• Admin
  • Pesan
  • Info Terbaru
  • Peraturan

Teknologi Pemanas Air Tenaga Surya

 





Indonesia adalah negara yang dilewati oleh garis khatulistiwa. Hal ini menjadikan Indonesia memiliki iklim tropis. Matahari bersinar selama 6–8 jam tiap hari. Sumber energi yang tidak terbatas ini
banyak dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Namun, teknologi yang digunakan dalam PLTS ini tidaklah murah. Hal ini menyebabkan PLTS tidak terlalu berkembang di Indonesia. Padahal PLTS merupakan sumber energi baru terbarukan dan paling ramah lingkungan.

Isu pemanasan global yang menjadi permasalahan dunia saat ini tidak terlepas dari penggunaan energi dan produksi limbah. Penggunaan bahan bakar fosil yang terus menerus menyebabkan polusi yang tidak terkendali. Akibatnya muncul lubang ozon dan selanjutnya terjadi efek gas rumah kaca. Ketersediaan bahan bakar fosil ini juga semakin menipis. Perlu adanya sumber energi baru yang dapat menggantikan bahan bakar fosil. Selain itu juga perlu adanya inovasi teknologi dalam penggunaan energi terbarukan.

Limbah juga dapat menyebabkan masalah kerusakan alam jika tidak ditangani dengan benar, salah satunya adalah limbah alumunium foil. Alumunium foil sangat tahan lama dan sulit untuk dapat terurai. Dibutuhkan waktu 400 tahun untuk alumunium agar dapat terurai di tanah. Dengan membakarnya di udara bebas bahkan menyebabkannya menjadi masalah baru. Hal ini dikarenakan munculnya logam beracun dan gas berbahaya ke lapisan atmosfer. Daur ulang merupakan sebuah solusi yang tepat bagi alumunium foil dalam menekan permasalahan lingkungan.
Dari permasalahan di atas, penulis merasa tertantang untuk memanfaatkan limbah alumunium foil sebagai material yang dapat menghasilkan energi. Sehingga penulis menyusun essai ini dengan judul “Teknologi Pemanas Air


Bertenaga Surya Berbahan Limbah Alumunium Foil Sebagai Kolektor Termal dan Lapisan Tipis Nanopartikel Zno Sebagai Antibakteri”. Alat pemanas air bertenaga matahari ini juga dilengkapi dengan teknologi lapisan tipis nanopartikel ZnO yang dapat membunuh bakteri dalam air dengan prinsip fotokatalis. Inovasi tersebut timbul karena alat pemanas air yang digunakan masyarakat saat ini hanya dapat memanaskan air dan belum dapat membunuh bakteri secara maksimal. Telah diketahui bahwa ada jenis bakteri pada air yang tidak mati hanya dengan pemanasan, apalagi sebatas pemanasan untuk mendidihkan air. Bakteri tersebut adalah E.coli. Perlu ada inovasi lain untuk membunuh bakteri E.coli pada air. Salah satunya adalah dengan teknologi lapisan tipis nanopartikel ZnO. Semoga essai ini dapat menambah wawasan pembaca, meningkatkan kepedulian terhadap lingkungan, dan dapat terimplementasikan kepada masyarakat.

ISI
Persamaan dasar energi untuk kolektor datar pemanas cairan dikembangkan dengan menggunakan konsep keseimbangan energi pada setiap komponen penyusun sistem kolektor. Perubahan temperatur udara yang terjadi di dalam kolektor dihitung berdasarkan pindah panas dan keseimbangan energi dari panas yang masuk (energi surya datang), panas yang hilang melalui sisi atas, samping dan bawah kolektor, dan panas yang ditransfer dari absorber ke cairan di dalam pipa-pipa pemanas cairan (Sumarsono, 2005).

Nilai kondukstivitas suatu material menentukan sifat termalnya. Semakin tinggi nilai konduktivitas termal, semakin besar pula energi kalor yang dapat dihantarkan. Seperti pada kolektor surya, tidak hanya dibutuhkan sifat absorbsi yang bagus tetapi juga dibutuhkan nilai konduktivitas yang besar. Telah diketahui nilai konduktivitas alumunium yaitu sebesar 200 W/mK. Nilai ini adalah yang terbesar ketiga setelah perak dan tembaga. Jika menggunakan bahan perak atau tembaga dalam kolektor surya tentu membuat biaya pembuatannya jadi mahal. Oleh karena itu, biaya akan lebih murah jika menggunakan material alumunium apalagi bahannya berasal dari limbah alumunium foil.
Pemanas air tenaga surya pada umumnya terdiri dari tiga bagian yaitu tandon air dingin, kolektor termal dan tandon air panas. Dalam essai ini dilakukan

inovasi dalam kolektor surya dengan menggunakan bahan alumunium foil dan teknologi lapisan tipis nanoprtikel ZnO sebagai pembunuh bakteri pada air.

Hasil penelitian Wijaya menunjukkan bahwa kolektor termal matahari dapat mendidihkan air. Ditunjukkan hubungan suhu keluaran kolektor terhadap waktu yang dibutuhan hingga air mendidih (100oC). Semakin tinggi suhu keluaran kolektor, semakin cepat air mendidih. Waktu yang dibutuhkan hingga air mendidih pada kondisi standar mencapai 460 detik sedangkan pada suhu keluaran kolektor tertinggi (80oC) hanya membutuhkan waktu 137 detik. Peristiwa ini dapat dipahami dari hukum I Termodinamika bahwa laju kalor yang dibutuhkan untuk mencapai suhu didih semakin kecil jika beda suhu awal dan akhir semakin rendah sehingga waktu untuk mencapai suhu didih pun akan semakin cepat (Wijaya, 2012).

Efisiensi meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Efisiensi pada suhu tertinggi keluaran kolektor mencapai 70,29% dan pada suhu terendah hanya 34,42%. Efisiensi rerata dari seluruh data pengujian diperoleh sebesar 52,32%. Jika diasumsikan dalam satu keluarga rata– rata menghabiskan 1 liter/hari minyak tanah yang dapat direduksi mencapai 0,52 liter/hari. Artinya, konsumsi minyak tanah hanya 0,48 liter/hari.

Efek bakterisidal (kemampuan mematikan bakteri) partikel oksida logam disebabkan karena adanya pembentukan Reactive Oxygen Spesies (ROS) seperti :
OH•, H2O2 dan O2- yang dapat merusak dinding sel bakteri. Reactive Oxygen Spesies yang dihasilkan ZnO dapat menyebabkan peroksidasi membran lipid dan menginfungsionalisasikan membran. H2O2 adalah komponen utama yang dapat meningkatkan aktifitas antibakteri karena dapat mengalami penetrasi pada membran sel bakteri. Bakteri E.coli sangat sensitif terhadap katalis ZnO. ZnO dalam menginhibisi pertumbuhan bakteri selain disebabkan oleh pembentukan
Reactive Oxygen Spesies juga dioptimalkan oleh solubilisi Zn2+ yang dapat merusak membran sitoplasma bakteri. E.coli memiliki lapisan peptidoglikan yang tipis. Sehingga, katalis ZnO mampu menginhibisi pertumbuhan bakteri E.coli secara optimal. Efektifitas nanopartkel ZnO dalam memebunuh bakteri mencapai 80% (Slamet, 2013).


Faktor lainnya yang juga ikut menentukan yaitu luas permukaannya komposit ZnO lebih besar, adanya transfer e- dan h+ yang dapat memperlambat terjadinya rekombinasi e- dan h+, sehingga tersedia cukup waktu bagi komposit untuk berinteraksi dengan dinding sel bakteri. Insertisi partikel ZnO dapat menginduksi terjadinya lisis yang diawali dengan peroksidasi membran lipid yang memfasilitasi internalisasi partikel pada sel. Kematian sel disebabkan karena nutrisi, cairan intraselular, dan makromolekul keluar sehingga sel kekurangan nutrisi dan menyebabkan terjadinya pembengkakan sel. Tekanan dari dalam sel akan menyebabkan terjadinya lisis dan kematian bakteri (Nola, 2012).

KONKLUSI
Dari uraian diatas dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu alumunium merupakan salah satu material yang memiliki nilai konduktivitas tinggi. Limbah alumunium foil bisa digunakan sebagai material kolektor pada pemanas air tenaga matahari. Potensi pengembangan pemanas air tenaga surya di Indonesia sangat besar karena terletak di garis khatulistiwa dengan energi sebesar 3,67 x 1021 kal/hari. Efisiensi pada suhu tertinggi keluaran kolektor mencapai 70,29% dan pada suhu terendah hanya 34,42%. Efisiensi rerata dari seluruh data pengujian diperoleh sebesar 52,32%. Efek fotokatalis nanopartikel ZnO dapat membunuh bakteri hingga 80%. Teknologi pemanas air bertenaga surya berbahan limbah alumunium foil sebagai kolektor termal dan lapisan tipis nanopartikel ZnO sebagai antibakteri sangat bermanfaat apabila dapat diaplikasikan pada masyarakat.



Teknologi Pemanas Air Tenaga Surya 4.5 5 aldino sense Indonesia adalah negara yang dilewati oleh garis khatulistiwa. Hal ini menjadikan Indonesia memiliki iklim tropis. Matahari ber...


No comments:

Post a Comment

Aldino Sense. Powered by Blogger.