ANALISIS BILANGAN STEFAN PADA TANGKI SISTEM PEMANAS AIR TENAGA SURYA TIPE AKTIF BERISI PARAFFIN WAX DENGAN VARIASI DEBIT ALIRAN

Pemanas air tenaga surya (PATS) adalah alat pemanas air yang memanfaatkan energi matahari sebagai sumber energi. Penelitian tentang PATS yang berisi phase change material (PCM) secara outdoor memiliki kesulitan dalam mengevaluasi perubahan parameter terhadap kinerja termal. Penelitian tentang karakteristik bilangan Stefan pada tangki PATS tipe aktif berisi paraffin wax dengan variasi debit aliran menggunakan susunan kapsul tipe tumbuk belum pernah dilakukan. Tujuan dari penelitian untuk mendapatkan pola evolusi temperatur heat transfer fluid (HTF) dan PCM selama proses charging dan memperoleh kajian tentang pengaruh perubahan debit aliran HTF terhadap bilangan Stefan di dalam tangki. Eksperimen ini diakukan dengan menggunakan sistem PATS tipe aktif metode indoor dengan susunan kapsul tipe tumbuk yang berisi paraffin wax sebagai PCM. Sistem PATS dilengkapi dengan solar simulator untuk mensuplai heat flux sebesar 1000 W/m². Rotameter diatur untuk menghasilkan debit HTF dengan variasi 1 LPM, 2 LPM dan 3 LPM. Termokopel yang digunakan pada penelitian ini berjumlah 24 buah. Data temperatur HTF yang ada di dalam tangki penyimpanan direkam. Analisis data dilakukan untuk mengetahui harga bilangan Stefan yang terjadi di dalam tangki. Hasil dari penelitian ini adalah semakin lama proses charging maka temperatur HTF dan PCM semakin meningkat. Temperatur akhir HTF dan PCM yang diperoleh selama proses charging 160 menit dengan debit alir 1 LPM adalah 64,37°C dan 65,42°C. Pelelehan PCM terjadi dari menit ke-87 sampai menit ke112 dengan jangkauan temperatur dari 51,11°C sampai 57,11°C. Nilai bilangan Stefan dipengaruhi oleh debit alir HTF. Semakin besar debit aliran HTF maka nilai bilangan Stefan semakin tinggi. Semakin besar nilai bilangan Stefan berpengaruh pada proses pelelehan yang semakin cepat. Debit aliran HTF meningkatkan waktu pelelehan paraffin wax dari 1 LPM ke 2 LPM dan dari 2 LPM ke 3 LPM masingmasing adalah 3,15% dan 5,43%.