ANALISIS BILANGAN STEFAN PADA TANGKI PEMANAS AIR TENAGA SURYA TIPE AKTIF BERISI PARAFFIN WAX DENGAN VARIASI DEBIT AIR DAN HEAT FLUX

Daya tarik penggunaan phase change material (PCM) dalam sistem pemanas air tenaga surya (PATS) terletak pada keunggulannya dalam densitas energi yang tinggi. Penyimpanan energi termal dalam tangki PATS yang melibatkan PCM (PATS-PCM) memanfaatkan air sebagai material kalor sensibel dan PCM sebagai material kalor laten. Dalam proses pemanasan PATS-PCM, PCM meleleh karena menyerap energi termal dari air di dalam tangki. Parameter yang terkait dengan proses pemanasan baik secara sensibel maupun laten adalah bilangan Stefan. Namun, penelitian tentang pengaruh bilangan Stefan pada proses pemanasan PATS-PCM dengan adanya susunan kapsul PCM di dalam tangki masih terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan pengaruh perubahan debit aliran air dan heat flux terhadap bilangan Stefan di dalam tangki PATS-PCM. Eksperimen ini diakukan dengan menggunakan sistem PATS tipe aktif metode indoor menggunakan susunan 29 kapsul tipe tumbuk berisi paraffin wax sebagai PCM. Sistem PATS dilengkapi dengan solar simulator untuk mensuplai heat flux sebesar 800 W/m², 1000 W/m²,dan 1200 W/m². Rotameter diatur untuk menghasilkan debit HTF dengan variasi 2 LPM, 3 LPM dan 4 LPM. Termokopel yang digunakan pada penelitian ini berjumlah 24 buah. Data temperatur HTF yang ada di dalam tangki penyimpanan direkam. Analisis data dilakukan untuk mendapatkan nilai 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 170 menit dengan debit air 2 LPM adalah 54,90°C dan 61,52°C. Heat flux mempunyai pengaruh yang lebih besar dibanding debit air terhadap nilai bilangan Stefan. Semakin besar heat flux maka nilai bilangan Stefan semakin tinggi. Nilai bilangan Stefan tertinggi adalah 0,37 dan 0,27.