ANALISIS DAN PERMODELAN EFEK LAJU ALIRAN FLUIDA PADA HIBRID SOLAR PV-TERMAL PANEL

YAKOB T H, Dr. Eng. M. Kholid Ridwan, S.T., M.Sc

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Potensi energi baru dan terbarukan Indonesia terdiri dari panas bumi, air, surya, bioenergi dan lainnya mencapai 300.000 MW. Terkait energi surya, salah satu teknologi yang digunakan adalah teknologi surya dengan menggunakan efek photovoltaic. Efek photovoltaic adalah efek yang mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Kendala yang dihadapi adalah efisiensi elektrik yang dihasilkan oleh modul PV hanya sekitar 10-20% dari fluks radiasi yang diterima dan sisanya dibuang dalam bentuk kalor. Modul PV menyerap kalor dari matahari dan menyebabkan penurunan efisiensi elektrik. Peningkatan temperatur PV juga bisa merusak modul PV dan mengurangi umur penggunaan modul PV. Sistem hibrid adalah sistem yang menghasilkan energi listrik dan energi termal pada saat yang bersamaan. Model sistem hibrid PV/T yang digunakan dalam penelitian ini adalah model glass-to-tedlar. Sistem hibrid PV/T mendinginkan modul PV dengan menggunakan medium udara yang dialirkan lewat blower/fan. Daya untuk menggerakkan blower/fan diperoleh dari energi listrik yang disimpan dari baterai. Penelitian melakukan analisis sistem hibrid PV/T dengan menggunakan software COMSOL Multiphysics. Simulasi dilakukan dengan di bawah lima level fluks radiasi : 309,63 W/m2, 409,63 W/m2, 535,50 W/m2, 634,25 W/m2 dan 658 W/m2 terhadap variasi laju aliran massa pendingin dalam rentang 0,011-0,041 kg/s. Efisiensi elektrik tertinggi diperoleh sebesar 11,46% di bawah level fluks radiasi 313,63 W/m2 dan efisiensi termal tertinggi diperoleh sebesar 25,83% di bawah level fluks radiasi 535,50 W/m2.

Potential of renewable energy in Indonesia whichis composed of geothermal, hydro, solar, bioenergy and others reach 300,000 MW. Related to solar energy, one technology that used is a solar technology by using the photovoltaic effect. Photovoltaic effect is the effect that converts solar energy into electrical energy. The problem that faced is the electrical efficiency of the PV module which is only about 10-20% and the rest is wasted as heat. PV module absorbs heat from the sun and decreases electrical efficiency. The increase of the temperature can damage the PV module and reduce the life of the PV module. Hybrid PV/T system is system that generates electricity and thermal energy at the same time. Hybrid PV/T system used in this study is PV module with glass-to-tedlar. Hybrid PV/T system cooling the PV module by using air which blowed through the blower/fan. The power which drives the blower/fan is obtained from the battery as the storage system. An attempt made to analyze hybrid PV/T system using COMSOL Multiphysics to simulate fluid flow rate and temperature PV under different solar intensity radiation : 309,63 W /m2, 409,63 W/m2, 535,50 W/m2, 634,25 W/m2, 658 W/m2 and mass flow rate of 0,011-0,041 kg/s were set during this simulation. The highest electrical efficiency at a solar radiation level 313,63 W/m2 produced electrical efficiency of 11,46% and the highest thermal efficiency of 25,83% at a solar radiation level of 535,50 W/m2.

Kata Kunci : PV module, performance, hybrid PV/T system, efficiency, electric, thermal, fluid flow rate.