TUGAS AKHIR
TUGAS AKHIR –– SF 141501 SF 141501
THERMOELEKTRIK GENERATOR THERMOELEKTRIK GENERATOR UNTUK PENGISIAN AKI
UNTUK PENGISIAN AKI
SHANTI CANDRA PUSPITA
SHANTI CANDRA PUSPITA
NRP 1112100094
NRP 1112100094
Dosen Pembimbing
Dosen Pembimbing
Drs. Bachtera Indarto, M.Si
Drs. Bachtera Indarto, M.Si
Drs. Hasto Sunarno, M.Sc
Drs. Hasto Sunarno, M.Sc
DEPARTEMEN FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
TUGAS AKHIR - SF 141501 TUGAS AKHIR - SF 141501
THERMOELEKTRIK GENERATOR
THERMOELEKTRIK GENERATOR
UNTUK PENGISIAN AKI
UNTUK PENGISIAN AKI
Shanti Candra Puspita Shanti Candra Puspita NRP 1112 100 094 NRP 1112 100 094 Dosen Pembimbing Dosen Pembimbing
Drs. Bachtera Indarto, M.Si Drs. Bachtera Indarto, M.Si Drs. Hasto Sunarno, M.Sc Drs. Hasto Sunarno, M.Sc
FINAL PROJECT - SF 141501 FINAL PROJECT - SF 141501
THERMOELECTRIC GENERATOR
THERMOELECTRIC GENERATOR
FOR CHARGING STORAGE BATTERY
FOR CHARGING STORAGE BATTERY
Shanti Candra Puspita Shanti Candra Puspita NRP 1112 100 094 NRP 1112 100 094 Advisor
Advisor
Drs. Bachtera Indarto, M.Si Drs. Bachtera Indarto, M.Si Drs. Hasto Sunarno, M.Sc Drs. Hasto Sunarno, M.Sc
Department of Physics Department of Physics
Faculty of Mathematics and Natural Science Faculty of Mathematics and Natural Science Sepuluh Nopember Institute of Technologhy Sepuluh Nopember Institute of Technologhy Surabaya 2017
THERMOELEKTRIK GENERATOR THERMOELEKTRIK GENERATOR
UNTUK PENGISIAN AKI UNTUK PENGISIAN AKI
TUGAS AKHIR TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Sains Memperoleh Gelar Sarjana Sains
pada pada
Bidang Studi Fisika Instrumentasi dan Elektronika Bidang Studi Fisika Instrumentasi dan Elektronika
Program Studi S-1 Departemen Fisika Program Studi S-1 Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh: Oleh:
SHANTI CANDRA PUSPITA SHANTI CANDRA PUSPITA
NRP 11121
NRP 111210009400094
Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir : Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir :
Drs. Bachtera Indarto, M.Si Drs. Bachtera Indarto, M.Si NIP. 1961
NIP. 19610404 19910404 199102.1.001 02.1.001 (Pemb(Pembimbing imbing 1)1)
Drs. Hasto Sunarno, M.Sc Drs. Hasto Sunarno, M.Sc NIP. 19560
THERMOELEKTRIK GENERATOR THERMOELEKTRIK GENERATOR
UNTUK PENGISIAN AKI UNTUK PENGISIAN AKI
Nama
Nama : : Shanti Shanti Candra Candra PuspitaPuspita NRP
NRP : : 11121000941112100094 Jurusan
Jurusan : : Fisika Fisika FMIPA FMIPA ITSITS Pembimbing
Pembimbing : : Drs. Drs. Bachtera Bachtera Indarto, Indarto, M.SiM.Si Drs. Hasto Sunarno, M.Sc Drs. Hasto Sunarno, M.Sc
Abstrak Abstrak
Telah dilakukan penelitian Tugas Akhir dengan judul Telah dilakukan penelitian Tugas Akhir dengan judul Thermoelektrik Generator untuk Pengisian Aki yang bertujan Thermoelektrik Generator untuk Pengisian Aki yang bertujan untuk mengetahui dampak perbedaan
untuk mengetahui dampak perbedaan sield sield antara triplek dan antara triplek dan alumunium pada sistem pemanas TEG, dan untuk mengetahui alumunium pada sistem pemanas TEG, dan untuk mengetahui berapa
berapa wakwaktu tu yang yang dibutuhkdibutuhkan an untuk untuk pengisian pengisian Aki Aki sebagsebagaiai peng
pengaplikasian TEG. aplikasian TEG. FokFokusan yang usan yang dilakukdilakukan an pada pada penelitianpenelitian kali ini adalah, pembuatan sistem pemanas yang lebih efisien. kali ini adalah, pembuatan sistem pemanas yang lebih efisien. Hal ini dimaksutkan untuk meningkatkan efisiensi modul TEG Hal ini dimaksutkan untuk meningkatkan efisiensi modul TEG dalam menghasilkan tegangan. Pada penelitian kali ini dalam menghasilkan tegangan. Pada penelitian kali ini diperoleh kesimpulan bahwa pembaruan sistem pemanas diperoleh kesimpulan bahwa pembaruan sistem pemanas dengan menggunakan
dengan menggunakan sield sield Alumunium dapat meningkatkan Alumunium dapat meningkatkan tegangan keluaran Thermoelektrik Generator sebanyak tegangan keluaran Thermoelektrik Generator sebanyak 4,435% dari penelitian sebelumnya dengan menggunakan 4,435% dari penelitian sebelumnya dengan menggunakan TEG tipe SP184827145SA. Sedangkan pada pengaplikasian TEG tipe SP184827145SA. Sedangkan pada pengaplikasian pengis
pengisian ian Aki Aki digunakdigunakan an TGPR-1W-2VTGPR-1W-2V-21S -21S yang yang dapatdapat menghasilkan tegangan sebesar 6±0,05 Volt dengan besar arus menghasilkan tegangan sebesar 6±0,05 Volt dengan besar arus 0,43±0,015 Ampere yang memerlukan lama waktu pengisian 0,43±0,015 Ampere yang memerlukan lama waktu pengisian 10 jam.
“Halaman ini sengaja dikosongkan” “Halaman ini sengaja dikosongkan”
THERMOELECTRIC GENERATOR THERMOELECTRIC GENERATOR FOR CHARGING STORAGE BATTERY FOR CHARGING STORAGE BATTERY
Name
Name
: : Shanti Shanti Candra Candra PuspitaPuspita NRPNRP : : 11121000941112100094
M
Ma
ajjo
or
r
: : Fisika Fisika FMIPA FMIPA ITSITSA
Ad
dv
viiso
sor
r
: : Drs. Drs. Bachtera Bachtera Indarto, Indarto, M.SiM.Si Drs. Hasto Sunarno, M.Sc Drs. Hasto Sunarno, M.ScA
Ab
bst
strra
acctt
A research of
A research of ThermoeleThermoelectric Generator for ctric Generator for ChargingCharging Storage Battery has been carried out, with a purpose to Storage Battery has been carried out, with a purpose to determine the impact sield difference between the plywood and determine the impact sield difference between the plywood and aluminum on heating systems of TEG, and to know how much aluminum on heating systems of TEG, and to know how much time
time it takes to charge storage battery as the application ofit takes to charge storage battery as the application of TEG. The main idea of the research is making heating systems TEG. The main idea of the research is making heating systems more efficient. The reason is improve the efficiency of the TEG more efficient. The reason is improve the efficiency of the TEG modules to generate voltage. In the present study we modules to generate voltage. In the present study we conclude
concluded that d that the renewal of heating the renewal of heating systems using aluminumsystems using aluminum sield
sield can can boost boost output output voltage voltage ThermoeThermoelectric lectric GenerGenerator ator asas much as 4,435% from previous studies using TEG much as 4,435% from previous studies using TEG SP184827145SA type. While the application of the charging SP184827145SA type. While the application of the charging storage
storage batery batery used used TGPR-1W-TGPR-1W-2V-21S 2V-21S can can produce produce a a largelarge voltage
voltage 6±0,05 6±0,05 Volt Volt with with 0,43±0,015 0,43±0,015 Ampere Ampere current current thatthat requires long charging time of 10 hours.
requires long charging time of 10 hours.
K
K e
eyw
ywo
orrd
ds
s
:
: T
The
herrm
mo
oe
ele
lect
ctrriic
c G
Ge
ene
nerra
ato
torr,
, H
H e
ea
ati
ting
ng S
Syst
yste
em
m,,
Sto
“Halaman ini sengaja dikosongkan” “Halaman ini sengaja dikosongkan”
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, dengan ini penulis panjatkan Pengasih lagi Maha Penyayang, dengan ini penulis panjatkan puji
puji syukusyukur r atas atas kehadikehadirat-Nya, rat-Nya, yang yang telah telah melimmelimpahkanpahkan rahmat-Nya juga petunjuk-Nya atas nikmat iman, islam dan rahmat-Nya juga petunjuk-Nya atas nikmat iman, islam dan ridho-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ridho-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul “
Tugas Akhir yang berjudul “
T
The
herrm
moe
oele
lekktr
triik
k G
Ge
ene
nerra
atto
or
r unt
untuk
uk
Pengisian Aki
Pengisian Aki
” dengan maksimal. Dimana Tugas Akhir (TA)” dengan maksimal. Dimana Tugas Akhir (TA) ini penulis buat untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan ini penulis buat untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidpendidikan ikan strata strata satu satu (S1) (S1) di di Jurusan Jurusan FisikFisika, a, FakultasFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Atas bantuan, dan juga Sepuluh Nopember Surabaya. Atas bantuan, dan juga bimbing
bimbingan an dari dari berbagberbagai ai pihak, pihak, akhirnya akhirnya penpenulis ulis dapatdapat menyelesaikan laporan dengan baik. Oleh sebab itu, maka menyelesaikan laporan dengan baik. Oleh sebab itu, maka penulis i
penulis ingin menngin menyampaikyampaikan rasa teriman rasa terima kasih kea kasih kepada :pada : 1.
1. Ayah dan Ibu tercinta, Ermansyah Yuniartono dan RintaAyah dan Ibu tercinta, Ermansyah Yuniartono dan Rinta Dyah, yang telah memberikan kasih sayang serta semua Dyah, yang telah memberikan kasih sayang serta semua hal terbaik semenjak penulis lahir hingga saat ini.
hal terbaik semenjak penulis lahir hingga saat ini. 2.
2. Adik tercinta, Dhaniar Farah Rahmania yang selaluAdik tercinta, Dhaniar Farah Rahmania yang selalu memberikan dukungan serta semangatnya.
memberikan dukungan serta semangatnya. 3.
3. Drs. Bachtera Indarto, M.Si dan Drs. Hasto Sunarno,Drs. Bachtera Indarto, M.Si dan Drs. Hasto Sunarno, M.Sc selaku dosen pembimbing serta penasehat Tugas M.Sc selaku dosen pembimbing serta penasehat Tugas Akhir yang telah bersedia meluangkan waktu dan Akhir yang telah bersedia meluangkan waktu dan tenaga serta memberi pengarahan selama penulis tenaga serta memberi pengarahan selama penulis melakukan penelitian dan penyusunan laporan.
melakukan penelitian dan penyusunan laporan. 4.
4. Prof.Dr.Bagus Jaya Santosa, S.U. selaku dosen waliProf.Dr.Bagus Jaya Santosa, S.U. selaku dosen wali penulis
penulis 5.
5. Dr. Yono Hasi Pramono, M.Eng. selaku Ketua JurusanDr. Yono Hasi Pramono, M.Eng. selaku Ketua Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Laboratorium Elektronika juga teman-teman penulis Laboratorium Elektronika juga teman-teman penulis dibidang minat Instrumentasi yaitu Santi, Mas Abyan, dibidang minat Instrumentasi yaitu Santi, Mas Abyan, Mas Gusti, Mas Samsul, Mas Alfian, Mas Fahrur, Tito, Mas Gusti, Mas Samsul, Mas Alfian, Mas Fahrur, Tito, Asrofi, Badri, Viona, Ucup, Fauzy, Agung, dan semua Asrofi, Badri, Viona, Ucup, Fauzy, Agung, dan semua pihak y
pihak yang tidak dang tidak dapat penuliapat penulis sebutks sebutkan satu per san satu per satu.atu. 8.
8. Rachmad Sudibyo Danu Saputro yang selalu ada,Rachmad Sudibyo Danu Saputro yang selalu ada, memberikan waktu serta semangat kepada penulis.
memberikan waktu serta semangat kepada penulis. 9.
9. Sahabat-sahabat penulis yaitu Gita Dwi Prastiwi, DitaSahabat-sahabat penulis yaitu Gita Dwi Prastiwi, Dita Aulia, Haiyina, Venny Revianty, Linahtadiya Andiani, Aulia, Haiyina, Venny Revianty, Linahtadiya Andiani, Narend
Narendra, ra, Elsa Elsa MoniMonica, ca, Retno Retno Mundi, Mundi, SukmSukma a Atma,Atma, Shofia Karima, Ernes Dwina P, yang selalu memberikan Shofia Karima, Ernes Dwina P, yang selalu memberikan semangat dan doanya kepada penulis.
semangat dan doanya kepada penulis. 10.
10.Dan semua pihak yang telah membantu dalamDan semua pihak yang telah membantu dalam penyele
penyelesaian Tugas Aksaian Tugas Akhir ini.hir ini.
Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam pen
penulisan ulisan laporan laporan ini ini karena karena keteketerbatasan rbatasan pengepengetahuan tahuan yangyang dimiliki. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dimiliki. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari seluruh ihak agar lebih baik di masa yang membangun dari seluruh ihak agar lebih baik di masa yang akan datang. Dan semoga laporan penelitian Tugas Akhir yang akan datang. Dan semoga laporan penelitian Tugas Akhir ini dapat berguna dan dimanfaatkan dengan baik serta menjadi ini dapat berguna dan dimanfaatkan dengan baik serta menjadi sarana pengembangan kemampuan ilmiah bagi semua pihak sarana pengembangan kemampuan ilmiah bagi semua pihak yang bergerak dalam bidang Elektronika dan Instrumentasi. yang bergerak dalam bidang Elektronika dan Instrumentasi. Aamiin Ya Rabbal Alaamiin.
Aamiin Ya Rabbal Alaamiin.
Surabaya, Januari Surabaya, Januari 2017 2017 Penulis Penulis
DAFTAR ISI DAFTAR ISI HALA
HALAMAN JMAN JUDUUDUL L ... ii
COVE COVER PAGE R PAGE ...iiii LEMB LEMBAR AR PENPENGESGESAHAN AHAN ...iiiiii ABSTR ABSTRAK AK ... iviv ABSTRACT ... ABSTRACT ... vivi KATA PENG KATA PENGANTAANTAR R ... viiiviii DAF DAFTAR ITAR ISI SI ... xx DAF DAFTAR GAMBATAR GAMBAR R ... xiixii DAF DAFTAR TATAR TABEL BEL ... xivxiv DAF DAFTAR LAMTAR LAMPIRPIRAN AN ... xvixvi BAB I PEN BAB I PENDAHUDAHULUAN LUAN ... 11 1.1 1.1 Latar Latar BeBelaklakang ang ... 1... 1
1.2 1.2 RumRumusan usan MasalMasalah ah ... ... 33 1.3 1.3 Tujuan Tujuan PePenelinelitian tian ... ... 44 1.4 1.4 BatasBatasan an MasalMasalah ah ... ... 44 1.5 1.5 Manfaat Manfaat PenePenelitian litian ... 4... 4
1.6 1.6 SistemSistematika atika PenuliPenulisan san ... . 44 BAB BAB II II TINJAUAN TINJAUAN PUSTAKPUSTAKA A ... 77 2.1 2.1 TheThermoelrmoelekektrik ...trik ... 7... 7
2.2 2.2 Efek Efek SeeSeebeck beck ... ... 1111 2.3 2.3 Efek Efek PelPeltietier... r... 1313 2.4 2.4 Efek Efek ThomThomson son ... ... 1414 2.5 2.5 PrinsiPrinsip p Kerja Kerja TheThermoelektrik rmoelektrik ... ... 1414 2.6 2.6 PerpindPerpindahan ahan Panas Panas ... 15.... 15
2.6.1 Konduksi ... 16
2.6.1 Konduksi ... 16
2.6.2 Konveksi ... 16
2.6.2 Konveksi ... 16 2.7
2.7 TegangTegangan,Arus an,Arus dan dan Daya Daya ... ... 1717 2.8
3.1
3.1 Alat Alat dan dan BahBahan ... an ... 2323 3.2
3.2 ProsedProsedur ur EkspEksperimeerimen n ... 23... 23 3.2.1
3.2.1 PerancPerancangan angan Umum Umum Sistem Sistem ... ... 2323 3.2.2
3.2.2 PerancPerancangan angan Alat Alat ... ... 2727 3.2.2.1
3.2.2.1 Sistem Sistem Pemanas Pemanas ... ... 2727 3.2.2.2 Sistem Pendingin... 30 3.2.2.2 Sistem Pendingin... 30 3.2.2.3
3.2.2.3 Sistem Sistem Alat Alat Ukur Ukur ... .... 3030 3.2.2.4
3.2.2.4 PengiPengisian sian Aki Aki ... ... 3131 3.3
3.3 PengPengambilambilan an Data Data ... ... 3232
BAB IV ANALI
BAB IV ANALISIS DATA DAN PSIS DATA DAN PEMBAHASAN ....EMBAHASAN ... 3333 4.1
4.1 PengPengujian ujian Sistem Sistem ... 33... 33 4.1.1
4.1.1 PengPengujian ujian Sistem Sistem PemPemanas ...anas ... ... 3333 4.2
4.2 KarakteKarakterisasi risasi ThermoeThermoelektrik lektrik Generator Generator ... .. 3535 4.2.1
4.2.1 Karakterisasi Karakterisasi TEG TEG SP184827145SA SP184827145SA dengandengan sistem
sistem pemanas pemanas kedukedua a ... . 3535 4.2.2
4.2.2 Pengujian Pengujian TGPR-1W-2V-21S TGPR-1W-2V-21S dengan dengan sistemsistem pem
pemanas kedua anas kedua ... ... 3939 4.3
4.3 Pengisian Pengisian Aki Aki sebagai sebagai Aplikasi Aplikasi dari dari ThermoelektrikThermoelektrik
Generator ... 41 Generator ... 41
BAB V KESIMPULAN
BAB V KESIMPULAN ... 45... 45 5.1
5.1 KeKesimpusimpulan lan ... 45... 45 5.2 5.2 SarSaran an ... 45... 45 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA ... 47... 47 LAMPIRAN LAMPIRAN ... 49... 49 BIODATA PENULIS BIODATA PENULIS ... 65... 65
DAFTAR GAMBAR DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Gambar 2.1 Susunan Susunan semikonduktor semikonduktor pada pada thermoelektrik thermoelektrik ... . 77
Gambar 2.2
Gambar 2.2 PriPrinsinsip kep kerja TEG ... rja TEG ... 99
Gambar 2.3
Gambar 2.3 (a)Ilustrasi Efek Seebeck ... 13(a)Ilustrasi Efek Seebeck ... 13 (b)Diagram Efek Seebeck pada dua logam yang
(b)Diagram Efek Seebeck pada dua logam yang berbed
berbeda yaitu loga yaitu logam A dan am A dan B ..B ... .... 1313
Gambar 2.4
Gambar 2.4 Aliran Aliran Hole Hole dan dan Elektron Elektron pada pada suatu suatu loop loop ... ... 1818
Gambar 2.5
Gambar 2.5 Bagian-bagian Baterai (Bagian-bagian Baterai (Storage BatteryStorage Battery) ) ... ... 2020
Gambar 2.6
Gambar 2.6 Sensor Arus ACS712 ... 20 Sensor Arus ACS712 ... 20
Gambar 2.7
Gambar 2.7 RangRangkaian kaian PemPembagi bagi TegangTegangan an ... .. 2222
Gambar 2.8
Gambar 2.8 Board Arduino Uno ... 22 Board Arduino Uno ... 22
Gambar 3.1
Gambar 3.1 Gamb Gambaran Umaran Umum Keum Keseluruhan seluruhan Sistem ...Sistem ... ... 2424
Gambar 3.2
Gambar 3.2 Di Diagram agram Alir Alir PenePenelitian litian ... ... 2525
Gambar 3.3
Gambar 3.3 Ran Rancang cang Bangun Bangun Sistem Sistem ... ... 2626
Gambar 3.4
Gambar 3.4 Sistem Sistem Pemanas Pemanas 1 1 ... ... 2727
Gambar 3.5
Gambar 3.5 Sistem Sistem Pemanas Pemanas 2 ...2 ... .... 2828
Gambar 3.6
Gambar 3.6 Titik acuan pengukuran homogenitas suhu pada Titik acuan pengukuran homogenitas suhu pada Sis
Sistem Pemtem Pemanas anas ... ... 2929
Gambar 3.7
Gambar 3.7 Sistem Sistem Pendingin Pendingin TEG TEG ... ... 3030
Gambar 3.8
Gambar 3.8 Si Sistem stem Alat Alat UkUkur ur ... ... 3030
Gambar 3.9
Gambar 4.3
Gambar 4.3 Karakteristik Sistem Pemanas kedua dengan Karakteristik Sistem Pemanas kedua dengan ∆T=100
∆T=100ooC ... .. C ... .. 3737
Gambar 4.4
Gambar 4.4 Kestabilan Sistem Pemanas kedua dalam Kestabilan Sistem Pemanas kedua dalam mempertahankan suhu ∆T=100
mempertahankan suhu ∆T=100ooC C ... ... 3838
Gambar 4.5
Gambar 4.5 Karakteristik Sistem Pemanas kedua dengan Karakteristik Sistem Pemanas kedua dengan ∆T=124,5
∆T=124,5ooC... 39C... 39
Gambar 4.6
Gambar 4.6 Kestabilan Sistem Pemanas kedua dalam Kestabilan Sistem Pemanas kedua dalam mempertahankan suhu
mempertahankan suhu ∆∆T=124,5T=124,5ooC C ... ... 4040
Gambar 4.7
Gambar 4.7 Kurva Kurva Pembebanan Pembebanan pada pada TGPR-1W-2V-21S ....TGPR-1W-2V-21S ... . 4141
Gambar 4.8
Gambar 4.8 Kurva Kurva PengPengisian isian Aki Aki ... ... 4242
Gambar 4.9
DAFTAR TABEL DAFTAR TABEL Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil pengukuran suhu pada temperatur 100 Hasil pengukuran suhu pada temperatur 100ooCC pada
“Halaman ini sengaja dikosongkan” “Halaman ini sengaja dikosongkan”
DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran A ...49...49 Lampiran B Lampiran B ... 61... 61
“Halaman ini sengaja dikosongkan” “Halaman ini sengaja dikosongkan”
Bab I Bab I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang
Energi merupakan sebuah kemampuan dalam Energi merupakan sebuah kemampuan dalam melakukan kerja, energi sendiri adalah suatu obyek yang dapat melakukan kerja, energi sendiri adalah suatu obyek yang dapat berpind
berpindah ah akibat akibat adanyadanya a reaksreaksi i fundamenfundamental, tal, tetapi tetapi eneenergirgi tidak dapat diciptakan maupun dimusnakan. Kini ketersediaan tidak dapat diciptakan maupun dimusnakan. Kini ketersediaan energi di Indonesia semakin berkurang bahkan langka. energi di Indonesia semakin berkurang bahkan langka. Berkurangnya sumber energi ini penyebabnya adalah adanya Berkurangnya sumber energi ini penyebabnya adalah adanya ketidakseimbangan antara kebutuhan dengan jumlah energi ketidakseimbangan antara kebutuhan dengan jumlah energi yang tersedia. Semakin meningkatnya populasi penduduk dan yang tersedia. Semakin meningkatnya populasi penduduk dan taraf hidup masyarakat, maka mau tidak mau kebutuhan akan taraf hidup masyarakat, maka mau tidak mau kebutuhan akan energi semakin banyak dan pastinya persediaan energi yang energi semakin banyak dan pastinya persediaan energi yang ada semakin berkurang bahkan tidak cukup untuk memenuhi ada semakin berkurang bahkan tidak cukup untuk memenuhi permin
permintaan. taan. BerdBerdasarkan asarkan data data yang yang dikeluarkdikeluarkan an oleh oleh DewDewaann Energi Dunia, ketahanan energi Indonesia saat ini berada di Energi Dunia, ketahanan energi Indonesia saat ini berada di peringk
peringkat at ke-69 ke-69 dari dari 129 129 negara negara padpada a tahun tahun 2014. 2014. PePeringkatringkat ini turun dibandingkan dengan tahun-tahun sebelumnya. Pada ini turun dibandingkan dengan tahun-tahun sebelumnya. Pada tahun 2010 Indonesia berada di peringkat ke-29 sedangkan tahun 2010 Indonesia berada di peringkat ke-29 sedangkan pada
pada tahun tahun 2011 2011 turun turun kepekeperingkat ringkat 47. 47. Aspek Aspek yang yang ditinjauditinjau dari Ketahanan energi meliputi tiga aspek yaitu ketersediaan dari Ketahanan energi meliputi tiga aspek yaitu ketersediaan sumber energi, keterjangkauan pasokan energi, dan kelanjutan sumber energi, keterjangkauan pasokan energi, dan kelanjutan pengem
pengembangan bangan eneenergi rgi baru baru terbarukterbarukan. an. SelSelain ain itu itu bebebeberaparapa tahun terakhir ini produksi minyak dalam negeri terus merosot, tahun terakhir ini produksi minyak dalam negeri terus merosot, sedangkan permintaan minyak dalam negeri selalu meningkat. sedangkan permintaan minyak dalam negeri selalu meningkat. Hal ini disebabkan Indonesia terlalu bergantung pada hasil Hal ini disebabkan Indonesia terlalu bergantung pada hasil minyak bumi dibandingkan mengembangkan sumber energi minyak bumi dibandingkan mengembangkan sumber energi lain. Dengan fakta yang ada bahwa cadangan minyak lain. Dengan fakta yang ada bahwa cadangan minyak Indonesia tersisa hanya 3,7 miliar barrel dan hanya cukup Indonesia tersisa hanya 3,7 miliar barrel dan hanya cukup untuk 11-12 tahun ke depan jika dikonsumsi 700.000-800.000 untuk 11-12 tahun ke depan jika dikonsumsi 700.000-800.000
terbarukan untuk mengurangi dampak terjadinya pemanasan terbarukan untuk mengurangi dampak terjadinya pemanasan global. Seperti yang terjadi kini, pemanasan global telah global. Seperti yang terjadi kini, pemanasan global telah menjadi bahan pokok pembicaraan para produsen energi. menjadi bahan pokok pembicaraan para produsen energi. Untuk itu, dibutuhkan teknologi yang sangat ramah Untuk itu, dibutuhkan teknologi yang sangat ramah lingkungan agar dapat mengurangi dampak pemanasan global lingkungan agar dapat mengurangi dampak pemanasan global yang terjadi. Indonesia merupakan salah satu penyumbang yang terjadi. Indonesia merupakan salah satu penyumbang emisi gas rumah kaca, hal ini disebabkan karena sektor energi emisi gas rumah kaca, hal ini disebabkan karena sektor energi Indonesia masih menggunakan Batubara sebagai bahan bakar Indonesia masih menggunakan Batubara sebagai bahan bakar pengol
pengolah ah minyminyak ak menmentah tah menjmenjadi adi BBM. BBM. Tercatat Tercatat padapada pend
pendataan ataan KemeKementrian ntrian LingkungLingkungan an Hidup Hidup dan dan KehutananKehutanan mengatakan bahwa pada tahun 2013, total emisi karbon mengatakan bahwa pada tahun 2013, total emisi karbon dioksida dari sektor energi sudah sebesar 494.98.490 ton dan dioksida dari sektor energi sudah sebesar 494.98.490 ton dan akan terus meningkat setiap tahunnya (National Geograpich akan terus meningkat setiap tahunnya (National Geograpich Indonesia,2015). Untuk itu diperlukan adanya pembaruan Indonesia,2015). Untuk itu diperlukan adanya pembaruan teknologi dalam menghasilkan energi pengganti bahan bakar teknologi dalam menghasilkan energi pengganti bahan bakar fosil. Sejauh ini fakta yang ada, studi energi baru terbarukan di fosil. Sejauh ini fakta yang ada, studi energi baru terbarukan di Indonesia sudah dilakukan tetapi hasil produksi masih Indonesia sudah dilakukan tetapi hasil produksi masih terlampau kecil dan belum bisa memenuhi kebutuhan energi terlampau kecil dan belum bisa memenuhi kebutuhan energi yang selama ini dihasilkan dengan bahan bakar fosil. Dan yang selama ini dihasilkan dengan bahan bakar fosil. Dan yang terjadi saat ini, pasokan Batubara di Indonesia sudah yang terjadi saat ini, pasokan Batubara di Indonesia sudah mulai menipis maka dari itu dibutuhkan alternatif lain dalam mulai menipis maka dari itu dibutuhkan alternatif lain dalam membantu produksi energi dan tidak menghasilkan emisi gas membantu produksi energi dan tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca.
rumah kaca.
Ketersedian sumber energi baru terbarukan di Ketersedian sumber energi baru terbarukan di Indonesia terbilang masih belum dimanfaatkan secara Indonesia terbilang masih belum dimanfaatkan secara maksimal. Sejauh ini Indonesia tercatat memiliki 8 sumber maksimal. Sejauh ini Indonesia tercatat memiliki 8 sumber energi baru terbarukan yaitu,
energi baru terbarukan yaitu, Biofuel, Biofuel, BiomassaBiomassa, Panas Bumi, Panas Bumi ((Geothermal Geothermal ), Air, Angin, Matahari, Gelombang Laut, dan), Air, Angin, Matahari, Gelombang Laut, dan Pasang-surut air laut. Maka dari itu, penelitian kali ini Pasang-surut air laut. Maka dari itu, penelitian kali ini dilakukan dengan dasar pemanfaatan sumber energi baru dilakukan dengan dasar pemanfaatan sumber energi baru terbarukan khususnya panas bumi untuk menghasilkan energi terbarukan khususnya panas bumi untuk menghasilkan energi listrik. Penelitian kali ini menggunakan Thermo Elektrik listrik. Penelitian kali ini menggunakan Thermo Elektrik Generator (TEG) sebagai sumber energi alternatif, yaitu Generator (TEG) sebagai sumber energi alternatif, yaitu berupa modul yang terbuat
berupa modul yang terbuat dari susunan bahan semikonddari susunan bahan semikonduktoruktor yang dapat menghasilkan listrik dengan mengalirkan sumber yang dapat menghasilkan listrik dengan mengalirkan sumber panas
panas pada pada salah salah satu satu sisinysisinya a dan dan membumembuat at perbeperbedaan daan suhusuhu disisi lain. Kelebihan lain dari Thermo Elektrik Generator disisi lain. Kelebihan lain dari Thermo Elektrik Generator
adalah mengkonversikan perbedaan suhu ke besaran listrik adalah mengkonversikan perbedaan suhu ke besaran listrik secara langsung, dimensi ukurannya yang kecil, ramah secara langsung, dimensi ukurannya yang kecil, ramah lingkungan, tidak menghasilkan bunyi (
lingkungan, tidak menghasilkan bunyi ( silent silent operationoperation)) , , bebas
bebas perawatan, perawatan, dapat dapat digdigunakan unakan pada pada suhu suhu yang yang tinggi,tinggi, tidak membutuhkan perantara mekanik atau penggerak serta tidak membutuhkan perantara mekanik atau penggerak serta dapat digunakan dengan mudah. Contoh pengaplikasian TEG dapat digunakan dengan mudah. Contoh pengaplikasian TEG ini adalah pembuatan alat pemanas-pendingin makanan dan ini adalah pembuatan alat pemanas-pendingin makanan dan minuman portabel hemat energi berbasis termoelektrik, di minuman portabel hemat energi berbasis termoelektrik, di kampus ITB Bandung (Hendy,2011). Dibalik kelebihannya kampus ITB Bandung (Hendy,2011). Dibalik kelebihannya TEG juga memiliki beberapa kekurangan, yakni hanya TEG juga memiliki beberapa kekurangan, yakni hanya memiliki nilai efisiensi yang rendah yaitu ≤10%. Efisiensi ini memiliki nilai efisiensi yang rendah yaitu ≤10%. Efisiensi ini masih jauh nilainya daripada Sel Surya. Sejauh ini hal-hal masih jauh nilainya daripada Sel Surya. Sejauh ini hal-hal yang membuat efisiensi berkurang adalah bagaimana panas yang membuat efisiensi berkurang adalah bagaimana panas yang dikonveksikan pada TEG terserap secara sempurna dan yang dikonveksikan pada TEG terserap secara sempurna dan tidak ada yang terbuang, serta sistem pendinginan yang tidak ada yang terbuang, serta sistem pendinginan yang sempurna sehingga TEG dapat bekerja maksimal. Hal tersebut sempurna sehingga TEG dapat bekerja maksimal. Hal tersebut mendasari penelitian ini, yaitu merancang sistem isolasi panas mendasari penelitian ini, yaitu merancang sistem isolasi panas guna untuk memaksimalkan kerja modul TEG. Selain itu guna untuk memaksimalkan kerja modul TEG. Selain itu dilakukan pemanfaatan hasil daya listrik untuk pengisian Aki dilakukan pemanfaatan hasil daya listrik untuk pengisian Aki (Aki kering 6Volt) untuk alternatif penghasil energi. Serta (Aki kering 6Volt) untuk alternatif penghasil energi. Serta mengetahui sistem kerja dua modul TEG yang berbeda yaitu mengetahui sistem kerja dua modul TEG yang berbeda yaitu tipe SP184827145SA dan tipe TGPR-1W-2V-21S.
tipe SP184827145SA dan tipe TGPR-1W-2V-21S.
1.2
1.2 Perumusan MasalahPerumusan Masalah
Berikut ini merupakan rumusan masalah pada Berikut ini merupakan rumusan masalah pada peneliti
penelitian kali ini bean kali ini berdasarkan padrdasarkan pada latar bela latar belakang :akang : 1.
1. Bagaimana cara untuk mengetahui efisiensi kerjaBagaimana cara untuk mengetahui efisiensi kerja TEG dengan
TEG dengan sield sield triplek dan triplek dan sield sield Alumunium Alumunium pada TEG ti
pada TEG tipe SP1848pe SP18482714527145SA ?SA ? 2.
2. Bagaimana Bagaimana cara cara untuk untuk mengetahui mengetahui waktuwaktu pengis
pengisian ian Aki Aki dengdengan an mengmenggunakan gunakan TGPR-1W- TGPR-1W-2V-21S ?
1.3
1.3 TujuanTujuan
Tujuan pelaksanaan penelitian ini yaitu : Tujuan pelaksanaan penelitian ini yaitu : 1.
1. Mengetahui efisiensi kerja TEG denganMengetahui efisiensi kerja TEG dengan sield sield triplek dan
triplek dan sield sield alumunium pada TEG tipe alumunium pada TEG tipe SP184827145SA
SP184827145SA 2.
2. Mengetahui Mengetahui waktu waktu pengisian pengisian Aki Aki dengandengan menggunakan TGPR-1W-2V-21S
menggunakan TGPR-1W-2V-21S
1.4
1.4 Batasan MasalahBatasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian kali adalah Batasan masalah pada penelitian kali adalah mengetahui efisiensi kerja TEG dengan variasi
mengetahui efisiensi kerja TEG dengan variasi sield sield pada pada sistem pemanas, yaitu dengan
sistem pemanas, yaitu dengan sield sield triplek dan alumunium. triplek dan alumunium. Sield
Sield yang dimaksut adalah kerangka sistem pemanas. Selain yang dimaksut adalah kerangka sistem pemanas. Selain itu untuk modul Thermo Electric Generator (TEG) yang diuji itu untuk modul Thermo Electric Generator (TEG) yang diuji bertipe
bertipe SP18482714SP184827145SA 5SA dan dan TGPR-1W-2VTGPR-1W-2V-21S. -21S. SertaSerta memanfaatkan hasil tegangan yang telah dihasilkan TEG memanfaatkan hasil tegangan yang telah dihasilkan TEG untuk mengisi Aki.
untuk mengisi Aki.
1.5
1.5 Manfaat PenelitianManfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian tugas akhir Manfaat yang diharapkan dari penelitian tugas akhir ini adalah mampu merancang sistem pemanas serta pendingin ini adalah mampu merancang sistem pemanas serta pendingin untuk memanfaatkan Thermoelektrik dengan maksimal untuk memanfaatkan Thermoelektrik dengan maksimal sehingga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik sehingga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik khususnya pengisian Aki.
khususnya pengisian Aki.
1.6
1.6 Sistematika PenulisanSistematika Penulisan
Berikut sistematika penelitian laporan Tugas Akhir ini Berikut sistematika penelitian laporan Tugas Akhir ini
disusun : disusun : 1.
1. Bab IBab I – – Pendahuluan, berisi uraian mengenai latar Pendahuluan, berisi uraian mengenai latar belak
belakang, ang, rumurumusan san mmasalah, asalah, tujuan, tujuan, batasan batasan masalahmasalah,, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan tugas manfaat penelitian, dan sistematika penulisan tugas akhir.
akhir. 2.
2. Bab IIBab II – – Tinjauan Pustaka, beTinjauan Pustaka, berisi risi uraiauraian n mengenaimengenai teori
teori yang yang mendukung mendukung analisis analisis serta kserta kajajian ian sistsistem.em. 3.
3. Bab IIIBab III – – Metodologi Metodologi PenelitianPenelitian, , berisi berisi alat alat dandan bahan, data
peneli
penelitian, tian, serta serta uraian uraian mengemengenai nai memetode-metode tode-metode dandan tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian.
tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian. 4.
4. BBaab b II VV – – Analisis Analisis Data Data dan dan Pembahasan,Pembahasan, menje
menjelaskan laskan ttentang entang hasil-hasil yhasil-hasil yang ang diddidapat apat daridari penge
pengerjaan pada rjaan pada penelitian ini, penelitian ini, dan dan analisa analisa data data daridari hasil pengukuran yang telah dilakukan.
hasil pengukuran yang telah dilakukan. 5.
5. Bab VBab V – – Kesimpulan dan Saran, berisi uraian Kesimpulan dan Saran, berisi uraian mengenai kesimpulan dari hasil analisis data dan mengenai kesimpulan dari hasil analisis data dan pem
pembahasan bahasan serta serta sarsaran-saran an-saran yang yang digunakdigunakan an untukuntuk mendukung penelitian selanjutnya.
mendukung penelitian selanjutnya. 6.
6. Lampiran, berisi data-data yang digunakan dalamLampiran, berisi data-data yang digunakan dalam peneli
penelitian tian beserta beserta beberapa beberapa gamgambar bar yang yang menunjangmenunjang peneli
“Halaman ini sengaja dikosongkan” “Halaman ini sengaja dikosongkan”
BAB II BAB II TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA 2.1 2.1 ThermoelektrikThermoelektrik
Thermoelektrik merupakan suatu alat yang berbentuk Thermoelektrik merupakan suatu alat yang berbentuk modul, yang dapat secara langsung merubah energi panas modul, yang dapat secara langsung merubah energi panas menjadi listrik. Dimana Thermoelektrik terbuat dari bahan menjadi listrik. Dimana Thermoelektrik terbuat dari bahan semikonduktor yang tersusun sedimikan rupa dengan semikonduktor yang tersusun sedimikan rupa dengan komposisi tipe-n dan tipe-p disusun seperti gambar berikut : komposisi tipe-n dan tipe-p disusun seperti gambar berikut :
Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Susunan semikonduktor pada Thermoelektrik Susunan semikonduktor pada Thermoelektrik Fenomena Thermoelektrik ditemukan tahun 1821 Fenomena Thermoelektrik ditemukan tahun 1821 untuk pertama kalinya oleh salah satu ilmuwan Jerman yaitu untuk pertama kalinya oleh salah satu ilmuwan Jerman yaitu Thomas Johann Seebeck. Pada penemuannya Thomas Seebeck Thomas Johann Seebeck. Pada penemuannya Thomas Seebeck mencoba menghubungkan tembaga dan besi pada suatu mencoba menghubungkan tembaga dan besi pada suatu rangkaian. Kemudian diantara logam tembaga dan besi rangkaian. Kemudian diantara logam tembaga dan besi tersebut diletakkan sebuah jarum kompas. Fenomena yang tersebut diletakkan sebuah jarum kompas. Fenomena yang terjadi saat kedua logam tersebut dipanaskan yaitu jarum terjadi saat kedua logam tersebut dipanaskan yaitu jarum kompas mulai bergerak. Bergeraknya jarum kompas ini kompas mulai bergerak. Bergeraknya jarum kompas ini
Peltier yang meneliti tentang kebalikan fenomena Seebeck. Peltier yang meneliti tentang kebalikan fenomena Seebeck. Pada penelitiannya Charles Peltier mengalirkan listrik pada Pada penelitiannya Charles Peltier mengalirkan listrik pada dua buah logam yang dirangkai pada suatu rangkaian. dua buah logam yang dirangkai pada suatu rangkaian. Ternyata yang terjadi ketika diberi arus listrik dialirkan, yaitu Ternyata yang terjadi ketika diberi arus listrik dialirkan, yaitu terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sisi lain rangkaian logam tersebut dan pelepasan panas pada sisi lain rangkaian logam itu. Dan fenomena pelepasan dan penyerapan panas ini itu. Dan fenomena pelepasan dan penyerapan panas ini berbalik
berbalik arah arah keketika tika arah arah arus arus dibdibalik. alik. CharleCharles s PelPeltiertier menemukan hal ini pada tahun 1834 yang kemudian disebut menemukan hal ini pada tahun 1834 yang kemudian disebut Efek Peltier. Dari kedua penemuan tersebut baik Efek
Efek Peltier. Dari kedua penemuan tersebut baik Efek SeebeckSeebeck dan Efek Peltier menjadi dasar pengembangan teknologi dan Efek Peltier menjadi dasar pengembangan teknologi Thermoelektrik (Polban, 2009).
Thermoelektrik (Polban, 2009).
Seorang ilmuwan bernama WW Coblenz (1913) Seorang ilmuwan bernama WW Coblenz (1913) mencoba meneruskan temuan Charles Peltier. Pengembangan mencoba meneruskan temuan Charles Peltier. Pengembangan oleh Coblenz ini yaitu dengan menjadikan tembaga dan oleh Coblenz ini yaitu dengan menjadikan tembaga dan constantan (campuran nikel dan tembaga) sebagai logam constantan (campuran nikel dan tembaga) sebagai logam peny
penyusun usun ThermoelekThermoelektrik. trik. DimDimana ana efisieefisiensi nsi konvekonversi rsi yangyang terjadi sebesar 0,008 persen, dan sistem yang dibuat ini terjadi sebesar 0,008 persen, dan sistem yang dibuat ini berh
berhasil membangkiasil membangkitkan listrik sebesar 0,6mW. Kemudian AFtkan listrik sebesar 0,6mW. Kemudian AF Ioffe melanjutkan pengembangan Thermoelektrik dengan Ioffe melanjutkan pengembangan Thermoelektrik dengan menggunakan bahan semikonduktor golongan menggunakan bahan semikonduktor golongan II-V,IV-VI,V-VI yang saat itu mulai dikenal. Ioffe berhasil melakukan satu VI yang saat itu mulai dikenal. Ioffe berhasil melakukan satu lompatan besar dimana efisiensi Thermoelektrik meningkat lompatan besar dimana efisiensi Thermoelektrik meningkat menjadi 4 persen. Teori ini dibukukan pada tahun 1956 yang menjadi 4 persen. Teori ini dibukukan pada tahun 1956 yang hingga kini menjadi pedoman para peneliti dalam hingga kini menjadi pedoman para peneliti dalam mengen]mbangkan material penyusun Thermoelektrik mengen]mbangkan material penyusun Thermoelektrik (G.Jeffrey Snyder, 2008).
(G.Jeffrey Snyder, 2008).
Lalu pengembangan-pengembangan lain mulai Lalu pengembangan-pengembangan lain mulai dilakukan dan pada tahun 1980-1990, material enusun dilakukan dan pada tahun 1980-1990, material enusun Thermoelektrik berkembang pesat dan menjadi salah satu Thermoelektrik berkembang pesat dan menjadi salah satu teknologi ramah lingkungan. Seperti yang kita ketahui bahwa teknologi ramah lingkungan. Seperti yang kita ketahui bahwa Thermoelektrik tersusun atas bahan semikonduktor yang Thermoelektrik tersusun atas bahan semikonduktor yang merupakan susunan dua logam yang berbeda. Bahan logam merupakan susunan dua logam yang berbeda. Bahan logam tersebut memiliki tipe berbeda yaitu ter-dopping proton atau tersebut memiliki tipe berbeda yaitu ter-dopping proton atau tipe-p dan ter-dopping elektron yaitu tipe-n. Thermoelektrik tipe-p dan ter-dopping elektron yaitu tipe-n. Thermoelektrik sendiri terdiri atas 2 jenis yaitu, Thermoelektrik generator dan sendiri terdiri atas 2 jenis yaitu, Thermoelektrik generator dan Thermoelektrik cooler. Fokusan pada penelitian ini adalah Thermoelektrik cooler. Fokusan pada penelitian ini adalah
Thermoelektrik generator, dimana Thermoelektrik generator Thermoelektrik generator, dimana Thermoelektrik generator merupakan susunan material semikonduktor yang merupakan susunan material semikonduktor yang menghasilkan listrik saat dikenai suhu tinggi atau panas menghasilkan listrik saat dikenai suhu tinggi atau panas (kalor). Hebatnya, Thermoelektrik generator bekerja secara (kalor). Hebatnya, Thermoelektrik generator bekerja secara langsung dalam menghasilkan listrik ketika salah satu sisinya langsung dalam menghasilkan listrik ketika salah satu sisinya diberi kalor atau panas. Pada Thermoelektrik generator dibagi diberi kalor atau panas. Pada Thermoelektrik generator dibagi lagi jenisnya yaitu low temperatur, medium dan high lagi jenisnya yaitu low temperatur, medium dan high temperatur. Jenis ini dibedakan dari jenis material yang temperatur. Jenis ini dibedakan dari jenis material yang menyusun serta berapa kisaran nilai suhu ataupun temperatur menyusun serta berapa kisaran nilai suhu ataupun temperatur yang dapat dikenakan pada sistem kerja Thermoelektrik yang dapat dikenakan pada sistem kerja Thermoelektrik tersebut. Adapun jenis low temperatur hanya bekerja pada tersebut. Adapun jenis low temperatur hanya bekerja pada suhu 0-500° Celcius. Sedangkan medium temperatur bekerja suhu 0-500° Celcius. Sedangkan medium temperatur bekerja pada
pada suhu suhu 500-800° 500-800° CelciCelcius, us, dan dan high high tempetemperatur ratur yaitu yaitu 800- 800-1000° Celcius.(G.Jeffrey Snyder, 2008)
1000° Celcius.(G.Jeffrey Snyder, 2008)
Berikut ini merupakan gambar yang menunjukkan Berikut ini merupakan gambar yang menunjukkan sistem kerja pada Thermoelektrik generator :
sistem kerja pada Thermoelektrik generator :
Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Prinsip kerja TEGPrinsip kerja TEG Dari gambar 2.2 diatas dapat
Dari gambar 2.2 diatas dapat dikediketahui bahwa tahui bahwa materimaterialal peny
penyusun usun ThermoelekThermoelektrik trik memiliki memiliki peran peran masing-masingmasing-masing untuk mengalirkan panas sehingga dapat menimbulkan beda untuk mengalirkan panas sehingga dapat menimbulkan beda potens
listrik. Dan pada Thermoelektrik besarnya nilai tegangan yang listrik. Dan pada Thermoelektrik besarnya nilai tegangan yang didapatkan sebanding dengan gradien temperatur(Nandy, didapatkan sebanding dengan gradien temperatur(Nandy, 2009). Berdasarkan fenomena yang terjadi, pada 2009). Berdasarkan fenomena yang terjadi, pada Thermoelektrik terjadi 3 efek yaitu Efek Seebeck, Efek Peltier Thermoelektrik terjadi 3 efek yaitu Efek Seebeck, Efek Peltier dan Efek Thomson. Dimana efek-efek tersebut merupakan dan Efek Thomson. Dimana efek-efek tersebut merupakan pemiki
pemikiran ran awal awal dalam dalam menggmenggagas agas ThermoeThermoelektrik lektrik (M.Abrar,(M.Abrar, 2016).
2016).
Peristiwa yang terjadi pada Thermoelektrik Generator Peristiwa yang terjadi pada Thermoelektrik Generator didasari oleh Efek Seebeck. Peristiwa Seebeck atau Efek didasari oleh Efek Seebeck. Peristiwa Seebeck atau Efek Seebeck ini terjadi saat dua buah logam yang berbeda ketika Seebeck ini terjadi saat dua buah logam yang berbeda ketika dialiri panas maka akan terjadi arus listrik. Hal ini dikarenakan dialiri panas maka akan terjadi arus listrik. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan bahan penyusun pada kedua logam atau adanya perbedaan bahan penyusun pada kedua logam atau pasang
pasangan an matematerial rial tersebut. tersebut. Dimana Dimana matematerial rial yang yang umumumum digunakan untuk Termoelektrik adalah Bismuth-Tellurium, digunakan untuk Termoelektrik adalah Bismuth-Tellurium, Timbal-Tellurium dan Silikon-Germanium. Untuk modul TEG Timbal-Tellurium dan Silikon-Germanium. Untuk modul TEG kali ini bahan penyusunnya merupakan logam kali ini bahan penyusunnya merupakan logam Bismuth-Tellurium, dimana kedua bahan logam tersebut bersifat sangat Tellurium, dimana kedua bahan logam tersebut bersifat sangat langka. Sambungan logam Bismuth-Tellurium ini memiliki langka. Sambungan logam Bismuth-Tellurium ini memiliki susunan kristal polikristalin, dengan sistem kerja yang susunan kristal polikristalin, dengan sistem kerja yang berg
bergantung antung pada pada nilai nilai koefikoefisien sien Seebeck Seebeck jugjuga a besbesarar konduktivitas yang bergantung pada tebal susunan logam konduktivitas yang bergantung pada tebal susunan logam tersebut. Baik konduktivitas dari bahan tersebut tersebut. Baik konduktivitas dari bahan tersebut menghantarkan listrik pun juga pada konduktivitas termal dari menghantarkan listrik pun juga pada konduktivitas termal dari logam tersebut. Untuk saat ini konduktivitas termal dari bahan logam tersebut. Untuk saat ini konduktivitas termal dari bahan Bismuth-Tellurium yaitu sebesar 1,2 Watt/(m.K) yang hampir Bismuth-Tellurium yaitu sebesar 1,2 Watt/(m.K) yang hampir sama dengan kaca biasa. Menurut penelitian yang ada, cara sama dengan kaca biasa. Menurut penelitian yang ada, cara membuat sambungan Bismuth-Tellurium ini dengan membuat sambungan Bismuth-Tellurium ini dengan memasukan logam tersebut pada tabung vakum dengan suhu memasukan logam tersebut pada tabung vakum dengan suhu tungku pemanas yaitu 800°C. Oleh karena itu, sesuai tungku pemanas yaitu 800°C. Oleh karena itu, sesuai karakteristik bahan penyusunnya, modul TEG yang ada hanya karakteristik bahan penyusunnya, modul TEG yang ada hanya memiliki
memiliki keluarakeluaran n daya daya sebesar sebesar 0,4-1,2 0,4-1,2 Watt Watt hal hal ini ini eraterat hubungannya dengan besar konduktivitas termal bahan logam hubungannya dengan besar konduktivitas termal bahan logam itu sendiri. Selain dari konduktivitasnya, untuk meningkatkan itu sendiri. Selain dari konduktivitasnya, untuk meningkatkan hasil keluaran dari TEG hingga batas maksimalnya adalah hasil keluaran dari TEG hingga batas maksimalnya adalah dengan memaksimalkan sistem pemanas dan sistem pendingin dengan memaksimalkan sistem pemanas dan sistem pendingin yang mengenai modul TEG. Dimana suhu yang mengenai yang mengenai modul TEG. Dimana suhu yang mengenai TEG yaitu pada
meliputi seluruh permukan TEG agar daya output pada TEG meliputi seluruh permukan TEG agar daya output pada TEG maksimal. Pada penelitian kali ini digunakan dua buah jenis maksimal. Pada penelitian kali ini digunakan dua buah jenis TEG yaitu SP184827145SA dengan daya keluaran 0,6 watt TEG yaitu SP184827145SA dengan daya keluaran 0,6 watt dan TGPR-1W-2V-21S dengan keluaran daya sebesar 1 Watt. dan TGPR-1W-2V-21S dengan keluaran daya sebesar 1 Watt.
Sistem kerja dari TEG haruslah terdiri atas 2 buah yaitu Sistem kerja dari TEG haruslah terdiri atas 2 buah yaitu sistem pemanas serta sistem pendingin. Hal ini dikarenakan sistem pemanas serta sistem pendingin. Hal ini dikarenakan TEG memiliki prinsip seperti 2 buah Thermokopel yang TEG memiliki prinsip seperti 2 buah Thermokopel yang digabungkan secara seri, lalu pada ujung satunya diberi suhu digabungkan secara seri, lalu pada ujung satunya diberi suhu yang tinggi sedangkan pada sisi yang lain diberi suhu lebih yang tinggi sedangkan pada sisi yang lain diberi suhu lebih rendah sehingga terjadi perpindahan energi dari ujung rendah sehingga terjadi perpindahan energi dari ujung Thermokopel bersuhu tinggi ke Thermokopel yang bersuhu Thermokopel bersuhu tinggi ke Thermokopel yang bersuhu rendah yang mengakibatkan berpindahya muatan yaitu rendah yang mengakibatkan berpindahya muatan yaitu elektron dan muncul beda potensial. Beda potensial inilah elektron dan muncul beda potensial. Beda potensial inilah yang disebut sebagai tegangan
yang disebut sebagai tegangan output output . Tetapi pada. Tetapi pada Thermokopel besar nilai tegangan serta arus yang diperoleh Thermokopel besar nilai tegangan serta arus yang diperoleh kecil, sehingga dibuatlah modul TEG ini yang memiliki sistem kecil, sehingga dibuatlah modul TEG ini yang memiliki sistem kerja yang sama hanya saja TEG memiliki luasan yang lebih kerja yang sama hanya saja TEG memiliki luasan yang lebih luas, yang jika disetarakan dengan Thermokopel merupakan luas, yang jika disetarakan dengan Thermokopel merupakan gabungan dari banyak Thermokopel sehingga tegangan gabungan dari banyak Thermokopel sehingga tegangan maupun arus keluaran TEG lebih besar dari Thermokopel.
maupun arus keluaran TEG lebih besar dari Thermokopel.
2.2
2.2 Efek SeebeckEfek Seebeck
Thomas Johann Seebeck (1821) adalah ilmuwan yang Thomas Johann Seebeck (1821) adalah ilmuwan yang pertam
pertama a kali kali menemmenemukan ukan fenomenfenomena a ThermoelekThermoelektrik. trik. DimanaDimana kedua logam yang didekatkan kemudian salah satu sisinya kedua logam yang didekatkan kemudian salah satu sisinya dipanaskan maka akan muncul beda potensial yang ditandai dipanaskan maka akan muncul beda potensial yang ditandai dengan menyimpangnya jarum kompas yang diletakkan dengan menyimpangnya jarum kompas yang diletakkan diantaranya. Beda potensial yang muncul terjadi karena diantaranya. Beda potensial yang muncul terjadi karena adanya medan listrik. Medan listrik tersebut terjadi akibat adanya medan listrik. Medan listrik tersebut terjadi akibat berge
bergeraknya paraknya partikel logam karena konveksi panas. Fenomenrtikel logam karena konveksi panas. Fenomenaa inilah yang akhirnya dikenal sebagai efek Seebeck. Namun inilah yang akhirnya dikenal sebagai efek Seebeck. Namun
dan menciptakan
dan menciptakan complete loopcomplete loop dan terjadi terus-menerus, dan terjadi terus-menerus, sehingga dapat memunculkan tegangan yang terjadi secara sehingga dapat memunculkan tegangan yang terjadi secara kontinu selama pemanasan berlangsung.
kontinu selama pemanasan berlangsung.
Beda potensial atau tegangan ini dihasilkan dan Beda potensial atau tegangan ini dihasilkan dan berubah
berubah sebanding sebanding dengdengan an perubahan perubahan tempetemperatur, ratur, karenkarenaa semakin besar suhu maka semakin besar pula tegangan yang semakin besar suhu maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan. Dari fenomena Seebeck ini dihasilkan dihasilkan. Dari fenomena Seebeck ini dihasilkan Thermoelektrik generator sebagai penghasil listrik dari suhu Thermoelektrik generator sebagai penghasil listrik dari suhu yang diberikan pada rangkaian. Thomas Seebeck membuat yang diberikan pada rangkaian. Thomas Seebeck membuat suatu koefisien yang berlaku pada fenomena yang ia temukan suatu koefisien yang berlaku pada fenomena yang ia temukan yaitu koefisien Seebeck. Dimana koefisien ini bersimbol α yaitu koefisien Seebeck. Dimana koefisien ini bersimbol α (G.Jeffrey Snyder, 2008), sedangkan untuk perbedaan (G.Jeffrey Snyder, 2008), sedangkan untuk perbedaan temperatur disimbol ∆T dan untuk beda potensial disimbolkan temperatur disimbol ∆T dan untuk beda potensial disimbolkan dengan ∆V.
dengan ∆V.
Dari simbol tersebut maka efek Seebeck memenuhi Dari simbol tersebut maka efek Seebeck memenuhi persam
persamaan berikut :aan berikut :
...(2.1)...(2.1) Dengan Keterangan : Dengan Keterangan : αα = = koefisien koefisien Seebeck Seebeck (mV/K, (mV/K, °C)°C) ∆
∆V V = = beda beda potensial potensial (mV)(mV) ∆
∆T T = = perbedaan perbedaan temperatur temperatur (K, (K, °C)°C)
Selain persamaan di atas, efek Seebeck juga dapat Selain persamaan di atas, efek Seebeck juga dapat dituliskan sebagai berikut :
dituliskan sebagai berikut :
((
))
...(2...(2.2).2) Dengan Keterangan :Dengan Keterangan : E
E = = Gaya Gaya gerak gerak listrik listrik (V)(V) α
α = = koefisien koefisien Seebeck Seebeck (mV/K, (mV/K, °C)°C) T
T11 == hot junctionhot junction (K, °C) (K, °C) T
Dari persamaan diatas, dapat di ilustrasikan pada Dari persamaan diatas, dapat di ilustrasikan pada gambar berikut ini :
gambar berikut ini :
(a) (b)
(a) (b)
Gambar 2.3.
Gambar 2.3. (a) Ilustrasi Efek Seebeck, (b) Diagram(a) Ilustrasi Efek Seebeck, (b) Diagram Efek Seebeck pada dua logam yang berbeda yaitu logam A Efek Seebeck pada dua logam yang berbeda yaitu logam A
dan B dan B..
2.3
2.3 Efek PeltierEfek Peltier
Charles Peltier (1834) merupakan ilmuwan yang Charles Peltier (1834) merupakan ilmuwan yang menemukan kebalikan dari efek Seebeck, yang selanjutnya menemukan kebalikan dari efek Seebeck, yang selanjutnya disebut efek Peltier. Pada efek Peltier ini dua logam yang disebut efek Peltier. Pada efek Peltier ini dua logam yang berbed
berbeda a disambungdisambungkan kan lalu lalu arus arus listrik listrik diinjekdiinjeksikan sikan padapada sambungan tersebut, dan timbul lah fenomena pompa kalor. sambungan tersebut, dan timbul lah fenomena pompa kalor. Pompa kalor ini merupakan suatu rangkaian yang menyerap Pompa kalor ini merupakan suatu rangkaian yang menyerap kalor pada sisi lain dan melepaskannya dari sisi sebaliknya. kalor pada sisi lain dan melepaskannya dari sisi sebaliknya. Hal ini berkebalikan dengan efek Seebeck. Dimana efek Hal ini berkebalikan dengan efek Seebeck. Dimana efek Seebeck menciptakan listrik dari suhu yang di injeksikan, Seebeck menciptakan listrik dari suhu yang di injeksikan, tetapi efek peltier mengalirkan panas dari listrik yang tetapi efek peltier mengalirkan panas dari listrik yang diberikan. Efek peltier ini menciptakan Thermoelektrik cooler diberikan. Efek peltier ini menciptakan Thermoelektrik cooler yaitu sebagai pendingin (pompa kalor). Thermoelektrik yaitu sebagai pendingin (pompa kalor). Thermoelektrik
muatan listrik. Pada fenomena ini, hal yang sangat menarik muatan listrik. Pada fenomena ini, hal yang sangat menarik adalah sebesar apapun dan sesering apapun arus listrik yang adalah sebesar apapun dan sesering apapun arus listrik yang diberikan, perbedaan temperatur akan menemukan nilai yang diberikan, perbedaan temperatur akan menemukan nilai yang stabil dan konstan. Hal ini berkaiatan dengan koefisien stabil dan konstan. Hal ini berkaiatan dengan koefisien Seebeck logam yang digunakan.
Seebeck logam yang digunakan.
2.4
2.4 Efek ThomsonEfek Thomson
Efek yang ketiga yang terjadi pada Thermoelektrik Efek yang ketiga yang terjadi pada Thermoelektrik adalah Efek Thomson. Efek Thomson ini ditemukan oleh adalah Efek Thomson. Efek Thomson ini ditemukan oleh William Thomson pada tahun 1851. Dimana fenomena ini William Thomson pada tahun 1851. Dimana fenomena ini menjelaskan tentang pemanasan atau pendinginan dari sebuah menjelaskan tentang pemanasan atau pendinginan dari sebuah konduktor yang dialiri arus listrik dengan perbedaan konduktor yang dialiri arus listrik dengan perbedaan temperatur. Faktanya pada setiap bahan konduktor yang temperatur. Faktanya pada setiap bahan konduktor yang dialairi arus listrik akan timbul dua kemungkinan, yaitu dialairi arus listrik akan timbul dua kemungkinan, yaitu material tersebut menyerap panas atau memancarkan panas, material tersebut menyerap panas atau memancarkan panas, kemungkinan tersebut bergantung pada sifat material serta kemungkinan tersebut bergantung pada sifat material serta bes
besar ar koefikoefisien sien SeebecknySeebecknya. a. Pada Pada proseproses s pemancpemancaran aran panas,panas, arus bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah yaitu arus bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah yaitu pada
pada suhu suhu tinggi tinggi (panas) (panas) ke ke suhu suhu rendah (rendah (dingin)dingin). . SedangkSedangkanan pada
pada proproses ses penyerapan penyerapan panas panas arus arus bergebergerak rak dari dari potenspotensialial rendah ke tinggi, atau dengan kata lain arus bergerak dari suhu rendah ke tinggi, atau dengan kata lain arus bergerak dari suhu rendah (dingin) ke suhu tinggi (panas). Jika dihubungkan rendah (dingin) ke suhu tinggi (panas). Jika dihubungkan maka, efek Thomson merupakan bagian dari efek Seebeck, maka, efek Thomson merupakan bagian dari efek Seebeck, begitu pu
begitu pula efek la efek Peltier.Peltier.
2.5
2.5 Prinsip Kerja ThermoelektrikPrinsip Kerja Thermoelektrik
Pada penelitian kali ini, prinsip Thermoelektrik yang Pada penelitian kali ini, prinsip Thermoelektrik yang digunakan adalah efek Seebeck. Dimana dua buah logam yang digunakan adalah efek Seebeck. Dimana dua buah logam yang disambungkan kemudian salah satu sisinya diberi suhu yang disambungkan kemudian salah satu sisinya diberi suhu yang tinggi maka secara langsung sambungan kedua logam tersebut tinggi maka secara langsung sambungan kedua logam tersebut menghasilkan energi listrik. Dengan kata lain prinsip kerja menghasilkan energi listrik. Dengan kata lain prinsip kerja Thermoelektrik adalah proses dari konversi langsung dari Thermoelektrik adalah proses dari konversi langsung dari bes
besaran aran suhu suhu menjmenjadi adi besaran besaran listrik. listrik. Untuk Untuk ituitu Thermoelektrik dengan prinsip ini disebut Thermoelektrik Thermoelektrik dengan prinsip ini disebut Thermoelektrik Generator. Disamping penggunaannya yang cukup mudah Generator. Disamping penggunaannya yang cukup mudah
teknologi ini juga ramah lingkungan, mudah perawatannya teknologi ini juga ramah lingkungan, mudah perawatannya dan dapat digunakan untuk bidang industri atau proyek skala dan dapat digunakan untuk bidang industri atau proyek skala besar.
besar. HanyHanya a saja saja ThermoelekThermoelektrik trik mmasih asih memmemiliki iliki efisienefisiensisi yang kecil sehingga peformanya masih belum cukup maksimal yang kecil sehingga peformanya masih belum cukup maksimal dalam menggantikan pembangkit listrik dengan Batubara. dalam menggantikan pembangkit listrik dengan Batubara. Fenomena yang terjadi pada Thermoelektrik ini sebenarnya Fenomena yang terjadi pada Thermoelektrik ini sebenarnya dikarenakan oleh proses transfer panas. Dimana transfer panas dikarenakan oleh proses transfer panas. Dimana transfer panas ini erat hubungannya dengan proses perpindahan partikel ini erat hubungannya dengan proses perpindahan partikel terutama elektron, dikarenakan suatu sisi logam dikenai panas terutama elektron, dikarenakan suatu sisi logam dikenai panas maka partikel logam tersebut bergerak dan bergetar sehingga maka partikel logam tersebut bergerak dan bergetar sehingga terjadi perjalanan elektron dari sisi yang dikenai panas ke sisi terjadi perjalanan elektron dari sisi yang dikenai panas ke sisi yang lebih rendah suhunya. Dimana pergerakan partikel ini yang lebih rendah suhunya. Dimana pergerakan partikel ini erat hubungannya dengan perbedaan suhu yang terjadi, ketika erat hubungannya dengan perbedaan suhu yang terjadi, ketika satu sisi dipanaskan dan sisi lain lebih rendah suhunya maka satu sisi dipanaskan dan sisi lain lebih rendah suhunya maka semakin cepat pula elektron berpindah dan menimbulkan arus semakin cepat pula elektron berpindah dan menimbulkan arus serta medan listrik disekitar logam (S.L.Soo, 1968). Besar serta medan listrik disekitar logam (S.L.Soo, 1968). Besar potens
potensial ial yang yang dihdihasilkan asilkan sebanding sebanding dengdengan an besar besar perubahperubahanan gradien suhu.
gradien suhu.
Berikut ini rumusan dalam mengetahui besar potensial Berikut ini rumusan dalam mengetahui besar potensial yang dihasilkan dari perbedaan suhu :
yang dihasilkan dari perbedaan suhu :
∫
∫
...(2.3)...(2.3) Dengan keterangan : Dengan keterangan : αα = koefisien seebeck (mV/K, °C)= koefisien seebeck (mV/K, °C) ∆
∆V V = = beda beda potensial potensial (mV)(mV) dT
dT = perbedaan = perbedaan temperatur temperatur (K, (K, °C)°C)
2.6
2.6 Perpindahan PanasPerpindahan Panas
Pada fenomena Thermoelektrik ini terutama Pada fenomena Thermoelektrik ini terutama
yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Pada penelitian ini yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Pada penelitian ini perpind
perpindahan ahan panas panas yang yang dialdialami ami oleh oleh sistem sistem adalah adalah kondukkonduksisi dan konveksi (Ryanuargo.dkk, 2013).
dan konveksi (Ryanuargo.dkk, 2013).
2.6.1
2.6.1 KonduksiKonduksi
Pada penelitian kali ini terjadi perpindahan Pada penelitian kali ini terjadi perpindahan panas
panas secsecara ara KondKonduksi. uksi. DimDimana ana kondukkonduksi si adalahadalah prose
proses s perpindahan perpindahan panas panas pada pada satu satu medimedium.um. Medium tersebut tak tembus cahaya hanya Medium tersebut tak tembus cahaya hanya menghantarkan panas dari sisi yang bersuhu menghantarkan panas dari sisi yang bersuhu tinggi ke sisi lain yang bersuhu lebih rendah. tinggi ke sisi lain yang bersuhu lebih rendah. Pada proses konduksi laju perpindahan panas Pada proses konduksi laju perpindahan panas yang terjadi berbanding lurus dengan gradien yang terjadi berbanding lurus dengan gradien suhu.
suhu.
Berikut merupakan persamaan perpindahan Berikut merupakan persamaan perpindahan panas ka
panas karena konrena konduksduksi :i :
...(2.4)...(2.4) Dengan keterangan : Dengan keterangan : qqk k = = Laju Laju Perpindahan Perpindahan Panas Panas (kJ/det, (kJ/det, W)W) k
k = = Konduktivitas Konduktivitas Thermal Thermal (W/m.°C)(W/m.°C) A
A = = Luas Luas Penampang Penampang (m(m22)) dT
dT = = Perbedaan Perbedaan Temperatur Temperatur (K, (K, °C)°C) dx
dx = = Perbedaan Perbedaan Jarak Jarak (m/det)(m/det)
2.6.2
2.6.2 KonveksiKonveksi
Selanjutnya pada sistem terjadi pula Selanjutnya pada sistem terjadi pula perpind
perpindahan ahan panas panas secsecara ara konvekonveksi, ksi, dimanadimana konveksi terjadi pada proses pendinginan dengan konveksi terjadi pada proses pendinginan dengan waterblock. Dimana konveksi adalah perpindahan waterblock. Dimana konveksi adalah perpindahan panas
mengalir pada waterblock yang berisi air. Pada mengalir pada waterblock yang berisi air. Pada air terjadi konveksi akibat berubahnya rapat air terjadi konveksi akibat berubahnya rapat massa akibat pengaruh suhu. Diketahui bahwa massa akibat pengaruh suhu. Diketahui bahwa partikel se
partikel seperti fluida akan bergerak seiperti fluida akan bergerak seiring panasring panas yang dibawanya. Dengan kata lain pada molekul yang dibawanya. Dengan kata lain pada molekul air panas akan bergerak naik keatas sedangkan air panas akan bergerak naik keatas sedangkan mo;lekul air yang bersuhu lebih rendah atau mo;lekul air yang bersuhu lebih rendah atau dingin akan turun kebawah, hal ini dikarenakan dingin akan turun kebawah, hal ini dikarenakan air yang bersuhu rendah memiliki berat jenis yang air yang bersuhu rendah memiliki berat jenis yang lebih berat (Haolia R, 2008).
lebih berat (Haolia R, 2008).
2.7
2.7 Tegangan, Arus dan DayaTegangan, Arus dan Daya
Terbacanya suatu nilai tegangan listrik, akibat adanya Terbacanya suatu nilai tegangan listrik, akibat adanya arus yang mengalir pada suatu rangkaian tertutup (loop) pada arus yang mengalir pada suatu rangkaian tertutup (loop) pada piranti
piranti elektronielektronika. ka. Dimana Dimana nilai nilai tegangan tegangan dapat dapat diukdiukur ur jikajika terdapat suatu komponen sederhana misalnya suatu resistor terdapat suatu komponen sederhana misalnya suatu resistor yang dialiri arus listrik. Sehingga nilai tegangan yang terjadi yang dialiri arus listrik. Sehingga nilai tegangan yang terjadi adalah besarnya arus yang mengalir dikalikan besarnya adalah besarnya arus yang mengalir dikalikan besarnya hambatan yang dilaluinya. Tegangan listrik diukur dengan hambatan yang dilaluinya. Tegangan listrik diukur dengan posi
posisi si pararel pararel pada pada hambatanhambatan, , besbesar ar tegtegangan angan listrik listrik sendisendiriri tercatat dalam satuan Volt. Berikut ini merupakan persamaan tercatat dalam satuan Volt. Berikut ini merupakan persamaan umum utuk tegangan :
umum utuk tegangan :
...(2.5)...(2.5) Dengan keterangan :Dengan keterangan : V
V = = Tegangan Tegangan (Volt)(Volt) I
I = = Arus Arus (Ampere)(Ampere) R
R = = Hambatan Hambatan (Ohm)(Ohm)
Sebelum munculnya nilai tegangan, terlebih dahulu Sebelum munculnya nilai tegangan, terlebih dahulu kita harus memahami konsep apa itu arus listrik. Arus listrik kita harus memahami konsep apa itu arus listrik. Arus listrik
adalah elektron, yang biasa disebut arus elektron. Dimana adalah elektron, yang biasa disebut arus elektron. Dimana sebenarnya arus bergerak dari kutub negatif yaitu elektron ke sebenarnya arus bergerak dari kutub negatif yaitu elektron ke kutub positif.
kutub positif.
Berikut ini merupakan ilustrasi tentang perputaran Berikut ini merupakan ilustrasi tentang perputaran hole dan elektron pada suatu rangkaian tertutup :
hole dan elektron pada suatu rangkaian tertutup :
Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Aliran Hole dan Elektron pada suatu loopAliran Hole dan Elektron pada suatu loop..
Hole di ibaratkan muatan positif pada gambar 2.4, Hole di ibaratkan muatan positif pada gambar 2.4, dimana hole akan ditempati oleh elektron yang bermuatan dimana hole akan ditempati oleh elektron yang bermuatan negatif. Elektron sendiri berjalan dari kutub negatif menuu negatif. Elektron sendiri berjalan dari kutub negatif menuu kutub positif, yang menyebabkan hole terisi lalu terkosongi kutub positif, yang menyebabkan hole terisi lalu terkosongi lagi dan terisi lagi begitu seterusnya. Maka dari itu tinjauan lagi dan terisi lagi begitu seterusnya. Maka dari itu tinjauan arus dapat dibagi melalui muatan positif maupun negatif arus dapat dibagi melalui muatan positif maupun negatif (Tippler, 2001). Arus sendiri memiliki persamaan umum yang (Tippler, 2001). Arus sendiri memiliki persamaan umum yang menjelaskan bahwa arus merupakan banyaknya muatan yang menjelaskan bahwa arus merupakan banyaknya muatan yang mengalir persatuan waktu sebagai berikut :
mengalir persatuan waktu sebagai berikut :
...(2.6)...(2.6)
Pada bidang elektronik, untuk menghidupkan suatu Pada bidang elektronik, untuk menghidupkan suatu perangk
perangkat elekat elektronik paling tronik paling tidak kitidak kita harus mengeta harus mengetahui berapatahui berapa energi yang dibutuhkan untuk mengaktifkannya. Dimana energi yang dibutuhkan untuk mengaktifkannya. Dimana energi yang dibutuhkan biasa disebut daya. Daya merupakan energi yang dibutuhkan biasa disebut daya. Daya merupakan hasil perkalian antara besar tegangan dengan arus. Dengan hasil perkalian antara besar tegangan dengan arus. Dengan kata lain daya merupakan energi yang diberikan oleh elektron kata lain daya merupakan energi yang diberikan oleh elektron
per
per satuan satuan wakwaktu. tu. Daya Daya biasa biasa disimboldisimbolkan kan dengdengan an P P (powe(power)r) dengan satuannya yaitu Watt. Berikut ini merupakan dengan satuannya yaitu Watt. Berikut ini merupakan persam
persamaan umum aan umum untuk dayuntuk daya :a :
...(2.7)...(2.7)
...(2.8)...(2.8) Dengan Dengan adalah V (tegangan) adalah V (tegangan)
...(2.9)...(2.9) Dengan keterangan :Dengan keterangan : P
P = = daya daya listrik listrik (W)(W) V
V = = tegangan tegangan (V)(V) I
I = = arus arus (I)(I) R
R = = hambatan hambatan (Ohm)(Ohm)
2.8
2.8 Baterai atau AkiBaterai atau Aki
Baterai adalah suatu alat yang berfungsi untuk Baterai adalah suatu alat yang berfungsi untuk menghasilkan energi listrik, dimana baterai dapat merubah menghasilkan energi listrik, dimana baterai dapat merubah energi kimia menjadi energi listrik. Kemampuan baterai energi kimia menjadi energi listrik. Kemampuan baterai tersebut disebut reaksi elektrokimia. Baterai sendiri terbagi tersebut disebut reaksi elektrokimia. Baterai sendiri terbagi atas 2 jenis, baterai primer dan baterai sekunder. Baterai atas 2 jenis, baterai primer dan baterai sekunder. Baterai primer
primer hanya hanya dapat dapat digdigunakan unakan satu satu kali kali karenkarena a siklus siklus reaksireaksi kimia didalam baterai primer searah. Sedangkan baterai kimia didalam baterai primer searah. Sedangkan baterai sekunder yaitu baterai yang dapat di isi kembali sekunder yaitu baterai yang dapat di isi kembali ((rechargeablerechargeable), atau dengan kata lain disebut), atau dengan kata lain disebut storage battery storage battery..
