DOI: https://doi.org/10.9744/jtm.17.2.48-56

Perancangan dan Pengujian Lensa Fresnel pada Kolektor Surya Plat Datar

Ekadewi Anggraini Handoyo, Indriati Njoto Bisono, Peter Jonathan

Abstract


Energi matahari dapat dikonversikan menjadi energi termal dengan menggunakan kolektor surya maupun menjadi energi listrik dengan menggunakan sel surya/photovoltaic. Radiasi matahari bersifat menyebar, sehingga memerlukan pengumpul atau pengarah agar lebih fokus.
Ada banyak penelitian yang menggunakan lensa Fresnel untuk mengumpulkan radiasi matahari pada sel surya. Sedang penelitian lensa Fresnel pada kolektor surya masih terbatas sebagai concentrator. Makalah ini membahas perancangan dan pemakaian lensa Fresnel sebagai penutup pada suatu kolektor surya plat datar. Lensa Fresnel komersial hanya memiliki 1 titik fokus, maka langkah pertama penelitian adalah merancang lensa Fresnel dengan enam titik fokus. Jarak focus dirancang agar radiasi matahari jatuh ke plat penyerap pada jarak 90 mm dari lensa Fresnel. Bahan yang digunakan adalah PMMA Polymethyl methacrylate (acrylic) dan pembuatan profil lensa menggunakan proses tekan. Lensa Fresnel yang dihasilkan berhasil memiliki titik fokus 90 mm. Lensa Fresnel yang dihasilkan dipasang sebagai penutup pada kolektor surya plat datar. Hasil yang didapat adalah temperatur plat penyerap dengan lensa Fresnel lebih tinggi daripada dengan acrylic polos yang sebenarnya lebih bening. Temperatur maksimum di kiri atas plat penyerap dengan lensa Fresnel dapat mencapai 1.42 kali lebih tinggi
daripada temperatur yang dihasilkan oleh acrylic polos. Temperatur cairan di inlet dan dalam tangki pada kolektor surya yang menggunakan lensa Fresnel lebih tinggi daripada temperatur cairan di kedua lokasi yang sama yang menggunakan acrylic polos.


Keywords


Fresnel lens; non-imaging lens; flat plat solar collector.

Full Text:

PDF

References


Bergman , T. L., Lavine , A. S., Incropera, F. P. & Dewitt , D. P., 2011. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 7th ed. s.l.:John Wiley & Sons, Inc.

Bhushan, B. & Singh, R., 2010. A review on methodology of artificial roughness used in duct of solar air heaters. Energy , Volume 35, p. 202–212.

Deb , G. & Roy , A. B., 2012. Use of Solar Tracking System for Extracting Solar Energy. International Journal of Computer and Electrical Engineering, , Volume Vol.4, No.1, pp. 42-46.

Esen, H., 2008. Experimental energy and exergy analysis of a double-flow solar air heater having different obstacles on absorber plates. Building and Environment, Volume 43, p. 1046–1054.

Gao, W. f., Lin , W. x., Tao Liu, L. & Xia, C. f., 2007. Analytical and experimental studies on the thermal performance of cross-corrugated and flat-plate solar air heaters. Applied Energy 84, p. 425 – 441.

Handoyo, E. A., Bisono, I. N., Jonathan, P. & Valentio, D., 2020. Effect of Fresnel lens as cover in a passive solar water heater with some air gap between cover and absorber plate. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 740, pp. 1-7.

Handoyo, E. A., Ichsani, D. & Prabowo, 2013. The optimal tilt angle of a solar collector. Energy Procedia, Volume 32, p. 166 – 175.

Handoyo, E. A., Ichsani, D., Prabowo & Sutardi, 2014. Experimental Studies on a Solar Air Heater Having V-Corrugated. Applied Mechanics and Materials, Volume 493, pp. 86-92.

Handoyo, E. A., Ichsani, D., Prabowo & Sutardi, 2016. Numerical studies on the effect of delta-shaped obstacles’ spacing on the heat transfer and pressure drop in v-corrugated channel of solar air heater. Solar Energy, Volume 131, p. 47–60.

Kasaeian, A., Tabasi, S., Ghaderian, J. & Yousefi, H., 2018. A review on parabolic trough/Fresnel based photovoltaic thermal systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 91, p. 193–204.

Külcü, R., 2017. Design of Serial Connected Vacuum Tube Solar Air Collector. European Scientific Journal, Volume special edition ISSN: 1857 – 7881, pp. 32-37.

Kumar, V., Shrivastava, R. & Untawale, S., 2015. Fresnel lens: A promising alternative of reflectors in concentrated solar power. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 44, p. 376–390.

Leutz, R. & Suzuki, A., 2001. Nonimaging Fresnel Lenses: Design and Performance of Solar Concentrators. Berlin: Springer Series in Optical Sciences.

Luminosu, I., De Sabata, A. & Jurca, T., 2017. Thermal Solar Experimental Model Equipped With Fresnel Lenses. Buletinul 104 AGIR nr. 1, ianuarie-martie, pp. 104-110.




DOI: https://doi.org/10.9744/jtm.17.2.48-56