Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Energi surya telah lama diakui sebagai salah satu sumber energi alternatif yang paling menjanjikan, berkat sifatnya yang berkelanjutan dan terbarukan. Namun, tantangan utama dalam pemanfaatan energi ini, baik untuk aplikasi rumah tangga maupun industri, adalah sifat intermitennya. Dalam konteks ini, sistem pemanas air berbasis solar menjadi solusi yang efisien, memanfaatkan konversi termal surya sebagai metode paling sederhana dan efektif untuk mengubah energi matahari menjadi energi panas. Penelitian ini memberikan wawasan mendalam tentang kinerja Kolektor Surya Parabolik (PTSC) yang dilengkapi dengan tabung dimple berlapis aluminium, yang merupakan inovasi menarik dalam bidang teknologi energi terbarukan.
Dalam penelitian ini, analisis kinerja PTSC dilakukan melalui pendekatan komputasional dan eksperimental. Penggunaan alat Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk analisis komputasional memungkinkan peneliti untuk memodelkan aliran fluida dan transfer panas dengan akurasi tinggi. Sementara itu, analisis eksperimental dilakukan dengan menggunakan tabung dimple berlapis aluminium yang mengalirkan air sebagai fluida dasar. Variasi laju aliran dari 1,0 hingga 3,0 kg/menit memberikan gambaran yang jelas tentang bagaimana tekstur dimple dan pelapisan aluminium mempengaruhi kinerja pemanas air surya.
Hasil penelitian menunjukkan peningkatan kinerja yang signifikan pada laju aliran 2,5 kg/menit, di mana efisiensi termal meningkat sekitar 36%. Selain itu, faktor gesekan dan koefisien perpindahan panas konvektif juga menunjukkan peningkatan yang signifikan, masing-masing sebesar 0,32% dan 1150 W/m²K. Peningkatan Nusselt number sebesar 53,8 dan efektivitas yang meningkat sebesar 0,4 menunjukkan bahwa desain inovatif ini mampu meningkatkan konversi energi surya menjadi energi panas secara efisien.
Perbandingan antara hasil simulasi dan eksperimen menunjukkan deviasi yang cukup kecil, sekitar ±3,8%. Hal ini menunjukkan bahwa model CFD yang digunakan cukup akurat, meskipun ada kemungkinan kesalahan yang disebabkan oleh instrumen pengukuran dan kondisi lingkungan saat analisis. Temuan ini sangat relevan untuk aplikasi nyata, terutama dalam pemanasan air industri dan domestik, terutama di daerah yang mengalami intensitas radiasi surya rendah sepanjang tahun.
Inovasi dalam desain tabung dimple berlapis aluminium ini tidak hanya meningkatkan efisiensi sistem pemanas air, tetapi juga membuka peluang baru untuk pengembangan teknologi pemanas air berbasis solar yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Dengan meningkatnya kebutuhan akan solusi energi terbarukan, penelitian ini memberikan kontribusi penting dalam upaya mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mempromosikan penggunaan energi bersih.
Ke depan, penting untuk melanjutkan penelitian ini dengan fokus pada pengujian di berbagai kondisi lingkungan dan variasi desain lainnya. Penelitian lebih lanjut dapat mengeksplorasi kombinasi teknologi penyimpanan energi dan sistem pemanas air berbasis solar untuk meningkatkan efisiensi keseluruhan dan keberlanjutan sistem energi. Dengan demikian, inovasi dalam pemanfaatan energi surya dapat berkontribusi secara signifikan terhadap transisi menuju sistem energi yang lebih berkelanjutan dan efisien.
Secara keseluruhan, penelitian ini menyoroti pentingnya inovasi dalam teknologi energi terbarukan dan memberikan dasar yang kuat untuk pengembangan lebih lanjut dalam bidang pemanas air berbasis solar. Dengan pendekatan yang tepat, kita dapat memanfaatkan potensi energi surya secara maksimal, memberikan manfaat bagi masyarakat dan lingkungan.
