| Abstrak/Abstract |
Salah satu sasaran kebijakan energi nasional pada tahun 2025 adalah terwujudnya bauran energi yang optimal antara energi fosil dengan energi baru dan terbarukan (EBT) 17%. Peran EBT yang cukup besar ini perlu didukung oleh segenap lapisan masyarakat
agar terwujud keamanan pasokan energi dalam negeri. Perguruan tinggi menjadi kekuatan utama untuk dapat mengembangkan EBT menjadi kekuatan sumber energi nasional. Energi matahari adalah salah satu sumber energi terbarukan. Aplikasi energi matahari dalam bidang termal antara lain pemanas air tenaga matahari (solar water heater, SWH) yang telah dikenal dan digunakan oleh masyarakat. Pada umumnya SWH menggunakan air sebagai penyimpan energi termal. Alasan utama penggunaan air adalah
mudah diperoleh, murah dan memiliki karakteristik perpindahan kalor yang baik. Namun demikian, air memiliki kekurangan yaitu kerapatan energinya rendah. Oleh karena itu, sistem SWH memerlukan volume penyimpan energi yang besar dan masih melibatkan
energi listrik sebagai pemanas tambahan. Untuk meminimalisir penggunaan energi fosil melalui pemanas tambahan ini diperlukan langkah pengembangan SWH. Di sisi lain, dikenal jenis material berubah fasa (phase change material, PCM). Material jenis laten ini
dapat menyimpan energi termal yang memiliki karakteristik khas yaitu kerapatan energinya tinggi. Karakter ini menjadikan PCM cukup atraktif diaplikasikan pada SWH sebagai penyimpan energi termal.
Pengembangan SWH ini mempunyai target khusus yang ingin dicapai yaitu diperolehnya karakteristik perilaku termal pengintegrasian paraffin wax dan air sebagai penyimpan energi termal pada SWH dengan variasi PCM dan void fraction. Sedangkan tujuan jangka panjangnya adalah mendapatkan model SWH skala pasar yang melibatkan PCM. Karakteristik perilaku termal ini dapat menjadi acuan dalam mendesain tangki SWH yang berisi PCM. Pengembangan ini merupakan kelanjutan dari studi yang pernah dilakukan sebelumnya yakni SWH sistem pasif (thermosyphon) yang berisi PCM di dalam tangki dengan metode pengujian outdoor. Studi tersebut telah memberikan gambaran kemampuan penyimpanan energi termal PCM pada SWH. Namun begitu, metode outdoor
belum dapat menyajikan perilaku termal sistem yang berkaitan dengan variasi intensitas radiasi matahari karena sifatnya yang fluktuatif. Pengembangan yang akan dilaksanakan adalah menggunakan metode outdoor. Pada tahun pertama, pengembangan dilakukan untuk SWH sistem pasif baik berisi PCM atau tanpa PCM saat charging dan discharging. Pengembangan tahun kedua dilakukan hampir sama dengan tahun pertama tetapi menggunakan variasi PCM yang digunakan. Pada tahun ketiga, pengembangan difokuskan pada SWH sistem pasif dengan variasi void fraction. Bidang pengembangan ini adalah energi termal matahari khususnya dalam aplikasi sistem pemanasan air. Tema pengembangan ini sejalan dengan rencana strategis penelitian di UGM dimana salah satu
bidang unggulannya adalah sumber energi baru dan terbarukan. |
