Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber

  • Amrizal Amrizal Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro, Bandar Lampung 35145, Indonesia
  • Amrul Amrul Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro, Bandar Lampung 35145, Indonesia
  • Herry Wardono Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro, Bandar Lampung 35145, Indonesia
  • Angelia Eka Salsabillah Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro, Bandar Lampung 35145, Indonesia
  • Amrizal Danur Sasongko Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro, Bandar Lampung 35145, Indonesia

Abstract

Salah satu peralatan yang dapat memanfaatkan energi matahari adalah kolektor surya hybrid PV/T. Kolektor jenis ini merupakan gabungan antara panel surya dengan kolektor termal sehingga dapat menghasilkan energi listrik dan energi termal dalam waktu bersamaan. Namun jika terjadi peningkatan temperatur pada permukaan panel PV maka akan terjadi penurunan unjuk kerja dari panel PV tersebut.  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sekaligus membandingkan unjuk kerja kolektor surya hybrid PV/T secara termal dan pressure drop berdasarkan perbedaan bentuk penampang pipa absorber. Penampang pipa yang dibandingkan adalah berbentuk persegi panjang dengan pipa bulat. Pendekatan atau tahapan penelitian yang dilakukan adalah melalui metode pengujian dan simulasi unjuk kerja kolektor PV/T. Proses pengujian diperlukan untuk mendapatkan data pembanding terhadap hasil simulasi yang dilakukan. Dalam penelitian ini metode pengujian unjuk kerja termal berdasarkan standar EN 12975 yang dilakukan secara indoor dengan menggunakan solar simulator. Proses simulasi menggunakan software CFD (Ansyst Fluent) untuk mengembangkan atau memprediksi unjuk kerja kolektor. Setelah proses validasi, Program Ansyst Fluent yang digunakan dapat diterima untuk mensimulasikan karakteristik kinerja kolektor PV/T karena terdapat perbedaan hasil eksperimen dengan simulasi sekitar 6 %. Lebih lanjut, hasil simulasi menunjukkan bahwa penggunaan pipa persegi mampu meningkatkan efisiensi termal kolektor PV/T dibandingkan dengan penggunaan pipa bundar. Namun terdapat kenaikan nilai pressure drop pada penggunaan pipa persegi lebih tinggi sekitar 11.49% dari pipa bundar.

Downloads

Download data is not yet available.

References

[1] Taoufik Brahim, Abdelmajid Jemni, "Economical assessment and applications of photovoltaic/thermal hybrid solar technology: A review", Solar Energy, 2017, 153 , pp. 540–561
[2] T.T. Chow, "A review on photovoltaic/thermal hybrid solar technology", Applied Energy, 2010, 87 , pp. 365–379.
[3] Kalogirou SA, Tripanagnostopoulos Y, " Hybrid PV/T solar systems for domestic hot water and electricity production" Energy Convers Management, 2006, 47, pp. 3368–82.
[4] Wolf M , " Performance analysis of combined heating and photovoltaic power systems for residences". Energy Convers, 1976, 16, pp. 79–90.
[5] Kern, E.C., Russell, M.C., " Combined photovoltaic and thermal hybrid collectorsystems. In: Photovoltaic Specialists Conference" Washington, DC, USA, 1978, pp.1153-1157.
[6] Florschuetz, L.W., "Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis of the combined photovoltaic/thermal flat plate collectors".Sol. Energy, 1979, 22, pp. 361–366.
[7] M. Boubekri, A. Chaker, A. Cheknane, "Numerical approach for performance study of hybrid PV/Thermal collector”, Revue des Energies Renouvelables, 2008, Vol. 12, pp. 388-315
[8] S. Dubey, A.A. Tay, "Testing of two different types of photovoltaic–thermal (PV/T) modules with heat flow pattern under tropical climatic conditions", Energy for Sustainable Development, 2013, Vol. 17, pp. 1-12.
[9] Zondag, H.A., Vries, de D.W., Helden, van W.G.J., Zolingen, van R.J.C., Steenhoven van, A.A., “The thermal and electrical yield of a PV-thermal collector". Solar energy, 2002, 72(2), pp. 113-128.
[10] Zondag, H.A., Vries, D.W. de, Helden, W.G.J. van, Zolingen, R.J.C. van, Steenhoven, A.A. van, “The yield of different combined PV-thermal collector designs". Solar energy, 2003, 74, pp. 253-269.
[11] Sopian, K., Othman, Y., Zaidi, S. H., Ruslan, Mohd H., "Advanced Absorber Design for Photovoltaic Thermal (PV/T) Collectors". Recent Researches in Energy, Environment and Landscape Architecture. 2005.
[12] Ibrahim, A., Othman, M.Y., Ruslan, M.H, Alghoul, M.A, Yahya, M, Zaharim, A, Sopian, K, "Performance of photovoltaic thermal collector (PV/T) with different absorbers design". WSEAS Transactions on Environment and Development, 2009, 5, pp. 321-330.
[13] R. Santbergen, et al. " Detailed analysis of the energy yield of systems with covered sheet-and-tube PV/T collectors" , Solar Energy, Vol. 54, pp. 517-575. [17] M. Rosli, et al, 2014, "Parametric Analysis on Heat Removal Factor for a Flat Plate Solar Collector of Serpentine Tube", World Applied Sciences Journal, 2010, Vol. 28, pp. 154-157.
[14] Niccolo Aste, Claudio Del Pero, Fabrizio Leonforte ., Massimiliano Manfren, "Performance monitoring and modeling of an uncovered photovoltaic-thermal (PV/T) water collector", Solar Energy, 2016, 135, 551–568
[15] Guilherme Zanlorenzi, Anderson L. Szejka, Osiris Canciglieri Junio, "Hybrid photovoltaic module for efficiency improvement through an automatic water cooling system: A prototype case study”, journal of Cleaner Production, 2018, 196, 535-546.
[16] A.E. Kabeel, Mohamed Abdelgaied, “Performance enhancement of a photovoltaic panel with reflectors and cooling coupled to a solar still with air injection”, Journal of Cleaner Production, 2019, 224, 40-49.
[17] Amrizal, " Simulasi unjuk kerja termal kolektor surya pelat datar dengan pendekatan temperature fluida kerja" Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin, (SNTTM) XIII, Teknik Mesin Universitas Indonesia, 2014, ISBN 978-602-9841-23-7.
[18] Ansys Fluent Tutorial Guide, Ansys Inc, 2018.
[19] Duffie, Jhon dan Backman,William A, Solar enginerring of thermal process, Jhon Wiley & Sons, Inc. New York, 2013
[20] E. Ekramian, S.Gh. Etemad, M. Haghshenasfard, " Numerical Analysis of Heat Transfer Performance of Flat Plate Solar Collectors " Journal of Fluid Flow, Heat and Mass Transfer, 2014, Volume 1, Journal ISSN: 2368-6111
Published
2021-06-09
How to Cite
AMRIZAL, Amrizal et al. Simulasi unjuk kerja kolektor surya PV/T berdasarkan bentuk penampang pipa absorber. Journal of Science and Applicative Technology, [S.l.], v. 5, n. 1, p. 245-252, june 2021. ISSN 2581-0545. Available at: <https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/article/view/375>. Date accessed: 16 june 2021. doi: https://doi.org/10.35472/jsat.v5i1.375.