Studi Kinerja Ground Heat Exchanger (GHE) sebagai Media Pendingin Temperatur Permukaan Panel Surya dengan Variasi Kecepatan Udara

Pathur Razi Ansyah; Gunawan Rudi Cahyono; Aji Nihin; Zainal Aqli; Noviani Haty Lala

doi:10.20527/bpi.v6i1.167

Studi Kinerja Ground Heat Exchanger (GHE) sebagai Media Pendingin Temperatur Permukaan Panel Surya dengan Variasi Kecepatan Udara

Pathur Razi Ansyah, Gunawan Rudi Cahyono, Aji Nihin, Zainal Aqli, Noviani Haty Lala

Abstract

Pembangkit listrik Photovoltaic (PV) dianggap sebagai cara yang efektif dalam mengurangi konsumsi bahan bakar fosil tetapi kekurangannya adalah permukaan yang terlalu panas dapat mengurangi kinerja panel. Pada penelitian ini, PV panel telah dikombinasikan dengan metode pendingin dari Ground Heat Exchanger (GHE) dengan variasi kecepatan udara GHE sebesar 1, 2, dan 3 m/s untuk mengetahui performa PV Panel. Performa panel meliputi: temperatur permukaan panel performa GHE yang diwakilkan dengan energi kalor udara (J) yang dibuang ke dalam tanah serta kondisi cuaca pada saat penelitian. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa Intensitas radiasi matahari terjadi fluktuatif akibat dari anomali cuaca, tingginya intensitas radiasi matahari berkisar 1000-1250,50 W/m²diikuti oleh kenaikan temperatur lingkungan 30-33,80C. Energi kalor udara yang dibuang ke tanah tertinggi variasi kecepatan udara, energi kalor udara yang dibuang sebesar 444,974 J pada pukul 11.00. Semakin cepat kecepatan udara GHE maka dapat meningkatkan energi kalor udara yang dibuang ke tanah. Temperatur permukaan panel terendah terjadi pada variasi kecepatan pada kecepatan udara 3 m/s yaitu 25,6C. Semakin dalam posisi GHE dan semakin cepat kecepatan udara GHE dapat meningkatkan efisiensi dari panel surya.

Kata kunci: Pendingin Panel Surya, variasi kedalaman, Temperatur panel

Full Text:

PDF

References

Ansyah, P. R., Cahyono, G. R., & Riadi, J. (2020). PERFORMA PANEL SURYA DENGAN BEBAN LAMPU LED. 12(2), 66–71.

BPS, K. S. (2017). Kecepatan Angin Penyinaran Matahari. https://kalsel.bps.go.id/statictable/2017/02/09/1131/kecepatan-angin-dan-penyinaran-matahari-tahun-2012-.html

Cahyono, G. R., Ansyah, P. R., & Munthaha, M. (2020). Pengaruh Variasi Kecepatan Hembusan Udara Terhadap Temperatur, Daya Output dan Efisiensi Pada Pendinginan Panel Surya. Infotekmesin, 11(02), 141–146. https://doi.org/10.35970/infotekmesin.v11i2.259

Ceylan, I., Gürel, A. E., Demircan, H., & Aksu, B. (2014). Cooling of a photovoltaic module with temperature controlled solar collector. Energy and Buildings, 72(2014), 96–101.

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.12.058

Dodi Krisdianto, A. P. dan S. (2011). PROFIL PERUBAHAN TEKANAN GAS TERHADAP SUHU PADA VOLUME TETAP Kajian Teori Metode Penelitian. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan Dan Penerapan MIPA, 207–212.

Elminshawy, N. A. S., El Ghandour, M., Gad, H. M., El-Damhogi, D. G., El-Nahhas, K., & Addas, M. F. (2019). The performance of a buried heat exchanger system for PV panel cooling under elevated air temperatures. Geothermics, 82(May), 7–15.

https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2019.05.012

Hosenuzzaman, M., Rahim, N. A., Selvaraj, J., Hasanuzzaman, M., Malek, A. B. M. A., & Nahar, A. (2015). Global prospects, progress, policies, and environmental impact of solar photovoltaic power generation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 284–297.

https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.08.046

Jakhar, S., Soni, M. S., & Gakkhar, N. (2016). Performance Analysis of Photovoltaic Panels with Earth Water Heat Exchanger Cooling. MATEC Web of Conferences, 55, 0–5. https://doi.org/10.1051/matecconf/20165502003

Kaiser, A. S., Zamora, B., Mazón, R., García, J. R., & Vera, F. (2014). Experimental study of cooling BIPV modules by forced convection in the air channel. Applied Energy, 135, 88–97.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.08.079

Kant, K., Pitchumani, R., Shukla, A., & Sharma, A. (2019). Analysis and design of air ventilated building integrated photovoltaic (BIPV) system incorporating phase change materials. Energy Conversion and Management, 196(June), 149–164.

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.05.073

Karthick, A., Murugavel, K. K., & Ramanan, P. (2018). Performance enhancement of a building-integrated photovoltaic module using phase change material. Energy, 142, 803–812.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.10.090

Mairisdawenti, Pujiastuti, D., & Ilahi, A. F. (2014). Fluktuasi Konsentrasi Ozon Permukaan Di Bukit Kototabang Tahun 2005-2010. Jurnal Fisika Unand, 3(3), 177–183.

Munthaha, M., Cahyono, G. R., & Ansyah, P. R. (2020). PENGARUH VARIASI KECEPATAN UDARA TERHADAP PANEL SURYA. Poros Teknik, 12(1), 29–34. https://doi.org/https://doi.org/10.31961/porosteknik.v12i1.941.

Nizetic, S., Duic, N., Papadopulos, A. M., Tina, G. M., & Grubisic-Cabo, F. (2015). Energy efficiency evaluation of a hybrid energy system for building applications in a Mediterranean climate and its feasibility aspect. Energy, 90, 1171–1179.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.06.053

Rabie, R., Emam, M., Ookawara, S., & Ahmed, M. (2019). Thermal management of concentrator photovoltaic systems using new configurations of phase change material heat sinks. Solar Energy, 183(March), 632–652. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.03.061

Rybach, L. (2012). Shallow systems: Geothermal heat pumps. In Comprehensive Renewable Energy (Vol. 7). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-087872-0.00704-6

Sardarabadi, M., Passandideh-Fard, M., Maghrebi, M. J., & Ghazikhani, M. (2017). Experimental study of using both ZnO/ water nanofluid and phase change material (PCM) in photovoltaic thermal systems. Solar Energy Materials and Solar Cells, 161(November 2016), 62–69. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2016.11.032

Sari, B., Yulkifli, & Kamus, Z. (2015). Sistem Pengukuran Intensitas dan Durasi Penyinaran Matahari Realtime PC berbasis LDR dan Motor Stepper. J.Oto.Ktrl.Inst, 7(1), 37–52.

Singh, D., Kumar Gautam, A., & Chaudhary, R. (2021). Application of phase change material in building integrated photovoltaics: A review. Materials Today: Proceedings, 1–5.

https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.021

Sunarno, A. R. (2019). Sistem Pendingin Pasif untuk Meningkatkan Daya Keluaran Panel Sel Surya. In Repositori Institusi USU.

Teo, H. G., Lee, P. S., & Hawlader, M. N. A. (2012). An active cooling system for photovoltaic modules. Applied Energy, 90(1), 309–315.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.01.017

Thaib, R., Rizal, S., Hamdani, Mahlia, T. M. I., & Pambudi, N. A. (2018). Experimental analysis of using beeswax as phase change materials for limiting temperature rise in building integrated photovoltaics. Case Studies in Thermal Engineering, 12(November 2017), 223–227. https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.12.005

DOI: https://doi.org/10.20527/bpi.v6i1.167