ANALISIS KINERJA SISTEM THERMAL ENERGY STORAGE WATER HEATER MENGGUNAKAN MEDIA PASIR LOKAL DAN SERPIHAN LOGAM DENGAN METODE SUSUNAN BERLAPIS

CORNELIUS PRATHAMA, . (2026) ANALISIS KINERJA SISTEM THERMAL ENERGY STORAGE WATER HEATER MENGGUNAKAN MEDIA PASIR LOKAL DAN SERPIHAN LOGAM DENGAN METODE SUSUNAN BERLAPIS. Sarjana thesis, UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA.

	Text Cover.pdf Download (888kB)
	Text BAB I.pdf Download (269kB)
	Text BAB II.pdf Restricted to Registered users only Download (857kB) | Request a copy
	Text BAB III.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) | Request a copy
	Text BAB IV.pdf Restricted to Registered users only Download (2MB) | Request a copy
	Text BAB V.pdf Restricted to Registered users only Download (253kB) | Request a copy
	Text DAFTAR PUSTAKA.pdf Download (228kB)
	Text Lampiran.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

ABSTRAK Kebutuhan energi terus meningkat, sementara energi yang digunakan selama ini didominasi oleh sumber energi non-renewable yang jumlahnya terbatas. Desakan pencapaian Net-Zero Emission Indonesia pada tahun 2060 mendorong pemanfaatan energi terbarukan secara lebih luas. Akan tetapi, sifat energi terbarukan yang intermiten menuntut adanya sistem penyimpanan energi yang andal. Penelitian ini bertujuan untuk menyimpan energi termal menggunakan Thermal Energy Storage (TES) berbasis pasir, mengingat pasir mudah diperoleh, aman, memiliki ketahanan termal yang baik, serta berbiaya rendah. Meskipun demikian, rendahnya konduktivitas termal efektif pasir menjadi tantangan utama dalam penerapannya sebagai media TES. Oleh karena itu, penelitian eksperimental ini membandingkan kinerja TES pasir murni dengan TES pasir yang ditambahkan serpihan logam hasil permesinan untuk meningkatkan konduktivitas termal efektif sistem. Logam ditata dalam dua konfigurasi, yaitu horizontal dan vertikal, dengan proporsi 10 wt% untuk menentukan penataan yang paling optimal. Energi yang tersimpan dalam sistem selanjutnya dimanfaatkan sebagai sumber panas untuk pemanas air (water heater). Hasil pengujian pada debit 1 LPM menunjukkan pasir murni memiliki efisiensi charging sebesar 89,3% dan efisiensi discharging sebesar 42,2%, serpihan logam horizontal memiliki efisiensi charging 88,1% dan efisiensi discharging 79,6%, sedangkan serpihan logam vertikal memiliki efisiensi charging 92,3% dan efisiensi discharging 74,8%. Pada debit 1,5 LPM, efisiensi discharging pasir murni dan serpihan logam horizontal masing-masing menurun menjadi 41,3% dan 51,1%. Dari sisi pemanasan air, konfigurasi serpihan logam horizontal menghasilkan lonjakan suhu T tertinggi sebesar 71,43°C, diikuti serpihan logam vertikal sebesar 70,52°C dan pasir murni sebesar 52,3°C. Hasil ini menunjukkan bahwa serpihan logam vertikal unggul pada fase charging, sedangkan serpihan logam horizontal unggul pada fase discharging dan pemanasan air. Selain itu, peningkatan debit aliran air secara konsisten menurunkan efisiensi discharging pada seluruh konfigurasi yang diuji. Kata kunci: efisiensi charging-discharging, pasir, penataan horizontal-vertikal, serpihan logam, water heater. ***** ABSTRACT Energy demand continues to rise, while energy consumption has long been dominated by limited non-renewable sources. The push toward Indonesia's 2060 Net-Zero Emission target encourages wider use of renewable energy; however, its intermittent nature requires a reliable energy storage system. This study aims to store thermal energy using sand-based Thermal Energy Storage (TES), given that sand is easily obtained, safe, thermally durable, and low cost, although its low effective thermal conductivity remains the main challenge. This experimental study compares the performance of pure-sand TES with sand TES enhanced by machining metal shavings (low-carbon steel and aluminum, 10 wt%) arranged in two configurations, horizontal and vertical, to determine the optimal arrangement. The stored energy is subsequently used as a heat source for a water heater. Testing at a flow rate of 1 LPM showed that pure sand achieved a charging efficiency of 89.3% and a discharging efficiency of 42.2%; horizontal metal shavings achieved 88.1% charging and 79.6% discharging efficiency; while vertical metal shavings achieved 92.3% charging and 74.8% discharging efficiency. At 1.5 LPM, the discharging efficiency of pure sand and horizontal metal shavings decreased to 41.3% and 51.1%, respectively. In terms of water heating, the horizontal configuration produced the highest temperature rise (71.43°C), followed by the vertical configuration (70.52°C) and pure sand (52.3°C). These results indicate that the vertical arrangement excels during charging, while the horizontal arrangement excels during discharging and water heating, and that increasing the flow rate consistently reduces discharging efficiency across all configurations. Keywords: charging-discharging efficiency, sand, horizontal-vertical arrangement, metal shavings, water heater

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Additional Information:	1). Dr. Ir. Ragil Sukarno, S.T., M.T. IPM. ; 2). Dr. Darwin Budi Syaka, M.T.
Subjects:	Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Mesin, Mekanika Teknik Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Energi
Divisions:	FT > S1 Teknik Mesin
Depositing User:	Cornelius Prathama .
Date Deposited:	20 Aug 2026 10:41
Last Modified:	20 Aug 2026 10:41
URI:	http://repository.unj.ac.id/id/eprint/72265

Actions (login required)

View Item