1
AMPLIFIKASI SUHU FLUIDA KERJA UNEVACUATED TUBE
COLLECTORS DENGAN CYLINDRICAL ALUMINIUM FOIL FIN UNTUK
PENGEMBANGAN SOLAR WATER HEATER PORTABLE
Imam A. Wimansyah1), Muhammad W. Dzaky1), Mikail R. Rigelian1), Azizah M. Al Fitri1), Anak
A. G. K. Arkananta2), Gunawan Nugroho1)*
1
Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Jawa Timur, Indonesia
2
Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Jawa Timur, Indonesia
*Penulis korespondensi: gunawan@ep.its.ac.id
ABSTRAK
Konsumsi energi global telah menjadi isu utama dalam pengembangan teknologi
energi terbarukan. Kekhawatiran utamanya adalah bagaimana cara mengurangi emisi yang
dihasilkan akibat pembakaran bahan bakar konvensional. Penerapan Solar Water Heater
(SWH), merupakan upaya untuk melengkapi dan menggantikan bahan bakar dengan energi
terbarukan. Dalam hal ini, pemanfaatan un-evacuated tube collectors dilakukan karena
mampu menghasilkan suhu pemanasan yang tinggi. Desain un-evacuated tube collectors
dalam penelitian ini terdiri dari dua tabung konsentris: tabung penyerap bagian dalam dan
tabung kaca transparan bagian luar, keduanya dibuat dari bahan dengan emisivitas rendah.
Penelitian ini menggunakan tiga variasi bahan pipa panas dan variasi volume yang berkisar
dari 0,15 ml hingga 1,41 ml. Aseton dipilih sebagai fluida kerja karena efektivitasnya.
Pengumpulan data dilakukan secara bersamaan, termasuk pengukuran intensitas cahaya
matahari menggunakan meteran daya surya yang terkalibrasi dan pencatatan data suhu
untuk setiap variasi tabung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain tabung yang
paling efisien menggunakan bahan tembaga dengan volume sebesar 0,47 ml. Konfigurasi
ini dapat mencapai amplifikasi suhu sebesar 48,9°C, sesuai dengan suhu penguapan target
aseton, sehingga dapat memastikan penguapan fluida terjadi secara efektif.
Kata-kata kunci: Amplifikasi suhu, Energi terbarukan, Heat Pipe, Solar Water Heater
ABSTRACT
Global energy consumption has become a primary issue in the development of
renewable energy technologies. The concern is how to reduce the emissions due to
combustion of conventional fuels. The implementation of Solar Water Heater (SWH), for
example, is an effort to supplement and replace the fuels with renewable energy. In this
case, the utilization of un-evacuated tube collectors is conducted as they are capable of
producing high heating temperatures. The design of the un-evacuated tube collectors in
this study consists of two concentric tubes: an inner absorber tube and an outer transparent
glass tube, both constructed from materials with low emissivity. This research employs
three variations of heat pipe materials and volume variations ranging from 0.15 ml (about
0.01 oz) to 1.41 ml (about 0.05 oz). Acetone was selected as the working fluid due to its
effectiveness. Data collection was conducted simultaneously, including the measurement
of solar light intensity using a calibrated solar power meter and the recording of
temperature data for each tube variation. The results indicate that the most efficient tube
design utilizes copper material with a volume of 0.47 ml (about 0.02 oz). This configuration
achieved a temperature amplification of 48.9°C, aligning with the target evaporation
temperature of acetone, thereby ensuring effective fluid evaporation.
Keywords: Heat Pipe, Renewable energy, Solar Water Heater, Temperature amplification
2
Pendahuluan
Meningkatnya konsumsi energi global dan meningkatnya kepedulian
terhadap lingkungan, permintaan akan solusi energi terbarukan semakin mendesak.
Di antara solusi-solusi ini, sumber energi terbarukan memainkan peran penting
dalam mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil utamanya di Indonesia.
Pemerintah Indonesia juga menandatangani penandatanganan perjanjian Paris pada
tahun 2015 bersama 196 negara di dunia sebagai bentuk komitmen dunia sebagai
bentuk komitmen dan kontribusi negara untuk mengurangi emisi gas dan
memulihkan kerusakan alam. Perjanjian ini menyiratkan bahwa Indonesia berupaya
untuk mengurangi emisi karbon hingga 29% pada tahun 2030 (Nursulistyo et al.,
2022). Akan tetapi, dari studi yang dilakukan Nihayah dan tim menunjukkan bahwa
Tren emisi CO2 di Indonesia dari tahun 1971 hingga 2019 menunjukkan bahwa
meningkatnya aktivitas ekonomi dan pertumbuhan kota menunjukkan
kecenderungan meningkatnya emisi (Nihayah et al., 2022).
Salah satu solusi utama dari permasalahan karbon adalah dengan perlahan
beralih ke energi terbarukan. Salah satu energi terbarukan adalah energi surya yang
merupakan sumber energi terbarukan yang sangat melimpah. Di mana salah satu
bentuk pemanfaatan energi surya adalah solar water heater (SWH), yang
memanfaatkan kekuatan matahari untuk menyediakan energi yang bersih dan
efisien untuk berbagai aplikasi, mulai dari pemanasan perumahan hingga proses
industri skala besar (Uniyal et al., 2022). Pemanas air tenaga surya, memanfaatkan
sinar matahari untuk memanaskan air, secara drastis mengurangi ketergantungan
pada bahan bakar fosil dan menurunkan emisi karbon.
Solar water heater sendiri memiliki berbagai macam model, pada skala
perumahan model yang paling banyak digunakan adalah Flat Plate Collectors
(FPC) dan Evacuated Tube Collectors (ETC) (Kalair et al., 2022). Akan tetapi,
SWH dengan model FPC memiliki sejumlah kelemahan seperti pemanasan dengan
suhu yang tidak terlalu tinggi, berkisaran di 30-50°C, serta memerlukan ruang
instalasi yang cukup luas. Di sisi lain, SWH dengan model ETC memiliki efisiensi
amplifikasi suhu yang tinggi, akan tetapi biaya instalasi yang tinggi, serta sangat
rentan terhadap kerusakan, seperti tabung pecah (Faisal Ahmed et al., 2021).
Oleh karena itu diperlukan model solar water heater yang lebih hemat ruang
instalasi serta memiliki efisiensi amplifikasi suhu yang tinggi dengan biaya yang
relatif lebih murah. Penggunaan model solar water heater dengan pipe collector
dapat menangani permasalahan amplifikasi suhu yang cukup rendah (Luo et al.,
2021)..
Non-pressurized solar tube atau unevacuated tube collectors (UTC) untuk
diaplikasikan terhadap SWH merupakan alternatif yang mampu mengatasi
permasalahan dari model ETC. Manufaktur dari model unevacuated tube collectors
tidak membutuhkan ruang yang luas untuk instalansi nya, hal ini dikarenakan tube
ini tidak membutuhkan vacuum, sehingga tekanan yang berada di dalam tabung
insulasi berada pada tekanan 1 atm atau 14,5 psi (Vasanthaseelan et al., 2021). Akan
3
tetapi dibutuhkan amplifikasi suhu setidaknya di atas 47°, di mana pada suhu ini
fluida kerja dapat mulai ber-evaporasi agar memberikan kinerja fluida kerja yang
optimal (Zhang et al., 2021). Sehingga, tujuan dari artikel ilmiah ini adalah untuk
mengembangkan tube collectors dengan amplifikasi suhu yang tinggi dengan
ukuran model yang jauh lebih kecil.
Metode
Fokus dari penelitian ini mengembangkan model unevacuated tube collectors
dengan ukuran kecil yang dapat menghasilkan suhu pemanasan tinggi untuk
pengembangan solar water heater ukuran portable. Dalam rancangan manufaktur
model, digunakan tiga variasi material heat pipe serta variasi volume fluida kerja
yang disimpan di dalam heat pipe. Dilakukan pengambilan data pembanding, yaitu
iradiasi solar yang diambil bersamaan dengan pengambilan data suhu unevacuated
tube collectors. Penjelasan variasi penelitian yang lebih rinci dapat dilihat pada
matriks variasi penelitian berikut (Tabel 1).
Tabel 1. Matriks Variasi Penelitian
1
Variasi
Volume
(ml)
0,15
2
3
No
Variasi Material
Aluminium Stainless Tembaga
Steel
Parameter
Suhu
Iradiasi
✓
✓
✓
✓
0,47
✓
✓
✓
✓
1,41
✓
✓
✓
✓
Solar Power Meter
✓
4
Model dan Manufaktur
Unevacuated tube collectors merupakan variasi dari solar collectors tube
berjenis evacuated tube, akan tetapi tube ini tidak memerlukan vacuum yang
mengubah initial pressure pada dalam tube mendekati nol atau non-pressurized.
Tube terdiri dari dua tabung konsentris: tabung absorber dalam dan tabung luar
yang transparan dari kaca. Tabung luar terbuat dari akrilik transparan, yang
berfungsi untuk melindungi tabung dari angin, hujan, dan perubahan suhu ekstrem,
serta mengurangi kehilangan panas akibat konduksi dan konveksi. Ketika sinar
matahari mengenai tabung luar, sekitar 90% dari sinar menembus kaca dan masuk
ke tabung dalam, yang dilapisi dengan bahan tertentu yang memiliki koefisien
absorptansi tinggi. Bahan-bahan ini meminimalkan pancaran kembali (emisivitas
rendah), sehingga meningkatkan efisiensi konversi energi (Tabarhoseini et al.,
2022).
Gambar 2. Desain Tube Collectors dari Poros
Sirip atau fin dibuat dari aluminium foil yang dibentuk seperti pada Gambar
2 mengelilingi heat pipe untuk meningkatkan luas permukaan yang bersentuhan
dengan fluida pengangkat panas. Sirip memungkinkan transfer panas yang lebih
besar dari absorber ke fluida (Kumar et al., 2021). Sehingga difabrikasi tube
collectors dengan panjang tabung 15 cm dengan diameter outer tube sebesar 18 mm
dan heat pipe berdiameter dalam 4 mm dan 6 mm diameter luar, yang signifikan
jauh lebih kecil dibandingkan desain evacuated tube collector, yaitu sepanjang 1,47
m (Tabarhoseini et al., 2022).
Heat Pipe dan Fluida
Heat Pipe merupakan komponen yang krusial dalam model unevacuated tube
collectors. Di mana kondisi unevacuated membuat heat-loss dari model ini cukup
besar, sehingga diperlukan pemilihan material yang paling optimal untuk
menanggulangi heat-loss dari model ini. Sehingga digunakan tiga variasi material
5
heat pipe, tembaga, aluminium, stainless steel, yang memiliki thermal performance
dan thermal properties yang tinggi untuk model tube collectors (Al Jubori & Jawad,
2022).
Gambar 3. Skema Kerja Fluida dan Heat Pipe
Untuk transfer panas yang efisien melalui perubahan fase, fluida kerja dalam
heat pipe menguap ketika panas dari sumber eksternal diterima di bagian
evaporator. Di sana, tekanan tinggi muncul, mendorong uap menuju bagian
kondensasi. Pada bagian ini, uap melepaskan panas ke luar heat pipe dan kembali
menjadi cairan. Setelah itu, fluida cair kembali ke bagian evaporasi melalui aksi
kapiler atau gravitasi, menghasilkan siklus tertutup tanpa bagian yang bergerak
(Senthil et al., 2021).
Pemilihan fluida kerja bergantung pada kestabilan termal, kompatibilitas
material, titik didih, kapasitas panas, dan viskositas. Acetone, dengan titik didih 56°
celcius, cocok untuk penggunaan pada suhu rendah tetapi kurang efektif untuk
transfer panas tinggi dibandingkan air atau methanol. Acetone lebih reaktif dan
dapat mempengaruhi material pipa panas karena viskositasnya rendah, yang
memungkinkan aliran lebih efisien (Jose & Kumar Hotta, 2023). Serta pada suhu
47° celcius dengan tekanan 1 atm acetone dapat mulai terevaporasi dengan tekanan
uap yang cukup signifikan, meskipun dengan laju yang lebih rendah (Zhang et al.,
2021).
Kalibrasi Sensor
Dalam penelitian ini digunakan sensor thermocouple tipe K, dengan rentan
temperatur 0-400°C. Thermocouple tipe K merupakan jenis thermocouple yang
paling umum digunakan baik dalam skala laboratorium maupun industri. Untuk
kalibrasinya, ada banyak standar dan referensi yang tersedia, yang memudahkan
prosesnya dengan menggunakan titik referensi yang sudah teruji (Kadir & Kako,
2022). Sehingga digunakan pembanding alat ukur suhu yang bersertifikat seperti
environment meter dalam proses kalibrasi sensor suhu yang digunakan.
Pengambilan Data
Proses pengambilan data dilakukan secara paralel, yaitu pengambilan data
intensitas cahaya matahari dengan alat ukur solar power meter yang sudah
terkalibrasi dan tersertifikasi dan pengambilan data suhu dari variasi model
unevacuated tube collectors. Proses pengambilan data dimulai pada pukul 10 pagi
sampai 12 siang pada wilayah Kota Surabaya.
6
Pengambilan data solar power meter dilakukan untuk mengetahui jumlah
intensitas cahaya matahari pada saat pengambilan data di waktu yang sama dengan
pengambilan data suhu unevacuated tube collectors. Seperti yang tercantum pada
persamaan (1) yang menunjukkan linearitas antara energi solar, intensitas cahaya
dan temperatur hasil dari tube collectors (Putri et al., 2020).
𝑇𝑎
(1)
𝐸𝑖𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 = 𝐼 ⋅ 𝐴𝑐 ⋅ (1 − )
𝑇𝑠
Di mana, 𝐸𝑖𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 merupakan energi radiasi matahari yang diserap oleh tube,
serta (𝐼) merupakan intensitas cahaya matahari yang menentukan jumlah energi
yang tersedia. Sementara (𝐴𝑐) merupakan luas permukaan tube yang
mempengaruhi seberapa banyak energi yang ditangkap. Temperatur lingkungan
(𝑇𝑎 temperatr apparent matahari (𝑇𝑠), yang biasanya diambil sebagai 0,75 dari
temperatur benda hitam (5777 K), digunakan untuk memperkirakan distribusi
energi radiasi yang diterima di permukaan kolektor.
Pemasangan unevacuated tube collectors digunakan tilt angle 7° menghadap
kearah utara. Hal ini dikarenakan, sudut kemiringan (tilt angle) optimal ditentukan
oleh latitude. Semakin dekat lokasi ke ekuator (latitude = 0°), sudut kemiringan
yang optimal cenderung lebih kecil untuk menangkap sinar matahari yang lebih
rendah saat posisi matahari relatif terhadap horizon. Sebaliknya, pada latitude yang
lebih tinggi (dekat kutub), sudut kemiringan yang optimal cenderung lebih besar
untuk menangkap sinar matahari yang lebih rendah (Sharma et al., 2021).
Gambar 4. Desain unevacuated tube collectors
Hasil dan Pembahasan
Hasil Suhu Fluida dalam Heat Pipe
Hasil dari pengujian tube collectors yang menunjukkan adanya perubahan
temperatur pada kedua ujung tube collectors, tube bagian kondensasi yang berada
di titik ujung yang lebih tinggi ketika tube dimiringkan 7°, dan tube bagian
evaporasi yang berada di bagian ujung bawah ketika tube dimiringkan. Sedangkan
menurut Zhang dan tim, pada suhu 47° celcius acetone mulai berveaporasi,
sehingga suhu tersebut menjadi suhu minimum yang diinginkan (Zhang et al.,
2021) Pada gambar 4 berikut, merupakan perubahan suhu fluida kerja dengan
volume 8% dari volume total heat pipe (1,884 ml), yaitu 0,15 ml.
7
Gambar 4. Grafik Suhu Fluida 0,15 ml a) Heat Pipe Aluminium b) Heat Pipe Stainless
Steel c) Heat Pipe Tembaga
Pengukuran suhu dilakukan dalam rentang waktu 15 menit selama 2 jam.
Sehingga diharapkan adanya perubahan suhu yang semakin tinggi dibandingkan
pada menit awal. Terlihat pada heat pipe dengan material tembaga, dimana fluida
kerjanya mencapai suhu 46,75° celcius yang mendekati suhu evaporasi yang
ditargetkan yaitu >47° celcius, sehingga pada variasi ini tidak berhasil mencapai
titik evaporasi yang membuat fluktuasi suhu yang berantakan seperti pada grafik
gambar 4. Sehingga pada variasi selanjutnya dilakukan peningkatan volume fluida
kerja yang dapat berpengaruh pada peningkatan suhu amplifikasi (Sarangi et al.,
2023).
Gambar 5, merupakan hasil dari variasi peningkatam volume fluida kerja
dalam heat pipe menjadi 25% dari volume total heat pipe, yaitu 0,47 ml.
Gambar 5. Grafik Suhu Fluida 0,47 ml a) Heat Pipe Aluminium b) Heat Pipe Stainless
Steel c) Heat Pipe Tembaga
8
Pada variasi ini seluruh tube collectors mampu mencapai suhu evaporasi yang
diinginkan. Gambar 5 c) menunjukkan bahwa heat pipe dengan material tembaga
mencapai suhu pada titik evaporasi yang paling tinggi yaitu 48,9° celcius. Akan
tetapi dengan penambahan volume fluida kerja, berdampak pada selisih antara suhu
di titik kondensasi dan titik evaporasi yang semakin kecil. Sehingga variasi
berikutnya dilakukan di saat yang bersamaan sekaligus sebagai konfirmasi terhadap
selisih suhu antara dua titik yang semakin kecil.
Gambar 6. Grafik Suhu Fluida 1,41 ml a) Heat Pipe Aluminium b) Heat Pipe Stainless
Steel c) Heat Pipe Tembaga
Gambar 6 menunjukkan amplifikasi suhu yang lebih tinggi dibandingkan
dengan fluida kerja 0,47 ml. Data pada gambar 6 merupakan variasi peningkatan
volume fluida kerja menjadi 75% dari volume total, yaitu 1,41 ml. Pada variasi
volume ini terlihat adanya selisih suhu dari bagian kondensasi dan evaporasi yang
semakin mengecil, menandakan laju perpindahan panas yang lebih rendah
dibandingkan volume sebelumnya (Zhang et al., 2021). Di sisi lain, peningkatan
volume ini memberikan hasil yang cukup mirip dengan sebelumnya, yaitu
amplifikasi suhu pada heat pipe material tembaga memiliki suhu pada titik
evaporasi yang paling tinggi yaitu 49.75° celcius, yang sudah cukup melebihi titik
evaporasi yang diinginkan yaitu 47° celcius. Sehingga efisiensi terbaik didapat dari
volume fluida kerja 0,47 ml dengan amplifikasi suhu yang cukup tinggi serta selisih
suhu antara titik evaporasi dan kondensasi yang lebih besar dibandingkan variasi
volume 1,41 ml.
Intensitas Cahaya Matahari
Pengukuran intensitas cahaya matahari menggunakan solar power meter di
saat yang bersamaan dengan pengambilan data temperatur tube collectors
dilakukan memastikan tren kenaikan intensitas cahaya matahari yang linear ke atas
dengan kenaikan suhu amplifikasi dengan tube collectors.
9
Gambar 7. Grafik Intensitas Cahaya Matahari
Terlihat pada grafik di atas (Gambar 7), titik tertinggi didapat sebesar 1006,31
2
w/m pada pukul 12 siang. Di mana pada variasi volume fluida 0,47 ml dengan
material heat pipe tembaga mampu mencapai suhu amplifikasi pada titik evaporasi
sebesar 48,9° celcius, serta dengan volume 1,41 ml dengan material yang sama
mampu mencapai suhu amplifikasi 49,75° celcius dengan intensitas matahari
1006,31 w/m2.
Kesimpulan
Unevacuated tube collectors atau non-pressurized tube collectors merupakan
model tube yang memiliki ukuran jauh lebih kecil dibandingkan model evacuated
tube collectors, sehingga model ini dapat manjadi acuan dalam pengembangan
solar water heater portable dan menjadi salah satu alternatif sumber energi
terbarukan . Desain tube yang paling efisien didapat dengan penggunaan pipa
tembaga sebagai material heat pipe, dengan acetone dengan volume 0,47 ml atau
25% dari volume total sebagai fluida kerja yang paling efisien. Dengan amplifikasi
suhu hingga 48,9° celcius yang sesuai dengan target suhu evaporasi acetone di atas
47° celcius yang mampu ber-evaporasi dengan baik. Sehingga amplifikasi suhu
fluida kerja dengan unevacuated tube collectors dengan cylindrical aluminium foil
fin mampu untuk menjadi acuan pengembangan solar water heater yang portable.
Ucapan Terimakasih
Penulis mengucapkan terima kasih pada Laboratorium Rekayasa Energi dan
Pengkondisian Lingkungan Departemen Teknik Fisika dan Direktorat
Kemahasiswaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya yang telah
memfasilitasi pelaksanaan PKM-AI ini dan Direktorat Pembelajaran dan
Kemahasiswaan Kementerian Pendidikan,Kebudayaan, Riset, dan Teknologi
Republik Indonesia yang mendanai Program Kreativitas Mahasiswa 2025.
10
Kontribusi Penulis
Pada penelitian ini, penulis satu berperan dalam menyiapkan menyusun
naskah (manuskrip), penulis dua berperan dalam analisis data dan melakukan
perancangan elektrikal dan sensor, penulis tiga melakukan kalibrasi sensor, penulis
empat bertugas melakukan pengambilan data, penulis lima berperan membuat
konsep rancangan desain tube, penulis keenam berperan dalam perhitungan dan
analisis tube dua dimensi, penulis ketujuh berperan memberikan masukan, arahan,
serta saran dalam pengerjaan penelitian ini.
Daftar Pustaka
Al Jubori, A. M., & Jawad, Q. A. (2022). Experimental Thermal Performance
Assessment of Aluminum and Copper Heat Pipes for Refrigerated Container
Applications. International Journal of Refrigeration, 133, 90–98.
Faisal Ahmed, S., Khalid, M., Vaka, M., Walvekar, R., Numan, A., Khaliq
Rasheed, A., & Mujawar Mubarak, N. (2021). Recent Progress in Solar Water
Heaters and Solar Collectors: A Comprehensive Review. In Thermal Science
and Engineering Progress (Vol. 25). Elsevier Ltd.
Jose, J., & Kumar Hotta, T. (2023). A Comprehensive Review of Heat Pipe: Its
Types, Incorporation Techniques, Methods of Analysis and Applications. In
Thermal Science and Engineering Progress (Vol. 42). Elsevier Ltd.
Kadir, A. M., & Kako, S. A. (2022). Comparative Investigation on the Quality of
Sensitivity of Six Different Types of Thermocouples. In Al-Rafidain
Engineering Journal (AREJ) (Vol. 27, Issue 2).
Kalair, A. R., Seyedmahmoudian, M., Saleem, M. S., Abas, N., Rauf, S., &
Stojcevski, A. (2022). A Comparative Thermal Performance Assessment of
Various Solar Collectors for Domestic Water Heating. International Journal of
Photoenergy, 2022.
Kumar, A., Said, Z., & Bellos, E. (2021). An Up-to-Date Review on Evacuated
Tube Solar Collectors. In Journal of Thermal Analysis and Calorimetry (Vol.
145, Issue 6, pp. 2873–2889). Springer Science and Business Media B.V.
Luo, Q., Li, B., Wang, Z., Su, S., Xiao, H., & Zhu, C. (2021). Thermal Modeling
of Air-Type Double-Pass Solar Collector with PCM-Rod Embedded in
Vacuum Tube. Energy Conversion and Management, 235.
Nihayah, D. M., Mafruhah, I., Hakim, L., & Suryanto, S. (2022). CO2 Emissions
in Indonesia: The Role of Urbanization and Economic Activities towards Net
Zero Carbon. Economies, 10(4).
Nursulistyo, E. D., Aryani, Y. A., & Bandi, B. (2022). The Disclosure of Carbon
Emission in Indonesia: A Systematic Literature Review. Jurnal Dinamika
Akuntansi Dan Bisnis, 10(1), 1–18.
Putri, T. D., Samantha, F., Ifadah, D., Syarif, A., Rusnadi, I., Ridwan, K. A., &
Febriana, I. (2020). Analisis Eksergi Pada Kolektor Surya Pelat Datar Exergy
Analysis of Flat Plat Solar Collector (Vol. 01, Issue 01). Oktober.
11
Sarangi, A., Sarangi, A., Sahoo, S. S., Mallik, R. K., Ray, S., & Varghese, S. M.
(2023). A Review of Different Working Fluids Used in The Receiver Tube of
Parabolic Trough Solar Collector. In Journal of Thermal Analysis and
Calorimetry (Vol. 148, Issue 10, pp. 3929–3954). Springer Science and
Business Media B.V.
Senthil, R., Madurai Elavarasan, R., Pugazhendhi, R., Premkumar, M.,
Vengadesan, E., Navakrishnan, S., Islam, M. R., & Natarajan, S. K. (2021). A
Holistic Review on The Integration of Heat Pipes in Solar Thermal and
Photovoltaic Systems. In Solar Energy (Vol. 227, pp. 577–605). Elsevier Ltd.
Sharma, A., Kallioğlu, M. A., Awasthi, A., Chauhan, R., Fekete, G., & Singh, T.
(2021). Correlation Formulation for Optimum Tilt Angle for Maximizing The
Solar Radiation on Solar Collector in The Western Himalayan Region. Case
Studies in Thermal Engineering, 26.
Tabarhoseini, S. M., Sheikholeslami, M., & Said, Z. (2022). Recent Advances on
The Evacuated Tube Solar Collector Scrutinizing Latest Innovations in
Thermal Performance Improvement Involving Economic and Environmental
Analysis. In Solar Energy Materials and Solar Cells (Vol. 241). Elsevier B.V.
Uniyal, A., Prajapati, Y. K., Ranakoti, L., Bhandari, P., Singh, T., Gangil, B.,
Sharma, S., Upadhyay, V. V., & Eldin, S. M. (2022). Recent Advancements in
Evacuated Tube Solar Water Heaters: A Critical Review of The Integration of
Phase Change Materials and Nanofluids with ETCs. In Energies (Vol. 15, Issue
23). MDPI.
Vasanthaseelan, S., Manoj Kumar, P., Anandkumar, R., Hari Ram, K., Subbiah, R.,
Suresh, V., Abishek, A. S., Anith, R., Aravinth, P., & Balaji, S. V. (2021).
Investigation on Solar Water Heater with Different Types of Turbulators.
Materials Today: Proceedings, 47, 5203–5208.
Zhang, Y., Huang, R., Zhou, P., Huang, S., Zhang, G., Hua, Y., & Qian, Y. (2021).
Numerical Study on The Effects of Experimental Parameters on Evaporation
Characteristic of A Droplet. Fuel, 293.
12
LAMPIRAN
Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota, serta Biodata Dosen Pendamping
1. Biodata Ketua
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
Imam Abelian Wimansyah
2 Jenis Kelamin
Laki-Laki
3 Program Studi
S1 Teknik Fisika
4 NIM
5009221070
5 Tempat dan Tanggal Lahir Kediri, 20 Februari 2004
6 Alamat E-mail
eliawimansyah@gmail.com
7 Nomor Telepon/HP
082334100964
B. Kegiatan Kemahasiswaan Yang Sedang/Pernah diikuti
No
Jenis Kegiatan
Status Dalam Kegiatan
Waktu dan Tempat
1 HMTF
Staff Divisi Relasi & Surabaya,
AprilMedia
November 2024
2 EPW
Staff Ahli Divisi Public Surabaya, Februari
Relation
2025
C. Penghargaan Yang Pernah Diterima
No
Jenis Penghargaan
Pihak Pemberi Penghargaan
Tahun
1
2
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan PKM-AI.
Surabaya, 11 Februari 2025
Ketua,
(Imam Abelian Wimansyah)
13
2. Biodata Anggota 1
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
Mikail Reflie Rigelian Pribadi
2 Jenis Kelamin
Laki-Laki
3 Program Studi
S1 Teknik Fisika
4 NIM
5009221130
5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 6 Januari 2004
6 Alamat E-mail
refliemikai@gmail.com
7 Nomor Telepon/HP
081288840681
B. Kegiatan Kemahasiswaan Yang Sedang/Pernah diikuti
No
Jenis Kegiatan
Status Dalam Kegiatan
Waktu dan Tempat
1 Thermal
Amplifier Lecturer
Research Surabaya,
Research
Assistant
November 2024 –
Januari 2025
2
3
C. Penghargaan Yang Pernah Diterima
No
Jenis Penghargaan
Pihak Pemberi Penghargaan
Tahun
1
2
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan PKM-AI.
Surabaya, 10 Februari 2025
Anggota Tim,
(Mikail
Pribadi)
Reflie
Rigelian
14
3. Biodata Anggota 2
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
Anak Agung Gede Kalyana Arkananta
2 Jenis Kelamin
Laki-Laki/Perempuan
3 Program Studi
4 NIM
5 Tempat dan Tanggal Lahir
6 Alamat E-mail
7 Nomor Telepon/HP
B. Kegiatan Kemahasiswaan Yang Sedang/Pernah diikuti
No
Jenis Kegiatan
Status Dalam Kegiatan
Waktu dan Tempat
1
2
3
C. Penghargaan Yang Pernah Diterima
No
Jenis Penghargaan
Pihak Pemberi Penghargaan
Tahun
1
2
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan PKM-AI.
Kota, Tanggal-Bulan-Tahun
Anggota Tim,
Tanda tangan (asli TT basah*)
(Nama Lengkap)
15
4. Biodata Anggota 3
16
5. Biodata Anggota 4
17
6. Biodata Dosen Pendamping
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
Prof. Gunawan Nugroho, S.T., M.T., Ph.D.
2 Jenis Kelamin
Laki-Laki
3 Program Studi
Teknik Fisika
4 NIP/NIDN
197711272002121002/0003068004
5 Tempat dan Tanggal Surabaya, 27 November 1977
Lahir
6 Alamat E-mail
gunawan@ep.its.ac.id
7 Nomor Telepon/HP 081553132408
B. Riwayat Pendidikan
No
Jenjang
Bidang Ilmu
Institusi
Tahun Lulus
1
Sarjana (S1)
Teknik Fisika Institut Teknologi 2001
Sepuluh
Nopember
2
Magister (S2)
Teknik Mesin Institut Teknologi 2005
Sepuluh
Nopember
3
Doktor (S3)
Mechanical
Universiti
2010
Engineering
Teknologi
Petronas
C. Rekam Jejak Tri Dharma PT
Pendidikan/Pengajaran
No
Nama Mata Kuliah
Wajib/Pilihan
SKS
1 Termodinamika
Wajib
3
2 Mekanika Fluida
Wajib
3
3 Perpindahan Panas dan Massa
Wajib
3
4 Matematika Rekayasa
Wajib
3
5 Rekayasa Kenyamanan Thermal
Wajib
3
6 Rekayasa Konversi dan Konservasi Energi Wajib
3
7 Aerodinamika
Pilihan
2
8 CFD (Computational Fluid Dynamics)
Pilihan
2
9 Turbomachinery
Pilihan
2
10 Ekonomi Energi
Pilihan
2
11 Optimasi Sistem Energi
Pilihan
2
Penelitian
18
No
1
Judul Penelitian
Penyandang Dana
Potensi Pemanfaatan Lignoselulosa Kemendikbudristek
berbasis Ampas Tebu sebagai Media
Produksi Biodiesel oleh Mucor
Circinelloides untuk Biofuel Generasi
Lanjut
2
Pemanfaatan Limbah Tandan Pisang Dana ITS
Menjadi
Bahan
Bakar
Padat
(Biobriket) Menggunakan Metode
Hydrothermal Carbonization
3
Studi Pengembangan Adaptive Flow Dana ITS
Control Untuk Meningkatkan Kinerja
Turbin Hidrokinetik Aksis Vertikal
Tipe Darrieus
4 3 Phase ACIM Motor Device Dana HETI-ADB
Dedicated
Controller
Sebagai
Penggerak Mesin Sortir Kelapa Guna
mengatasi Permasalahan Dedicated
Controller Pada PT. Hikari Solusindo
Sukses
5 3 Phase BLDC Dedicated Automotive Dana HETI-ADB
Grade Controller untuk Motor Elektrik
1500 Watt
6 Rancang Bangun Sistem Kontrol Dana ITS
Persebaran Suhu Dalam Chamber
Aeroponik Berbasis Programmable
Device Server
7 Pengembangan Passive Flow Control Dana Departemen
pada Turbin Hidrokinetik Tipe
Vertikal Menggunakan Passive Split
Gurney Flap
8 Pengaruh Konsentrasi SiO2@TiO2 Dana Departemen
Pada Nanofluida Berbasis Etilena
Glikol/Air Terhadap Unjuk Kerja
Penukar Panas
Pengabdian Kepada Masyarakat
No Judul Pengabdian kepada Masyarakat
Penyandang Dana
1 TenagaAhli:
"Gasifikasi
Pellet Dana ITS
Biomassa Pellet Kayu sebagai
Alternatif Energi pada Industri
Penggilingan Padi"
Tahun
2023
2023
2023
2023
2023
2022
2022
2021
Tahun
2022
19
2
Perbaikan
Performansi
Mesin Dana Departemen
2022
Ekstraktor Minyak Atsiri Serai Wangi
3 Pengabdi dalam kegiatan Energy 2020 Dana ITS
2021
dengan tema a Energy Optimization
and Transition through Industrial
Revolution 4.0 for
Indonesias
Renewable Energy 2025
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan PKM-AI.
Surabaya, 11 Februari 2025
Dosen Pendamping,
(Prof. Gunawan Nugroho,
S.T., M.T., Ph.D.)
20
Lampiran 2. Kontribusi ketua, anggota, dan dosen pendamping
No.
Nama
Posisi
Penulis
Penulis
Pertama
Bidang
Ilmu
Teknik
Fisika
Kontribusi
1
Imam Abelian
2
Muhammad Wildan
Dzaky
Penulis
Kedua
Teknik
Fisika
3
Mikail Reflie Rigelian
Pribadi
Penulis
Ketiga
Teknik
Fisika
4
Azizah Marsha Al Fitri
Penulis
Keempat
Teknik
Fisika
Pengambilan data.
5
Anak A. K. G. Arkananta
Penulis
Kelima
Teknik
Mesin
Konsep rancangan
desain tube.
6
Gunawan Nugroho
Penulis
terakhir
Teknik
Fisika
Pengarah dan
desain kegiatan
serta penyelaras
akhir
manuskrip.
Menyiapkan
menyusun naskah
(manuskrip).
Analisis data dan
melakukan
perancangan
elektrikal dan
sensor.
Kalibrasi sensor.
21
Lampiran 3. Surat Pernyataan Ketua Pengusul
SURAT PERNYATAAN KETUA TIM PENGUSUL
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama Ketua Tim
: Imam Abelian Wimansyah
Nomor Induk Mahasiswa
: 5009221070
Program Studi
: S1 Teknik Fisika
Nama Dosen Pendamping : Prof. Gunawan Nugroho, S.T., M.T., Ph.D.
Perguruan Tinggi
: Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Dengan ini menyatakan bahwa proposal PKM-AI saya dengan judul Amplifikasi
Suhu Fluida Kerja Unevacuated Tube Collectors Dengan Cylindrical
Aluminium Foil Fin Untuk Pengembangan Solar Water Heater Portable yang
diusulkan untuk tahun anggaran 2024 adalah asli karya kami dan belum pernah
dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain
Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,
maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan
mengembalikan seluruh biaya yang sudah diterima ke kas negara.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenarbenarnya.
Suarabaya, 11 Februari 2025
Yang menyatakan,
(Imam Abelian Wimansyah)
NIM.5009221070
22
Lampiran 4. Pernyataan Sumber Tulisan
SURAT PERNYATAAN SUMBER TULISAN PKM -AI
Saya yang menandatangani Surat Pernyataan ini:
Nama Ketua Tim
: Imam Abelian WImansyah
Nomor Induk Mahasiswa
: 5009221070
Program Studi
: S1 Teknik Fisika
Nama Dosen Pendamping : Prof. Gunawan Nugroho, S.T., M.T., Ph.D.
Perguruan Tinggi
: Institut Teknologi Sepuluh Nopember
1. Menyatakan bahwa PKM-AI yang saya tuliskan bersama anggota tim lainnya
benar bersumber dari kegiatan yang telah dilakukan:
a. Sumber tulisan dari hasil kegiatan yang telah dilakukan berkelompok oleh
tim penulis, yaitu: Final Project Mata Kuliah Perpindahan Panas dan Massa
b. Topik Kegiatan: Amplifikasi Suhu Fluida Kerja
c. Tahun dan Tempat Pelaksanaan: 6 Mei 2024, Surabaya
2. Naskah ini belum pernah diterbitkan/dipublikasikan dalam bentuk prosiding
maupun jurnal sebelumnya dan diikutkan dalam kompetisi.
3. Kami menyatakan kesediaan artikel ilmiah ini dipublish di e-Journal Direktorat
Belmawa Kemendikbud-Ristek.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenarbenarnya.
Surabaya, 11 Februari 2025
Yang menyatakan,
(Imam Abelian Wimansyah)
NIM.5009221070