2. Efek Radiasi matahari ke Bumi
Memberi energi untuk kehidupan mahluk di
permukaan bumi
Menentukan temperatur permukaan bumi
Menguapkan air laut untuk membentuk awan
Sebagian energi radiasi matahari diserap oleh
permukaan bumi dan diserap oleh atmosfir,
sebagian lain dipantulkan oleh bumi dan atmosfir ke
luar angkasa
Apabila pantulan radiasi dari permukaan bumi
terhalang oleh gas–gas pada atmosfer terjadi efek
rumah kaca
5. Permukaan Bumi, akan menyerap sebagian panas dari radiasi
matahari dan memantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra
merah gelombang panjang ke angkasa luar.
Sebagian radiasi gelombang panjang diserap oleh gas-gas di
atmosfer (gas rumah kaca : uap air, karbon dioksida, sulfur
dioksida dan metana ) yang menjadi perangkap gelombang
radiasi ini dan memantulkan kembali radiasi gelombang ke Bumi.
Akibatnya panas tersebut akan tersimpan di permukaan Bumi.
Apabila keadaan ini terjadi terus menerus berlangsung, akan
terjadi peningkatan suhu rata-rata tahunan bumi.
Gas-gas tersebut berfungsi sebagaimana gas dalam rumah
kaca.
Dengan semakin meningkatnya konsentrasi gas-gas ini di
atmosfer terutama CO2, semakin banyak panas yang
terperangkap di bawahnya.
Meningkatnya temperatur atmosfer akan meningkatkan
penguapan air.
9. Pengaruh Pengorbitan Bumi terhadap
matahari
Posisi poros bumi mengorbit ke matahari
membentuk sudut 23,45º terhadap sumbu
tegak
Terbentuk variasi sudut deklinasi sepanjang
pengorbitan dari 0º hingga 23,45º dari garis
ekuator ke utara dan ke selatan akibat
pengorbitan bumi terhadap matahari.
Terjadinya pergantian musim pada daerah
belahan utara dan selatan
Membentuk lamanya waktu siang dan malam
hari pada daerah yang menjauhi ekuator
17. Orange Line - Solar Altitude for 21st December
Yellow Line - Solar Altitude for 21st September
Red Line - Solar Altitude for 21st June
18. Mendistribusikan temperatur pada
permukaan bumi secara bergantian
Terjadi pergantian siang dan malam hari
Menunjukkan waktu harian:
1 jam sama dengan 1/24 putaran bumi atau
360º selama 24 jam sama dengan
sudut putaran 15º per jam
Efek putaran poros bumi
20. Sudut lintang (latitude) membentang sejajar
ekuator dari 0º hingga ke kutub utara
sebesar + 90º, demikian juga ke selatan
hingga kutub selatan hingga - 90º.
Tanda : + menunjukkan arah utara
- menujukkan arah selatan
* Sudut bujur (longitude) menunjukkan sudut
lingkaran bumi sebesar 360º
22. Sudut sudut matahari
Apabila radiasi matahari menerpa suatu
permukaan datar pada bumi membentuk
- sudut arah radiasi terhadap bidang datar
(sudut altitude, β)
- dan terhadap garis bujur (azimut Φ)
24. = sudut deklinasi matahari
L = sudut lintang ⁰LS (-), ⁰LU (+)
H = sudut jam matahari
H = 0 , pada jam 12ºº
H = 15º , pada jam 11ºº
H = 45º , pada jam 09ºº
H = -15º, pada jam 13ºº
H = - 45º , pada jam 15ºº
25. Contoh 5. Hitung sudut altitude dan azimut untuk jam 13.00,
bulan November, 6º Lintang selatan
Jawab : - jam 13.00, H = -15º
- 6 º lintang selatan , L = - 6 º
- bulan Nopember, δ = -15º
Sin α = cos L cos δ cos H + sin L sin δ
= cos (- 6 º) cos (-15º)cos(-15º) + sin( -6º) sin( -15º)
= (0,9945)(0,9659)(0,9659) + (-0,1045)(0,2588)
= 0,9
α = 64,26º
Cos ψ =
=
ψ = 112,4º
= - 0,81=
26. No Jam Bulan Letak δ (0
) α (0
) ψ(0
)
1 10.00 Juni 100
LS
2 12.00 September 100
LS
3 14.00 Desember 200
LU
4 16.00 Maret 200
LU
5 08.00 September 00
6 12.00 Maret 00
28. azimuth θ
North Direction : (α ) = 0˚ or 360˚
East Direction : (α ) = 90˚
South Direction : (α ) = 180˚
West Direction : (α ) = 270˚
29. Kalor radiasi matahari langsung arah normal
menerpa permukaan di bumi , pada kondisi
atmosfer cerah
A , B dan C lihat tabel
Cn = faktor kecerahan langit
= 1 untuk langit cerah
Kalor Radiasi Matahari
30. Kalor radiasi hambur (diffuse)
Fss = faktor sudat permukaan bidang
= 0,5 untuk permukaan vertikal
= 1,0 untuk permukaan horizontal
31.
32. Radiasi refleksi
= pantulan permukaan
= 0,23 untuk beton
= 0.2 untuk permukaan tanah
= faktor permukan pantulan
33. Radiasi pada permukaan membentuk sudut
Radiasi matahari total menerpa
suatu permukaan
34. Contoh 5.2. Seperti soal 5.1, hitung radiasi matahari pada
bidang horisontal untuk kondisi atmosfer cerah dan
pelataran tanah.
Penyelesaian :
α = 64,26º
Dari tabel 5.1 untuk bulan Nopember letak 6⁰LS,
untuk pembacaan posisi daerah lintang selatan
dibaca bulan Mei ( + 6 bulan)
A = 1104 W/m2
B = 0,196
C = 0,121
= αƩ
ρs
= 0.2
Cn
= 1,0
Fss
= 1,0
Fsr
= 0
35. IDN =
IDN =
= 888 W/m2
ID
= IDN
cos α
= 888 cos 64,24º
= 386 W/m2
Id
= C IDn
Fss
/ Cn
2
= (0,121)(888)(1,0)/12
= 107,4 W/m2
Ir
= ρs
Fsr
( ID
+ Id
)
= 0,2(1,0)( 386 + 107,4)
= 98,7 W/m2
It = ID + Id + Ir
= 386 + 107,4 + 98,7
= 592,1 W/m2
36. Hitung radiasi matahari pada bidang horisontal ntuk kondisi atmosfer cerah,
Cn =1, pelataran tanah ρs = 0,2 ,dan lintang Utara pada soal-soal berikut
No Bulan α (0
) dinding IDn
(W/m2
)
ID
(W/m2
)
Id
(W/m2
)
Ir
(W/m2
)
1 Januari 90 horisontal
2 Maret 90 horisontal
3 Juni 90 horisontal
4 September 60 vertikal
5 Oktober 60 vertikal
6 Desember 60 vertikal
37. Pengaruh Kalor Radiasi Matahari
Kalor radiasi matahari pada siang hari akan
menerpa permukaan selubung luar gedung (atap,
dinding, kaca, pintu ) yang akan meneruskan kalor
secara konduksi maupun radiasi.
Perbedaan temperatur akibat konduksi pada
material permukaan padat selubung luar dan
selubung dalam gedung akibat radiasi matahari
ditabelkan pada perhitungan beban pendingin.
(CLTD = Cooling Load Temperature Difference)
Radiasi total yang menembus permukaan
transparan selubung gedung dikenal dengan istilah
SHGF (Sensible Heat Gain Factor).
