BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Sinar
matahari adalah salah satu gelombang elektromagnetik yang memancarkan energi, yang disebut dengan energi surya, ke
permukaan bumi secara terus menerus.
Energi ini mempunyai sifat antara lain tidak
bersifat polutan, tidak dapat habis (terbarukan) dan juga gratis. Bumi menerima daya radiasi surya sekitar 108
PW (1PW=
W), atau dalam 1 tahun total energi surya yang sampai di permukaan bumi sekitar 3.400.000 EJ (1EJ= J). Hanya diperlukan 2 jam radiasi sinar surya
untuk memenuhi kebutuhan energi dunia
selama satu tahun sebesar 474 EJ (data tahun 2008).
Tetapi, potensi energi yang sangat besar ini
belum dimanfatkan secara optimal dan masih terbuang begitu saja. Suatu studi menyebutkan
energi surya yang sudah dimanfaatkan sebesar
5 GW melalui sel surya dan 88 GW melalui pemanas air. Jumlah ini tidak ada artinya dibandingkan dengan radiasi yang
diterima bumi.
Sebagai negara yang terletak di daerah
katulistiwa, yaitu pada LU – LS dan BT – BT, dan dengan memperhatikan peredaran
matahari dalam setahun yang berada pada daerah
23, LU dan 23, 0 LS akan mengakibatkan suhu di Indonesia cukup
tinggi (antara 26º C - 35º C) dan bila
saat cuaca cerah akan disinari matahari selama 6 –7 jam dalam sehari. Bagian barat Indonesia mendapat rata-rata radiasi sebesar 4,5 KWh/m /hari dengan varisi bulanan sekitar 10% dan bagian timur 5,1 kWH/m /hari dengan varisi bulanan sekitar 9%. Sifat
radiasi matahari yang diperoleh di
daerah ini dapat dikatakan lebih kecil perubahannya terhadap ratarata tiap
tahunnya. Dilain pihak, pancaran radiasi ini sifatnya periodik setiap hari dan
setiap tahunnya secara terus menerus.
Ada dua cara memanfaatkan energi surya yang
berlimpah ini, yaitu dengan sel surya
dan surya termal. Teknologi dengan sel surya tergolong efisien dan bersih,
tetapi memerlukan peralatan yang cukup
mahal. Sementara, teknologi surya termal adalah mengumpulkan radiasi surya dalam bentuk panas.
Cara ini umumnya tidak membutuhkan peralatan
yang rumit dan relatif lebih mudah untuk dilakukan. Secara global pemanfaatan energi surya termal masih jauh lebih banyak
dibanding sel surya. Fakta ini menunjukkan bahwa tersedia energi surya yang cukup besar
dan dapat dimanfaatkan dalam bentuk energi
termal.
Industri pengering, termasuk pengeringan
produk pertanian adalah termasuk salah
satu proses produksi yang banyak menggunakan energi. Studi di beberapa negara menunjukkan bahwa persentasi konsumsi energi
nasional untuk pengeringan relatif cukup
besar. Menurut studi negara-negara seperti USA, Kanada, Perancis, Inggris mengkonsumsi sekitar 10-15% dari energi
nasionalnya untuk pengeringan. Jerman dan Denmark bahkan lebih besar yaitu sekitar
20-25%. Meskipun belum ada studi yang melaporkannya,
diperkirakan Indonesia dan negara-negara lainnya, menggunakan konsumsi energi nasionalnya untuk pengeringan
pada kisaran 5-25%. Secara global, data tahun
2007 menyatakan 86,4% konsumsi energi dunia dipasok oleh sumber energi berbasis fosil seperti minyak bumi, gas alam,
dan batubara. Pembakaran sumber energi berbasis
fosil ini setara dengan pelepasan 21,3 Gigaton karbon dioksida ke alam, tetapi alam dengan bantuan hutan hanya mampu menyerap
setengah dari jumlah ini. Oleh karena
itu akan ada penambahan karbon dioksida sekitar 10,6 Gigaton pertahun. Jika tidak ada langkah konkrit, ini akan meningkat
terus di tahun-tahun mendatang seiring dengan
meningkatnya kebutuhan energi dunia. Gas inilah salah satu yang akan menyebabkan pemanasan global, dan jika lajunya
tidak dikurangi akan membahayakan kelangsungan
hidup bumi sebagai planet yang bisa dihuni umat manusia dan mahluk hidup lainnya. Fakta-fakta ini menunjukkan
bahwa proses pengeringan termasuk salah satu
penyumbang pelepasan karbon dioksida ke alam yang relatif besar.
Untuk mengurangi pemakaian energi berbasis
fosil yang akan menyebabkan pemanasan global,
salah satunya adalah pemanfaatan energi sinar matahari. Pemanfaatan energi
sinar matahari dapat digunakan pada
mesin pengering, seperti mesin pengering jagung. Pengolahan pasca panen hasil pertanian atau perkebunan
mempunyai peranan penting dalam kehidupan masyarakat Indonesia, yang sekaligus juga
merupakan sumber pemasukan devisa negara yang cukup besar. Dengan penerapan sistem energi
sinar matahari pada teknologi ini, diharapkan akan mempercepat proses pengeringan jagung. Selain
untuk mempercepat pengeringan, juga dapat menjaga mutu dan kwalitas jagung tersebut.
Hal-hal inilah yang melatarbelakangi tugas akhir ini.
1.2. Tujuan Adapun tujuan dari skripsi ini
adalah menguji mesin pengering jagung,
yang telah direncanakan dan difabrikasi
pada tugas akhir sebelumnya dan mensimulasikan medan aliran fluida yang terjadi di dalam ruang pengering.
Simulasi akan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak CFD. Simulasi ini diharapkan
dapat memberikan gambaran pola aliran udara pengering di dalam ruang pengering saat proses
pengeringan terjadi. Sebagai catatan pola aliran udara pengering ini sangat sulit didapatkan
secara eksperiment, karena keterbatasan alat ukur yang dimiliki. Kemudian simulasi akan
dilanjutkan untuk melakukan modifikasi 1.3.
Manfaat Analisa CFD Ditinjau dari segi manfaat terdapat empat hal yang
merupakan alasan kuat kenapa harus menggunakan
CFD, yakni : 1. Untuk melakukan simulasi aliran fluida yang
terjadi pada mesin pengering.
2.
Untuk mengetahui distribusi temperatur, laju aliran, dan distribusi
kecepatan fluida yang terjadi pada mesin
pengering.
3.
Dapat melakukan modifikasi susunan rak pengering di dalam ruang
pengering.
4.
Untuk membandingkan distribusi kecepatan dan distribusi temperatur yang
terbaik setiap model rak pada mesin
pengering.
1.4. Batasan Masalah Dalam penulisan skripsi
ini, akan dibahas tentang analisa CFD pada
mesin pengering dengan
menggunakan kolektor surya untuk proses pengeringan jagung. Untuk mendapatkan tujuan pada simulasi ini, batasan masalah yang
digunakan adalah kondisi steady dan temperatur absorber hasil pengujian.
1.5 Metode Pembahasan Metode pembahasan yang
digunakan adalah: Studi literature yaitu mengumpulkan berbagai informasi dan data dari buku teks,
internet dan makalah–makalah yang berhubungan dengan mesin pengering dan jagung. Dan
melakukan beberapa tahapan seperti identifikasi, analisis sistem, simulasi sistem, analisis
hasil. Dimana hasil atau keluaran dari suatu tahap akan menjadi masukan bagi tahap selanjutnya.
Berdasarkan batasan masalah yang telah ditetapkan, penulisan skripsi ini adalah pengujian mesin
pengering dan simulasi aliran fluida.
1.6 Sistematika Penulisan Untuk mempermudah
pembaca dalam memahami tulisan ini, maka dilakukan pembagian bab berdasarkan isinya. Tulisan ini akan disusun
dalam beberapa bab : I. Pendahuluan, II. Tinjauan Pustaka, III. Teori Simulasi CFD, IV. Data
Pengujian dan Pengolahan Data, V. Permodelan Geometri, VI. Analisa dan Hasil Simulasi, VII.
Kesimpulan dan Saran.
0 komentar:
Posting Komentar