PENGARUH EFEK SEEBECK PADA
PENGARUH EFEK SEEBECK PADA PEMBANGKITAPEMBANGKITAN LISTRIK DENGANN LISTRIK DENGAN TERMOELEKTRIK
TERMOELEKTRIK Intan Aprilia Medina Intan Aprilia Medina
1404405053 1404405053
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali Kampus Bukit Jimbaran, Bali
ABSTRAK ABSTRAK Efek
Efek Seebeck Seebeck merupakan merupakan efek efek yang yang menghasilkan menghasilkan tegangan tegangan kecil kecil pada pada sambungansambungan dua buah log
dua buah logam atau semikonduktor karena pam atau semikonduktor karena perbedaan temperatur. Apabila erbedaan temperatur. Apabila nilai perbedaannilai perbedaan temperaturnya tinggi, maka tegangan yang dihasilkan juga tinggi.
temperaturnya tinggi, maka tegangan yang dihasilkan juga tinggi. Efek Seebeck menggunakan dua log
Efek Seebeck menggunakan dua logam semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-nam semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n dengan koefisien Seebeck ya
dengan koefisien Seebeck yang berbeda dng berbeda dan an membentuk sebuah membentuk sebuah rangkaian loop. Koefisienrangkaian loop. Koefisien semikonduktor
semikonduktor tipe-p tipe-p yaitu yaitu --455,0 μ Volt/K dan koefisien seebeck tipe455,0 μ Volt/K dan koefisien seebeck tipe--n yaitu 375 μVolt/K.n yaitu 375 μVolt/K. Adapun
Adapun metode metode penulisan penulisan yang yang digunakan digunakan adalah adalah metode metode kajian kajian pustaka pustaka yang yang mengambilmengambil sumber dari buku dan internet yan
sumber dari buku dan internet yang berdasarkan g berdasarkan fakta serta informasi yang dapat dipercaya.fakta serta informasi yang dapat dipercaya. Hasil
Hasil dari dari analisis analisis efek efek Seebeck Seebeck yaitu yaitu arus arus listrik listrik dan dan perbedaan perbedaan tegangan tegangan berkisarberkisar antara 1
antara 1 – – 70 microvolt tiap derajat celcius. Sehingga efek Seebeck merupakan cara 70 microvolt tiap derajat celcius. Sehingga efek Seebeck merupakan cara alternatif pembangkit listrik ya
alternatif pembangkit listrik yang menghang menghasilkan energi listrik silkan energi listrik cukup besar cukup besar untuk memenuhiuntuk memenuhi keperluan listrik yang semakin meningkat.
keperluan listrik yang semakin meningkat. Kata Kunci
Kata Kunci : Efek Seebeck, Koefisien Seebeck, Pembangkitan Listrik Termoelektrik : Efek Seebeck, Koefisien Seebeck, Pembangkitan Listrik Termoelektrik
I.
I. PENDAHULUANPENDAHULUAN 1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang
Pertumbuhan penduduk Pertumbuhan penduduk menyebabkan bertambahnya keperluan menyebabkan bertambahnya keperluan energi listrik. Cara untuk menghasilkan energi listrik. Cara untuk menghasilkan energi listrik adalah menggunakan energi listrik adalah menggunakan peralatan
peralatan yang yang dapat dapat mengubah mengubah energienergi lain. Pada konverter termoelektrik lain. Pada konverter termoelektrik terdapat suatu istilah yang dinamakan terdapat suatu istilah yang dinamakan efek termoelektrik. Efek termoelektrik efek termoelektrik. Efek termoelektrik dipengaruhi oleh efek Seebeck.
dipengaruhi oleh efek Seebeck.
Konsep efek Seebeck Konsep efek Seebeck menggambarkan bahwa jika terdapat menggambarkan bahwa jika terdapat dua buah material atau bahan logam dua buah material atau bahan logam (biasanya bersifat semikonduktor) yang (biasanya bersifat semikonduktor) yang tersambung berada di lingkungan tersambung berada di lingkungan
akan mengalir arus listrik atau gaya akan mengalir arus listrik atau gaya gerak listrik. Kelebihan dari prinsip gerak listrik. Kelebihan dari prinsip kerja efek Seebeck yaitu dapat kerja efek Seebeck yaitu dapat digunakan untuk pembangkit listrik digunakan untuk pembangkit listrik termoelektrik.
termoelektrik.
(Sukur, Edi. Agustus 2004. (Sukur, Edi. Agustus 2004. :http://www.energi.lipi.go.id/utama) :http://www.energi.lipi.go.id/utama)
Banyak pembangkit listrik Banyak pembangkit listrik yang
yang masih masih menghasilkan menghasilkan energi energi listriklistrik sangat rendah akibat proses konversi sangat rendah akibat proses konversi yang berulang kali dan panas yang yang berulang kali dan panas yang dihasilkan banyak yang terlepas atau dihasilkan banyak yang terlepas atau terbuang percuma. Tetapi, dengan terbuang percuma. Tetapi, dengan adanya teknologi listrik yang adanya teknologi listrik yang menggunakan prinsip kerja efek menggunakan prinsip kerja efek Seebeck, seperti pembangkitan listrik Seebeck, seperti pembangkitan listrik termoelektrik, diharapkan efisiensi termoelektrik, diharapkan efisiensi
yang dihasilkan tidak terbuang secara percuma.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan penulis, dapat dirumuskan beberapa permasalahan yaitu tentang pengertian efek Seebeck, prinsip kerja efek Seebeck, dan pengaruh efek seebeck pada pembangkitan listrik
termoelektrik. 1.3 Manfaat
Manfaat dari pembuatan laporan ini yaitu sebagai referensi untuk mempelajari Efek Seebeck pada pembangkitan listrik serta menambah pengetahuan mengenai Efek Seebeck dan pengaruhnya pada pembangkitan listrik termoelektrik baik bagi mahasiswa/mahasiswi
ataupun bagi masyarakat umum. II. MATERI DAN METODE Materi
Materi pada analisis efek seebeck ini yaitu 2 komponen logam semikonduktor tipe p dan semikonduktor tipe n. Koefisien semikonduktor tipe-p yaitu -455,0 μ Volt/K dan koefisien seebeck tipe-n yaitu 375 μVolt/K .Resistivitas semikonduktor tipe-p sebesar 0.0015 ohm dan resistivitas tipe-n sebesar 0,0025 ohm. Dua komponen logam semikonduktor akan diputuskan kemudian disambung kembali menggunakan galvanometer. Analisis efek Seebeck ini terdapat di kawasan Desa Dalung, Kuta Utara, Bali.
Metode
Metode penulisan ini menggunakan metode kajian pustaka yang mengambil sumber dari buku dan internet. Adapun cara menganalisis data yaitu menggunakan metode kualitatif dan metode kuantitatif. Metode kualitatif yaitu metode penulisan secara deskripsi, sedangkan metode kuantitatif yaitu analisis data menggunakan perhitungan dalam pembahasan efek Seebeck.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil
Hasil dari analisis efek Seebeck menunjukkan bahwa dua jenis kawat semikonduktor yang berbeda (semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n) dengan koefisien Seebeck tipe-p yaitu -455,0 μ Volt/K dan koefisien Seebeck tipe-n yaitu 375 μVolt/K berada pada temperatur yang berbeda akan menghasilkan sebuah arus listrik. Jika kawat diputuskan lalu disambung kembali akan menghasilkan perbedaan tegangan berkisar antara antara 1 hingga 70
microvolt tiap derajat celcius.
Tegangan yang dihasilkan bersifat berbahaya, karena material ini digunakan pada pembangkit listrik. Namun, apabila dua kawat konektor mempunyai jenis yang sama, maka tidak akan menghasilkan tegangan listrik serta tidak ada fenomena efek Seebeck.
3.2 Pembahasan
Adapun bahasan dari hasil analisis di atas yaitu jika terdapat dua kawat logam dengan material yang berbeda yaitu semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n dengan koefisien semikonduktor tipe-p yaitu -455,0 μ Volt/K dan koefisien seebeck tipe-n yaitu 375 μVolt/K dihubungkan dalam suatu rangkaian tertutup dan berada pada temperatur yang berbeda maka arus listrik akan mengalir dalam rangkaian tertutup itu.
Salah satu kawat diputuskan lalu disambung kembali dengan sebuah galvanometer, maka akan menghasilkan perbedaan tegangan berkisar 1-70 microvolt tiap derajat celcius dari kedua ujung kawat logam. Tegangan yang muncul (Vo) dikenal sebagai emf (electro motive force), dapat dinyatakan dengan persamaan Seebeck yaitu :
Vo =
α
XY( Th-Tc)
Vo = Tegangan keluaran (Volt )
α
XY =Koefiesien Seebeck antaradua material, X dan Y ( Volt/K )
Th,Tc = Temperatur panas dan
Tabel 1.1 Koefisien Seebeck pada material umum
Koefisisen Seebeck menjelaskan kondisi pada sisi yang bersuhu dingin. Apabila bahan dipanaskan, arus akan berpindah dari sisi yang bersuhu panas ke sisi yang bersuhu dingin. Pada semikonduktor tipe-n, elektron akan berpindah dari suhu panas ke suhu yang dingin, maka sisi yang bersuhu dingin akan terisi banyak elektron, sehingga koefisien Seebecknya akan bertanda negatif. Namun, pada
Selenium 900 Tellurium 500 Silicon 440 Germanium 330 Antimony 47 Nichrome 25 Molybdenum 10 Cadmium, tungsten 7.5 Gold, silver, copper 6.5 Rhodium 6.0 Tantalum 4.5 Lead 4.0 Aluminium 3.5 Carbon 3.0 Mercury 0.6 Platinum 0 (definition) Sodium -2.0 Potassium -9.0 Nickel -15 Constantan -35 Bismuth -72
yang bersuhu dingin, sehingga sisi yang bersuhu dingin akan kekurangan muatan elektron dan akan bersifat positif. Maka, koefisien Seebecknya bertanda positf. Jadi koefisien Seebeck tiap logam ada yang positif dan negatif.
Nilai dari koefisien Seebeck (
α
XY) tergantung dari jenis materialyang digunakan, dan nilai koefisien Seebeck bisa bernilai positif atau negatif. Dari nilai koefisien Seebeck, maka arah aliran arus juga bisa diketahui apakah mengalir dari T1 ke
T2atau T2 ke T1. Pengukuran Seebeck
dibagi menjadi dua yaitu koefisien Seebeck relatif dan koefisien Seebeck absolut.
Koefisien Seebeck relatif dapat dinyatakan dengan :
Koefisien Seebeck absolut dapat dinyatakan dengan :
Grafik 1.1 Perbandingan antara Koefisien Seebeck pada beberapa material dengan temperatur.
Prinsip efek Seebeck pada pembangkit listrik, menyebabkan panas yang dihasilkan dapat diubah menjadi listrik, sehingga panas yang dihasilkan tidak terbuang secara percuma dan energi yang dihasilkan oleh pembangkit menjadi lebih besar, serta efisiensi energi menjadi lebih tinggi. Bahan yang digunakan untuk keperluan pembangkitan lisrik adalah bahan semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan yang mampu menghantarkan arus listrik namun tidak sempurna. Semikonduktor yang digunakan adalah semikonduktor tipe n dan tipe p.
IV. SIMPULAN
Bahan logam yang umum digunakan dalam pembangkit listrik termoelektrik yaitu semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n dengan koefisien Seebeck tipe p- yaitu -455,0 μVolt/K dan tipe-n 375 μVolt/K. Prinsip kerja dari efek Seebeck dapat menjadi cara alternatif pembangkit listrik termoelektrik yang menghasilkan energi listrik yang cukup besar serta penghematan energi listrik yang cukup tinggi. Sehingga efek Seebeck dapat menjadi solusi untuk memenuhi keperluan energi listrik yang semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk.
DAFTAR PUSTAKA
1. Muhaimin, M.H (2007). Bahan-bahan Listrik . Edisi Ketiga. Jakarta : PT Pradnya Paramita 2. http://id.swewe.net/word_show.
htm/?36843_1&Efek_Seebeck Diakses pada tanggal 29 November 2014.
3. http://id.termwiki.com/ID:Seebe ck_effect .Diakses pada tanggal
30 November 2014
4. https://id.scribd.com/doc/24831 0150/Jurnal-Thermoelektrik-Generator . Diakses pada tanggal
30 November 2014.
5. https://id.scribd.com/queri=efek +termoelektrik Diakses pada tanggal 1 Desember 2014.
6. http://en.wikipedia.org/wiki/Tho mas_Johann_Seebeck Diakses pada tanggal 1 Desember 2014 7. http://searchnetworking.techtarg
et.com/definition/Seebeck-effect Diakses pada tanggal 2 Desember 2014.
