KARAKTERISTIK GENERATOR TERMOELEKTRIK TUGAS AKHIR - Karakteristik generator termoelektrik - USD Repository

(1)

KARAKTERISTIK GENERATOR TERMOELEKTRIK

TUGAS AKHIR

Ditujukan untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh :

KRISTOFORUS AGASTYA MUNIS 095214075

Kepada :

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

CHARACTERISTICS OF THERMOELECTRIC GENERATOR

FINAL PROJECT

Presented as partial fulfilment of the requirements to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

Submitted by :

TO

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF MECHANICHAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

iii

TUGAS AKHIR

KARAKTERISTIK GENERATOR TERMOELEKTRIK

Disusun oleh :

Telah disetujui oleh :

Yogyakarta, 21 Januari 2014

Pembimbing Utama

(4)

iv

TUGAS AKHIR

KARAKTERISTIK GENERATOR TERMOELEKTRIK

Yang dipersiapkan dan disusun oleh KRISTOFORUS AGASTYA MUNIS

095214075

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal 21 Januari 2014 dan dinyatakan telah lulus memenuhi syarat.

Susunan Dewan Penguji :

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : Dr. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si. ………..

Sekretaris : A. Prasetyadi, S.Si, M.Si. ………..

Anggota : Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. ………..

Yogyakarta, 21 Januari 2014 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Dekan

(5)

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“ Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat atau pendapat yang pernah ditulis atau pernah diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.”

Surakarta, 21 Januari 2014

(6)

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Kristoforus Agastya Munis

Nomor Mahasiswa : 095214075

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

KARAKTERISTIK GENERATOR TERMOELEKTRIK

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 21 Januari 2014

Yang menyatakan

(7)

vii

1.4 Skematik Rancangan Generator Termoelektrik ………..…….. 7

(8)

viii

2.1.3 Termoelektrik ……… 16

2.1.4 Daya Listrik ……… 21

2.2 Tinjauan Pustaka ……….… 22

. BAB III PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN …… 26

3.1 Komponen Generator Termoelektrik ……… 26

3.2 Skema Generator Termoelektrik ……… 26

3.3 Peralatan pendukung Pembuatan Alat ……….. 30

3.4 Pembuatan Generator Termoelektrik ……….. 30

3.5 Variasi Penelitian ……….. 32

3.6 Cara Pengambilan Data ……….. 33

3.6.1 Pengambilan Data Penelitian I …………..……… 34 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……… 42

4.1 Hasil Penelitian ……… 42

4.1.1 Hasil Penelitian I …..……….. 42

(9)

ix

4.1.3 Hasil Penelitian III ……….. 50

4.1.4 Hasil Penelitian IV ……….. 54

4.1.5 Hasil Penelitian V ……… 58

4.2 Perbandingan Hasil Penelitian dan Pembahasan ……… 62

. BAB V Kesimpulan Dan Saran ………. 75

5.1 Kesimpulan ……… 75

5.2 Saran ………..……….……….. 76

. DAFTAR PUSTAKA ………. 77

. LAMPIRAN ………..……….. 78

(10)

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat yang diberikan, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Karakteristik Generator Termoelektrik”.

Tugas Akhir bagi seorang mahasiswa adalah puncak dari rangkaian studi yang telah ditempuh selama kuliah beberapa semester. Melalui tugas akhir mahasiswa dapat mengaplikasikan apa yang telah dipelajari selama kuliah , disamping itu juga merupakan salah satu mata kuliah prasyarat dalam mencapai gelar sarjana strata satu pada Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih atas segala bantuannya sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik, kepada :

1. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku Dosen pembimbing sekaligus Kepala Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, yang telah memberi dukungan baik moral dan spiritual kepada penulis.

2. Alb. Murdianto, M.Pd. selaku Kepala SMK Katolik Mikael yang telah memberi dukungan baik moral dan spiritual kepada penulis.

(11)

xi

4. Orang tua yang telah membesarkan dan merawat penulis serta saudara-saudara yang selalu memberi motivasi kepada penulis.

5. Rekan-rekan kerja serta para siswa SMK Katolik Mikael, terima kasih atas dukungannya.

6. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari dalam pembuatan laporan dan penulisan masih terdapat banyak kekurangan, maka penulis menerima segala bentuk saran dan kritik yang diberikan.

Surakarta, 2 Desember 2013

(12)

xii

INTISARI

Sekarang ini kebutuhan akan energi listrik semakin besar, sebagian besar manusia saat ini sangat tergantung pada energi listrik dalam kehidupan sehari-hari. Listrik merupakan energi yang sangat mudah untuk diubah menjadi bentuk energi lainya, sehingga manusia semakin dipermudah dengan adanya energi listrik. Akan tetapi dibalik kemudahan tersebut terdapat ancaman krisis energi, tidak dapat dipungkiri energi listrik saat ini terutama di negeri kita tercinta Indonesia sebagian besar berasal dari energi fosil yang bisa dikatakan mulai menipis. Di negara-negara maju saat ini mulai meninggalkan energi dari fosil dan beralih ke bentuk energi yang tebarukan dari alam antara lain kincir angin, kincir air dan sel surya. Selain daripada itu saat ini mulai dikembangkan bentuk konversi energi menggunakan termoelektrik yang prinsipnya menggunakan perbedaan suhu yang ditemukan oleh Seebeck. Oleh karena itu penulis tertarik untuk meneliti termoelektrik ini dengan membuat generator termoelektrik, mengingat belum banyak yang belum melakukan penelitian ini. Diharapkan penelitian yang dibuat dapat digunakan sebagai referensi dari peneliti lain yang akan meneliti termoelektrik sebagai alat konversi energi.

(13)

xiii

(14)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Baru-baru ini termoelektrik mulai banyak dikenal sebagai alternatif pendinginan maupun pembangkit listrik. Dalam penelitian ini penulis mencoba membuat sebuat pembangkit listrik yang memanfaatkan termoelektrik.

1.1.1. Termoelektrik

Termoelektrik adalah suatu alat yang memanfatkan energi dari perubahan suhu dan listrik. Ada dua macam termoelektrik, pertama adalah pendingin termoelektrik (peltier cooler atau TEC) seperti pada Gambar 1.1 yaitu alat yang memanfatkan energi listrik untuk memompa kalor dari permukaan satu terhadap permukaan yang lainya.

(15)

2

Kedua adalah termoelektrik generator (peltier generator atau TEG) pada Gambar 1.2 yaitu alat yang memanfaatkan perbedaan suhu dari panas dan dingin untuk menghasilkan listrik.

Gambar 1.2 Penampang termoelektrik generator

Kedua jenis ini pada dasarnya menggunakan prinsip kerja yang sama yaitu memanfaatkan perbedaan suhu, sehingga jika TEC pada sisi panas dan dingin terjadi perbedaan suhu maka akan timbul arus listrik di kedua kutub TEC. Sedangkan TEG jika dialiri listrik di kedua kutubnya maka akan terjadi perbedaan suhu di sisi panas dan dingin TEG tersebut. Dari kedua termoelektrik tersebut yang berbeda adalah kekuatan bahan dari konduktor terhadap panas. Untuk TEG bisa mencapai 250 celcius dan TEC hanya sampai 175 celcius. Beberapa contoh penggunaan termoelektrik generator adalah sebagai berikut.

1. Pemanfatan panas pada exhaust mobil hibrid

(16)

3

Gambar 1.3 Mobil hibrid dengan TEG 2. Jam tangan thermal

Jam tangan termal memanfaatkan panas dari tubuh manusia untuk membangkitkan listrik sehingga dapat menyuplai kebutuhan listrik pada jam tangan seperti pada Gambar 1.4

(17)

4

3. Kipas termoelektrik.

Dengan memanfaatkan perbedaan suhu dari es dan air panas seperti Gambar 1.5. TEG dapat mengkonversi perbedaan suhu tersebut untuk menggerakkan kipas melalui listrik yang dihasilkan dari TEG

Gambar 1.5 Kipas termoelektrik 4. Pengisian baterai termoelektrik.

Pada Gambar 1.6 dapat diperhatikan TEG memanfaatkan panas dari api lilin untuk mengisi baterai pada senter.

(18)

5

Mengingat sumber daya dari energi fosil untuk saat ini sudah menipis, sudah saatnya untuk menggunakan energi alternatif. Penggunaan TEG untuk pembangkit dirasa cukup baik untuk digunakan, karena dapat menggunakan berbagai macam sumber daya panas. Oleh karena itu penulis mencoba untuk melakukan penelitian terhadap kinerja dari TEG dengan membandingkan panas yang diserap dan energi listrik yang dihasilkan. Karena TEG dan TEC memiliki karakteristik yang hampir sama dan TEG dirasa cukup mahal maka penulis menggunakan modul TEC sebagai penelitian karena harga TEC cukup murah.

1.2. Tujuan

Tugas akhir yang dibuat mempunyai beberapa tujuan diantaranya :

a. Membuat generator dengan memanfaatkan panas dan modul Peltier / TEC. b. Mengetahui karakterisitik dari TEC jika digunakan sebagai generator antara

lain :

- Mengetahui hubungan besarnya perbedaan suhu (delta T) terhadap tegangan listrik yang dihasilkan dari masing – masing variasi pendinginan pada sisi dingin.

- Membandingkan besarnya daya yang dihasilkan oleh TEC dari variasi masing – masing pendinginan sisi dingin dan diambil daya terbesar. - Membandingkan besarnya daya yang dihasilkan jika keluaran listrik dari

termoelektrik disambung seri dan paralel dan diambil daya terbesar. - Mengetahui perbedaan suhu (delta T) yang paling besar dari masing –

(19)

6

1.3. Batasan-Batasan

Dalam penelitian ini terdapat batasan-batasan supaya lebih mengarah kepada tujuan yang ingin dicapai antara lain

a. Generator menggunakan 4 modul TEC dengan tipe 12706A ukuran tiap modul 40 x 40 x 4 mm.

b. Energi panas dari pembakaran spiritus.

c. Lama pengambilan data kondisi tanpa beban adalah 10 menit atau sampai suhu 130°C

d. Pembebanan listrik dengan bohlam lampu senter sampai dengan 6 (enam) lampu dengan pengambilan data setiap 1(satu) lampu

e. Sirip pendingin menggunakan heatsink fin ukuran 80 x 180 x 60 mm dengan variasi fluida pendingin.

f. Variasi susunan keluaran listrik termoelektrik secara seri dan paralel g. Variasi beban lampu secara seri dan paralel

h. Variasi fluida pendingin

- Konveksi alami fluida udara. - Konveksi alami fluida air.

- Konveksi paksa fluida air (pompa). - Pendinginan dengan air es.

i. Pengukuran suhu dengan termokopel digital pada sisi panas dan dingin. j. Pengukuran keluaran listrik dengan multitester digital.

(20)

7

1.4. Skematik Rancangan Mesin Pendingin

Pada rancangan ini modul disusun berurutan terhadap satu permukaan yang dipanaskan dan satu permukaan yang didinginkan seperti pada Gambar 1.7. untuk rangkaian dapat dibuat seri Gambar 1.9 ataupun paralel Gambar 1.8

Gambar 1.7 Pemasangan modul TEG

Gambar 1.8 Rangkaian Paralel

Gambar 1.9 Rangkaian Seri

(21)

8

1.5. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat yang lebih bagi dunia ilmu pengetahuan diantaranya sebagai berikut

a. Menambah kasanah ilmu pengetahuan terkait dengan TEC sebagai generator. b. Dapat dipergunakan sebagai referensi untuk para peneliti yang lain.

c. Dapat dipergunakan sebagai referensi untuk energi alternatif.

(22)

9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1. Dasar Teori.

Beberapa teori diperlukan dalam penelitian ini, diantaranya teori tentang perpindahan kalor dan daya listrik

2.1.1 Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor merupakan suatu perpindahan energi yaitu energi kalor yang disebabkan karena perbedaan suhu maka kalor mengalir dari suhu tinggi menuju suhu rendah dan karena sifat alam yang selalu mencari titik kesetimbangan. Perpindahan kalor dapat berlangsung pada benda padat, cair dan gas dan dapat terjadi dalam tiga mekanisme yaitu : konduksi, konveksi dan radiasi terlihat pada Gambar 2.1. Syarat setiap mekanisme dapat berlangsung jika terdapat perbedaan suhu.

(23)

10

A. Perpindahan Kalor Konduksi

Perpindahan kalor konduksi yaitu perpindahan energi kalor tanpa terjadi perpindahan pada media perambatan kalor tersebut dan umumnya terjadi pada benda padat seperti terlihat pada Gambar 2.2, walaupun tidak menutup kemungkinan pada benda cair dan gas dapat terjadi perpindahan kalor konduksi meskipun kecil.

Gambar 2.2 Perpindahan panas secara konduksi

Besarnya laju perpindahan kalor secara konduksi dapat dihitung dengan mempergunakan persamaan (2.1) :

= (∆

∆ ) (2.1)

pada persamaan (2.1)

: laju perpindahan kalor konduksi, watt

k : konduktivitas termal atau koefisien perpindahan kalor konduksi, W/moC. A : luas permukaan tegak lurus arah aliran kalor, m2

∆T

(24)

11

∆ : perbedaan suhu, oC.

∆ : panjang atau ketebalan bahan , meter

Nilai konduktivitas termal berbagai bahan disajikan pada Lampiran Tabel 1 Sifat material pada 21⁰ C.

B. Perpindahan Kalor Konveksi

Perpindahan kalor konveksi terjadi pada fluida yang mengalir (zat cair dan gas) dan disertai dengan perpindahan media dari perpindahan kalor tersebut. Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada benda padat. Proses perpindahan kalor konveksi dibedakan 2 macam yaitu konveksi paksa dan konveksi bebas (konveksi alami) dapat dilihat pada Gambar 2.3.

(25)

12

Gambar 2.3 Perpindahan kalor konveksi

Persamaan (2.2) yang diperlukan untuk menghitung besarnya perpindahan kalor konveksi didapat dari Gambar 2.4:

Gambar 2.4 Skema laju perpindahan kalor konveksi

= ℎ (∆ ) = ℎ ( − ) (2.2)

Pada persamaan (2.2)

: Laju perpindahan kalor konveksi, watt

h : Koefisien perpindahan kalor konveksi, W/m2C.

As : Luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida, m2 Ts : Suhu permukaan, oC.

(26)

13

Nilai koefisien perpindahan kalor konveksi untuk beberapa kasus tertentu disajikan pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Nilai Koefisien Perpindahan Kalor Konveksi

No Proses

(27)

14

permukaan dingin dari elemen pendingin. Perbedaan dalam hal ini adalah sirip dipergunakan membantu mempercepat proses pendinginan fluida di sekitar sirip.

Gambar 2.5 Hubungan efisiensi sirip

2.1.3. Termoelektrik (TE)

(28)

15

mencapai efisiensi yang tinggi suhu kerja yang disarankan antara 180K pada sisi dingin sampai 400K pada sisi panas. Namun untuk jangkauan suhu TE generator memiliki ketahanan panas sampai 500K (228°C) sedangkan TE pendingin hanya sampai 138°C, meskipun demikian TE pendingin masih bisa tahan sampai suhu 200°C tetapi hanya dalam waktu singkat saja. Dari sisi harga TE generator lebih mahal berkali-kali lipat dibanding TE pendingin, dan untuk mendapatkan TE generator di pasaran lebih sulit dibandingkan TE Pendingin. Pada penelitian ini penulis memutuskan menggunakan TE pendingin yang difungsikan sebagai TE generator, adapun efek timbulnya beda potensial karena perbedaan suhu pada termoelektrik adalah efek Seebeck

Efek Seebeck diketemukan oleh seorang ahli ilmu alam asal Jerman yang bernama Thomas J. Seebeck pada tahun 1823. Efek Seebeck memperlihatkan bahwa adanya aliran kalor dalam 2 material yang berbeda dapat menimbulkan arus listrik searah.

Gambar 2.6 Efek Seebeck

(29)

16

Dengan memperhatikan Gambar 2.6 efek Seebeck dapat dijelaskan sebagai berikut, bila dua penghantar yang berbeda bahan (misalnya : material 1 : besi dan material 2 : tembaga) disambungkan pada ujung ujungnya (yaitu sambungan A dan sambungan B) sehingga membentuk rangkaian yang tertutup, dan apabila antara sambungan satu (sambungan A) dengan sambungan yang lainnya (sambungan B) dikondisikan sedemikian rupa sehingga kedua sambungan mempunyai perbedaan suhu (misalnya T), maka di dalam rangkaian tersebut akan timbul gaya gerak listrik (electromotive force = emf) yang disebut dengan gaya gerak listrik Seebeck. Arus listrik yang ditimbulkan adalah arus listrik searah (DC). Pada Gambar 2.6, sambungan A bersuhu Tc dan sambungan B bersuhu Th. Suhu Th lebih tinggi dari suhu Tc. Perbedaan suhu sambungan antara Th dan Tc adalah T.

Jika di salah satu penghantar pada rangkaian diputuskan, maka akan terjadi suatu tegangan listrik atau beda potensial diantara kutub kutub yang diputuskan. Beda potensial ini sebanding dengan perbedaan suhu dan tergantung dari sifat bahan penghantarnya. Persamaan yang menghubungkan beda potensial ( E) dengan perbedaan suhu ( T) adalah :

E = XY. T ( 2.3 )

Pada persamaan (2.3)

E : beda potensial yang dibangkitkan, volt

(30)

17

T : perbedaan suhu antara suhu di sambungan A dengan suhu di sambungan B, K

Koefisien Seebeck relatif ( XY) dari rangkaian, tergantung dari jenis bahan penghantar. Besarnya nilai koefisien Seebeck relatif ditentukan dari selisih nilai koefisien Seebeck mutlak material pertama ( X) dengan nilai koefisien mutlak material kedua. Jadi persamaannya dapat dinyatakan dengan persamaan (2.4)

XY. = X – Y (2.4 )

Perbedaan tegangan listrik dapat positif atau negatif tergantung arah penurunan temperatur. Berdasarkan Persamaan (2.4) jika nilai koefisien mutlak material X lebih positif dari nilai koefisien mutlak material Y (atau koefisien Seebeck relatif XY positif) dan jika T1<T2 maka arus listrik (I) mengalir pada sambungan B (sambungan bersuhu tinggi) dengan arah dari material 1 ke material 2. Efek Seebeck bersifat reversibel, yaitu disambungan B (sambungan bersuhu rendah yang sebelumnya bersuhu tinggi) arah arus listrik dari material 2 ke material 1. Nilai koefisien Seebeck dari beberapa material disajikan dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.3 Koefisien Seebeck mutlak pada material logam dan semikonduktor

(31)

18 Pb03Ge39Se58 1670 Rhodium 6 Pb06Ge36Se58 1410 Tantalum 4,5 Pb09Ge33Se58 -1360 Timbal 4 Pb13Ge29Se58 -1710 Aluminum 3,5 Pb15Ge37Se58 -1990 Karbon 3

SnSb4Te7 25 Merkuri 0,6 SnBi4Te7 120 Platina 0 SnBi3Sb1Te7 151 Sodium -2,0 SnBi2,5Sb1,5Te7 110 Potassium -9,0 SnBi2Sb2Te7 90 Nikel -15 PbBi4Te7 -53 Constantan -35

Bismuth -72

Termoelektrik pada umumnya tersusun mengunakan material semikonduktor dan insulator sebagai berikut :

1. Semi konduktor jenis N (n type semicondutcor) dari bahan Bismuth Telluride (Bi2Te3)

2. Semi konduktor jenis P (p type semicondutcor) dari bahan Bismuth Antimony Telluride (Bi2xSbxTe3)

3. Insulator (elecrical insulator) dari bahan Allumina Ceramic (Al2O3)

4. Bahan penyambung menggunakan patri dengan jenis paduan timah timbal ( SnPb Alloy)

(32)

19

2.1.4. Daya listrik

Untuk mengetahui unjuk kerja sistem pengkonversi energi adalah dengan membandingkan energi output yang dihasilkan oleh sistem dengan energi input yang diberikan ke dalam sistem. Untuk generator listrik, unjuk kerjanya ditunjukkan dari perbandingan energi listrik yang dihasilkan dengan energi panas yang diberikan.

Indikator yang digunakan untuk menunjukkan unjuk kerja generator listrik adalah efisiensi yang disajikan dalam persamaan (2.5)

= × 100% =

! × 100% (2.5)

Dengan keterangan :

We : kerja elektrik (watt) Wheat : kerja panas (watt)

Besarnya energi listrik (We) yang diperoleh pada generator listrik diperoleh dari persamaan (2.6) berikut :

"#$%= & × ' (2.6)

Dengan keterangan:

(33)

20

2.2. Tinjauan Pustaka

Termoelektrik modul sebagai generator mulai banyak diteliti sebagai pembangkit energi ramah lingkungan, beberapa penelitian yang telah dilakukan antara lain sebagai berikut.

Penelitian ini dilakukan oleh Ardian Roekettino, (2008). Pada Gambar 2.7 penelitian dilakukan dengan menggunakan 12 (dua belas) modul termoelektrik yang keluaran listriknya disusun seri, sumber panas dari gas buang kendaraan bermotor yang disimulasikan dari panas sebuah heater dengan variasi tegangan heater 110V dan 220V. Untuk pendinginan menggunakan sirip pendingin dari aluminum dengan variasi pendinginan konveksi bebas tanpa kipas dan konveksi paksa menggunakan kipas untuk mendekatkan pada kondisi sebenarnya pada kendaraan. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan keluaran maksimum sebesar 18,1 volt, kuat arus maksimum 0,46 ampere dan daya maksimum sebesar 8,11 watt.

(34)

21

Penelitian ini dilakukan oleh Sarah Watzman (2013). Menggunakan satu modul termoelektrik dengan panel penangkap sinar matahari ukuran 11,5 x 11,5 inchi didalam kotak kaca seperti terlihat pada Gambar 2.8. Termoelektik yang digunakan adalah jenis TEG (Termoelektrik generator) Tellurex G2-35-0315 dengan spesifikasi ukuran 35x35x4 mm. Dari penelitian yang dilakukan didapatkan hasil keluaran tegangan (V) 0,66 volt pada solar flux 834 W/m2 dan efisiensi maksimum sebesar 0,03%

Gambar 2.8 Penelitian termoelektrik generator tenaga surya

(35)

22

0,89 ampere, suhu pada sisi panas mencapai 160°C dan sisi dingin mencapai 30°C.

(36)

23

BAB III

PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Komponen Utama Generator Termoelektrik.

Untuk membuat generator termoelektrik memerlukan komponen antara lain : a. Modul termoelektrik pendingin tipe 12706A

b. Sirip pendingin c. Sirip yang dipanaskan d. Pembakar spiritus e. Kipas pendingin f. Pompa akuarium

g. Termometer dan multitester digital h. Rangkaian beban lampu

3.2. Skema Generator Termoelektrik

Berikut adalah skema pemasangan termoelektrik dan rangkaian beban untuk unjuk kerja dari generator termoelektrik. Dari skema Gambar 3.1 dapat diketahui pemasangan termokopel untuk pengukuran suhu panas dan dingin dari modul peltier, untuk mengatur rangkaian kabel keluaran dari modul peltier kemudian disambungkan pada panel kontrol pada skema Gambar 3.2 untuk mengatur sambungan keluaran modul termoelektrik secara seri dan paralel.

(37)

24

ke panel beban lampu dengan skema pada Gambar 3.3. Dalam penelitian ini beban lampu berjumlah 6 buah yang akan dihidupkan satu persatu untuk mengetahui besarnya daya maksimum yang dihasilkan generator termoelektrik

(38)

25

(39)

26

(40)

27

3.3. Peralatan Pendukung Pembuatan Alat.

Dalam pembuatan generator ini alat yang dipergunakan antara lain : a. Mesin milling

Untuk meratakan sirip yang bersentuhan dengan termoelektrik, membuat wadah pendingin air, membuat lubang tempat termoelektrik, membuat pembakar spiritus

b. Gergaji

Untuk memotong akrilik sebagai wadah pendingin air, memotong pipa pembakar spiritus

c. Ellenkey set

Untuk memasang baut antara termoelektik dengan sirip dan wadahnya. d. Cutter

Memotong selang air pendingin. e. Solder

Membuat rangkaian beban lampu, rangkaian jalur listrik untuk pengukuran dan pengambilan data

f. Obeng

Untuk memasang selang pendingin

3.4. Pembuatan Generator Termoelektrik.

(41)

28

a. Persiapan dan pembuatan generator

Alat dan komponen seperti yang sudah dijelaskan dipersiapkan, kemudian tahap pertama adalah pemotongan akrilik untuk wadah pendingin dilanjutkan dengan proses finishing di mesin milling. Tahap kedua sirip pendingin dan pelat aluminium diratakan dengan mesin miling. Tahap ketiga adalah pemotongan pelat aluminium untuk wadah air sisi panas dan wadah pembakar spiritus. Tahap keempat adalah pembuatan rangkaian elektrik untuk pengambilan data, akrilik sebagai panel pengambilan data dipotong dan dilubangi dengan mesin miling kemudian saklar dan lampu dirangkai dengan menggunakan solder sesuai dengan skema pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3

b. Perakitan komponen generator termoelektrik

Setelah seluruh komponen selesai dibuat baru kemudian dilakukan perakitan, pertama adalah pemasangan sirip pendingin di dalam wadah akrilik, kemudian penyusunan modul termoelektrik yang dilapisi dengan thermal grease. Kedua adalah pemasangan sirip dan wadah air sisi panas. Ketiga kabel dari termoelektrik dihubungkan ke panel pengambilan data

c. Ujicoba generator

(42)

29

alat ini berhasil apabila tegangan listrik keluar dari termoelektrik yang ditunjukkan pada voltmeter digital

3.5. Variasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa variasi diantaranya 4 variasi sisi dingin dan 2 variasi sisi panas yang dijelaskan sebagai berikut :

a. Penelitian I

Sisi panas dipanaskan dengan api spiritus tanpa air didalam sisi panas dan sisi dingin menggunakan fluida pendingin air dengan metode pendinginan konveksi bebas

b. Penelitian II

Sisi panas berisi air dipanaskan dengan api spiritus dan sisi dingin menggunakan fluida pendingin udara dengan metode pendinginan konveksi bebas

c. Penelitian III

Sisi panas berisi air dipanaskan dengan api spiritus dan sisi dingin menggunakan fluida pendingin air es dengan metode pendinginan konveksi bebas

d. Penelitian IV

(43)

30

e. Penelitian V

Sisi panas berisi air dipanaskan dengan api spiritus dan sisi dingin menggunakan fluida pendingin air dengan metode pendinginan konveksi bebas

3.6. Cara pengambilan data.

Pengambilan data dilakukan dengan model rangkaian termoelektrik secara seri kemudian dalam keadaan tunak pengambilan data dengan rangkaian beban seri dan paralel, selanjutnya rangkaian termoelektrik diatur menjadi paralel dengan rangkaian beban seri dan paralel.

Pada rangkaian seri Gambar 3.4 tegangan yang dihasilkan oleh termoelektrik akan terakumulasi sebanyak termoelektrik yang digunakan dengan kuat arus yang tetap.

Gambar 3.4 rangkaian seri

Pada rangkaian paralel 3.5 kuat arus yang dihasilkan masing-masing termoelektrik akan terakumulasi sebanyak termoelektrik yang digunakan dan tegangan tetap sama.

(44)

31

Gambar 3.5 rangkaian termoelektrik paralel

3.6.1 Pengambilan data penelitian I

Pengambilan data pada penelitian I pembakaran lempeng aluminum tanpa air dan variasi pendinginan dengan sirip secara konveksi bebas, fluida pendingin air adalah sebagai berikut.

1. Pertama pasang termokopel pada sisi panas dan sisi dingin

2. Atur rangkaian termoelektrik secara seri dengan mengatur saklar pada panel

3. Nyalakan pembakar, catat keluaran tegangan listrik tanpa beban, suhu panas dan dingin setiap 1 menit sampai 10 menit (dengan asumsi 10 menit adalah keadaan tunak)

4. Nyalakan 1 lampu secara seri sebagai beban, catat keluaran tegangan listrik, arus listrik, suhu panas dan dingin.

(45)

32

6. Matikan beban lampu, kemudian nyalakan 1 lampu secara paralel, catat data, ulangi sampai lampu keenam

7. Matikan beban lampu, atur rangkaian termoelektrik menjadi paralel dengan mengatur saklar pada panel.

9. Nyalakan lampu kedua secara seri, catat data, ulangi sampai lampu keenam.

10.Matikan beban lampu, kemudian nyalakan 1 lampu secara paralel, catat data, ulangi sampai lampu keenam.

11.Matikan pembakar, biarkan dingin sambil mempersiapkan ke proses pengambilan data berikutnya

3.6.2 Pengambilan data penelitian II

Pengambilan data pada penelitian II pembakaran lempeng aluminum berisi air dan variasi dengan sirip secara konveksi bebas, fluida pendingin udara adalah sebagai berikut.

(46)

33

3.6.3 Pengambilan data penelitian III

Pengambilan data pada penelitian III pembakaran lempeng aluminum berisi air dan variasi pendinginan dengan sirip secara konveksi bebas, fluida pendingin air es adalah sebagai berikut.

(47)

34

4. Nyalakan pembakar, catat keluaran tegangan listrik tanpa beban, suhu panas dan dingin setiap 1 menit sampai 10 menit (dengan asumsi 10 menit adalah waktu tunak)

10.Nyalakan lampu kedua secara seri, catat data, ulangi sampai lampu keenam.

(48)

35

3.6.4 Pengambilan data penelitian IV

Pengambilan data pada penelitian IV pembakaran lempeng aluminum berisi air dan variasi pendinginan dengan sirip secara konveksi paksa, fluida pendingin air mengalir adalah sebagai berikut.

1. Pasang termokopel pada sisi panas dan sisi dingin.

2. Atur aliran air pendingin dengan memutar keran sampai aliran konstan (kurang lebih debit aliran air 2 liter/menit)

(49)

36

10.Nyalakan lampu kedua secara seri, catat data, ulangi sampai lampu keenam.

3.6.5 Pengambilan data penelitian V

Pengambilan data pada penelitian V pembakaran lempeng aluminum berisi air dan variasi pendinginan dengan sirip secara konveksi bebas, fluida pendingin air adalah sebagai berikut.

(50)

37

3.7. Metode Pengolahan data.

Pengolahan data hasil penelitian dilakukan sebagai berikut :

a. Data yang diperoleh digunakan untuk mendapatkan daya listrik dengan cara menghitung keluaran tegangan dikalikan dengan arus listrik

b. Membandingkan delta T (selisih suhu bagian panas dan dingin) dengan keluaran daya listrik rata-rata yang dihasilkan untuk masing-masing penelitian.

(51)

38

3.8. Mendapatkan Kesimpulan

Untuk memperoleh kesimpulan hasil penelitian dilakukan sebagai berikut :

a. Dari data keluaran daya listrik, akan diperoleh penelitian mana yang paling daya listrik paling besar.

b. Mengetahui hubungan besarnya perbedaan suhu (delta T) terhadap tegangan listrik yang dihasilkan dari masing – masing variasi pendinginan pada sisi dingin pada keadaan steady (menit ke 10).

c. Mengetahui besarnya daya rata-rata dibanding delta T rata-rata yang dihasilkan oleh TEC dari variasi masing – masing variasi pendinginan pada rangkaian seri-seri.

d. Mengetahui besarnya daya rata-rata dibandingkan delta T rata-rata yang dihasilkan oleh TEC dari variasi masing – masing variasi pendinginan pada rangkaian paralel-paralel.

e. Mengetahui perbedaan suhu yang paling besar dari masing – masing variasi pendinginan. pada keadaan steady (menit ke 10).

(52)

39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil dari beberapa penelitian dirangkum dalam tabel, dihitung dan diinterpretasikan ke dalam grafik.

4.1.1 Penelitian I

Data hasil penelitian penelitian I yaitu sisi panas tanpa air dan sisi dingin pendingin air diam secara konveksi bebas, disajikan pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, Tabel 4.3, Tabel 4.4, tabel 4.5 serta diinterpretasikan pada Grafik Gambar 4.1 dan 4.2

Tabel 4.1 Data tanpa beban rangkaian termoelektrik seri

Waktu Tc Th ∆T Tegangan

(53)

40

Gambar 4.1 Grafik Tegangan vs Delta T penelitian I

(54)

41

Tabel 4.3 Data rangkaian termoelektrik seri beban lampu paralel

Jumlah Tegangan Arus Daya Tc Th ∆T

Lampu Volt mA watt °C °C °C 1 4,48 420 1,88 42 130 88

2 3,31 500 1,66 43 130 87

3 2,42 500 1,21 43 130 87 4 2,27 600 1,36 44 131 87

5 2,22 700 1,55 44 131 87 6 2,19 800 1,75 44 131 87

Tabel 4.4 Data rangkaian termoelektrik paralel beban lampu seri Jumlah Tegangan Arus Daya Tc Th ∆T

Lampu Volt mA watt °C °C °C

1 2,56 300 0,77 44 132 88 2 2,62 240 0,63 44 132 88

3 2,64 230 0,61 45 133 88 4 2,65 220 0,58 45 134 89

5 2,66 210 0,56 45 135 90

(55)

42

Tabel 4.5 Data rangkaian termoelektrik paralel beban lampu paralel

Jumlah Tegangan Arus Daya Tc Th DT

Gambar 4.2 Daya listrik vs Jumlah Lampu beban penelitian 1 0,00

(56)

43

4.1.2 Penelitian II

Data hasil penelitian penelitian II yaitu sisi panas berisi air dan sisi dingin pendingin udara secara konveksi bebas, disajikan pada Tabel 4.6, Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, tabel 4.10 serta diinterpretasikan pada Grafik Gambar 4.3 dan 4.4

Tabel 4.6 Data tanpa beban rangkaian termoelektrik seri Waktu Tc Th ∆T Tegangan

Menit °C °C °C Volt

1 29 40 11 2,21

2 32 52 20 3,5

3 34 58 24 3,92

4 37 65 28 4,46 5 39 71 32 4,91

6 41 79 38 5,51 7 44 85 41 5,95

8 47 88 41 5,98

(57)

44

Gambar 4.3. Grafik tegangan vs Delta T penelitian II

(58)

45

2 1,66 300 0,50 53 100 47

3 1,61 300 0,48 54 100 46 4 1,57 300 0,47 55 101 46

5 1,55 300 0,47 56 101 45 6 1,53 300 0,46 56 102 46

1 1,34 210 0,28 57 102 45 2 1,37 180 0,25 57 102 45

3 1,38 165 0,23 58 102 44 4 1,4 160 0,22 58 102 44

5 1,42 145 0,21 59 102 43

(59)

46

Gambar 4.4 Grafik daya vs jumlah beban lampu penelitian II 0,00

(60)

47

4.1.3 Penelitian 3

Data hasil penelitian penelitian III yaitu sisi panas berisi air dan sisi dingin pendingin air es secara konveksi bebas, disajikan pada Tabel 4.11, Tabel 4.12, Tabel 4.13, Tabel 4.14, tabel 4.15 serta diinterpretasikan pada grafik Gambar 4.5 dan Gambar 4.6

1 12 36 24 4,08 2 13 44 31 5,12

3 13 50 37 5,72

4 13 56 43 6,45 5 14 61 47 7,01

6 15 65 50 7,63 7 16 71 55 8,23

8 16 76 60 8,72

(61)

48

Gambar 4.5 Grafik tegangan listrik vs Delta T penelitian III

(62)

49

2 2,37 500 0,69 19 77 58

3 1,31 700 0,92 19 79 60 4 1,3 700 0,91 19 81 62

5 1,3 700 0,91 19 83 64 6 1,3 700 0,91 19 85 66

1 2,28 280 0,64 20 86 66 2 2,35 240 0,56 20 87 67

3 2,37 220 0,52 20 88 68 4 2,36 210 0,50 20 89 69

5 2,35 200 0,47 20 90 70

(63)

50

Gambar 4.6 Grafik daya listrik vs jumlah lampu beban penelitian III 0,00

(64)

51

4.1.4 Penelitian IV

Data hasil penelitian penelitian IV yaitu sisi panas berisi air dan sisi dingin pendingin air secara konveksi paksa, disajikan pada Tabel 4.16, Tabel 4.17, Tabel 4.18, Tabel 4.19, Tabel 4.20 serta diinterpretasikan pada grafik Gambar 4.7 dan Gambar 4.8

1 30 36 6 2.12

2 30 44 14 3.07

3 30 50 20 3.94

4 31 57 26 4.49 5 31 65 34 5.25

6 31 70 39 5.72 7 31 74 43 6.04

8 31 78 47 6.55

(65)

52

Gambar 4.7 Grafik tegangan listrik vs Delta T penelitian IV

Tabel 4.17 Data rangkaian termoelektrik seri beban lampu seri

(66)

53

1 3 325 0,98 32 84 52

2 2,16 365 0,79 32 85 53

3 2,03 380 0,77 32 85 53 4 2,02 380 0,77 32 86 54

5 2 380 0,76 32 86 54

6 1,99 385 0,77 32 86 54

1 1,72 230 0,40 32 86 54 2 1,74 200 0,35 32 87 55

3 1,76 190 0,33 32 87 55 4 1,76 180 0,32 32 87 55

5 1,78 170 0,30 32 88 56

(67)

54

Gambar 4.8 Grafik Daya listrik vs jumlah beban lampu penelitian IV 0,00

(68)

55

4.1.5 Penelitian V

Data hasil penelitian penelitian V yaitu sisi panas berisi air dan sisi dingin pendingin air secara konveksi bebas, disajikan pada Tabel 4.21, Tabel 4.22, Tabel 4.23, Tabel 4.24, Tabel 4.25 serta diinterpretasikan pada grafik Gambar 4.9 dan Gambar 4.10

1 23 42 19 2,95

2 24 50 26 3,5

3 25 54 29 4,23

4 27 61 34 4,95 5 27 67 40 5,55

6 28 72 44 6,06 7 30 78 48 6,62

8 31 82 51 7,05

(69)

56

Gambar 4.9 Grafik tegangan listrik vs Delta T penelitian V

Tabel 4.22 Data rangkaian termoelektrik seri beban lampu seri

(70)

57

2 2,36 385 0,91 35 92 57

3 2,18 400 0,87 36 92 56 4 2,16 400 0,86 36 93 57

5 2,14 400 0,86 36 93 57 6 2,11 400 0,84 36 94 58

1 1,74 240 0,42 36 94 58 2 1,78 200 0,36 36 95 59

3 1,81 195 0,35 36 95 59 4 1,83 185 0,34 36 96 60

5 1,85 170 0,31 36 96 60

(71)

58

Gambar 4.10 Grafik daya listrik vs jumlah beban lampu penelitian V 0,00

(72)

59

4.2 Perbandingan penelitian dan pembahasan

Hasil pengolahan data masing-masing penelitian kemudian dibandingkan pada variabel-variabel seperti tegangan, daya dan delta T. pada Gambar 4.11 diperlihatkan perbandingan faktor tegangan rata-rata dari masing-masing penelitian terhadap delta T, harga faktor tegangan diperoleh dengan cara membandingkan rata-rata tegangan listrik dengan rata-rata delta T sehingga dapat diketahui harga tegangan listrik setiap perbedaan suhu 1°C yang disajikan pada Tabel 4.25. Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa faktor tegangan menunjukkan harga yang hampir sama pada masing-masing penelitian. Harga faktor tegangan rata-rata disajikan pada Gambar 4.12 harga yang paling tinggi adalah pada penelitian IV dengan harga 0,18 volt setiap perbedaan suhu 1°C

Pada Tabel 4.25 dan Gambar 4.11 dapat dilihat pada menit pertama penelitian IV harga faktor tegangan ditunjukkan sangat tinggi dengan nilai 0,35 volt/°C pada

(73)

60

Tabel 4.26 Harga faktor tegangan masing-masing penelitian

Penelitian I Penelitian II Penelitian III Penelitian IV Penelitian V

∆T Teg Faktor

(74)

61

Gambar 4.12 Perbandingan faktor daya rata-rata masing-masing penelitian

Hasil penelitian pengukuran tegangan dan arus listrik dengan diberikan beban lampu diolah untuk mendapatkan daya seperti disajikan pada Tabel 4.27 dan diinterpretasikan pada Gambar 4.13.

Perhitungan faktor daya yang pertama tegangan dan arus listrik diambil data pada rangkaian termoleketrik seri dan beban lampu secara seri. Untuk mendapatkan daya listrik didapatkan dari perkalian teganagan listrik dengan kuat arus yang diukur pada masing-masing penelitian dan faktor daya didapatkan dari membandingkan daya hasil perhitungan dengan besarnya perbedaan suhu (∆T).

Dari tabel dan grafik dinyatakan bahwa harga daya tertinggi pada penelitian ke III dengan nilai 0,035 watt/°C pada ∆T 50 °C dengan beban lampu 1 buah dan terendah pada penelitian II dengan nilai 0,013 watt/°C pada ∆T 51 °C

(75)

62

dengan beban lampu 1 buah, pada kedua data tersebut hampir memiliki kesamaan pada perbedaan suhu (∆T) akan tetapi nilai faktor daya yang sangat jauh berbeda. Dapat disimpulkan bahwa besaran ∆T tidak terlalu berpengaruh terhadap besaran faktor daya yang dicapai terbukti pada penelitian I dengan beban lampu 1 buah dan ∆T 88 °C nilai faktor dayanya lebih kecil yaitu 0,023 watt/°C meskipun daya yang dicapai lebih tinggi yaitu 2,02 watt.

Pengaruh terbesar disebabkan karena suhu pada sisi dingin, semakin dingin suhu pada sisi dingin semakin besar pengaruh yang diberikan pada faktor daya yang dicapai, demikian pula semakin tinggi ∆T sedikit berpengaruh untuk meningkatkan ∆T. Sehingga untuk mendapatkan faktor daya yang lebih tinggi bisa dilakukan dengan mempertahankan suhu pada sisi dingin serendah mungkin dan meningkatkan perbedaan suhu semaksimal mungkin. Untuk harga faktor daya rata-rata yang paling tinggi terdapat pada penelitian III dengan nilai 0,031 watt/°C dapat dilihat pada Gambar 4.14

Tabel 4.27 Tabel daya dan faktor daya

Penelitian I Penelitian II

Daya Tc Th ∆T FP Daya Tc Th ∆T FP Rata-rata 0,023 Rata-rata 0,014

(76)

63

Penelitian III Penelitian IV

Daya Tc Th ∆T FP Daya Tc Th ∆T FP Rata-rata 0,031 Rata-rata 0,018

(77)

64

Gambar 4.14 Grafik perbandingan faktor daya masing-masing penelitian

Perhitungan daya dan faktor daya yang kedua diambil dari data penelitian dengan rangkaian termoelektrik paralel dan beban lampu paralel, sama dengan perhitungan daya pada rangkaian seri daya didapatkan dari perkalian tegangan dan arus listrik dan faktor daya didapatkan dari perbandingan daya hasil perhitungan dengan perbedaan suhu (∆T) yang kemudian disajikan pada tabel 4.28 dan diinterpretasikan pada gambar 4.15 dan 4.16. Pada tabel dan grafik ditunjukkan nilai daya dan faktor daya hampir sama pada masing-masing penelitian, harga terendah dicapai pada penelitian II beban 1 lampu yaitu daya 0,26 watt dengan ∆T

(78)

65

beban 6 lampu yaitu daya sebesar 1,01 watt dengan ∆T 91 °C dan faktor daya 0,011 watt/°C. Tetapi faktor daya tertinggi adalah pada penelitian III dengan nilai 0,012 watt/°C dengan ∆T 78°C. seperti yang telah dibahas pada rangkaian seri pengaruh terbesar adalah dari suhu sisi dingin dan besarnya perbedaah suhu pada masing-masing penelitian

Tabel 4.28 Daya yang dihasilkan pada rangkaian paralel

Penelitian I Penelitian II Penelitian III Daya Tc Th ∆T FP Daya Tc Th ∆T FP Daya Tc Th ∆T FP Rata-rata 0,010 Rata-rata 0,007 Rata-rata 0,011

(79)

66

Gambar 4.15 Faktor daya rangkaian paralel u ntuk masing-masing penelitian

Hasil pengolahan daya dan faktor daya pada kedua rangkaian seri dan paralel kemudian dibandingkan satu sama lain yang disajikan pada Gambar 4.17, dari gambar grafik terlihat jelas perbedaan daya yang cukup signifikan antara rangkaian seri dan paralel. Bisa disimpulkan bahwa rangkaian paralel pada termoelektrik tidak cocok digunakan untuk membangkitkan listrik, akan tetapi timbul permasalahan apabila dibutuhkan arus listrik yang besar karena arus listrik rata-rata untuk rangkaian seri yang dihasilkan termoelektrik dari penelitian adalah 300mA. Sedangkan pada rangkaian paralel bisa menghasilkan arus sampai dengan 700mA. Pada rangkaian paralel kemungkinan terjadi arus balik dari listrik yang dihasilkan termoelektrik kepada termoelektrik yang lainnya, hal ini menimbulkan kerugian daya yang cukup besar, untuk mengatasinya bisa dengan menambahkan

(80)

67

rangkaian penyearah (dioda) pada masing-masing kutub postitif dan negatif dari termoelektrik untuk mengantisipasi arus yang kembali ke termoelektrik seperti ditampilkan pada gambar 4.18.

Gambar 4.17 Perbandingan faktor daya rangkaian seri dan paralel

(81)

68

Dari perbandingan daya dari Tabel 4.27 dan Tabel 4.28 didapatkan Gambar 4.19 yang menjelaskan perbandingan daya rata-rata pada rangkaian seri dan paralel untuk masing-masing penelitian. Dapat diamati bahwa daya yang dihasilkan dari rangkaian seri lebih besar daripada daya pada rangkaian paralel, dengan harga daya rata-rata terbesar adalah pada penelitian I sebesar 2,06 watt dan daya rata-rata terendah pada penelitian II sebesar 0,29 watt

Gambar 4.19 Grafik daya rata-rata masing-masing penelitian seri dan paralel Data hasil dari beberapa penelitian dirangkum untuk mengetahui besarnya perjalanan delta T dari waktu ke waktu yang disajikan pada Tabel 4.29 dan diinterpretasikan dengan Gambar 4.20. dengan harga delta T terbesar pada penelitian I sebesar 88 °C. Untuk perbandingan Delta T rata-rata pada rangkaian seri dan paralel masing-masing penelitian tersaji pada gambar 4.21

(82)

69

Tabel 4.29 Perjalanan Delta T dari waktu ke waktu masing-masing penelitian

Waktu

(83)

70

Gambar 4.21 Grafik Delta T rata-rata seri dan paralel masing-masing penelitian Data perjalanan tegangan listrik tersaji pada Tabel 4.30 dan diinterpretasikan dengan Gambar 4.22 dengan nilai tegangan terbesar adalah

12,06 volt pada penelitian I menit ke 9

Tabel 4.30 Perjalanan tegangan listrik masing masing penelitian

(84)

71

(85)

72

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil beberapa penelitian maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Hubungan tegangan listrik dan perbedaan suhu (delta T) secara rata-rata

adalah 0,14 – 0,15 volt/°C.

b. Daya yang paling besar diperoleh dengan variasi pendingin air, pemanas tanpa air, rangkaian seri sebesar 2,06 watt

c. Tegangan listrik terbuka maksimal yang dihasilkan adalah 12,06 volt diperoleh dengan variasi pendingin air, pemanas tanpa air dan rangkaian seri. d. Faktor tegangan yang paling besar adalah dengan variasi pendingin air

mengalir, pemanas air, rangkaian termoelektrik dan beban seri yaitu sebesar 0,18 volt/°C.

(86)

73

h. Daya yang paling besar didapatkan dengan menghubungkan rangkaian termoelektrik secara seri, sebesar 2,06 watt

i. Semakin besar perbedaan suhu maka daya yang dihasilkan semakin besar j. Semakin kecil suhu pada sisi dingin dimungkinkan perbedaan suhu yang

dicapai lebih besar sehingga daya yang dicapai akan lebih besar.

5.2. Saran

Dari rangkaian pembuatan alat dan pengambilan data penulis mempunyai beberapa saran bagi penelitian selanjutnya

a. Dalam pengambilan data sebaiknya termoelektrik dirangkai secara seri, karena kenaikan tegangan listrik terjadi secara signifikan.

b. Penyambungan termoelektrik paralel secara langsung sebaiknya dihindari karena dimungkinkan ada tegangan dan arus listrik yang tersedot kembali oleh termoelektrik satu dengan lainya mengingat termoelektrik yang digunakan adalah jenis TEC. Untuk mengatasi hal tersebut dapat menggunakan dioda penyearah pada setiap keluaran termoelektrik jika disambung secara paralel untuk membatasi listrik supaya tidak masuk kembali ke termoelektrik.

c. Untuk penelitian selanjutnya dimungkinkan rangkaian termoelektrik dikombinasikan antar seri dan paralel

(87)

74

e. Sumber panas yang bisa digunakan dalam penelitian antara lain panas bumi dan panas dari surya.

(88)

75

DAFTAR PUSTAKA

Adhitya, M., Artono, Koestoer Raldi., Putra, Nandy., Roekettino, Ardian., & Trianto, Bayu. (2009). Potensi Pembangkit Daya Termoelektrik untuk

Kendaraan Hibrid. MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 13, NO. 2: 53-58 Dell, R., Sidebotham, G., & Wei, C.S,. (2013). Thermoelektrik Based Point of Use

Power Generator for Steam Pipes. GHC Buletin:25-29

Watzman, Sarah. (2013). Design of a Solar Termoelektrik Generator, The Ohio State University, United States of America

Sneider, G Jeffrey. (2008). Small Termoelektrik Generator. The Electrochemical Society Interface: 54-56

Custom Thermoelectric. (2008-2010). How to Tell What Kind of Peltier Module You Have. Diambil November 26, 2013, dari http://www.customTermoelektrik.com/Peltier_analysis.htm

Laird Techologies.(2013). Thermoelectric Assembly Handbook. Diambil Mei 30, 2013, dari http://www.lairdtec.com

Laird Techologies.(2013). Thin Film Thermoelectric Handbook. Diambil Mei 30, 2013, dari http://www.lairdtec.com

Yunus A, Cengel. (2013). Heat Tranfer – A Practical Approach. Diambil September 6, 2013, dari http://www.mhhe.com/cengel

(89)

76

(90)

77