Perhitungan Waktu Radiasi Energi Surya
Dalam perhitungan energi matahari, Apparent Solat Time/waktu matahari nyata (AST) harus digunakan untuk menyatakan waktu hari. Waktu matahari semu didasarkan pada gerakan sudut semu dari matahari melintasi langit. Waktu ketika matahari melintasi garis bujur pengamat adalah siang matahari lokal. Biasanya tidak bertepatan dengan pukul 12:00 pada waktu suatu daerah. Untuk mengubah waktu standar lokal menjadi waktu matahari nyata, dua perhitungan koreksi diterapkan yaitu persamaan koreksi waktu dan garis bujur.
Perhitungan Koreksi Waktu (Equation of Time)
Karena faktor-faktor yang berhubungan dengan orbit bumi mengelilingi matahari, kecepatan orbit bervariasi sepanjang tahun, sehingga waktu matahari nyata bervariasi sedikit dari waktu rata-rata yang disimpan oleh jam yang berjalan pada tingkat yang seragam. Variasinya disebut persamaan waktu/Equation of Time (ET). Persamaan waktu muncul karena panjang hari, yaitu waktu yang diperlukan bumi untuk menyelesaikan satu putaran pada sumbunya sendiri terhadap matahari, tidak seragam di seluruh tahun. Sepanjang tahun, rata-rata panjang hari adalah 24 jam; Namun, panjangnya sebuah hari bervariasi karena eksentrisitas orbit bumi dan kemiringan sumbu bumi dari bidang normal orbitnya. Karena eliptisitas orbit, bumi lebih dekat dengan matahari pada tanggal 3 Januari dan terjauh dari matahari pada tanggal 4 Juli. Karena itu kecepatan bumi mengorbit lebih cepat dari kecepatan rata-rata setengah tahun (dari sekitar Oktober hingga Maret) dan lebih lambat dari kecepatan rata-rata untuk sisa setengah tahun (dari sekitar April sampai September).
Nilai persamaan waktu sebagai fungsi hari dalam setahun ( N ) diperoleh kira-kira dari persamaan berikut:
ET = 9.87 sin(2B) – 7.53 cos(B) – 1.5 sin (B) [menit]
B = (N – 81) (360/364)
Perhitungan Koreksi Garis Bujur
Waktu jam standar dihitung dari garis bujur yang dipilih di dekat pusat dari zona waktu atau dari garis bujur standar Greenwich yang berada di garis bujur 0 °. Karena matahari membutuhkan waktu 4 menit untuk melintang 1 ° dari garis bujur, koreksi bujur 4 X (Bujur standar – Bujur lokal) harus ditambahkan atau dikurangi dengan waktu jam standar lokal. Koreksi ini konstan untuk garis bujur tertentu, dan aturan berikut harus diikuti. Jika lokasinya di sebelah timur garis bujur standar, koreksi waktu ditambahkan ke waktu jam. Jika lokasinya di barat, maka dikurangi. Persamaan umum untuk menghitung waktu matahari nyata (AST) adalah
AST = LST +ET ± 4 (SL – LL) – DS
- LST= local standard time.
- ET = equation of time.
- SL = standard longitude. (bujur standar)
- LL = local longitude. (bujur lokal)
- DS = daylight saving ( 0 – 60 min). (pemajuan waktu saat musim panas di daerah subtropis)
Jika suatu lokasi berada di sebelah timur Greenwich, tanda Persamaan. diatas adalah minus (-), dan jika barat, tandanya plus (+). Jika waktu musim panas digunakan, ini harus dikurangkan dari waktu standar setempat. Istilah DS tergantung pada apakah waktu musim semi beroperasi (biasanya dari akhir Maret hingga akhir Oktober) atau tidak. Istilah ini biasanya diabaikan dari persamaan ini dan dianggap hanya jika estimasi berada dalam periode DS.
Contoh Soal
Temukan persamaan AST untuk kota Nicosia, Siprus!
Untuk wilayah Siprus, bujur standar (SL) adalah 30 ° E. Kota Nicosia berada pada bujur lokal (LL) 33,33° timur Greenwich. Oleh karena itu, garis bujur koreksi adalah – 4 X (30 – 3.33) = 13,32 menit Jadi, Persamaan AST dapat ditulis menjadi
AST = LST + ET + 13.32 [menit]
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor : Daris Arsyada
Sumber:
Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.
