00-12.00WIB.  Pengujian dilakukan selama 3  jam, pada  waktu  yang sama, dihari yang  berbeda.  Setelah  proses  pengujian  selesai, kembalikan semua peralatan pada kondisi semula. Data yang  diambil  meliputi  data  ,T a1, T a2, T air  dalam  tangki , T lingkungan dan  T plat dan  dihitung  dengan  menggunakan rumus  kinerja  pemanas  air  untuk  mengetahui  energi panas yang diserap oleh air.
Gambar 1. Skema alat uji
Keterangan:
1. Tangki 7. Kaca 2. Pompa 8. Plat absorber 3. Pipa saluran air masuk  9. Pipa berisi air 4. Panel kolektor 10. Styrofoam 5. Pipa saluran air keluar  11. Titik pengukuran suhu 6. Termokopel lingkungan

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian
Data hasil penelitian ditunjukkan pada Tabel 1. Data hasil penelitian tersebut diolah untuk mendapatkan q  (energi  panas  yang  diserap  oleh  air)  hasilnya ditunjukkan pada Tabel 2.
Data hasil perhitungan pada Tabel  2 ditunjukkan  oleh  grafik  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 2 sampai 5.
Tabel 1.  Hasil penelitian  masing-masing  warna plat absorber dari jam 09.00-12.00 WIB dengan selang waktu 30 menit
Tabel  2.  Hasil  perhitungan  energi  panas  yang diserap  oleh  air  (q)  pada  masing-masing warna plat absorber
Gambar 2. Grafik hubungan waktu terhadap energi panas yang diserap oleh air q (Watt) pada masing- masing warna.
Gambar  2  menunjukkan  perbandingan  energi panas  yang diserap oleh air  yang  menggunakan   warna plat  hitam,  merah  dan  biru.  Terlihat  bahwa  nilai  q tertinggi  terjadi  pada  jam  10.30  WIB  dengan  nilai  q pada  warna  plat  hitam  4.58  Watt,  nilai  q  pada  warna plat  merah  2.68  Watt  dan  nilai  q  pada  warna  plat  biru 1.78  Watt.  Perbandingan  nilai  q  pada  masing-masing warna  memiliki  perbedaan  q  yaitu  warna  plat  hitam mempunyai  nilai  q  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan warna  plat  merah  dan  warna  plat  biru.  Dikarenakan warna  plat  hitam  mempunyai  daya  serap  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  warna  plat  merah  dan  warna  plat biru. Pada jam 12.00 WIB warna plat merah mengalami kenaikan  dengan  nilai  q  2.9  Watt,  hal  itu  dikarenakan warna  plat  merah  dapat  menyimpan  panas  lebih  lama dibanding dengan warna plat hitam dan biru, Sedangkan warna  plat  hitam  mengalami  penurunan  dengan  nilai  q 2.23  Watt  dikarenakan  warna  hitam  mudah  menyerap panas melainkan mudah juga melepaskan panas. Warna biru  memiliki  nilai  q  paling  rendah  yaitu  sebesar  1.78 Watt  dikarenakan  warna  plat  biru  mempunyai kemampuan  menyerap  panas  paling  rendah  diantara warna plat hitam dan merah.
Gambar 3. Grafik hubungan waktu terhadap suhu air masuk kolektor (T a1 ( 0 C)).
Gambar 3 menunjukkan perbandingan suhu air masuk  kolektor  yang  menggunakan  warna  plat  hitam, merah  dan  biru.  Terlihat  bahwa  suhu  puncak  terjadi pada  jam  12.00  WIB  dengan  nilai  T a1 warna  hitam sebesar  44.2 0 C,  T a1 warna  merah sebesar  40.5 0 C,  dan T a1 warna biru sebesar 38.6 0 C. Perbandingan nilai suhu air masuk kolektor pada masing-masing warna memiliki perbedaan  suhu  yaitu  warna  hitam  lebih  tinggi  dari warna  merah  dan  biru.  Dikarenakan  warna  hitam mempunyai  daya  serap  lebih  tinggi  dibandingkan dengan warna merah dan biru. Hal ini juga dipengaruhi oleh  sudut  masuk  dari  radiasi  matahari  yang  di  serap oleh pelat absorber yang terus berubah sepanjang hari.
Gambar 4. Grafik hubungan waktu terhadap suhu air keluar kolektor (T a2 ( 0 C)).
Gambar 4 menunjukkan perbandingan suhu air  keluar  kolektor,  terlihat  bahwa  suhu  puncak terjadi pada jam 12.00 WIB dengan nilai T a2 warna hitam sebesar 46.2 0 C, T a2 warna merah sebesar 43.2
0 C,  dan  T a2 warna  biru  sebesar  40.2 0 C.  Warna  plat hitam  mempunyai  suhu  tertinggi  dibanding  dengan warna merah dan biru. Peristiwa perpindahan panas yang  terjadi  yaitu  pada  pelat  absorber  seng menyerap  radiasi  matahari  mempunyai  suhu  tinggi kemudian  di  konduksikan  ke  pipa  kolektor  dan dikonveksikan ke air.
Gambar 5. Grafik hubungan waktu terhadap suhu air dalam tangki (T air dalam tangki ( 0 C)).
Gambar 5 menunjukkan perbandingan suhu air dalam tangki,  terlihat bahwa suhu puncak terjadi pada  jam  12.00  WIB  dengan  warna  hitam  sebesar 48.6 0 C,  warna  merah  sebesar  46.4 0 C,  dan  warna biru sebesar 41.2 0 C. Suhu air dalam tangki dengan warna  plat  hitam  mempunyai  suhu  tertinggi dibandingkan dengan warna plat merah dan biru.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perhitungan  dan  analisa  dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
Warna  plat  hitam  mempengaruhi  nilai kinerja  pemanas  air  tertinggi  pada  jam  10.30  WIB dengan  nilai  q  sebesar  4.58  Watt  dibandingkan dengan  warna  plat  merah  dengan  nilai  q  sebesar 2.68 Watt dan warna plat biru dengan nilai q sebesar 1.78 Watt;
Pada  jam  12.00  WIB  kinerja  pemanas  air dengan warna plat merah mencapai nilai tertinggi yaitu sebesar  2.9  Watt,  dikarenakan  warna  plat  merah  dapat menyimpan  panas  lebih  lama  dibanding  dengan  warna plat  hitam  dan  biru,  Sedangkan  kinerja  pemanas  air dengan  warna  plat  hitam  lebih  rendah  dibandingkan dengan  warna  plat  merah  yaitu  sebesar  2.23  Watt, dikarenakan  warna  hitam  mudah  menyerap  panas namun mudah juga melepaskan panas. Kinerja pemanas air  dengan  warna  plat  biru  paling  rendah  yaitu  sebesar 1.78  Watt,  dikarenakan  warna  plat  biru  mempunyai kemampuan menyerap panas paling rendah dibandingkan dengan warna plat hitam dan merah.

## SARAN
Saran yang dapat penulis sampaikan diantarannya  yaitu  untuk  penelitian  selanjutnya  dapat
menggunakan  warna  plat  yang  berbeda  dengan penelitian ini.
Variasikan  plat absorber kolektor,  karena plat absorber kolektor  tersebut  berpengaruh  pada besarnya penyerapan radiasi panas matahari.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Lubis,  Zulkifli.  2004. Pebandingan  Pemanas Air  Tenaga  Surya  Konvensional  dengan Pemanas  Air  Surya  Komersil. Jurnal  Teknik Simetrika  Vol.  3  No.  3  Universitas  Sumatra Utara.
[2]  Wihantoro,  Agus  Yanto  dan  Sunardi.  2010.
Prototipe Pemanas Air Tenaga Surya
Menggunakan  Karbon  Sebagai  Penampung Kalor .  Jurnal  Skripsi. Universitas  Jenderal Soedirman, Purwokerto.