Kajian Dapur Solar

16,463 views

Published on

0 Comments
8 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
16,463
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
15
Actions
Shares
0
Downloads
424
Comments
0
Likes
8
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Kajian Dapur Solar

  1. 1. Dapur Solar 1 Khairool Anwar Bin Alias, 2 Mohan Kumar A/L Manikam dan 3 Nooriza Binti Ibrahim 1 Jabatan Kejuruteraan Awam, Politeknik Sultan Idris Shah, Sungai Lang 45100 Sungai Air Tawar, Selangor, Malaysia. E-mail : Khairool_anwar@psis.edu.my 2 Jabatan Kejuruteraan Awam, Politeknik Sultan Idris Shah, Sungai Lang 45100 Sungai Air Tawar, Selangor, Malaysia. E-mail : Mohan_kumar@psis.edu.my 3 Jabatan Kejuruteraan Awam, Politeknik Sultan Idris Shah, Sungai Lang 45100 Sungai Air Tawar, Selangor, Malaysia. E-mail : Nooriza@psis.edu.my ABSTRAKTenaga solar adalah teknologi untuk mendapatkan tenaga berguna daripada cahaya matahari. Tenagamatahari telah digunakan dalam banyak teknologi tradisional sejak beberapa abad dan telah digunakansecara meluas ketika ketiadaan bekalan tenaga lain. Tenaga matahari sekarang digunakan dalam beberapapenggunaan antaranya pemanasan (air panas, pemanasan bangunan, masakan), generasi elektrik(fotovoltik, enjin pemanasan) dan penyahmasinan air laut. Kegunaannyasemakin meluas tatkalakesedaran mengenai kos persekitaran dan bekalan terhad oleh sumber tenaga lain seperti bahan api fosil.Dapur solar merupakan satu alternative yang digunakan untuk menggantikan kaedah memasak secarakonvensional. Ia menggunakan tenaga solar sebagai medium utama dalam proses memasak. Dapur solarmerupakan satu dapur mesra alam dan tidak menyebabkan pencemaran terhadap alam sekitar sertamenjimatkan kos kerana tiada bahan api seperti kayu, arang batu atau gas digunakan. Dapur solar inimenggunakan sumber alternative iaitu daripada cahaya matahari untuk memasak. Tenaga alternativeadalah bermakna tenaga yang terjana daripa sumber bukan berasaskan bahan api asli seperti petroleumataupun arang batu. Lazimnya, tenaga alternative adalah merupakan tenaga daripada unsur-unsur sepertitenaga angin, tenaga hidro, tenaga solar dan juga tenaga nuklear. Tenaga solar yang diperoleh daripadapancaran cahaya matahari mempunyai potensi luas di Malaysia terletak di kawasan khatulistiwa yangmenerima cahaya matahari sepanjang tahun dengan suhu setinggi 27 ⁰C.Kata kunci : Tenaga Solar, Dapur solar dan Sumber alternatif
  2. 2. 1.0 PENGENALAN Dapur Solar merupakan rekacipta model yang dilengkapi ciri-ciri kecekapan tenaga denganmenggunakan sumber tenaga solar secara optimum [1,2]. Model yang dicipta juga menggunakan bahanterpakai seperti aluminium, kanta dan cat hitam [4] . Selain itu juga, ia dapat menguruskan sumber kearahmeningkatkan kecekapan dan penjimatan bahan api dan secara tidak langsung dapat memulihara alamsekitar. Aplikasi tenaga solar di negara kita kini pada tahap sangat rendah sedangkan ia berpotensi tinggidan boleh dimanfaatkan [6].1.1 PERNYATAAN MASALAH Pada masa kini hampir 80 peratus daripada sumber-sumber tenaga adalah daripada tenaga fosilseperti petroleum, arang batu dan gas asli. Pada masa yang sama, sumber tenaga ini mengambil masaterlalu lama untuk dihasilkan secara semulajadi [3]. Oleh itu penggunaan sumber tanaga yang bolehdiperbaharui termasuklah tenaga solar mestilah digalakkan. Diketahui umum bahawa solar adalah murahdan boleh didapati di mana-mana sahaja di Malaysia dan ianya selamat malah ia tidak berbahaya kepadapersekitaran. Kajian pembinaan dapur solar ini, diharap dapat menjadi sumber alternatif kepada sumbertenaga yang sedia ada.1.2 OBJEKTIFTerdapat tiga objektif kajian menguji keberkesanan penggunaan dapur solar, objektif-objektif berikutperlu dicapai di penghujung kajian ini. i. Menghasilkan tenaga alternatif daripada tenaga matahari di mana haba daripada matahari digunakan dalam penyediaan bahan makanan makanan. ii. Menguji pencapaian suhu maksimum yang boleh dihasilkan melalui penggunaan dapur solar. iii. Menguji penggunaan bahan tambah dalam ujikaji kotak solar untuk meningkatkan suhu.
  3. 3. 2.0 SKOP KAJIANKajian ini dihadkan dengan hanya menguji keberkesanan dapur solar terhadap suhu persekitaran iaituterhadap suhu persekitaran di kawasan Politeknik Sultan Idris Shah, Sabak Bernam, Selangor. Kajian inidilakukan kawasan lapang yang menerima cahaya matahjari tanpa dilindungi oleh baying-bayang atauapa-apa sahaja objek yang boleh menghalang cahaya matahari ke atas dapar solar, kajian dilakukanbermula dari pukul 9.00 pagi sehingga 4.00 petang padang bola Politeknik Sultan Idris Shah.2.1 KONSEP KAJIAN Tenaga suria ialah tenaga yang percuma dan tidak terbatas. Tenaga suria tidak menghasilkanpencemaran, tidak memerlukan modal yang tinggi serta menggunakan bahan kitar semula. Di Malaysia,kita menerima cahaya matahari melebihi 6 jam sehari sepanjang tahun. Oleh itu, tenaga suria amatberpotensi untuk digunakan di Malaysia. Penggunaan pemasak solar boleh menggurangkan pengeluarankarbon dioksida ke atas alam sekitar. Dapur solar ini amat sesuai digunakan di negara beriklim panas seperti Malaysia dan mempunyaibanyak kebaikan iaitu menjadikan tenaga solar sebagai sumber tenaga alternatif yang murah,menggurangkan penggunaan bahan api dari kayu ,tidak mempunyai ancaman bahaya kebakaran,keracunan asap dan gas [5]. Dapur solar ini juga amat sesuai digunakan semasa membuat aktiviti gerakkerja luar seperti perkhemahan [7]. Kaedah memasak menggunakan tenaga suria digunakan secara meluas di negara-negaramembangun sebagai alternatif bagi menggantikan panggunaan kayu, arang kayu, arang batu atau bara api.Penggunaan bahan bakar ini menimbulkan pencemaran yang memeberi kesan terhadap alam sekitar,kesihatan orang ramai dan menggunakan kos yang tinggi [3]. Terdapat tiga prinsip asas bagi pembinaan asas bagi kotak solar iaitu : i. cahaya matahari Dapur solar akan diletakan di kawasan yang pans dan dilindungi daripada angin kencang. Dapur solar tidak dapat berfungsi apabila hari mendung atau pada waktu malam. Jumlah kemasukan tenaga matahari ke dalam dapur solar bergantung kepada rekabentuknya.
  4. 4. ii. Menukar cahaya matahari kepada tenaga haba Permukaan gelap seperti warna hitam digunakan pada dapur solar serta permukaan yang berkilat seperti keranjang aluminium dapat membantu dalam proses penyerapan cahaya matahari dan akan ditukarkan kepada haba [9]. Periuk atau kuali hitam akan menyerap haba dan haba tersebut digunakan untuk memasak makanan. iii. Pemerangkapan haba. Bahan seperti plastic atau kaca boleh digunakan untujk meyerap cahaya matahari dan ditukarkan kepada haba. Plastik atau kaca akan memerangkap haba yang terdapat pada dapur solar [8]. Cahaya matahari akan diserap oleh periuk atau kuali hitam serta pelapik hitam yang diletakkab di bawah periuk atau kuali, kemudian cahaya matahari akan ditukarkan kepada tenaga haba dan memanaskan periuk atau kuali yang terdapat dalam kotak solar. Tenaga haba akan terperangkap di dalam kotak solar yang bertutup kerana haba tidak dapat melepasi penutup kaca yang digunakan untuk kotak solar. Haba yang terperangkap dalam kotak suria akan bertindak balas dengan permukaan yang berwarna gelap dan menghasilkan haba.3.0 KAEDAH KAJIAN Kaedah metodologi ini merangkumi kaedah dan pendekatan yang digunakan untuk mencapaiobjektif dan matlamat kajian . Setipa perkara yang dirancang sementinya mempunyai kaedah atauprosedur yang betul bagi mencapai matlamat atau tujuan yang telah ditetapkan. Metodologi bagi projekini adalah seperti yang tertera di bawah :
  5. 5. • Pada peringkat awal , proses pemilihan tajuk amatlah penting . Ini kerana ia akan mempengaruhi objektif atau tujuan yang sebenarnya. • Proses selanjutnya adalah perlaksanaan projek yang telah dibincangakan dan kerja-kerja mencari malkumat dan bahan-bahan yang berkaitan dengan projek yang ingin dilaksanakan. • Proses kerja-kerja merekabentuk , menguji serta membuat jadual hasil bagi kajian tersebut supaya data tersebut boleh dianalisis .Bahan-Bahan Yang DigunakanAnatara bahan-bahan yang digunakan untuk membuat kotak solar ialah: • U-Channel merupakan suatu bahan yang diperbuat daripada aluminium yang digunakan sebagai bingkai pada kotak solar. • Hollow 1x1 bahan yang paling penting dalan dapur solar kerana hollow berfungsi sebagai rangka kotak. • Getah hitam jenis tahan haba berfungsi sebagai untuk memmenuhi ruanga pada u-channel yang dipasang pasa sekeliling tinted glasses. • Racket merupakan bahan yang digunakan untuk menyambung bahagian antara Hollow 1x1. • Clear glasses merupakan penutup bagi kotak solar ini. Clear glasses digunakan agar haba yang dapat amsuk lebih banyak untuk diperangkap di dalam kotak solar. • Tinte glasses digunakan sebagi dinding kotak solar. Tujuan tinted glasses digunakan ialah sebagai pemerangkap haba agar tidak keluar daripada kotak solar. • Rebet digunakan sebagai penyambung bahagian u-channel dan antara dinding kotak solar.
  6. 6. Prosedur Ujikaji Kotak Solar.Prosedur untuk menjalankan ujikaji ke atas dapur solar menggunakan bahan aluminium sebagai bahanujikaji ialah : • Jadual data untuk mengambil data bacaan suhu pada thermometer yang diletakkan pada air dan kotar solar disediakan seperti berikut : Masa 9am- 10am- 11am- 12pm- 1pm-2pm 2pm-3pm 3pm-4pm 10am 11am 12pm 1pm Suhu Kotar Solar Suhu Air • Peralatan dan bahan ujikaji disedikan seperti thermometer , air sebanyak 500ml dan bikar. • Bahan untuk dibuat ujikaji pada hari tersebut akan dipasang dan diletakkan. • Kotar solar akan dipasangkan dengan thermometer pada dinding sebelah dalam . • Air sebanyak 500ml sebagai sampel ujikaji dimasukkan ke dalam kotar solar. • Termometer juga diletakkan di dalam air untuk melihat suhu air . • Setelah itu, sampel air akan ditutupkan dengan penutup untuk menghalang pengeluaran haba berlaku dan meningkatkan suhu air dengan cepat.
  7. 7. • Selepas itu , penutup dapur solar ditutupkan dengan rapat. • Setelah selesai , kotar solar diletakkan dikawasan ujikaji. • Bacaan thermometer iaitu suhu pada air dan kotar solar akan diambil setiap 1 jam. Bacaan suhu ini akan dicatatkan dijadul yang telah disediakan. • Ujikaji selesai setelah semua data telah diambil mengikut masa yang ditetapkan. • Ujikaji setiap bahan akan dilakukan dalam masa sekurang-kurannya tiga hari untuk melihat keberkesanannya dengan mengulang langkah. • Setelah data diperolehi ujikaji ditukar dengan bahan ujikaji yang berbeza iaitu kanta dan cat bikar yang bercat hitam . 4.0 DAPATAN KAJIAN 4.1 Keputusan Ujikaji Peringkat Pertama Kajian pada peringkat pertama melibatkan ujikaji ke atas bahan-bahan yang sesuai digunakan untuk pembentukan kotak solar yang paling efisien. Pada peringkat ini bahan seperti aluminium, cat hitam dank anta adalah menjadi bahan utama kajian. 4.1.1 Tanpa penggunaan Aluminium, Cat Hitam dan KantaMASA 9am-10am 10am- 11am- 12pm-1pm 1pm-2pm 2pm-3pm 3pm-4pm 11am 12pmSuhu 42 48 54 56 59 57 53KotakSuhu Air 40 43 46 50 55 53 50 Jadual 4.1.1 : Bacaan suhu kotak dan air tanpa apa-apa bahan tambah Daripada Jadual di atas didapati bacaan suhu maksimum dicatatkan pada pukul 2 petang adalah 59 0C bagi suhu kotak dan 55 0C bagi suhu air. Manakala suhu minimum dicatatkan pada pukul 10 pagi iaitu 42 0 C bagi suhu kotak dan 40 0C bagi suhu air.4.1.2 Penggunaan Kanta
  8. 8. MASA 9am-10am 10am- 11am- 12pm-1pm 1pm-2pm 2pm-3pm 3pm-4pm 11am 12pmSuhu 41 44 55 58 62 42 46KotakSuhu Air 39 40 53 56 60 55 53 Jadual 4.1.2 : Bacaan suhu kotak dan air dengan penggunaan kanta Daripada Jadual di atas didapati suhu maksimum yang dicapai adalah pada pukul 2 petang dengan bacaan suhu kotak 62 0C dan suhu air 60 0C. Manakala suhu minimum dicatatkan pada pukul 10 pagi dengan bacaan bagi suhu kotak 41 0C dan suhu air 39 0C.4.1.3 Penggunaan Kanta dan Cat HitamMASA 9am-10am 10am- 11am- 12pm-1pm 1pm-2pm 2pm-3pm 3pm-4pm 11am 12pmSuhu 45 47 55 62 65 58 52KotakSuhu Air 42 45 53 60 64 62 55 Jadual 4.1.3 : Bacaan suhu kotak dan air dengan penggunaan kanta dan cat hitam Daripada Jadual di atas didapati penggunaan kanta dan cat hitam dapat meningkatkan lagi suhu kotak dan air. Suhu maksimum bagi kotak dicatatkan pada jam 2 petang dengan bacaan 65 0C, manakala suhu air pula dapat mencapai nilai bacaan sehingga 64 0C.4.1.4 Penggunaan Aluminium, Kanta dan Cat HitamMASA 9am-10am 10am- 11am- 12pm-1pm 1pm-2pm 2pm-3pm 3pm-4pm 11am 12pmSuhu 47 55 57 62 71 59 40
  9. 9. KotakSuhu Air 40 45 50 58 68 70 55Jadual 4.1.4 : Bacaan suhu kotak dan air dengan penggunaan aluminium, kanta dan cat hitamDaripada Jadual diatas didapati penambahan aluminium dapat meningkatkan lagi suhu kotak dan suhu airdengan nilai bacaan maksimum 71 0C bagi suhu kotak yang dicatatkan pada jam 2 petang manakala suhuair mencapai nilai maksimum pada jam 3 petang dengan bacaan 70 0C.4.1.5 Perbandingan suhu kotak dan air terhadap penggunaan bahan Perbandingan suhu Suhu 0C 80 Tanpa bahan tambah 70 60 Guna kanta 50 40 30 Guna cat hitam dan kanta 20 10 0 guna aluminium, kanta dan cat 10 11 12 1 2 3 4 hitam Masa (jam)Rajah 4.1.5 (i) : Graf perbandingan suhu kotak terhadap penggunaan bahanGraf diatas menunjukkan perbezaan bacaan suhu yang dicatatkan hasil daripada ujikaji yang dijalankan.Daripada graf diatas, dapat dilihat perbandingan suhu kotak solar tanpa bahan tambahan dan denganbahan tambahan iaitu penggunaan kanta, cat hitam dan juga aluminium. Terdapat perbezaan bacaan iaitupenggunaan bahan tambahan dan tanpa bahan tambahan. Bagi penggunaan kotak solar tanpa bahantambahan, bacaan suhu tertinggi yang dicatatkan ialah 59 0C bagi suhu didalam kotak.Bagi pengunaan kotak solar dengan penggunaan kanta suhu yang tertinggi dicatatkan ialah 62 0C didalamkotak. Ini menunjukkan bahawa penggunaan kanta sedikit sebanyak mempengaruhi bacaan suhu didalamkotak. Bagi penggunaan cat hitam dan kanta suhu tertinggi yang dicatatkan ialah 65 0C. Dan bagipenggunaan aluminium, kanta dan cat hitam suhu tertinggi yang dicatatkan di dalam kotak ialah 71 0C.
  10. 10. Daripada perbandingan ini dapat dilihat penggunaan bahan untuk mereka bentuk kotak solar jugamempengaruhi suhu di dalam kotak. Perbandingan suhu Suhu 0C 70 Tanpa bahan tambah 60 50 Guna kanta 40 30 Guna cat hitam dan kanta 20 10 0 guna aluminium, kanta dan cat 10 11 12 1 2 3 4 hitam Masa (jam)Rajah 4.1.5 (ii) : Graf perbandingan suhu air terhadap penggunaan bahanDaripada graf di atas menunjukkan tanpa banahn tambahan suhu air dapat dicapai sehingga 55 0C.Dengan penggunaan kanta pula, suhu tertinggi dicatatkan ialah 60 0C.Bagi penggunaan cat hitam dan kanta suhu tertinggi air yang dicatatkan ialah 64 0C. Dan bagi penggunaanaluminium, kanta dan cat hitam suhu tertinggi yang dicatatkan ialah70 0C. Daripada graf dapat dilihat perubahan suhu semakin meningkat terhadap pengunaan bahantambahan. Pengunaan cat hitam, kanta dan aluminium banyak mempengaruhi bacaan suhu di dalam kotaksolar.Bacaan suhu tertinggi dicatatkan pada waktu kemuncak iaitu pada pukul 1 hingga 2 petang.Masalah Semasa Proses Pengujian Dapur SolarSelain daripada penggunaan bahan tambahan yang digunakan untuk membuat ujikaji, antara faktor yangmempengarhi bacaan suhu pada kotak solar dan sampel air ialah: A) Cuaca
  11. 11. Ujikaji keberkesanan penggunaan dapur solar ini telah dilakukan ke atas sampel air tujuan untuk tujuanmemasak. Semasa ujikaji dijalankan, banyak faktor yang telah diambilkira antaranya faktor cuaca.Masalah cuaca seperti mendung dan hujan juga menjadi faktor utama kerana ia melambatkan pengujian.Ujian dilakukan dalam bulan Oktober dan awal bulan November di mana menurut Jabatan MeteorologiMalaysia (Selangor) keadaan cuaca adalah lembap berbanding bulan yang lain. Bilangan hari hujan yangdirekodkan adalah tinggi dan terdapat hari-hari hujan yang diiringi dengan ribut petir pada sebelahpetang. Ujikaji ini akan lebih berkesan jika dibuat pada hari yang menerima cahaya matahari terik. B) Bahan tambah kepada dapur solarPemilihan bahan tambah ini terpaksa ditukar-tukar untuk melihat bahan tambah mana yang lebih sesuaidigunakan pada dapur solar tersebut untuk penyerapan haba yang lebih baik supaya sampel ujikaji iaituair boleh mencapai suhu semaksimum mungkin. Bahan tambah yang digunakan untuk pengujian dapursolar seperti aluminium foil dan kanta mempengaruhi bacaan suhu di dalam kotak solar dan sampel.5.0 KESIMPULAN Kesimpulannya, daripada tempoh ujikaji keberkesanan penggunaan dapur solar untuk melihattahap suhu maksimum yang boleh dicapai oleh kotak solar tersebut selama dua minggu di kawasanPoliteknik Sultan Idris Shah, suhu tertinggi yang dicacatkan ialah 71°C dan suhu air pula ialah 70°C.Ujikaji ini menunjukkan penggunaan bahan tambah iaitu aluminium, kanta dan cat hitam sebagai bahanuntuk meningkatkan suhu kotak ternyata memang berjaya kerana melalui gabungan penggunaan bahantersebut, suhu kotak telah meningkat secara mendadak. Walaubagaimanapun, suhu yang didapati daripada hasil ujikaji ini masih rendah danpenggunaanya di kawasan politeknik ini tidak begitu sesuai. Oleh yang demikian kajian lanjut perludilakukan terhadap bahan tambah yang sesuai kepada dapur solar untuk meningkatkan suhu disampingdapat mempercepatkan proses memasak makanan. Kajian ini tidak terhad kepada penggunaan bahantambah sahaja tetapi kajian mengenai rekabentuk juga harus diteliti supaya sesuai dengan persekitarankajian.RUJUKAN [1] Lockhart-Ball, H. (2005). World renewable energy congress – VIII. WREN News I. Retrieved September 10, 2009.
  12. 12. [2] Jamaludin, M.J . 1996. Impak Pembangunan terhadap Alam Sekitar. Bangi; Penerbit Universiti Kebangsaan Malaysia.[3] Cory Budischak, DeAnna Sewell, Heather Thomson, Leon Mach, Dana E. Veron, Willett Kempton. Cost-minimized combinations of wind power, solar power and electrochemical storage, powering the grid up to 99.9% of the time. Journal of Power Sources, 2013; 225.[4] Abd Latif Md. Ahmad dan Che Mat Hadzar Mahmud, 1993. Pengenalan Peralatan Elektrik dan Sistem Sukatan. Kuala Lumpur; Dewan Bahasa dan Pustaka.[5] Guiavarh, A. dan Peupoptier, B., 2005. Photovoltaic collectors efficiency according to their integration in buildings. Solar Energy (2006), pg 65-77.[6] Slonim M. A. dan Slonim, A. A., 2006. Transient process in different types of solar cell panels. Experimental investigation. Solar Energy Materials & Solar Cells pages 90-93.[7] Rex A. Ewing (2003). Power with Nature: Solar and Wind Energy Demystified. Pixyjack Press Publisher.[8] G.Z. Brown and Mark DeKay 2000. Sun, Wind and Light. Son &Wiley Publisher.[9] Steven J. Strong & William G. Scheller 1993. The Solar Electric House: Energy for the Environmentally Responsive, Energy-Independent Home. Sustainability Press.

×