Kompor surya

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Peradaban manusia terus berkembang seiring dengan berjalannya waktu. Sungguh tepat ungkapan yang mengatakan bahwa di dunia ini semuanya selalu berubah dan tidak ada yang tetap, salah satu perubahan yang sangat nyata adalah perubahan akan kebutuhan energi. Sudah menjadi rahasi umum bahwa seluruh umat manusia membutuhkan energi, hal ini terlihat dari seluruh aktivitas yang ada seperti penerangan, memasak, menjalankan kendaraan bermotor dan lain-lain. Di Indonesia banyak energi yang dapat dimanfaatkan seperti energi matahari, angin, air, bahan fosil, minyak bumi, kotoran ternak, sampah daun kering, dan lain-lain. Tetapi hanya sebagian sumber energi yang dimanfaatkan oleh masyarakat yaitu energi dari minyak bumi, bahan fosil dan gas alam. Seperti telah diketahui bahwa kedua energi ini tidak dapat diperbaharui dengan kata lain bahwa energi akan habis terpakai. Maka dari itu untuk mengurangi akan ketergantungan kedua energi ini alangkah bijaknya mulai dicarikan cara untuk menggunakan energi yang lainnya. Indonesia yang terletak di garis khatulistiwa ini telah dikaruniai oleh sang pencipta mempunyai energi matahari yang berlimpah, untuk itu perlu adanya pemanfaatan energi matahari tersebut sebagai salah satu energi alternatif yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakat. Salah satu alternatif pemanfaatan energi matahari adalah kompor energi matahari. Kebutuhan meramu suatu bahan makanan mentah menjadi siap saji secara tepat, cepat dan murah saat ini menjadi pilihan bagi kalangan tenaga kerja dalam hal memasak maupun ibu rumah tangga. Namun keadaan yang berkembang sekarang belum mencerminkan hal tersebut sebab hampir setiap media yang digunakan untuk memasak masih memiliki cost price yang cukup tinggi. Hal ini dapat dilihat dari pemakaian sumber daya alam yang tidak terbaharui. Padahal masih ada metode lain dalam hal elemen atau media untuk memasak. Satu diantaranya yang bisa dikembangkan adalah melalui kompor energi matahari. Kompor energi matahari (solar cooking) merupakan media atau alat bantu alternatif dalam proses memasak yang digunakan untuk kebutuhan rumah tangga. Kompor energi matahari mulai dilirik oleh pengguna seiring melambungnya harga minyak mentah di seluruh dunia berikut tak terkecuali juga dialami di Indonesia. Kompor energi matahari ini nantinya dapat meringankan beban dari pemerintah khususnya masyarakat yang sekarang ini telah kesulitan untuk mencari minyak tanah. Dengan kompor ini, berarti dapat mengurangi ketergantungan pada minyak tanah dan mencari alternatif energi yang murah. Berdasarkan permasalahan yang telah dipaparkan, maka dalam makalah ini penulis mengangkat judul “ Aplikasi Energi Matahari Pada Kompor surya “. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diungkapkan, maka dapat dirumuskan beberapa hal : Bagaimana konsep fisika dalam pembuatan kompor surya? Ada berapakah jenis kompor surya? Bagaimana proses pembuatan kompor surya? Seperti apakah bagian-bagian utama kompor surya? Bagaimana prinsip dan cara kerja kompor surya? Bagaimana energi yang dihasilkan pada kompor surya? Bagaimana cara menggunakan kompor surya? Apa saja keuntungan dan kekurangan kompor surya? Tujuan Mengacu pada rumusan masalah, tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui : Konsep-konsep fisika dalam pembuatan kompor surya. Jenis kompor surya. Proses pembuatan kompor surya. Bagian-bagian utama kompor surya. Prinsip dan cara kerja kompor surya. Energi yang dihasilkan pada kompor surya. Cara penggunaan kompor surya. Keuntungan dan kekurangan kompor surya. Manfaat Manfaat dari makalah ini adalah sebagai bahan rujukan untuk menjelaskan aplikasi energi matahari pada kompor surya serta energi yang dihasilkan pada kompor surya, sehingga masyarakat dapat menjadikan kompor surya sebagai salah satu alternatif pemanfaatan energi matahari dalam kehidupan sehari-hari. BAB II PEMBAHASAN Kompor surya ditemukan oleh salah satu anak bangsa Indonesia bernama Minto. Berawal dari pemikiran, suatu saat kayu hutan dan minyak bumi akan habis. Minto 48 tahun, guru SD Negeri Prambon, Kecamatan Dagangan, Kabupaten Madiun, Jawa Timur(Jatim), memikirkan pembuatan kompor tenaga surya. Ketika itu tahun 1986. Pengetahuannya tentang sifat lensa dan penyerapannya terhadap panas mengilhami pembuatan kompor tenaga matahari itu (sumber : http://forum.kompas.com/teras/83318-penemu-hebat-dari-indonesia-yang-diakui-internasional.html). Dalam http://id.wikipedia.org/wiki/ dijelaskan bahwa kompor tenaga matahari adalah perangkat masak yang menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi. Kompor surya merupakan salah satu jenis kompor yang tidak menggunakan bahan bakar konvensional dan biaya operasinya rendah, organisasi kemanusiaan mempromosikan penggunaannya ke seluruh dunia untuk mengurangi penggundulan hutan dan penggurunan, yang disebabkan oleh penggunaan kayu sebagai bahan bakar untuk keperluan memasak. Berikut akan dijabarkan mengenai beberapa konsep penting yang berkaitan dengan kompor surya. Konsep Fisika Dalam Pembuatan Kompor surya. Banyak konsep fisika yang diterapkan dalam kompor surya, antara lain: Cermin cekung Aplikasi konsep fisika yang diterapkan pada kompor surya, salah satunya adalah konsep tentang cermin cekung. Seperti dijelaskan dalam http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2108855-pengertian-cermin-cekung/ bahwa cermin cekung atau dalam bahasa Inggrisnya concave mirror adalah cermin yang permukaannya lengkung seperti bola (sferis) yang mengkilap bagian dalamnya. Cermin ini disebut juga cermin positif karena mempunyai jari-jari yang nyata. Cermin cekung bersifat konvergen (mengumpulkan sinar). Sinar-sinar istimewa cermin cekung, yaitu: Jika sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan melalui fokus. Gambar 1 : sinar istimewa pada cermin cekung jika sinar datang sejajar sumbu utama Sumber : http://putudeni.blogspot.com/2009/04/cermin-cekung-concave-mirror.html Jika sinar datang melalui fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama. Gambar 2 : sinar istimewa pada cermin cekung jika sinar datang melalui fokus Sumber : http://putudeni.blogspot.com/2009/04/cermin-cekung-concave-mirror.html Jika sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin, akan dikembalikan, Gambar 3 : sinar istimewa pada cermin cekung jika sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin Sumber : http://putudeni.blogspot.com/2009/04/cermin-cekung-concave-mirror.html Pada kompor surya menerapkan konsep yang terdapat pada cermin cekung, yaitu untuk mengumpulkan sinar matahari sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari. Perpindahan kalor Konsep fisika lain yang terdapat di dalam kompor surya adalah perpindahan kalor. Perpindahan kalor yang dimaksud dalam hal ini adalah berupa radiasi termal. Dalam http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi,dijelaskan bahwa radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Radiasi infra merah dari radiator rumah tangga biasa atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal, seperti panas dan cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya. Radiasi termal dihasilkan ketika panas dari pergerakan partikel bermuatan dalam atom diubah menjadi radiasi elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang dipancarkan dari radiasi termal adalah distribusi probabilitas tergantung hanya pada suhu, dan untuk benda hitam asli yang diberikan oleh hukum radiasi Planck. hukum Wien memberikan frekuensi paling mungkin dari radiasi yang dipancarkan, dan hukum Stefan-Boltzmann memberikan intensitas panas. Pada kompor surya, radiasi termal sinar matahari yang jatuh pada permukaan kolektor dipantulkan ke sebuah titik/area tertentu yang disebut sebagai titik api kolektor, konsentrasi energi termal matahari pada titik/area ini akan menghasilkan suhu yang sangat tinggi. Panci atau alat tempat memasak ditempatkan pada daerah titik api ini sedemikian rupa sehingga energi termal yang terkonsetrasi mengenai alas panci dan meneruskan energi termal tersebut ke produk yang sedang dimasak. Jenis-Jenis Kompor Surya Kompor surya terdiri dari beberapa jenis,yaitu: Kompor Berbentuk Kotak (box cooker) Box cooker merupakan kompor yang bentuknya kotak. Box cooker kebanyakan dari kompor surya jenis ini digunakan oleh sektor rumah tangga di India. Gambar 4 : Box Cooker Sumber : http://ayuprima.student.umm.ac.id/download-as-pdf/umm_blog_article_66.pdf Isolasi panas pada bagian dalam kompor berbentuk kotak ini harus dapat menahan panas hingga 1500C tanpa meleleh atau menghasilkan gas. Pada box cooker, remasan kertas,wol,sisa kain,rumput kering,potongan kardus, dan sebagainya dapat digunakan sebagai isolasi panas pada dinding kompor. Berhubung umumnya panas lolos melalui kaca/plastik, hanya sedikit bahan isolasi pada dinding yang dibutuhkan. Bagian tutup yang transparan terbuat dari gelas, yang tahan lama tapi sulit penggunaannya atau kantong plastic oven tahan panas yang lebih mudah digunakan, ringan dan murah tapi tidak tahan lama. Jika panci atau bahan bagian dasar kompor berwarna hitam sulit didapatkan, bisa dengan menggunakan cat semprot hitam (yang tidak beracun ketika panas), cat tempera hitam (cat berbahan dasar telur), atau jelaga pada bagian-bagian yang sebaiknya berwarna gelap. Kompor berbentuk kotak umumnya mencapai temperature 1500C. Ini berarti tidak sepanas oven konvensional, tetapi dapat mematangkan makanan dalam waktu yang lebih lama. Makanan yang mengandung air tidak akan dapat mencapai panas lebih dari 1000C, jadi tidak perlu berusaha mencapai temperature seperti yang tercantum pada buku makanan standar. Karena tidak dapat mencapai temperature yang tinggi, makanan dapat dimasak sepanjang hari tanpa khawatir menjadi hangus. Namun demikian, memasak dengan kompor ini sebaiknya dilaukan tengah hari. Bergantung pada lokasi berdasarkan garis lintang dan cuaca, makanan dapat dimasak baik pada pagi atau siang hari. Kompor juga dapat digunakan untuk menghangatkan makanan dan minuman serta untuk mempasturisasi air dan susu. Kompor berbentuk kotak dapat dibuat sendiri dengan menggunakan bahan seadanya atau dibuat oleh pabrik untuk dijual. Parabolic/concentrator cooker Adalah kompor surya yang bentuknya seperti parabolic. Kompor ini di desain sebagai konsentrator yang dapat menghasilkan temperatur panas yang sangat tinggi seperti api, sehingga sangat bahaya dan membutuhkan perhatian yang ekstra dalam penggunaannya. Biasanya digunakan untuk memasak dalam skala besar, dan pengguna kompor jenis ini kebanyakan di negara China. Gambar 5 : Parabolic Cooker Sumber : http://www.anugrahalam.com/?tag=kompor-tenaga-surya Panel Cooker Panel cooker merupakan istilah kompor surya yang merupakan kombinasi antara parabolic cooker dengan box cooker. Kompor jenis ini yang paling banyak digunakan karena memiliki berbagai keunggulan, diantaranya adalah temperature yang dihasilkan tidak sepanas kompor parabolik sehingga relative aman, bentuknya yang flat juga aman bagi mata kita (karena biasanya kompor parabolik memantulkan cahaya matahari yang berbahaya bagi mata), mudah diproduksi dengan teknologi sederhana dan biaya yang murah, serta mudah dibawa dan disimpan. Dalam artikel kali ini akan disuguhkan bagaimana membuat kompor tenaga matahari jenis kombinasi ini. Gambar 6 : Panel Cooker Sumber : http://www.anugrahalam.com/?tag=kompor-tenaga-surya Proses Pembuatan Kompor surya. Dalam proses pembuatan kompor surya, dibutuhkan : Alumunium foil Sepasang gunting Koran Selembar kardus Kotak karton ukuran besar dan kecil Lem beracun non tape transparan Pensil Jepretan Batang/tongkat (4 buah) Kertas konstruksi (hitam) Prosedur Pembuatan Kompor Surya Setelah semua alat dan bahan tersedia,maka tahapan dalam pembuatan kompor surya adalah sebagai berikut: Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Memotong juring bola plastic dengan ukuran ¼ dari ukuran bola yang ada. Memotong kertas perak/alumunium foil untuk melapisi juring bola hingga berbentuk seperti reflector/pemantul. Membuat pengait kompor menggunakan potongan bola plastik sisa. Merangkai model kompor pada statif dan tempat untuk memasak. Menempatkan reflektor pada sudut sekitar 45 derajat dengan bantuan 4 batang terjebak di tepi kotak yang lebih besar, untuk memegang reflektor di sudut itu. The reflektor lebih lanjut akan beristirahat di batang ini. Setelah Anda telah terpasang reflektor, sekarang saatnya untuk menempatkan oven matahari di bawah sinar matahari. Tapi memastikan bahwa itu ditempatkan sedemikian rupa sehingga reflektor wajah ke arah matahari untuk menyerap jumlah maksimum panas. Bagian-Bagian Utama Kompor surya. Kompor surya terdiri dari beberapa komponen utama,yaitu: Reflektor Reflektor merupakan komponen kompor surya yang berfungsi untuk mengumpulkan sinar matahari yang akan diubah menjadi sumber panas. Statif Statif merupakan komponen kompor surya yang berfungsi sebagai penyangga. Sumber Cahaya Sumber cahaya yang dimaksud disini adalah berasal dari sinar matahari. Sinar matahari yang mengenai bagian kompor surya akan dikumpulkan dan difokuskan sebagai sumber energi yang dimanfaatkan untuk memasak makanan atau minuman. Periuk Periuk merupakan komponen kompor surya yang berfungsi sebagai alat untuk memasak atau meletakkan bahan olahan yang ingin dimasak. Prinsip Dan Cara Kerja Kompor surya. Prinsip kerja kompor surya Ada berbagai jenis kompor surya, seluruh kompor menggunakan panas yang berasal dari matahari untuk memasak makanan. Beberapa prinsip dasar kompor surya adalah sebagai berikut: Pemusatan cahaya matahari Beberapa perangkat yang biasa digunakan berupa cermin atau sejenis bahan metal/logam yang memantulkan cahaya, digunakan untuk memusatkan cahaya dan panas matahari kearah area memasak yang kecil, membuat energi lebih terkonsentrasi ke satu titik dan menghasilkan panas yang cukup untuk memasak. Mengubah cahaya menjadi panas Bagian dalam kompor surya dan panci harus berwarna hitam agar dapat meningkatkan efektivitas pengubahan cahaya menjadi panas. Warna panci berwarna hitam berkaitan dengan sifat warna hitam yang dapat menyerap hampir semua cahaya matahari dan mengubahnya menjadi panas, sehingga secara mendasar akan meningkatkan efektivitas kerja kompor surya. Sehingga semakin baik kemampuan panci menghantarkan panas, semakin cepat kompor bekerja. Memerangkapkan panas Upaya mengisolasi udara di dalam kompor dari udara diluarnya akan menjadi penting. Penggunaan bahan yang keras dan bening seperti kantong plastik atau tutup panci berbahan kaca agar memungkinkan cahaya untuk masuk ke dalam panci. Setelah cahaya terserap dan berubah menjadi panas, kantong plastic atau tutup berbahan gelas akan memerangkapkan panas didalamnya seperti efek rumah kaca. Hal ini memungkinkan kompor untuk mencapai temperature yang sama ketika hari dingin dan berangin seperti halnya ketika hari cerah dan panas. Dalam penggunaan kompor surya, strategi memanaskan suatu barang/bahan dengan menggunakan tenaga matahari menjadi kurang efektif jika hanya menggunakan salah satu prinsip yang telah dijelaskan diatas. Pada umumnya kompor surya mnggunakan sedikitnya dua cara atau bahkan ketiga prinsip dasar kompor surya untuk menghasilkan temperatur yang cukup untuk memasak. Cara Kerja Kompor surya Pemanasan dengan pemanfaatan secara langsung panas matahari, suhu yang dicapai tidak akan melampaui 1000 C. Suhu pemanasan dan efektivitas pemanfaatan energi surya dapat dicapai lebih tinggi dengan menggunakan pengumpul-pengumpul panas yaitu kolektor energi surya. Sinar matahari yang jatuh pada permukaan kolektor dikonsentrasikan/ difokuskan pada sebuah titik atau pada area tertentu sehingga diperoleh suhu yang sangat tinggi. Kompor tenaga surya adalah perangkat memasak yang menggunakan energi termal matahari melalui suatu kolektor sebagai sumber energi. Cara kerja kompor surya adalah radiasi termal sinar matahari yang jatuh pada permukaan kolektor dipantulkan ke sebuah titik / area tertentu yang disebut titik api kolektor; konsentrasi energi termal matahari pada titik/ area ini menghasilkan suhu yang sangat tinggi. Panci atau alat tempat memasak ditempatkan pada daerah titik api ini sedemikinan rupa sehingga energi termal yang terkonsentrasi mengenai alas panci dan meneruskan energi termal tersebut ke produk yang sedang dimasak. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja dari kompor surya, antara lain: Lamanya waktu bersinar. Besarnya intensitas radiasi termal dari matahari. Reflektivitas material kolektor. Luas permukaan kolektor. Bentuk geometrik dan letak titik api dari kolektor. Arah normal permukaan kolektor terhadap sinar matahari yang datang. Sifat benda hitam dari panci atau alat memasak. Energi Pada Kompor Surya. Persamaan yang digunakan untuk menentukan energi pada kompor surya yaitu: Titik fokus parabola (f) Untuk kompor surya yang berbentuk parabola,kita dapat mencari titik focus dari parabola tersebut dengan menggunakan persamaan berikut: f= 1/2 R Keterangan : F = fokus parabola, (m) R = jari-jari kelengkungan parabola, (m) Energi yang diterima kolektor Energi yang diterima oleh kolektor berupa energi kalor, sehingga besarnya energi yang diterima kolektor dapat dicari dengan menggunakan persamaan: Q_kol=ε.A_k.I_R Keterangan : Q_kol= energi yang diterima, (W) ε=reflektivitas alumunium foil A_k=luas penampang normal parabola,(m^2) I_R=intensitas radiasi matahari,(W/m^2 ) Energi yang diterima air Energi yang diterima air yang berada di dalam panci juga berupa energi kalor, sehingga dapat dicari dengan menggunakan persamaan: Q_air=m.C_p.(T_2-T_1 ) Efisiensi kompor Efisiensi merupakan nilai yang digunakan untuk menentukan perbandingan energi yang masuk dengan energi yang keluar. Besarnya efisiensi yang terdapat pada kompor surya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: ηk=((∆Q_air)⁄∆t)/Q_kol x100% Keterangan: ηk = efisiensi kompor (%) ∆Q_air = pertambahan energi yang diterima air pada selang waktu Δt (J) Δt = selang waktu pertambahan energi air (s) Q_kol = energi yang diterima kolektor (W) Cara Menggunakan Kompor Surya Cara pemakaian kompor tenaga surya adalah sebagai berikut: Letakkan panci masak yangtelah terisi air pada penyangga yang berada pada posisi api/fokus. Atur posisi kompor tenaga surya sehingga reflector tegak lurus dengan arah datangnya sinar matahari, dengan cara menggeser/menggerakkan gantungan reflector dengan pemutar roda gigi sehingga titik fokusnya tepat berada pada alas panci. Untuk mengimbangi pergeseran arah matahari maka setiap 15-20 menit, maka gantungan reflector digerakkan supaya titik focus tetap berada dibawah panci. Setelah air mendidih angkat panci. Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir di seluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy). Penggunaan kompor surya tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya baik bagi manusia maupun lingkungan. Penggunaan energi matahari sebagai energi pada kompor surya akan dapat mengurangi kebutuhan akan energi fosil. Pembuatan kompor surya yang cukup sederhana memiliki nilai ekonomi (harganya murah) dan efisien (bentuknya cukup sederhana). Kerugian Kompor surya Waktu Kompor surya ini hanya dapat digunakan pada siang hari, serta untuk mencapai titik didih 1000C dibutuhkan waktu yang lebih lama daripada kompor gas. Cuaca Untuk dapat maksimal penggunaan kompor tersebut, maka dibutuhkan cuaca yang cerah. Lokasi Selain cuaca,diperlukan lokasi yang tanpa terhalang oleh pohon atau gedung sehingga sinar matahari dapat langsung mentransferkan energi. Kesehatan Pemantulan sinar matahari pada alumunium foil dapat menyilaukan mata sehingga akan mengganggu kesehatan. BAB III PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan penjabaran pada bagian sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa: Kompor tenaga surya merupakan perangkat masak yang menggunakan sinar matahari sebagai sumber bahan bakar konvensional sehingga biaya operasionalnya rendah. Konsep fisika yang diterapkan dalam kompor surya adalah mengenai pemantulan sinar pada cermin cekung; serta perpindahan kalor berupa radiasi termal. Jenis-jenis kompor surya,meliputi: box cooker; parabolic cooker; dan panel cooker. Bagian utama dalam kompor surya, meliputi : reflector; statif; parabola; dan panci. Prinsip kerja dari kompor surya adalah : pemusatan cahaya matahari; mengubah cahaya menjadi panas; dan memerangkapkan panas. Energi yang terdapat pada kompor surya berupa energi kalor, yaitu: energi yang diterima kolektor ; energi yang diterima air. Saran Perlu adanya inovasi dan terobosan baru dalam mengembangkan serta memberdayakan sumber energi yang terdapat di alam untuk pemenuhan kebutuhan hidup manusia. DAFTAR PUSTAKA Anonim.2010.Kompor Tenaga Surya. Available from http://www.anugrahalam.com/?tag=kompor-tenaga-surya,diakses 16 Mei 2012,pukul 21:18 wita. http://ayuprima.student.umm.ac.id/download-as-pdf/umm_blog_article_66.pdf, diakses 16 Mei 2012,pukul 23:10 wita. http://www.dwina.net/2010/12/penemu-kompor-bertenaga-surya.html, diakses 16 mei 2012,pukul 22: 45 wita. http://eprints.unsri.ac.id/114/1/Pages_from_PROSIDING_AVOER_2011-11.pdf, diakses 16 Mei 2012,pukul 22:10 wita. http://www.scribd.com/doc/47317375/Rancang-Bangun-Kompor-Tenaga-Surya,diakses 16 Mei 2012,pukul 23:15 wita. Kompas.2012.Penemu Hebat dari Indonesia yang Diakui International.Available from http://forum.kompas.com/teras/83318-penemu-hebat-dari-indonesia-yang-diakui-internasional.html, diakses 16 Mei 2012,pukul 22:45 wita. Prayugo,Agus.2009. Energi Alternatif. Available from http://agusprayugo.wordpress.com/2009/01/ diakses 16 Mei 2012,pukul 22:13 wita. Ristizona.2012.Kompor surya,Memanfaatkan Energi Matahari.Avalaible from http://ristizona.blogspot.com/2012/03/kompor-matahari-memanfaatkan-energi.html, diakses 16 Mei 2012,pukul 21:32 wita. Wikipedia.2012.Kompor Tenaga Surya. Available from http://id.wikipedia.org/wiki/Kompor_tenaga_surya,diakses 16 Mei 2012,pukul 21:19 wita.

The Memory of My Lovely

Narsis.com

Anggra