Alat Peraga Energi Termal Surya — Peralatan Laboratorium Termal — Peralatan Pendidikan — Peralatan Pengajaran

AFT089 Alat Peraga Energi Termal Surya — Peralatan Laboratorium Termal — Peralatan Pendidikan — Peralatan Pengajaran
1. Gambaran Umum
Alat peraga (trainer) ini harus dirancang untuk studi teoretis dan praktis mengenai fasilitas tenaga surya yang digunakan untuk memperoleh air panas bagi keperluan sanitasi, tata udara (AC), dan layanan serupa, dengan cakupan aplikasi didaktis yang luas.
Alat peraga ini harus mencakup empat unit operasional, sebagai berikut:
2. MODUL UTAMA
Modul ini harus diwujudkan dalam sebuah rangka vertikal dan harus memuat panel depan yang menampilkan diagram hidrolik sistem yang nyata dan terperinci, serta komponen-komponen untuk sirkulasi, penyimpanan, dan pengendalian cairan pada sirkuit primer maupun sekunder.
Komponen-komponen tersebut harus ditempatkan secara vertikal di atas sebuah alas, guna memudahkan akses yang nyaman ke seluruh bagian untuk operasi perakitan dan pembongkaran yang dilakukan selama sesi praktikum sebagaimana dijelaskan dalam buku panduan. Alat peraga ini harus memiliki bukaan pada bagian depan dan belakang agar siswa dapat mengamati komponen-komponen tersebut dari kedua sisi.
Komponen-komponen yang harus tersedia adalah sebagai berikut:
Komponen hidrolik: Penyangga boiler atau elemen pemanas, penyangga penukar panas (exchanger), penukar panas sirkuit surya, anoda magnesium, tangki baja [kapasitas: 80 l, daya 1200 W, waktu pemanasan (ΔT=45°C) 2,17 jam/menit, suhu kerja maks. 75°C, dispersi termal pada 65°C sebesar 0,96 kWh/24 jam, tekanan kerja maks. 8 bar], kolektor surya datar (flat collector), katup pengisian/pengurasan sirkuit surya, regulator aliran, katup pelepas udara, katup pengaman, manometer, termometer, katup satu arah (check valve), tangki ekspansi, regulator aliran, pompa sirkuit surya, pompa DHW (air panas sanitasi), dan penyangga sirkuit pompa.
Komponen kelistrikan: Unit kontrol, pompa sirkuit surya, pompa DHW, penyangga sirkuit pompa, sensor kolektor sisi panas, sensor kolektor sisi dingin, sensor tangki sisi panas, sensor tangki sisi dingin, sensor aliran balik DHW, sensor saluran masuk air dingin, dan sensor radiasi surya.
Panel kontrol depan harus ditempatkan pada bagian atas modul utama dan terdiri dari:
• Diagram sistem yang terperinci,
• Pusat kontrol elektronik dengan layar LCD untuk visualisasi data,
• Catu daya, perangkat pengaman (proteksi), dan lampu indikator status.
Sambungan hidrolik untuk saluran masuk air dingin, saluran keluar air panas sanitasi, koneksi ke panel surya, dan sebagainya, harus ditempatkan pada bagian belakang modul.
Instalasi sistem ini harus menggunakan pipa berdiameter Ø 15 mm. Pipa tembaga yang terdiri dari sistem sambungan tekan (pressing system) dengan gasket untuk instalasi tenaga surya.
Dimensinya harus 1000 x 650 x 1650 mm.
3. PANEL SURYA NYATA
Panel surya nyata harus ditempatkan dalam struktur logam dan dihubungkan ke modul utama melalui pipa fleksibel, yang dilengkapi dengan katup pembuangan, katup pengaman, dan katup pengisian.
Dimensi kolektor nyata: 1360 x 700 x 2050 mm
Area penyerap (absorber): 1,105 m * 1,666 m = 1,840 m²
Jumlah pipa penyerap: 12 (MS)
Volume fluida: 1,5 l (MS)
4. SIMULATOR PANEL SURYA
Simulator panel surya harus digunakan sebagai pengganti kolektor nyata, pada lingkungan yang tidak terpapar radiasi matahari. Alat ini terdiri dari boiler pemanas cepat, lengkap dengan katup pengaman dan ventilasi udara.
Kapasitas tangki: 5 liter
Daya: 2000 W
Tekanan maks.: 8 Bar
Dimensi simulator kolektor: 650 x 600 x 750 mm

PEMENAS KONVEKTOR
Sebagai sarana untuk memanfaatkan air panas yang dihasilkan, sebuah pemanas konvektor harus tersedia untuk digunakan. Alat ini harus dihubungkan menggunakan pipa fleksibel.
Komponen ini harus memungkinkan kita untuk melakukan eksperimen mengenai efek dari air panas yang diperoleh melalui sistem ini. Namun, sistem ini harus cukup terbuka agar dapat dengan mudah digunakan untuk aplikasi lain, seperti penyediaan air panas sanitasi, pemanas lantai (*under-floor heating*), dan sebagainya.
Aliran udara: 253 m³/jam
Daya pemanas: 2,8 kW
Aliran air: 350 l/jam
Unit pelatihan ini harus dilengkapi dengan enam probe suhu yang ditempatkan pada enam titik berbeda, serta sebuah sensor iradiasi surya yang akan digunakan untuk perhitungan energi. Sistem ini juga harus memungkinkan pemasangan setidaknya satu alat pengukur panas (*heat counter*).
Unit pelatihan ini harus dipandang sebagai sebuah sistem terpadu untuk studi teoretis maupun praktis mengenai instalasi tenaga surya, yang memungkinkan dilaksanakannya kegiatan belajar-mengajar berikut:
• Identifikasi seluruh komponen serta keterkaitannya dengan prinsip operasional sistem
• Interpretasi parameter teknis dari seluruh komponen
• Pengendalian lokal terhadap prosesor
• Operasi pemanasan dan pemeriksaan pemanas konvektor
• Aktivasi paksa (*forcing*) cadangan energi
• Aktivasi paksa pompa resirkulasi
• Kriteria penentuan ukuran (*sizing*) untuk instalasi air panas sanitasi (ACS), tata udara (*air conditioning*), dan sebagainya
• Kriteria perakitan dan pemeliharaan instalasi
• Interpretasi data situasional yang disediakan oleh sistem kendali.
Unit ini harus dilengkapi secara lengkap dengan kabel penghubung, manual eksperimen dalam bahasa Inggris, serta perangkat lunak untuk akuisisi data dari pengontrol surya dan pengolahannya.