Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Mesin Pemanas Air Tenaga Matahari

 

Mesin Pemanas Air Tenaga Matahari
image via freepik

Mesin pemanas air tenaga MatahariMesin pemanas air tenaga matahari berfungsi untuk menghasilkan air panas dengan memanfaatkan sinar Matahari. Mesin pemanas air tenaga matahari terdiri dari panel - panel surya yang dipasang di atap bangunan atau rumah dan terhubung ke tangki penyimpanan air. 

Tergantung pada sistemnya, air yang tidak dipanaskan dapat diedarkan dari tangki melalui kolektor untuk dipanaskan secara langsung atau dapat dipanaskan oleh cairan pertukaran panas berkapasitas tinggi yang dihangatkan didalam kolektor dan mentransfer panasnya melalui tabung dalam air tangki tersebut. 

Sementara transfer panas dari panel surya ke air yang tidak dipanaskan dapat difasilitasi secara pasif tanpa sarana mekanis, sistem air panas surya "aktif" menggunakan listrik untuk mengedarkan cairan pertukaran panas dan mengoperasikan pompa dan pengontrol mekanis.

Meskipun pada praktiknya, mesin pemanas air ini menggunakan sinar matahari untuk memanaskan air untuk dapat menghasilkan energi listrik yang bisa di pakai untuk memanaskan air tersebut di perlukan instalasi mesin pemanas yang kompatibel dengan hal tersebut. 

penggunaan mesin pemanas air tenaga matahari pertama kali di temukan pada tahun 1891, dimana pada saat itu sistem pemanas air tenaga matahari pertama dipatenkan dan dijual secara komersial. Diciptakan oleh Clarence Kemp di Baltimore, Maryland, sistem ini disebut dengan "Climax" dan populer di California dan negara-negara bagian Amerika Serikat lainnya. 

Mengingat biaya yang harus di keluarkan relatif tinggi dan ketidaknyamanan menggunakan bahan bakar konvensional untuk memanaskan air, maka banyak rumah tangga yang sangat antusias untuk berinvestasi dalam pemanas air tenaga matahari ini. 

Namun, sistem Climax memiliki keterbatasan karena elemen pemanas dua kali lipat dari tangki penyimpanan, sehingga membatasi jumlah air panas yang tersedia. Pada tahun 1909 William J. Bailey mematenkan sistem yang memisahkan tangki penyimpanan air dari elemen pemanas surya tersebut, membentuk dasar desain pemanas air panas surya yang digunakan oleh kita saat ini.

Sistem Aktif Dan Pasif

Sistem mesin pemanas air tenaga matahari aktif menggunakan pompa mekanis dan pengontrol diferensial untuk mengatur dan mengarahkan aliran cairan transfer panas atau air dari kolektor surya ke dalam tangki. Pengontrol merasakan perbedaan suhu antara air dalam tangki dan suhu di kolektor surya dan menyalakan pompa ketika air dalam tangki menjadi dingin dan suhunya berada di bawah suhu kolektor. 

Beberapa pompa berjalan dengan daya listrik (jalur listrik), dan yang lain beroperasi pada listrik yang dihasilkan oleh panel fotovoltaik surya tersebut. Sementara beberapa sistem mesin pemanas tenaga matahari mengedarkan cairan hanya ketika matahari bersinar dan menyimpan air panas dalam tangki yang terisolasi dengan baik untuk pemanasan pada malam hari, sementara yang lain menggunakan listrik sebagai cadangan untuk malam hari dan hari mendung (tidak ada sinar matahari). 

Dalam sistem mesin pemanas air tenaga matahari aktif, tangki penyimpanan air dapat terletak di dalam ruang atap atau di lokasi lain yang akan meminimalkan kehilangan panas ke udara dingin, karena aliran air tidak tergantung secara eksklusif pada gravitasi. 

Oleh karena itu tangki ini dapat dikombinasikan dengan silinder air panas dalam sistem pemanas ruang domestik, dan sistem air panas matahari dapat digunakan untuk memanaskan air dalam silinder di musim dingin untuk pemanasan ruang.

Sementara pada mesin pemanas air tenaga matahari pasif, yang mengandalkan gravitasi daripada listrik, paling efisien di iklim panas di mana pembekuan atau musim dingin tidak ada. Beberapa sistem pasif menggunakan konfigurasi thermosiphon yang menggunakan gravitasi dan aliran panas konvektif. 

Air dingin dari ketinggian mengalir turun oleh gravitasi ke kolektor surya, dan, ketika air melewati kolektor tersebut maka air tersebut akan memanas, lalu kemudian naik melalui konveksi untuk mencapai tangki penyimpanan kembalai. Jenis sistem pasif lainnya adalah sistem penyimpanan kolektor terintegrasi, di mana kolektor membentuk bagian atas tangki penyimpanan air dan memanaskan air langsung di tangki.

Desain Dan Efisiensi

Output dari sistem mesin pemanas air tenaga matahari, pada umumnya tergantung pada efisiensi kolektor dan efektivitas seluruh desain sistemnya. Merancang sistem mesin pemanas air tenaga matahari yang efisien membutuhkan ukuran yang sesuai dari kolektor dan tangki penyimpanan sesuai dengan persyaratan penggunaan untuk air panas. 

Kolektor individu dan seluruh sistem dinilai secara terpisah untuk efisiensi mereka karena efisiensi kolektor tergantung pada kinerja satu komponen (penyerap sinar Matahari) sementara efisiensi seluruh sistem tergantung pada banyak faktor, misalnya suhu air dan sekitar, konfigurasi sistem, isolasi, volume air, jenis kolektor, efisiensi mekanisme pertukaran panas, lokasi dan cuaca lokal saat instalasi, jumlah sinar matahari yang diterima oleh kolektor, dan sebagainya.

Selain itu, pembatasan suhu dan langkah-langkah mitigasi yang terlalu panas perlu dibangun ke dalam semua mesin pemanas air tenaga Matahari, terutama ketika dipasang di tempat yang  beriklim panas.

Manfaat Mesin Pemanas Air Tenaga Matahari

Seperti yang sudah saya uraikan di atas bahwa mesin pemanas air tenaga Matahari adalah perangkat yang menangkap sinar matahari untuk memanaskan air. Ini bisa menjadi cara yang sangat ekonomis untuk menghasilkan air panas untuk keluarga Anda (untuk mandi dan mandi).

Pemanas air tenaga Matahari tidak hanya memungkinkan penghematan energi yang substansial karena tenaga Matahari adalah bebas dan gratis yang tentu saja berbeda dengan gas alam atau bahan bakar minyak. Selain itu, ini adalah cara untuk menghasilkan air panas untuk penggunaan sanitasi sepanjang tahun tanpa memancarkan CO2 (Karbon dioksida) ke udara yang dapat menyebabkan emisi gas rumah kaca.

Berdasarkan studi dan penelitian didapatkan bahwa:

1m² atap = 100m³ gas alam / tahun

Di garis lintang kita, matahari bersinar di atap 1m² menggantikan 100 liter minyak pemanas atau 100 m³ gas alam (sekitar 1.000 kWh) setahun. Secara umum, dimungkinkan untuk memanaskan 50 hingga 70% air yang digunakan di dapur dan kamar mandi dengan cara ini. Namun, sistem pemanas back-up diperlukan untuk saat-saat ketika ada luminositas yang tidak cukup. Pengertian luminositas adalah jumlah energi yang dipancarkan oleh sebuah benda ke segala arah per satuan waktu.

Air Panas Sepanjang Tahun

Efisiensi kolektor surya adalah yang tertinggi di tengah hari, ketika musim panas, atau ketika langit cerah tanpa adanya awan yang menghalangi sinar Matahari, terutama ketika di pasang menghadap kearah selatan.

Namun, kolektor surya juga bekerja dengan baik di musim lain, ketika langit mendung, untuk sebagian besar hari, terutama jika mereka menghadap ke timur atau barat.

Demikian juga, efisiensi yang terbaik pada gradien 35 ° ke cakrawala, tetapi hasil yang baik dapat dicapai dengan kolektor surya yang dipasang secara vertikal ke fasad.

Bagaimana Cara Kerja Mesin Ppemanas Air Tenaga Matahari?

1. Cahaya Matahari diserap oleh kolektor surya

Pemanas air tenaga Matahari menyerap cahaya dengan cara kolektor ditempatkan di atap dan mengubahnya menjadi panas.

2. Panas Ditransfer Ke Tangki Air

Panas kemudian diteruskan ke tangki air tersebut dengan menggunakan pompa yang beredar atau mengalirkan air tersebut. Pertukaran ini dipicu oleh regulator thermal (suhu), tetapi secara eksklusif ketika kolektor lebih panas daripada air di dalam tangki. Hal ini tidak hanya mencegah pompa yang beredar menjadi sia-sia dalam menggunakan daya listrik tetapi sebaliknya, juga untuk menghindari overheating.

3. Sinar Matahari Tidak Mencukupi? 

Bagaimana jika ternyata sinar Matahari tidak mencukupi? Solusinya adalah dengan menggunakan sistem pemanas air back-up (cadangan).

Ketika sinar matahari yang dibutuhkan tidak mencukupi, maka air dipanaskan dan sistem back-up tersebut dan mengambil alih fungsi mesin pemanas untuk membawa air ke suhu yang diperlukan. Oleh karena itu sistem ini dapat digunakan pada suhu konstan sepanjang tahun.

Itulah uraian artikel tentang Mesin Pemanas Air Tenaga Matahari. Semoga bermanfaat dan berguna untuk Anda.

referensi:

https://www.energuide.be/

Post a Comment for "Mesin Pemanas Air Tenaga Matahari"