Aplikasi Energi Surya Pada Pengering

Pengering tenaga surya menggunakan kolektor udara untuk mengumpulkan energi matahari. Pengering surya digunakan terutama oleh industri pertanian. Tujuan pengeringan produk pertanian adalah mengurangi kadar airnya untuk mencegah kerusakannya. Dalam pengeringan, ada dua proses salah satunya adalah perpindahan panas ke produk menggunakan energi dari sumber pemansan, dan yang lainnya adalah perpindahan massa uap air dari bagian dalam produk ke permukaannya dan dari permukaan ke udara sekitarnya.

Secara tradisional, petani menggunakan teknik pengeringan terbuka dengan sinar matahari atau alami yang mencapai pengeringan dengan menggunakan radiasi matahari, suhu lingkungan, kelembaban udara sekitar, dan angin alami. Dalam metode ini, unit ditempatkan pada tanah atau lantai beton yang dapat mencapai suhu yang lebih tinggi di bawah sinar matahari terbuka, dan dibiarkan di sana selama beberapa hari hingga kering. Kebutuhan energi yang datang dari radiasi matahari dan entalpi udara sudah tersedia di lingkungan dan tidak ada investasi modal dalam peralatan yang diperlukan. Namun, proses ini memiliki beberapa keterbatasan serius. Yang paling jelas hasil panennya menderita efek yang tidak diinginkan akibat debu, kotoran, polusi atmosfer, dan serangga dan serangan hewan pengerat. Karena keterbatasan tersebut, kualitas produk yang dihasilkan dapat terdegradasi terkadang tidak dapat dimakan. Semua kekurangan ini bisa dihilangkan dengan menggunakan pengering surya.

Pengering energi surya diklasifikasikan menurut mode pemanasan yang digunakan, cara panas matahari dimanfaatkan, dan susunan strukturalnya. Pada mode pemanasan, dua kategori utama adalah pengering aktif dan pasif. Dalam sistem aktif, kipas digunakan untuk mengalirkan udara melalui kolektor udara ke produk, sedangkan pasif atau sirkulasi alami, udara yang dipanaskan disirkulasikan melalui unit dengan gaya apung sebagai akibat dari tekanan angin.

Active Solar Energy Dryers

DISTRIBUTED TYPE

Ini terdiri dari empat komponen: ruang pengering, pemanas udara, sebuah kipas, dan saluran untuk memindahkan udara panas dari kolektor ke pengering.

Gambar 1. Distributed type

INTEGRAL TYPE

Pengering skala besar, komersial, konveksi paksa, tipe rumah kaca seperti lumbung surya atap transparan dan digunakan untuk kiln pengeringan kayu surya (lihat Gambar 2). Pengering paksa skala kecil sering dilengkapi dengan pemanas tambahan.

Variasi lain dari pengering jenis ini adalah kolektor surya atap/dinding, di dimana kolektor panas matahari merupakan bagian integral dari atap dan/atau dinding ruang pengering. Sebuah pengering atap surya ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 2. Tipe integral dengan atap transparan
Gambar 3. Tipe integral dengan atap penyerap

MIXED-MODE TYPE

Pengering mode campuran mirip dengan tipe terdistribusi dengan perbedaan bahwa dinding dan atap pengering terbuat dari kaca, untuk memungkinkan energi matahari menghangatkan produk secara langsung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Pengering aktif tipe campuran

Passive Solar Energy Dryers

DISTRIBUTED TYPE

Tipe pengering energi surya sirkulasi alami terdistribusi terdiri dari: pengumpul energi surya pemanas udara, saluran berinsulasi yang sesuai, ruang pengering, dan cerobong asap, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Dalam desain ini, produk terletak di nampan atau rak di dalam ruang pengering buram, yang tidak memungkinkan radiasi matahari untuk mencapai produk secara langsung. Udara yang dipanaskan selama perjalanannya melalui sebuah kolektor surya udara dialirkan ke ruang pengering untuk mengeringkan produk. Karena itu produk tidak menerima sinar matahari langsung, karamelisasi (pembentukan gula kristal di permukaan tanaman) dan kerusakan panas lokal tidak terjadi. Oleh karena itu, secara tidak langsung pengering biasanya digunakan untuk beberapa bahan yang mudah rusak dan buah-buahan, yang vitamin produk kering berkurang karena paparan langsung ke sinar matahari.

Gambar 5. Pengering pasif tipe terdistribusi

INTEGRAL TYPE

Pengering energi surya tipe integral, sirkulasi alami bisa dibangun dengan konstruksi sederhana, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6, yang terdiri dari wadah terisolasi di sisinya dan ditutupi dengan kaca atau atap tunggal. Bagian dalam dinding menghitam sehingga radiasi matahari yang ditransmisikan melalui penutup diserap oleh permukaan interior yang menghitam serta oleh produk, sehingga meningkatkan suhu internal wadah. Di bagian depan, bukaan khusus menyediakan ventilasi, dengan hangat meninggalkan udara melalui pembukaan atas di bawah aksi dari gaya apung. Produk yang akan dikeringkan ditempatkan pada nampan berlubang di dalam container. Jenis pengering ini memiliki keunggulan konstruksi mudah dan murah, tersedia secara lokal bahannya dan biasanya digunakan untuk mengawetkan buah-buahan, sayuran, ikan, dan daging. Kerugiannya adalah sirkulasi udara yang buruk diperoleh, yang menghasilkan penghilangan udara lembab yang buruk dan pengeringan pada suhu udara tinggi (70 – 100 ° C), yang sangat tinggi untuk sebagian besar produk, terutama yang mudah rusak.

Gambar 6. Pengering pasif tipe integral

Mixed-mode Type

Mode campuran menggabungkan fitur pengering energi matahari sirkulasi alami tipe integral dan tipe terdistribusi. Dalam hal ini, aksi gabungan dari insiden radiasi matahari langsung pada produk untuk dikeringkan dan udara dipanaskan dalam kolektor udara surya menyediakan panas yang diperlukan untuk proses pengeringan. Mode campuran memiliki karakteristik struktural yang sama dengan jenis terdistribusi yang terdiri dari: pemanas udara, ruang pengering terpisah, dan cerobong asap. Selain itu, dinding ruang pengering diberi kaca sehingga radiasi matahari dapat mencapai produk secara langsung seperti pada tipe integral pengering, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 7.

Gambar 7. Pengering pasif mode campuran

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments