PEMANFAATAN
LUP(KACA PEMBESAR) SEBAGAI PEMANAS AIR TENAGA SURYA
Abstrak
Tujuan penelitian ini adalah
untuk mengetahui efektifitas lup sebagai alat yang memfokuskan cahaya matahari
dan memanfaatkan energi panas yang ada di dalam sinar tersebut sehingga dapat
memanaskan air lebih cepat jika dibandingkan dengan tidak menggunakan lup.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen.
Penulis membuat sebuah penghangat air bertenaga surya yang memanfaatkan lup
sebagai alat utamanya. Setelah jadi, penulis akan menguji efektifitas
penghangat air tersebut secara langsung. Jika suhu air yang dihasilkan lebih
tinggi dibandingkan penghangat air yang secara langsung tanpa lup, maka
terbukti bahwa lup dapat menghangatkan air secara langsung dan dengan waktu
yang lebih cepat.
Hasil
penelitian ini adalah perubahan suhu yang terjadi di dalam wadah berlup lebih
tinggi jika dibandingkan dengan wadah yang tidak dipasangi lup samasekali.
Kata Kunci : lup,
pemanas air, tenaga surya
1.
Pendahuluan
Indonesia merupakan Negara tropis yang
memiliki sinar matahari yang berlimpah di siang harinya. Namun, kurangnya
instlasi yang bisa memanfaatkan energi cahaya maupun energi panas yang
dihasilkan oleh matahari Indonesia membuat energi yang amat besar itu terbuang
sia sia.
Energi matahari seperti telah kita rasakan
menghasilkan energi panas yang begitu banyak dan energi tersebut jika
dimanfaatkan dengan baik bisa dijadikan pembangkit listrik yang bisa mengatasi masalah
yang ada di Indonesia bahkan dunia. Masalahnya adalah, instalasi yang bisa
mengolah panas menjadi listrik ataupun panas menjadi water heater bertenaga surya bisa dibilang berharga sangat mahal
dan tidak terjangkau bagi masyarakat Indonesia yang perekonomiannya masih
digolongkan ke Negara berkembang. Oleh karena itu, penulis berniat membuat prototype dari instalasi yang dapat
memanfaatkan energi panas dari sinar matahari dan mengefektifkan sinar yang
mengandung panas menggunakan alat bantu lup.
Lup, yang juga sering disebut kaca
pembesar menurut ilmu fisika memiliki sifat dapat mengumpulkan ataupun
memfokuskan cahaya ke suatu titik dibelakang lensa. Itu berarti lup bisa
mengfektifkan cahaya yang mengandung panas ke suatu objek, dan hal itu berarti
juga panas yang dikandung dapat dimanfaatkan dengan lebih efektif dan dengan
waktu yang lebih singkat untuk dijadikan water
heater dibandingkan dengan panas yang dihasilkan jika tidak menggunakan
lup. Hal ini yang melatar belakangi
penulis untuk melakukan penelitian menggunakan lup. Selain memanfaatkan energi
yang begitu besar dari cahaya dan panas matahari, penulis juga mencoba memanfaatkan hal yang biasa saja
menjadi lebih berguna di kehidupan bermasyarakat.
2. Metodologi penelitian
Penelitian ini menggunakan metode
eksperimen. Penulis membuat sebuah penghangat air bertenaga surya yang
memanfaatkan lup sebagai alat utamanya. Setelah jadi, penulis akan menguji
efektifitas penghangat air tersebut secara langsung. Jika suhu air yang
dihasilkan lebih tinggi dibandingkan penghangat air yang secara langsung tanpa
lup, maka terbukti bahwa lup dapat menghangatkan air secara langsung dan dengan
waktu yang lebih cepat.
Variabel bebas dari penelitian ini
adalah jumlah lup dan kekuatan lensa dari lup yang digunakan. Sementara
variabel terikat dari penelitian ini adalah volume air yang berada di dalam
wadah kaleng.
Alat yang digunakan antara lain: kaleng bekas, lup,
alumunium foil, karton hitam, penyangga lup, lakban bening, lem, dan
thermometer. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu air.
Pengumpulan
data pada penelitian ini adalah menjemur langsung alat di bawah sinar matahari.
Tahap dalam penelitian ini adalah:
a. Mengecat permukaan luar kaleng dengan
cat hitam,
b. Membungkus seluruh bagian dalam kaleng dengan karton
hitam,
c. Membungkus seluruh bagian dalam kaleng dengan
alumunium foil
d. Pasang lup di tutup kaleng.
e. Masukkan air dan ukur suhu awal .
f. Ukur suhu air sesuai waktu yang sudah
ditentukan.
g. Bandingkan suhu air di wadah berLup dan
di wadah tidak berLup.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil penelitian yang didapat dari
pengamatan suhu air yang dimulai dari hari Jum’at tanggal 1 November 2013
hingga Senin tanggal 4 November 2013 yang bertempat di Pamulang dan Depok
adalah sebagai berikut:
Tabel 1.1. Hasil Pengamatan Tabel Kaleng berLup Hari-1
No.
|
Waktu
Pengecekan
|
Suhu
Air
|
Volume
Air
|
Jumlah
Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
27oC
|
1 liter
|
1/3
|
2
|
12:00
|
31oC
|
1
liter
|
1/3
|
3
|
15:00
|
28oC(Hujan)
|
1
liter
|
1/3
|
4
|
18:00
|
27oC
|
1
liter
|
1/3
|
Tabel 1.2. Hasil Pengamatan Tabel Tidak berLup Hari-1
No.
|
Waktu
Pengecekan
|
Suhu
Air
|
Volume
Air
|
1
|
09:00
|
27oC
|
1
liter
|
2
|
12:00
|
28oC
|
1
liter
|
3
|
15:00
|
28oC(Hujan)
|
1
liter
|
4
|
18:00
|
26oC
|
1
liter
|
Tabel
1.3. Hasil Pengamatan Tabel Kaleng berLup Hari-1
No.
|
Waktu
Pengecekan
|
Suhu
Air
|
Volume
Air
|
Jumlah
Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
27oC
|
1 liter
|
1/3
|
2
|
12:00
|
29oC
|
1
liter
|
1/3
|
3
|
15:00
|
27oC(Hujan)
|
1
liter
|
1/3
|
4
|
18:00
|
27oC
|
1
liter
|
1/3
|
Hari kedua:
Tabel 2.1. Hasil Pengamatan Tabel berLup Hari-2
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
Jumlah Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
27oC(Mendung)
|
1
liter
|
1/3
|
2
|
12:00
|
27oC(Mendung)
|
1 liter
|
1/3
|
3
|
15:00
|
27oC(Hujan)
|
1 liter
|
1/3
|
4
|
18:00
|
27oC
|
1 liter
|
1/3
|
Tabel 2.2. Hasil Pengamatan Tabel tidak berLup Hari-2
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
1
|
09:00
|
27oC(Mendung)
|
1 liter
|
2
|
12:00
|
27oC(Mendung)
|
1 liter
|
3
|
15:00
|
27oC(Hujan)
|
1 liter
|
4
|
18:00
|
27oC
|
1 liter
|
Tabel 2.3. Hasil Pengamatan Tabel berLup Hari-2
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
Jumlah Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
27oC(Mendung)
|
1
liter
|
1/1.3
|
2
|
12:00
|
27oC(Mendung)
|
1 liter
|
1/1.3
|
3
|
15:00
|
27oC(Hujan)
|
1 liter
|
1/1.3
|
4
|
18:00
|
27oC
|
1 liter
|
1/1.3
|
Hari ketiga:
Tabel 3.1. Hasil Pengamatan Tabel berLup Hari-3
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
Jumlah Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
28oC(Mendung)
|
1
liter
|
1/3
|
2
|
12:00
|
28oC(Mendung)
|
1 liter
|
1/3
|
3
|
15:00
|
28oC(Hujan)
|
1 liter
|
1/3
|
4
|
18:00
|
28oC
|
1 liter
|
1/3
|
Tabel 3.2. Hasil Pengamatan Tabel Tidak berLup Hari-3
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
1
|
09:00
|
28oC(Mendung)
|
1 liter
|
2
|
12:00
|
28oC(Mendung)
|
1 liter
|
3
|
15:00
|
28oC(Hujan)
|
1 liter
|
4
|
18:00
|
28oC
|
1 liter
|
Tabel 3.3. Hasil Pengamatan Tabel berLup Hari-3
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
Jumlah Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
28oC(Mendung)
|
1
liter
|
1/1.3
|
2
|
12:00
|
28oC(Mendung)
|
1 liter
|
1/1.3
|
3
|
15:00
|
28oC(Hujan)
|
1 liter
|
1/1.3
|
4
|
18:00
|
28oC
|
1 liter
|
1/1.3
|
Hari keempat:
Tabel 4.1. Hasil Pengamatan Tabel berLup Hari-4
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
Jumlah Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
26oC
|
1
liter
|
1/3
|
2
|
12:00
|
36oC
|
1 liter
|
1/3
|
3
|
15:00
|
32oC(Mendung)
|
1 liter
|
1/3
|
4
|
18:00
|
32oC
|
1 liter
|
1/3
|
Tabel 4.2. Hasil Pengamatan Tabel Tidak berLup Hari-4
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
1
|
09:00
|
26oC
|
1 liter
|
2
|
12:00
|
32oC
|
1 liter
|
3
|
15:00
|
28oC
|
1 liter
|
4
|
18:00
|
27oC
|
1 liter
|
Tabel 4.3. Hasil Pengamatan Tabel Tidak berLup Hari-4
No.
|
Waktu Pengecekan
|
Suhu Air
|
Volume Air
|
Jumlah Lup/Dioptri
|
1
|
09:00
|
26oC
|
1
liter
|
1/1.3
|
2
|
12:00
|
30oC
|
1 liter
|
1/1.3
|
3
|
15:00
|
32oC(Mendung)
|
1 liter
|
1/1.3
|
4
|
18:00
|
32oC
|
1 liter
|
1/1.3
|
Dari
hasil pengamatan selama 4 hari tersebut terlihat bahwa perubahan suhu yang
terjadi di dalam kaleng berLup lebih tinggi jika dibandingkan dengan kleng yang
tidak dipasangi lup samasekali.
Untuk
mengetahui efekifitas penggunaan lup sebagai pemanas air pertama tama peneliti
membuat sebuah wadah air menggunakan kaleng bekas. Agar kaleng tersebut dapat
menyimpan panas lebih lama seluruh permukaan luar kaleng tersebut di cat
berwarna hitam, karena menurut teori fisika warna hitam dapat menyerap dan
menyimpan panas lebih sempurna dibandingkan warna lainnya. Setelah itu seluruh
permukaan dalam kaleng yang sama ditutup menggunakan karton hitam dengan tujuan
yang sama, namun karena karton tidak bersifat waterproof maka bagian atas karton ditutupi kembali dengan
alumunium foil untuk menahan air dan menyimpan panas lebih lama. Setelah wadah
siap, lup dipasang di bagian tutup kaleng dan wadah diisi air bersuhu normal
sekitar 25 hingga 30 derajat celcius. Siapkan kaleng lain yang tidak diwarnai
ataupun di tutupi oleh karton hitam, alumunium dan juga tidak dipasangi lup,
lalu isi dengan air bersuhu dan volume yang sama seperti kaleng yang
sebelumnya.
Setelah
dilakukan penelitian, pada hari pertama didapatkan hasil yang menyatakan bahwa
kenaikan suhu yang terdapat di wadah air yang dipasangi lup lebih tinggi
dibandingkan dengan wadah yang tidak dipasangi lup dibagian atasnya. Suhu awal
kedua air didalam wadah berbeda tersebut merupakan 27 derajat celcius. Namun,
setelah tiga jam dipanaskan dibawah sinar matahari dengan intensitas yang sama
didapatkan perubahan suhu yang berbeda. Perubahan suhu yang terjadi di wadah
berLup yaitu 4 derajat celcius sementara di wadah tidak berlup hanya 1 derajat
celcius. Hal ini menandakan lup dapat mengefektifkan energi panas yang terdapat
di dalam sinar matahari.
Pada
hari kedua dan ketiga penelitian dilakukan, didapatkan hasil yang sangat tidak
maksimal suhu di kedua wadah tetap sama dari awal pengamatan pukul 09:00 waktu
setempat hingga akhir pengamatan yaitu pukul 18:00. Hal ini disebabkan oleh
minimnya intensitas cahaya matahari yang ada dan juga terjadinya hujan sekitar
pukul 14:45 saat itu.
Pada
hari terakhir penelitian, hasil yang didapatkan menunjukkan hasil yang paling
maksimal diantara hari hari lainnya. Suhu awal yang sama yaitu 26 derajat
celcius berubah menjadi 36 derajat celcius pada kaleng yang berLup dan 32
derajat celcius pada kaleng yang tidak berLup. Hal tersebut kembali membuktikan
bahwa lup dapat mengefektifkan energi panas yang terkandung didalam cahaya
matahari.
Dari
perubahan suhu yang didapatkan dan menunjukkan hasil bahwa lup lebih efektif
untuk meningkatkan suhu air dibandingkan dengan tidak menggunakan lup
dikarenakan sifat lup yang merupakan lensa cembung yaitu konvergen, atau
mengumpulkan cahaya.(Marthen
Kanginan,2002) Dalam penelitian ini, cahaya matahari yang difokuskan
mengandung energi termal atau biasa disebut energi panas. Oleh karena itu
energi panas yang terkandung di dalam cahaya matahari juga ikut terfokuskan ke
arah air.
Didalam
penelitian ini proses yang terjadi adalah proses heliothermal yang merupakan
konversi energi tenaga surya yang menyerap langsung radiasi yang terkandung
dalam cahaya matahari, jenis konversi energi ini merupakan yang paling efektif
diantara proses konversi energi surya lainnya. Karena proses heliothermal dapat
mengefektifkan 100% energi yang dihasilkan secara langsung oleh
matahari.(Archie W Culp Jr, 1989)
Suhu
yang berubah ketika sinar matahari belum muncul ataupun telah terbenam juga
bukan berarti bahwa energi yang ada di dalam sistem menghilang. Energi bersifat
tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan tetapi dapat dirubah bentuknya
menjadi berbagai jenis seperti energi listrik dan lain-lain.(Jamal, 2002)
4. Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat
dari penelitian ini mengefektifkan sinar matahari yang mengandung panas kepada
media air jika dibandingkan dengan sinar matahari yang berinteraksi langsung
dengan air tanpa menggunakan perantara lup. Dengan begitu bisa disimpulkan bahwa
hasil karya ilmiah ini sesuai dengan hipotesis awal. adalah bahwa Lup atau yang
biasa disebut masyarakat awam kaca pembesar dapat
5. Saran
Saran untuk para
peneliti selanjutnya adalah:
1. Agar membuat wadah air dengan volume yang lebih
besar. Agar air yang sudah hangat dapat digunakan untuk hal yang lebih besar.
2. Untuk melakukan penelitian ini di musim panas agar
hasil yang didapat lebih maksimal dengan adanya sinar matahari yang lebih
banyak.
3. Menggunakan lebih banyak lup di bagian atas wadah
agar suhu yang diinginkan lebih cepat tercapai karena permukaan air yang
terkena sinar dari lup lebih banyak.
6.
Daftar pustaka
1.
Junior, Archie W Culp.
1989. Prinsip-prinsip Konversi Energi. Jakarta:
Erlangga.
2.
Kadir, Abdul. 1995. Energi. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
3.
Kanginan,
Marthen. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas XI
Semester 1. Jakarta: Erlangga.
4.
Karyono. 2009. Fisika 1 : untuk
SMA dan MA Kelas X. Jakarta: Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
5.
Purba,
Michael. 2007. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta:
Erlangga.
6.
Purwadarminta, W.J.S.
1976. Kamus Umum Bahasa Indonesia. Jakarta:
Balai Pustaka.
No comments:
Post a Comment