Solar Water Heater: Pemanas air tenaga surya

Pemanas air atau pemanas air tampaknya telah menjadi gaya hidup di daerah perkotaan.

Selain itu, sangat nyaman dengan shower hangat ketika tubuh yang lelah setelah seharian bekerja, dalam kondisi tertentu diperlukan untuk anggota keluarga usia lanjut atau terkena rematik atau alergi dingin.

Karakteristiknya setelah mandi pada sore hari sering bersin seperti orang mendapatkan gejala flu. Salah satu solusinya adalah bak mandi sore menggunakan air hangat.

Secara tradisional untuk mendapatkan air panas, cukup untuk memasak air dengan kompor. Maka bahkan masalah muncul, menunggu lama sampai air panas dan jumlah air panas yang diperoleh juga terbatas.

Semakin banyak air dipanaskan, semakin panjang dan tentu saja diperlukan lebih banyak bahan bakar.

Atas dasar ini (jumlah waktu-kuantitas-energi), keberadaan teknologi pemanas air adalah pilihan. Cukup banyak merek pemanas air yang beredar di pasaran dengan berbagai fitur yang ditawarkan.

Tetapi menurut pengamatan kami, tidak semua masalah di atas diselesaikan oleh merek dan jenisnya.

Dengan kata lain, setiap merek dan tipenya memiliki kelebihan dan kekurangan mereka. Untuk saat ini kami mencoba membahas jenis pemanas air tenaga surya, pemanas air tenaga surya.

1. Passif – Solar Water Heater : Pemanas air tenaga surya pasif

Sesuai namanya pemanas air jenis ini memanfaatkan sinar matahari sebagai energi untuk memanaskan air. Dikatakan pasif karena jenis ini sama sekali tidak membutuhkan energi lain dalam proses produksi air panas. Dengan kata lain 100% mengandalkan tenaga sinar matahari. (Penasaran..? teruskan aja bacanya ya..)

Pemanas air jenis solar water heater ini terdiri 2 komponen utama, yaitu panel kolektor dan tangki penyimpan, yang terhubung oleh dua pipa. Pada panel kolektor terdapat penutup kaca yang berfungsi menangkap panas sinar matahari yang didalamnya terdapat susunan rangkaian pipa tembaga sebagai jalur air yang dibalut sirip-sirip penyerap panas (absorber). Sedangkan tangki berfungsi seperti termos untuk menampung air panas agar panasnya tahan lama.

Thermosiphon system

Cara kerjanya, seperti terlihat pada gambar di atas, pada saat matahari bersinar, panel kolektor menangkap sinar matahari dan secara mekanis mengalirkan panas dari sirip-sirip penyerap panas ke pipa-pipa tembaga yang berisi air, sehingga suhu air di dalamnya perlahan meningkat.

Air yang lebih panas akan bergerak ke atas memasuki tangki penyimpan dan air yang lebih dingin akan turun memasuki rangkaian pipa tembaga untuk dipanaskan.

Begitu seterusnya air bergerak sendiri sampai seluruh air dalam tangki penyimpan mencapai suhu yang diinginkan. Ketika suhu air panas di tangki penyimpan sama dengan suhu air panas di panel keloketor, dengan sendirinya air berhenti mengalir.

Ada yang menarik di sini, yaitu antara air yang lebih panas dan air yang lebih dingin terus bersirkulasi tanpa bantuan dari luar, semisal pompa.

Hal ini bisa terjadi karena air yang dipanaskan menjadi memuai dan menyebabkan massa jenisnya menjadi lebih ringan daripada massa jenis air yang lebih dingin sehingga air yang lebih panas akan bergerak ke atas. Ini dinamakan prisip alamiah konveksi air karena pemanasan, dan sistem yang mengacu pada prinsip ini dinamakan sistem Thermosiphon.


Karenanya pemanas air tenaga surya dengan sistem Thermosiphon ini, pemasangannya selalu di atap rumah.

Selain untuk mendapatkan sinar matahari yang cukup, kemiringan atap dimanfaatkan untuk meletakkan posisi tangki penyimpan lebih tinggi dari panel kolektornya.

Jika tempat pemasangannya datar, pemasangan alat ini tetap harus miring dengan posisi tangki penyimpan lebih tinggi dari panel kolektornya, seperti gambar di bawah ini.

Pemanas air thernosiphon dipasang di tempat datar

2. Active – Solar Water Heater: Pemanas air tenaga surya aktif

Sama seperti pemanas air tenaga surya sistem pasif, pemanas air tenaga surya sistem aktif tetap memanfaatkan energi matahari untuk proses pemanasan airnya, hanya saja untuk pendistribusian air panas dan air dinginnya tetap memerlukan tenaga listrik untuk menggerakkan pompa dan perangkat kontrol otomatisnya.

Active solar water heater-1
Active solar water heater-2

Pemanas air tenaga surya sistem aktif, dirancang untuk keperluan air panas dalam skala besar, seperti hotel-hotel, spa, rumah sakit dan apartemen. Karenanya sistem aktif ini memerlukan komponen pendukung yang lebih kompleks dan kapasitas tanki penampungan yang jauh lebih besar.

Pada kondisi khusus / darurat, seperti cuaca hujan atau mendung berhari-hari, sementara kebutuhan akan air panas justru meningkat, sistem ini dilengkapi pemanas air  energi listrik, gas atau heat pump sebagai emergency backup-nya. Berikut skema sistem jenis ini yang dilengkapi heat pump sebagai emergency backup-nya.