DISAIN DAN PROPTOTIPE KOMPOR TENAGA SURYADENGAN SISTEM REFLEKTOR TUNGGAL

Fatahul ArifinAli Medi

Staf Jurusan Teknik MesinPOLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

Alamat Kantor: Jalan Srijaya Negara, Bukit Besar Palembang 30139Telp. 0711-353414

Alamat Rumah: Jalan Bendung Indah I no.36 Rt. 25 Palembang 30113Telp. 0711 367737, Mobile : 08127112907 Email: farifinus@polisriwijaya.ac.id

ABSTRACT

Indonesia is a country that placed in equator. God bless this country which is shined

by sun a long year. Sun shine is cheap energy and can be used for cooking. So, the

writer designed and made solar oven with single reflector system. The size of this

stove is 600 mm length, 400 mm width, 300 mm height. This stove is able to be used

for cooking, boiling and meat roasting. The research result is optimum degree of

reflector is 750 and time to boil 1.5 liter water is about 100 minutes. By using this stove

is expecting can decrease using fossil fuel in our country.

ABSTRAK

Indonesia merupakan negara yang terletak di garis khatulistiwa yang dianugrahi oleh

Tuhan YME, alam yang berlimpah ruah yang disinari oleh Matahari sepanjang tahun.

Sinar matahari ini adalah energy yang murah dan ramah lingkungan serta dapat

dimanfaatkan untuk memasak, memanggang, merebus, menanak. Untuk itu penulis

merancang dan membuat kompor tenaga surya dengan sistem reflektor tunggal,

dengan ukuran panjang 600 mm, lebar 400 mm, dan tinggi 300 mm. Kompor ini dapat

digunakan untuk memasak, merebus dan memanggang. Hasil dari penelitian sudut

optimum untuk memasak air adalah 750 dan waktu yang diperlukan untuk merebus air

1.5 liter rata-rata adalah 100 menit. Diharapkan dengan kompor ini dapat mengurangi

ketergantungan akan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui di negeri ini.

1. PENDAHULUAN

a. Latar Belakang

1

Peradaban manusia terus berkembang seiring dengan berjalannya waktu.

Sungguh tepat ungkapan mengatakan di dunia ini semuanya selalu berubah dan tidak

ada yang tetap, salah satu perubahan yang sangat nyata adalah perubahan akan

kebutuhan energi. Sudah menjadi rahasia umum bahwa seluruh umat manusia

membutuhkan energi, hal ini terlihat dari seluruh aktifitas yang ada seperti

penerangan, memasak, menjalankan kendaraan bermotor dan lain-lain.

Di Indonesia banyak energi yang dapat dimanfaatkan seperti energi matahari,

angin, air, bahan fosil, minyak bumi, kotoran ternak, sampah daun kering, dan lain-

lain. Tetapi hanya sebagian sumber energi yang dimanfaatkan oleh masyarakat yaitu

energi dari minyak bumi, bahan fosil dan gas alam. Seperti telah diketahui bahwa

kedua energi ini tidak dapat diperbaharui dengan kata lain bahwa energi ini akan habis

terpakai. Maka dari itu untuk mengurangi akan ketergantungan akan kedua energi ini

alangkah bijaknya mulai dicarikan cara untuk menggunakan energi yang lainnya.

Indonesia yang terletak di garis khatulistiwa ini telah dikarunia oleh sang

pencipta mempunyai energi matahari yang berlimpah, untuk itu penulis ingin

merancangan suatu alat yang dapat digunakan untuk memasak, memanggang,

membakar, merebus dan mengukus dengan memanfaatkan energi ini. Alat ini

nantinya diberi nama kompor tenaga surya dengan sistem reflektor tunggal. Kompor

tenaga surya dengan sistem reflektor tunggal ini nantinya dapat meringankan beban

dari pemerintah dan khususnya masyarakat yang sekarang ini telah kesulitan untuk

mencari minyak tanah. Dengan kompor ini berarti dapat mengurangi ketergantungan

pada minyak tanah dan mencari alternatif energi yang murah.

b. Perumusan Masalah

Dalam kaitan perancangan dan pembuatan kompor dengan tenaga surya

dengan sistem reflektor tunggal ini ada beberapa hal yang menjadi rumusan masalah

yaitu:

1. Apakah sistem reflektor tunggal dapat memanfaatkan energi matahari menjadi

sumber energi sehingga dapat digunakan untuk memasak?

2. Seberapa banyak waktu yang diperlukan kompor ini untuk memasak?

c. Tujuan Penelitian

Bertolak dari rumusan masalah diatas, penelitian ini dilakukan dengan tujuan

memperoleh data sebagai berikut:

2

1. Memperoleh data tentang aplikasi sistem reflektor tunggal pada kompor tenaga

surya.

2. Mendapatkan waktu optimum yang diperlukan untuk memasak dengan kompor

tenaga surya sistem replektor tunggal.

d. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari hasil penelitian ini diharapkan:

1. Mengurangi pemakaian energi minyak bumi, bahan fosil dan gas alam,

khususnya minyak tanah yang sekarang ini cukup sulit didapat dang kalaupun

ada harganya sangat mahal.

2. Dengan Menggunakan kompor tenaga surya system reflector ini masyarakat

mendapatkan sumber energi yang murah sehingga dapat menghemat ongkos

pengeluaran (belanja).

3. Orientasi ke depan yaitu untuk pengembangan industri kecil khususnya indutsri

pembuatan kompor sehingga dapat membuat kompor tenaga surya ini sebagai

pengembangan dari produk atau dengan kata lain disertifikasi produk.

2. KERANGKA PEMIKIRAN

Pada dasarnya sumber energi di dunia banyak dan tersebar dimana-mana.

Tetapi hanya sebagian saja yang banyak dimanfaatkan oleh manusia yaitu energi dari

minyak bumi, bahan fosil dan gas alam, sedangkan sumber energi lain seperti sampah

dedaunan, kayu, angin, air, matahari, dan gelombang pasang sedikit sekali

dimanfaatkan.

Sumber Energi Yang Tidak Dapat Diperbaharui

Sumber energi ini banyak digunakan disegala sektor sekarang ini. Sumber

energi ini yaitu yang berasal dari minyak bumi, bahan fosil, dan gas alam. Semua

sumber ini memerlukan proses yang panjang untuk mendapatkannya dan kemudian

dapat dimanfaatkan, sebagai contoh minyak bumi membutuhkan proses berjuta-juta

tahun. Sebaliknya, pengekplotasianya dilakukan terus-menerus dan bisa dibayangkan

pasti persediaannya akan menipis dan mungkin akan habis. Hal inilah mengakibat

harga minyak bumi dunia melonjak dengan tajam sampai mendekati 100 dolar AS per

barel (Kompas, 2007). Oleh karena itu sekarang ini para ahli berlomba untuk mencari

alternatif sumber energi yang salah satunya yaitu dengan memanfaatkan energi surya

sebagai energi untuk memasak.

Sumber Energi Yang Dapat Diperbaharui

3

Sumber energi ini belumlah banyak dimanfaatkan oleh banyak orang. Sumber

energi ini dapat berasal dari alam sekitar yaitu angin, air, biogas, biomass dan yang

tak kalah pentingnya yaitu sumber energi utama di dunia ini yaitu matahari (Suhut

Simamora, 2006). Hal ini disebabkan energi matahari merupakan energi yang murah

dan ramah lingkungan. Energi matahari ini merupakan energi pancaran dan radiasi

yang dapat digunakan untuk memasak.

Konsep Perpindahan Panas

Teori perpidahan panas bersandar pada persamaan fundamental tertentu yang

dinamakan persamaan-persamaan kecepatan, yang menghubungkan kecepatan

perpindahan energi sebagai panas diantara dua sistem kepada sifat-sifat

thermodinamik dalam sistem tersebut (Filino Harahap, 1987).

Adapun proses perpindahan energi ada tiga mekanisme yaitu:

1. Hantaran (conduction) yaitu proses perpindahan energi sebagai kalor melalui

sebuah medium stasioner, seperti tembaga, air, atau udara.

……………. (1)

2. Konveksi (convection) yaitu proses perpindahan energi dengan difusi fluida.

……………. (2)

3. Radiasi (radiation) yakni perpindahan energi melalui rambatan yang menyebar ke

segala arah.

…………… (3)

Kontruksi Mesin

Kontruksi mesin merupakan rangkaian dari komponen-komponen tersendiri

yang disusun sedemikian sehingga menjadi satu kesatuan. Dan kesatuan yang telah

disusun itu dapat diterapkan sebagai sebuah bagian atau komponen lagi dari suatu

system yang lebih besar (Hagendoorn, 1989).

Komponen Utama yang Digunakan

a. Kaca Bayang (Cermin)

4

Kaca bayang sangatlah baik digunakan sebagai reflector, yaitu memantul sinar

matahari yang datang untuk di teruskan ke bagian penampungan untuk

digunakan sebagai energi pemanas. Kaca bayang merupakan larutan padat,

homogen dari garam-garam silikat (Sumanto, 1994).

b. Kaca Kwarsa (Kaca Bening)

Kaca kwarsa dibuat langsung dengan melebur kwarsa(pasir murni) di dalam

dapur listrik (Sumanto, 1994). Keunggulan kaca ini adalah ketahannya

terhadap suhu tinggi. Kaca kwarsa ini digunakan untuk menyerap panas yang

diterima melalui kaca bayang ke tempat penampungan.

c. Kayu Triplek

Kayu triplek berasal dari pohon tumbuhan dan termasuk ke dalam bahan

organik (Amstead, BH, 1997). Kayu triplek ini sangatlah cocok sebagai bahan

pembuat rangka mesin, karena ringan.

d. Alumunium Foil (Kertas Prespan).

Bahan dasar kertas ini adalah selulose. Proses pembuatannya yaitu dengan

proses kimia dengan cara menjadikannya bubuk kertas dan kemudian

dicampur dengan senyawa alkali dan di padatkan dengan ditekan pada

tekanan yang tinggi sehingga membuatnya lebih keras dan kuat (Sumanto,

1994).

3. METODELOGI PENELITIAN

a. Pengumpulan Data

Untuk mendesain kompor tenaga surya dengan system reflector tunggal ini

terlebih dahulu mengumpulkan data-data dari literatur yang ada. Data-data

tersebut berupa informasi mengenai sumber energi yang ada dan bagaimana

energi-energi tersebut dapat dimanfaatkan. Dan kemudian mencari informasi

bahan yang dapat digunakan untuk mengumpulkan sumber energi tersebut

sehingga dapat dimanfaatkan. Data-data ini diperlukan untuk membuat disain

prototipe yang akan dibuat, sehingga dapat memenuhi kebutuhan masyarakat

pengguna.

b. Prototipe yang akan dibuat

Prototipe yang akan dibuat terlihat seperti pada gambar dibawah ini.

5

Gambar 1. Disain Kompor Energi Surya Dengan Sistem Reflektor Tunggal

c. Bahan yang diperlukan

Adapun bahan yang diperlukan untuk pembuatan prototipe ini adalah :

- Kaca bayang (bayang) 1 buah (580mm x 350 mm x 3 mm)

- Kertas Alumunium foil 2 meter

- Kayu triplek 1 lembar

- Kayu Ring 2 batang

- Foam (gabus) 3 meter

- Paku 0.5 kg

- Lem kayu 1 kaleng

- Engsel piano 0.5 meter

d. Jalannya Penelitian

Tahap persiapan penelitian

Observasi

Yaitu dengan mengumpulkan data-data tentang bahan yang digunakan untuk

pembuatan kompor energi surya dan kompor yang banyak digunakan dilapangan

dengan jalan pengamatan secara langsung dilapangan.

Studi Literatur

6

400600

300

Menelusuri buku-buku literatur di perpustakaan Politeknik Negeri Sriwijaya,

Perpustakaan Jurusan, internet dan perpustakaan yang ada di kota Palembang

khususnya.

Pembuatan Kompor Energi Surya Dengan Sistem Reflektor Tunggal

Pengujian Kompor Energi Surya dengan Sistem Reflektor Tunggal

Kompor diuji dengan mengubah sudut reflector yang berubah-ubah yang

digunakan untuk memasak air. Dan dicatat waktu yang diperlukan selama proses

memasak tersebut dan perubahan waktu yang terjadi setiap 5 menit.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil penelitian ini diperoleh kompor yang dapat digunakan untuk

memasak, memanggang yang diberi nama kompor tenaga surya dengan replektor

tunggal. Kompor ini dapat dibuat dengan bahan sederhana yaitu: kayu triplek, kaca

bening, foam, dan alumunium foil.

Gambar 2. Kompor Tenaga Surya dengan Reflektor Tunggal

Kompor ini memanfaatkan energi surya, dimana panas yang diberikan oleh

sinar matahari akan diserap oleh kompor yang melalui kaca bening kemudian di

tampung ke dalam area penampung yang berupa kotak tempat panci atau wadah

penampung air, kemudian dengan konduksi, konveksi, serta radiasi yang terjadi maka

terjadi perpindahan panas akibat dari proses tersebut air akan mengalami perubahan

suhu.

Dengan menggunakan alumunium foil, kaca bayang dan gabus maka panas

yang diserap akan sangat besar sehingga dapat digunakan untuk proses memasak.

Karena itu dalam waktu sekitar 100 menit air sebanyak 1,5 liter akan mendidih.

Data hasil Pengujian:

7

Setelah kompor reflektor tunggal ini selesai dirancang maka diadakanlah uji unjuk

kerjanya. Adapun spesifikasi yang diuji adalah:

- Waktu yang dibutuhkan untuk memasak 1.5 liter air dengan sudut

reflektor yang berubah-ubah

- Waktu yang dibutuh untuk mencapai suhu maksimum untuk setiap

sudut reflektor.

Data awal :

Temperatur di lingkungan sekitar : 33oC

Temperatur awal air : 28oC

Air yang dimasak : 1.5 liter

Tabel 1. Waktu yang dibutuhkan untuk memasak 1.5 liter air dengan sudut reflektor yang berubah-ubah.

No. Percobaan

Sudut Reflektor(o)

Waktu(menit)

TemperaturAkhir Air(oC)

1 30 100 452 35 100 473 40 100 474 45 100 505 50 100 656 55 100 707 60 100 808 65 100 809 70 100 90

10 75 100 100

Tabel 2. Perubahan Suhu yang Terjadi Dalam Setiap Satuan Waktu

No. Percobaan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Waktu

10 33 34 34 35 36 36 36 36 36 3920 34 34 34 35 38 38 38 39 40 4530 35 36 37 36 39 40 43 45 46 5540 36 37 38 45 45 46 47 53 55 5750 36 38 38 46 46 46 50 60 60 7060 37 38 38 48 50 50 55 65 70 7770 37 39 39 48 51 52 60 72 75 8580 40 42 43 50 55 58 72 80 85 9090 43 44 44 50 62 65 80 80 85 93

100 45 47 47 50 65 70 80 82 90 100

8

Perubahan Suhu Terhadap Waktu

0

20

40

60

80

100

120

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Temperatur

Wak

tuSudut Reflektor 30

Sudut Reflektor 35

Sudut Reflektor 40

Sudut Reflektor 45

Sudut Reflektor 50

Sudut Reflektor 55

Sudut Reflektor 60

Sudut Reflektor 65

Sudut Reflektor 70

Sudut Reflektor 75

Grafik 1. Perubahan Suhu yang Terjadi Dalam Setiap Satuan Waktu

5. KESIMPULAN DAN SARAN

a. Kesimpulan

1. Spesifikasi Kompor Tenaga Surya

- Dimensi Kompor :

Panjang 600 mm, Lebar 400 mm, Tinggi 300 mm

2. Waktu yang dibutuhkan untuk memasak air hingga mendidih rata-rata 100

Menit untuk 1.5 liter air dan sudut reflektornya 75oC. Waktu ini bagi penulis

belumlah cukup sebagai waktu yang optimal untuk digunakan.

3. Sudut reflektor yang optimum untuk memasak air adalah 70 s/d 85 derajat.

b. Saran

1. Dalam Penggunaan kompor ini yaitu pada saat mahatari cerah dan keadaan

ruang tempat memasaka sudah mencapai suhu maksimum yaitu sekitar 45oC

sehingga hasil dari memasak dapat tercapai dengan cepat, kemudian untuk

memperpanjang usia pakai hendaknya setelah digunakan segeralah

dibersihkan.

2. Untuk penelitian lanjut dapat dilakukan lagi dengan modifikasi seperti

perubahan bentuk dari kompor, ketebalan isolator, atau juga penambahan

reflektor sehingga dapat memberikan panas yang lebih lagi serta dapat

digunakan di rumah tangga.

9

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Halim, Dr. 2001. Menggapai Energi Matahari, Dimensi Warta Sains dan Teknologi. ISSN 1344-0748. Institute for Science and Technology Studies Chapter Japan.

Filino Harahap (Trans). 1987. Thermodinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Hagendoorn. J.J.M, Sujono (Trans). 1999. Kontruksi Mesin. PT. Rosda Jaya Putra, Jakarta.

Sriati Djaprie (Trans). 1997. Teknologi Mekanik. Jakarta: Erlangga.

Suhut Simamora dkk. 2006. Membuat Biogas Pengganti Bahan bakar Minyak & Gas Dari Kotoran Ternak. Jakarta: PT. AgroMedia Pustaka.

Sumanto. 1996. Pengetahuan Bahan untuk Teknik Mesin dan Listrik. Yogyakarta: Andi Offset.

……...Harga Minyak Mendekati Level $100 US. 12 Desember 2007. Jakarta: Kompas.

10