Journal Renewable Energy & Mechanics (REM)                                     E-ISSN: 2614-8315 Vol.02 No.02 2019: 51-60                                                                         P-ISSN: XXXX-XXXX DOI: 10.25299/rem.2019.vol2(02).3088              Received 2019-04-29; Accepted 2019-08-19
http://journal.uir.ac.id/index.php/REM Roni , A et al/REM Vol 02 No.02/ 2019

## THE OPTIMUM HIGH WATER ANALYSIS OF SOLAR
DESTILLATORS ON THE QUANTITY OF WATER PRODUCED AND THE PERFORMANCE OF SOLAR POWER

## DESTILLATORS
(ANALISA TINGGI PERMUKAAN AIR OPTIMUM DALAM BASIN TERHADAP KUANTITAS AIR HASIL DAN UNJUK KERJA DESTILATOR TENAGA SURYA)
Arsenius  Roni*, Sehat Abdi S, Eddy Elfiano Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Islam Riau JL. Kaharuddin Nasution KM 11 No. 113 Pekanbaru, Indonesia (28284) *corresponding author: Arseniusroni17@gmail.com

## ABSTRACT
Solar  destilator  is  a  device  used  to  get  clean  water.  Basically  the  solar  destilator performance uses solar radiation through the penetrates of glass cover and strike the surface  from  an  absorbent  plate,  thus,  the  absorbent  plate  heats  up  and  the  heat energy  from  absorbent  plate  will  heat  the  seawater  in  the  basin.  The  water evaporates and concentrates under the surface of the glass cover, the sticking liquid in  the  glass  cover  will  flow  follows  the  slope  of  the  glass  cover  causes  of  the  water weight has exceeded the restraint and continue it to the clean water canal reservoir. The  aims  of  this  research  is  to  get  the  optimum  water  level  in  the  solar  destilator basin  which    produces  the  highest  quantity  of  water  and  to  get  the  optimum  high water produced with best performance. This research uses variation of water height 20  mm,  30  mm,  40  mm,50  mm  and  60  mm.  Each  of  height  water  has  a  different quantity  of  water.  This  is  because  more  higher  water  in  the  basin,  the  more  of volume.  After  calculation,  it  found  the  20  mm  water  height  has  the  best  amount  of water produced and best performance with a quantity of water produced of 1.464 ml at  the  rate  of  energy  condensation  is  108,26  Watts,  with  the  distillation  rate  in  the distillation  process  is  0,0000451  kg  /  s,  product  efficiency  is  7,12%,  efficiency distillation system is 18,72%.
Key  words:  High  Water,  Solar  Destilator,  The  Performance,  Quantity  of  Water Produced

## ABSTRAK
Destilator  surya  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  mendapatkan  air  bersih.  Pada dasarnya cara kerja destilator surya ialah radiasi surya menembus kaca penutup dan mengenai permukaan dari plat penyerap, maka plat penyerap akan panas dan energy panas  dari  plat  penyerap  akan  memanasi  air  laut  yang  ada  didalam  basin.  Air tersebut  akan  menguap  dan  berkumpul  dibawah  permukaan  kaca  penutup,  cairan yang  melekat  di  kaca  penutup  akan  mengalir  mengikuti  kemiringan  kaca  penutup
disebabkan  karena  berat  air  sudah  melebihi  batas  dan  meneruskannya  kekanal penampungan  tempat  air  bersih.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  tinggi air  optimum  dalam  basin  destilator  surya  yang  menghasilkan  kuantitas  air  hasil terbanyak dan untuk mendapatkan tinggi air optimum yang menghasilkan unjuk kerja terbaik.  Analisa  ini  menggunakan  variasi  tinggi  air  20  mm,  30  mm,  40 mm,  50  mm dan 60 mm. Pada setiap tinggi air memiliki kuantitas air hasil yang berbeda, hal ini disebabkan  karena  semakin  tinggi  air  yang  ada  di  dalam  basin  maka  jumlah volumenya semakin banyak. Setelah dilakukan perhitungan didapat bahwa tinggi air 20  mm  yang  memiliki  jumlah  air  hasil  dan  unjuk  kerja  yang  paling  baik  dengan kuantitas air hasil sebesar 1.464 ml dan pada laju energi saat pengembunan sebesar 108,26  Watt,  dengan  laju  destilasi  dalam  proses  destilasi  sebesar  0,0000451  kg/s, efisiensi produk sebesar 7,12 %, efisiensi system destilasisebesar 18,72 %.
Kata kunci : Tinggi Air, Destilatorsurya, Performa, Kuantitas Air Hasil

## LATAR BELAKANG
Air merupakan sumber kehidupan. Air adalah  hal  yang  paling  penting  dalam kehidupan  manusia  terutama  air  tawar yang  bersih  dan  sehat.  Air  di  muka bumi  ini  hampir  97%  merupakan  air laut  dan  tidak  dapat  digunakan  oleh manusia  secara  langsung.  Jika  ditinjau melalui segi kualitas air yang memadai bagi  konsumsi  manusia  hanya  sekitar 0,03%(Effendy,  2003).Sehingga  untuk memperoleh  air  bersih  perlu  adanya pemrosesan  atau  pengolahan  air  laut menjadi air tawar atau air bersih.
Metode  lain  yang  digunakan untuk  mendapatkan  air  bersih  dengan destilator  surya.  Prinsip  destilator surya  ialah  radiasi  surya  menembus kaca penutup dan mengenai permukaan  dari  plat  penyerap,  maka plat  penyerap  akan  panas  dan  energi panas dari plat penyerap akan memanasi  air  laut  yang  ada  didalam basin. Air akan menguap dan berkumpul  dibawah  permukaan  kaca penutup.  Dan  cairan  yang  melekat  di kaca penutup akan mengalir mengikuti
kemiringan kaca penutup dan meneruskannya ke tempat
penampungan air bersih.
Pada  penelitian  yang  telah  di lakukan  menggunakan  alat  destilator (Prasetya,  2016)  penelitian  yang  telah di lakukan dengan menggunakan 8 kali percobaan  dan  menggunakan  variasi tinggi  air  4  dan  8  cm.  Dari  percobaan yang  dilakukan  dapat  disimpulkan bahwa air tawar yang layak dikomsumsi ialah pada percobaan ke 8 dengan  jumlah  air  sebanyak  3.940  ml dengan  ketinggian  air  4  cm.  Dilihat dari  hasil  percobaan  tersebut  air  yang layak  untuk  dikomsumsi  belum  begitu banyak. Maka dengan adanya permasalahan tersebut maka kita dapat menganalisa  tinggi  permukaan  air optimum.  Karena  itu  pada  penelitian ini digunakan tinggi air dari 20 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm dan 60 mm.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Destilator Tenaga Surya
Destilator  tenaga  surya  merupakan suatu  alat  yang  berfungsi  untuk
mengubah  air  laut  menjadi  air  bersih dengan  memanfaatkan  energi  surya. Destilator  tenaga  surya  merupakan sebuah  alat  penyulingan.  Pada  proses destilator  tenaga  surya,  air  laut dipanaskan dengan tenaga surya didalam  kolektor  kemudian  uap  air yang dihasilkan dikondensasikan untuk memperoleh air tawar.
Destilator  surya  dibuat  dengan bentuk  tadahan-tadahan  air  sebagai tempat  menuangkan  air  yang  akan  di distilasi. Tadahan-tadahan tersebut berhubungan melalui pipa penghubung dan disusun sedemikian  rupa sehingga saling bersambung dan saling membawahi sehingga membentuk sudut kemiringan 30°. Hal ini menyebabkan  air  bisa  mengalir  dari penadah  atas  ke  bawah  akibat  gaya gravitasi.  Pada  bagian  atas,  susunan tadahan tersebut ditutup dengan penutup transparan (Kaca, mika,
akrilik,  plastik).  Dengan  demikian,
cahaya matahari  dapat  masuk  memanaskan air,  sehingga  menyebabkan  terjadinya penguapan air.
Gambar 1. Destilator Tenaga Surya

## Komponen Utama Desilator Tenaga Surya
Komponen  utama  destilator  tenaga surya  terdiri  dari  beberapa  bagian, yaitu :
1. Kaca berfungsi untuk mengurangi  kehilangan  panas dari plat penyerap kelingkungan dan sebagai tempat kondensasi. 2. Plat  penyerap  berfungsi  untuk mengkonversikan radiasi matahari  yang  diserap  sebagai pemanas digunakan untuk memanaskan  fluida  kerja  pada basin. Jenis plat penyerap yang digunakan untuk kolektor surya pada  alat  destilator  adalah aluminium
3. Isolasi berfungsi untuk mengurangi  panas  yang  hilang dari  samping  dan  dibawah secara konduksi. 4. Kotak destilator berfungsi
untuk  mengurangi  kehilangan panas baik  dari bawah  maupun dari  samping  secara  konduksi serta  menjaga  destilator  dari kebocoran. 5. Gelas  ukur  untuk  mengukur volume  air  dari      hasil penyulingan. 6. Basin  berfungsi  untuk  tempat penampungan air laut.
7. Kaca  penutup    sebagai  tempat megembunnya air.
8. Kran pelampung otomatis untuk menjaga ketinggian air.

## Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah jenis air laut yang berada di daerah Dumai, Riau.

## Alat
Dalam  penelitian  yang  dilakukan,  alat
tambahan yang digunakan untuk mempermudah proses yaitu : 1. Penggaris Berfungsi untuk mengukur ketinggian air yang ingin di teliti
2. Silikon Berfungsi  untuk  menutup  pori-pori plat penyerap jika terjadi kebocoran.

## Prinsip  Kerja  Destilator  Tenaga Surya
Prinsip  kerja  destilator  surya tipe  basin  diperlihatkan  pada  gambar radiasi  surya  menembus  kaca  penutup dan  mengenai  permukaan  dari  plat penyerap,  maka  plat  penyerap  akan panas,  dan  energi  panas  dari  plat penyerap akan memanasi air laut yang ada  didalam  basin.  Air  akan  menguap dan  berkumpul  dibawah  permukaan kaca  penutup.  Cairan  (air  bersih)  akan mengalir  mengikuti  kemiringan  kaca penutup  dan  masuk  kedalam  kanal,
terus mengalir ke tempat penampungan air bersih. Gambar 2 Proses Kerja Destilator TenagaSurya Sumber : (Erfan, 2017)
Parameter  Unjuk  Kerja  Destilator Tenaga Surya Dalam menghitung unjuk kerja destilator  tenaga  surya  ada  beberapa rumus, yaitu :
1.  Rumus  laju  energi  pada  saat penguapan
𝑄 𝑒𝑣𝑎𝑝 = 𝑚 𝑣 × ℎ 𝑓𝑔 𝑡
2.  Rumus  laju  energi  pada  saat pengembunan
𝑄 𝑐 = 𝑚 𝑣 × ℎ 𝑓𝑔 𝑡
3.  Rumus  laju  destilasi  dalam  proses destilasi
𝑚̇ = 𝑚 𝑐 ∆𝑡 4. Rumus efesiensi produk
η 𝑝 = 𝑚 𝑚 𝑖𝑛 × 100% 5. Rumus efisiensi sistem destilasi
η 𝑡𝑜𝑡 = 𝑄 𝑐 𝑄 𝑖𝑛 × 100%

## METODOLOGI PENELITIAN

## Diagram Alir Penelitian
Proses  ini  digambarkan  seperti flowchart dibawah ini: Radiasi Matahari Input Air Laut Sinar Destilasi
Output Air Bersih
Gambar 3 Diagram Alir Penelitian Persiapan Pengujian Sebelum melakukan pengujian terhadap  alat  uji  destilator  energi surya,  diawali  dengan  mempersiapkan
alat dan bahan kemudian dirakit sesuai dengan  bentuk yang  dibutuhkan. Setelah  praktikum    selesai  dilakukan pengecekan terhadap kebocoran
Mulai Studi Literatur LiteratuenLiteratur Persiapan Alat Dan Bahan Pengujian : Variasi Tinggi Permukaan air Optimum Pada Destilator (20, 30, 40,
50, 60 mm)
Data: 1. Kuantitas Air Hasil 2. Intensitas Matahari 3. Temperatur (Lingkungan, kaca, Plat
Penyerap, Uap Air Dan Air Basin)
Pengolahan Data Pembuatan Laporan Hasil Pembahasan Selesai Perakitan Alat
terutama pada plat penyerap / kolektor. Adapun  persiapan  pengujian  sebagai berikut:
1. Merancang  alat  distilator  surya model  single  basin  solar  still dengan  sudut  kemiringan  kaca penutup yang diharapkan.
2. Tempatkan destilator surya
pada  daerah  terbuka  dan  tidak terlindung  dari  pepohonan  dan pastikan destilator surya mendapat  penyinaran  matahari yang sempurna. 3. Masukan  air  laut  kedalam  bak penampungan  melalui  resevoir air sampai  mencapai tinggi air yang diinginkan.
4. Posisikan  gelas  ukur  pada saluran  kanal  penampung  hasil air  dari  destilator  surya  untuk mengetahui  kuantitas  hasil  air yang didapatkan perjamnya.
5. Kemudian  siapkan  stopwatch untuk  melihat  waktu,  agar mengetahui  pengambilan  data temperatur lingkungan, temperatur  kaca,  temperatur uap  dalam  destilator  surya, temperatur air dalam basin, dan temperatur plat penyerap perjamnya. 6. Siapkan phyranometer disamping destilator surya sebagai  alat  ukur  intensitas matahari yang diterima destilator surya. 7. Selanjutnya  destilator  surya siap untuk melakukan penelitian.

## Prosedur Pengujian
Dalam  pengujian  air  yang  digunakan adalah  air  laut  dengan    tinggi  air  20
mm  pada  destilator  dengan  tahapan sebagai berikut:
1. Masukan air laut kedalam basin melalui reservoir.
2. Ukur ketinggi air sampai dengan 20 mm pada basin yang telah ditentukan, dan
kemiringan kaca yg ditetapkan.
3. Catat  nilai  temperatur  awal yang  terdapat  pada  bagian- bagian  destilator  surya  sesuai dengan  data  yang  dibutuhkan serta kuantitas air hasil destilator surya. 4. Kemudian siapkan jam/stopwatch untuk menentukan  lama  pengujian dan  batasan  waktu  dalam pengambilan data. Pengambilan  data  dilakukan pada  selang  waktu  1  jam, pengujian  ini  dimulai  pukul 08:00  WIB  sampai  dengan pukul 17:00 WIB.
5. Pengujian  tinggi  air  dilakukan selama  1  (satu)  hari  dan  lama pengujian selama 9 jam.
Pada  pengujian  selanjutnya  yaitu tinggi  air 30 mm, 40 mm, 50 mm dan 60  mm  prosedur  pengujian  yang dilakukan sama dengan prosedur tinggi air  20  mm  hanya  saja  perlu  di perhatikan  tentang  tinggi  air  yang diinginkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tinggi air optimum destilator terhadap kuantitas air hasil destilator tenaga surya
Dari  hasil  pengujian  yang  telah dilakukan,  menjelaskan  pada  dasarnya tinggi  air  optimum  destilator  terhadap
kuantitas  air  hasil  destilator  tenaga surya mendapatkan hasil yang berbeda tergantung  tinggi  air  pada  ruang  basin destilator.
Tabel 1 Tinggi Permukaan Air Optimum Terhadap Kuantitas Air Hasil Destilator Tenaga Surya. Tinggi Air (mm) Intensitas Cahaya Matahari ( W/𝑚 2 ) Kuantitas Air Hasil Destilasi (ml) 20 439,20 1464 30 439,20 1394 40 381,17 947 50 381,71 762 60 638,86 690 Gambar 4: Grafik Tinggi Permukaan Air Optimum Terhadap Kuantitas Air Hasil Destilator Tenaga Surya Tinggi air optimum destilator terhadap  unjuk  kerja  destilator tenaga surya Tabel  2  Laju  energi  pada  saat penguapan Tinggi Air (mm) Intensitas Cahaya Matahari Laju Energi Saat Penguapan ( W/𝑚 2 ) (Watt) 20 439,20 111,29 30 439,20 106,60 40 381,17 72,77 50 381,17 58,44 60 638,86 52,96
Gambar 5 Grafik Tinggi Optimum Destilator Surya Terhadap Laju Energi  Pada Saat  Penguapan Tabel  3  Laju  energi  pada  saat pengembunan Tinggi Air (mm) Intensitas Cahaya Matahari ( W/𝑚 2 ) Laju Energi Saat Pengembunan (Watt) 20 439,20 108,26 30 439,20 103,96 40 381,17 70,79 50 381,17 56,84 60 638,86 51,52
Gambar 6  Grafik Tinggi Optimum Destilator Surya Terhadap Laju Energi Pada Saat  Pengembunan
Tabel  4  Laju  destilasi  dalam proses destilasi Tinggi Air (mm) Intensitas Cahaya Matahari ( W/𝑚 2 ) Laju Destilasi Dalam Proses Destilsai (kg/s) 20 439,20 0,0000451 30 439,20 0,0000430 40 381,17 0,0000292 50 381,17 0,0000235 60 638,86 0,0000212
Gambar 7 Grafik Tinggi
Optimum Destilator Surya Terhadap Laju Destilasi Dalam Proses Destilasi
Tabel 5 Efisiensi Produk Tinggi Air (mm) Intensitas Cahaya Matahari ( W/𝑚 2 ) Efisiensi Produk (%) 20 439,20 7,12 30 439,20 4,52 40 381,17 2,30 50 381,17 1,48 60 638,86 1,12
Gambar 8 Grafik Tinggi Air Optimum  Destilator  Surya  Terhadap Efisiensi Produk.
108,26 103,69 70,79 56,84 43,16 0 20 40 60 80 100 120 20 30 40 50 60 En e rg i S aat Pen ge m b u an an (Watt ) Tinggi Air (mm) Energi Saat Pengembunan (Watt ) laju pada saat pengembunan
Tabel 6 Efisiensi sistem destilasi Tinggi Air (mm) Intensitas Cahaya Matahari ( W/𝑚 2 ) Efisiensi Sistem Destilasi (%) 20 439,20 24,65 30 439,20 23,61 40 381,17 18,57 50 381,17 14,88 60 638,86 8,06
Gambar  9  Grafik  Tinggi  Permukaan Air  Optimum  Terhadap  Efisiensi Sistem Destilasi Dari hasil pengujian analiasa tinggi air optimum destilator tenaga surya terhadap  unjuk  kerja  destilator  tenaga surya,  bahwa  didapatkan  hasil  dari unjuk  kerja  tersebut  yang  memiliki nilai terbesar menunjukkan hasil tinggi air  optimum  destilator  tenaga  surya terbaik.  Dapat  dilihat  dari  hasil perhitungan yang memiliki unjuk kerja terbaik  pada  destilator  tenaga  surya adalah pada tinggi air 20 mm. Dimana laju  energ  pada  saat  penguapan terbesar pada tinggi air 20 mm sebesar
111,29  Watt,  laju  energi  pada  saat pengembuan  terbesar  pada  tinggi  air 20 mm sebesar 108,26 Watt, pada laju destilasi dalam proses destilasi terbesar pada  tinggi  air  20  mm  sebesar 0.0000451852  kg/s,    pada  efisiensi produk  destilasi  terbesar  pada  tinggi air  20  mm  sebesar  7,12  %,  sedangkan pada  efisiensi  sistem  destilasi  terbesar pada  tinggi  air  20  mm  sebesar  24,65 %.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  didapat  beberapa kesimpulan yaitu :
1. Tinggi air optimum dalam basin ditinjau dari sisi  kuantitas hasil air  destilator  tenaga  surya terdapat pada tinggi air 20 mm.
2.  Dari  hasi  perhitungan  unjuk kerja  destilator  tenaga  surya terbaik  berada  pada  tinggi  air 20 mm yang menghasilkan laju energi  pada  saat  penguapan sebesar  111,29  Watt,  pada  laju energi saat pengembunan sebesar  108,26  Watt,  dengan laju  destilasi  dalam  proses destilasi sebesar 0,0000451
kg/s,  efisiensi  produk  sebesar 7,12 %, efisiensi system destilasi sebesar 18,72 %.

## DAFTAR PUSTAKA
Cammack,
R. (2006). Oxford Dictionary  of  Biochemistry  and Molecular Biology . Oxford University Press. New York . Catrawedarma,  I.  (2008).  Pengaruh massa air baku terhadap performansi sistem destilasi, 2 (2), 117–123. Cengel  Y.A  (2003). Heat  Transfer:  A
24,65 23,61
18,57 14,88 6,76 0 5 10 15 20 25 30 20 30 40 50 60 Efis ie n si S is te m De sti las i ( % ) Tinggi Air (mm) Efisiensi Sistem Destilasi (%) Efisiensi sistem destilasi
Practical Aproach. second Edition .  Newyork:  McGraw-Hill Compania Inc.Donny Effendi dkk. (2012). Pengaruh Penggunaan Preheater Pada Basin  Type  Solar  Still  Dengan Tipe Kaca Penutup Miring Terhadap  Efisiensi. Banjarmasin: Staf  Pengajar  Jurusan  Mesin Politeknik  Negeri  Banjarmasin,
10, 126.
Elviano,  R.  (2016). Pengaruh  Variasi Dimensi  Destilator  Dan  Volume Air  Dalam  Basin  Terhadap Kuantitas Dan Performansi Destilator  Surya, ,  Pekanbaru:
Falkultas  Teknik,  Universitas
Islam Riau.
Erfan, A. M. (2017). R ancang Bangun Destilator Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Tipe Bergelombang Berbentuk Limas. Malang  :  Jurusan  Fisika Fakultas  Sains  Dan  Teknologi
Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim, 18.
I  Gusti  K.P,  FA.  Rusdi  Sambada
(2012). Unjuk Kerja Destilasi Air
Energi Surya, Yogyakarta:Program  Studi Teknik  Mesin  Fakultas  Sains  dan Teknologi Universitas Sanata Dharma  Kampus  III  Paingan Maguwoharjo Depok Sleman. Jumineti,  D.  dkk.  (2014). Analisa Kinerja  Alat  Destilasi  Penghasil Air Tawar Dengan Sistem Evaporasi  Uap  Tenaga  Surya . Surabaya  :  Fakultas  Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Mulyanef.  (2014). Sistem  Distilasi  Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Kolektor Plat Datar Dengan Tipe Kaca Penutup Miring, Padang:Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta . Prasetya,  A.  G.  (2016). Rancang Bangun  Dan  Uji  Kinerja  Alat Destilator Air Laut Menggunakan Energi  Listrik. Perguruan  Tinggi Universitas  Brawijaya  Fakultas Teknik Jurusan, 8. Syahminana  dkk.  (2015). Telaahan Logam  Berat  Pb  dan  Cd  pada Sedimen  di  Perairan  Laut  Dumai –  Riau .  Journal  of  Natural Resources  and  Environmental Management, 5(2), 133–140. Sugeng Abdullah, (2005). Pemanfaatan
Distilator  Tenaga  Surya  (Solar Energy)  Untuk  Memproduksi  Air Tawar Dari Air Laut .Yogyakarata:  Program  Studi Ilmu
Lingkungan,SekolahPascasarjana
Universitas Gadjah Mada,.
Sumarsono M (2006)., Analisis kinerja destilator  tenaga  surya  tipe  atap berdasar sudut kemiringan. Jakarta: Proseding Seminar Nasional  SNMI  2006  Universitas Tarumanagara.