Experimental and Simulation Analysis of Single-Pass Solar Air Collector Performance

Abstrak

ABSTRACT

The solar air collector is a key technology for utilizing solar energy, and many studies focus on improving its efficiency to enhance overall solar energy utilization. This study investigates the thermal performance of a single-channel solar air collector through both experimental and simulation methods, aiming to identify ways to enhance its performance. The Multiphysics software is used to model and evaluate the collector’s performance. Computational fluid dynamics (CFD) techniques are applied to simulate heat transfer in both solid and fluid regions, as well as the laminar flow field. The results indicate that the maximum absorber plate temperature of the solar air collector reached 87.8 °C, and the maximum outlet temperature was 52 °C during the experiments. The simulation results show good agreement with the experimental data, with the percentage error within 8.2%, which is considered acceptable.

Keywords: computational fluid dynamics, COMSOL software, thermal efficiency, solar air collector

ABSTRAK

Kolektor surya pemanas udara (kolektur udara surya) merupakan teknologi penting dalam pemanfaatan energi surya, dan berbagai studi umumnya fokus pada peningkatan efisiensinya sebagai representasi meningkatnya pemanfaatan energi surya secara keseluruhan. Studi ini menyelidiki kinerja termal kolektor udara surya saluran tunggal melalui metoda eksperimental dan simulasi,  sebagai identifikasi untuk meningkatkan kinerjanya. Perangkat lunak Multiphysics digunakan untuk memodelkan dan mengevaluasi kinerja kolektor. Teknik Komputasi Dinamika Fluida diterapkan untuk mensimulasikan perpindahan panas pada bagian padat (plat) dan  fluida, serta medan aliran laminar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu pelat penyerap tertinggi yang tercatat dalam eksperimen kolektor udara surya mencapai 87,8 °C, dengan suhu keluaran maksimum 52 °C. Hasil simulasi menunjukkan konsistensi yang wajar dengan data eksperimental, dengan persentase kesalahan dalam kisaran 8,2%, yang dianggap dapat diterima.

Kata kunci: Teknik Komputasi Dinamika Fluida, perangkat lunak COMSOL, efisiensi termal, kolektor udara surya