Apakah Pemanas Air Tenaga Surya Itu?

Pada sisterm pemanas air tenaga surya, kolektor surya akan menangkap, menahan, dan mentransfer panas matahari ke cairan. Panas matahari yang terperangkap menerapkan "efek rumah kaca," yang dalam hal ini adalah kemampuan permukaan reflektif untuk mentrasmisikan radiasi gelombang pendek dan merefleksikan radiasi gelombang panjang. Ketika radiasi gelombang pendek cahaya menerpa absorber di kolektor, dihasilkan radiasi panas dan inframerah, yang kemudian terperangkap di dalam kolektor. Fluida, biasanya air, kontak dengan absorber mengumpulkan panas yang terperangkap untuk ditransfer ke penyimpanan.

Ada dua prinsip yang berpengaruh pada kolektor panas matahari. Pertama, benda panas pada akhirnya kehilangan panas yang akan kembali ke lingkungan. Efisiensi kolektor panas matahari berkaitan secara langsung dengan prinsip kehilangan panas, terutama yang disebabkan konveksi dan radiasi. Isolasi termal digunakan untuk memperlambat kehilangan panas dari benda panas ke lingkungannya.

Kedua, kehilangan panas semakin cepat apabila perbedaan suhu antara benda panas dan lingkungannya semakin besar, dalam hal ini antara suhu permukaan kolektor dan suhu lingkungan. (Hal yang sama berlaku saat mentransfer panas dari kolektor ke cairan, semakin besar perbedaan suhu antara kolektor dan cairan, semakin banyak panas yang ditransfer.)

Teknik paling dasar yang diterapkan pada pemanas air tenaga surya adalah dengan hanya menempatkan tangki yang diisi air ke paparan matahari. Panas dari matahari akan memanaskan tangki logam dan air di dalamnya. Metode inilah yang dipakai pada sistem pemanas air tenaga surya yang pertama kali digunakan lebih dari satu abad yang lalu. Namun, cara ini tidak efisien karena hanya ada sedikit usaha untuk membatasi hilangnya panas dari tangki. Menambahkan sebuah kotak terisolasi di sekeliling tangki dan menambahkan kaca di bagian atas, dari arah sinar matahari datang, akan memberikan kemampuan sistem untuk mempertahankan panas.

Kolektor yang lebih umum disebut kolektor pelat datar. Yang memiliki luas permukaan datar (absorber) besar untuk memaksimalkan paparan sinar matahari, dan memiliki tabung kecil yang tersemat padanya. Cairan mengalir melalui tabung, mengumpulkan panas dari absorber. Bagian sisi dan bawah kolektor diisolasi dengan baik, dan kaca di atas melengkapi isolasi pada sistem.

Kolektor ini cukup sederhana, tetapi ada beberapa faktor yang sangat teknis yang terlibat dalam membuat kolektor bekerja seefisien mungkin. Salah satunya adalah lapisan absorber, yang diformulasikan secara khusus untuk menyerap panas sebanyak mungkin, dan agar panas yang hilang ke lingkungan sedikit mungkin. Faktor lainnya adalah kaca, yang tinggi kandungan zat besi dan dilapisi secara khusus agar sebanyak mungkin energi cahaya akan melaluinya, namun mencegah agar sedikit mungkin panas yang keluar darinya.

Jenis lain yang populer disebut kolektor evacuated-tube, yang memiliki absorber panjang dan tipis di dalam tabung kaca. Tabung mengevakuasi udara (menjadi ruang vakum), yang membuatnya sangat terisolasi - prinsipnya tidak jauh berbeda dengan termos yang digunakan untuk menyimpan air panas.

Jenis terakhir dari kolektor adalah kolektor piring parabola, yang meningkatkan potensi panas dengan memusatkan sinar matahari ke sebuah penyerap kecil. Kolektor ini sangat jarang digunakan di sistem pemanas air di rumah, dan lebih sering digunakan dalam sistem skala pembangkit listrik untuk menciptakan uap yang menjalankan turbin guna menghasilkan listrik.

Komponen dasar sistem pemanas air tenaga surya untuk di rumah adalah:

  • Kolektor mengambil panas dari matahari dan menyalurkannya ke cairan.
  • Cairan pentransfer panas mengambil panas dari kolektor untuk langsung digunakan atau disimpan.
  • Penukar panas(heat exchanger) mentransfer panas dari cairan pentransfer panas ke air domestik.
  • Pompa untuk memindahkan cairan melalui kolektor dan/atau penukar panas, dan kadang-kadang untuk memindahkan air domestik melalui sisi lain penukar panas.
  • Kontroller untuk mengatur hidup-matinya pompa.


IndoEnergi Home