STUDI EKSPERIMEN PEMANAS AIR TENAGA SURYA TIPE SHELL AND TUBE DENGAN VARIASI BAHAN PERUBAHAN FASE SEBAGAI PENYIMPAN ENERGI TERMAL

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja termal sistem pemanas air tenaga surya tipe shell and tube yang terintegrasi dengan penyimpanan energi panas laten menggunakan Phase Change Material (PCM). Enam jenis PCM, yaitu coconut wax, palm wax, palmitic acid, paraffin wax, soy wax, dan stearic acid, diuji secara eksperimental pada prototipe penukar kalor tube-in-shell. Fluida kerja berupa air dialirkan di dalam pipa tembaga, sedangkan PCM ditempatkan pada sisi shell. Pengujian dilakukan pada proses pelelehan (charging) dan pembekuan (discharging) dengan variasi laju aliran air sebesar 8 LPM, 10 LPM, dan 12 LPM. Parameter yang dianalisis meliputi distribusi temperatur, waktu perubahan fasa, laju perpindahan kalor, serta energi yang diserap dan dilepaskan selama siklus termal. Hasil pengujian menunjukkan bahwa jenis PCM memberikan pengaruh dominan terhadap karakteristik penyimpanan dan pelepasan energi termal. Palmitic acid dan stearic acid menampilkan plateau temperatur yang panjang dan stabil pada proses pelelehan maupun pembekuan, yang mengindikasikan kapasitas energi laten yang tinggi. Paraffin wax dan palm wax menunjukkan respons termal yang lebih cepat dengan kapasitas energi laten pada tingkat menengah. Sebaliknya, coconut wax dan soy wax menunjukkan kapasitas energi laten rendah sehingga waktu perubahan fasanya lebih cepat namun energi tersimpan lebih kecil. Peningkatan laju aliran air meningkatkan laju perpindahan panas konveksi, namun tidak secara signifikan memengaruhi total energi yang diserap atau dilepaskan oleh PCM. Secara keseluruhan, kinerja sistem penyimpanan energi termal lebih ditentukan oleh sifat termofisika PCM dibandingkan kondisi operasi aliran. Berdasarkan hasil ini, palmitic acid dan stearic acid dinilai paling sesuai untuk aplikasi penyimpanan energi panas laten pada sistem pemanas air tenaga surya. Kata kunci: Phase Change Material (PCM), penyimpanan energi panas laten, pemanas air tenaga surya, shell and tube, perpindahan kalor.