Energi Kimia dan Lingkungan: Pemanfaatan Termoelektrik Sebagai Sumber Energi Terbarukan

 Energi Kimia dan Lingkungan: Pemanfaatan Termoelektrik Sebagai Sumber Energi Terbarukan

Oleh : Nicky Adam (@V03-Nicky)

 

 

I. Pendahuluan

Energi adalah suatu kemampuan dalam melakukan kerja. Energi merupakan suatu obyek yang dapat berpindah akibat adanya reaksi fundamental, tetapi energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Kini ketersediaan energi di Indonesia semakin berkurang. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya sumber energi, akibat adanya ketidakseimbangan antara kebutuhan dengan jumlah energi yang tersedia. Pada perkembangan teknologi kini, banyak dicanangkan berbagai energi alternatif dan energi baru terbarukan untuk mengurangi dampak terjadinya pemanasan global. Namun ketersediaan sumber energi baru terbarukan di Indonesia masih belum termanfaatkan secara maksimal. Energi terbarukan adalah energi yang berasal dari proses alam yang berkelanjutan. 

Sejarah energi terbarukan dikenal pada tahun 1970-an. Sebagai upaya untuk membuat suatu inovasi agar energi tidak cepat habis dan untuk membantu mengimbangi pengembangan energi berbahan bakar nuklir dan fosil. Pengertian paling umum energi terbarukan adalah sumber energi yang dapat dengan cepat di perbarui kembali secara alami, dan prosesnya berkelanjutan. Dengan pengertian ini maka bahan bakar nuklir dan fosil tidak termasuk didalamnya. Penelitian ini dilakukan berdasar pemanfaatan sumber panas untuk menghasilkan energi listrik, yaitu menggunakan generator termoelektrik (TEG) sebagai sumber energi alternatif. Generator termoelektrik dapat mengkonversikan perbedaan temperatur menjadi besaran listrik secara langsung. Teknologi termoelektrik merupakan alternatif dalam menjawab kebutuhan energi listrik. Namun, pengembangan teknologi termoelektrik sebagai energi alternatif perlu diperhatikan baik dari pemerintah, industri, perguruan tinggi, dan masyarakat. Bahan termoelektrik atau yang biasa disebut elemen peltier adalah bahan yang dapat mengkonversi energi panas menjadi energi listrik secara langsung (termoelektrik generator), atau sebaliknya sebagai penyerap panas (pendingin termoelektrik). tanpa menghasilkan gas beracun karbondioksida maupun polutan lain seperti elemen logam berat. Pada penelitian ini dilakukan berbagai percobaan rangkaian yang menghubungkan sumber panas dan dingin dengan elemen peltier, hal ini dilakukan untuk menngetahui rangkaian hubungan sumber panas dan dingin dengan elemen peltier yang lebih optimal dalam menghasilkan energi listrik.

Gambar di atas menunjukkan prinsip kerja generator termoelektrik, material penyusun termoelektrik memiliki peran masingmasing untuk mengalirkan energi panas sehingga dapat menimbulkan beda potensial. Disimpulkan bahwa panas atau kalor pada salah satu sisi dialirkan dan dibuang kesisi lainnya, sehingga terjadi aliran arus, ketika terjadi arus maka terciptalah beda potensial yang memunculkan nilai tegangan listrik. Pada termoelektrik besarnya nilai tegangan adalah sebanding dengan gradient temperature. Nilai beda potensial atau tegangan yang dihasilkan berubah sebanding dengan perubahan temperatur, karena semakin besar temperatur maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan. Konstanta kesebandingannya disebut dengan koefisien Seebeck. Perbedaan suhu pada dua komponen Bismuth dan Telluride, menyebabkan perpindahan elektron dari kutub negatif ke kutub positif, semakin besar perbedaan suhu, maka semakin cepat perpindahan elektron, sehingga arus yang dihasilkan, akan semakin besar.

 

II. Metode Penelitian

 Metode penelitian ini melaui beberapa tahap, pertama adalah perancangan alat dengan sistem pemanas berupa api konvensional, untuk sistem pendingin pada penelitian ini menggunakan es batu sebagai sumber dingin untuk sisi temperature rendah pada modul termoelektrik. Setelah itu dilakukan pengukuran daya keluaran modul dengan variasi suhu. Perancangan sistem terdiri dari sistem pemanas, sistem pendingin, plat aluminuim, thermometer digital dan alat ukur tegangan.

 

Pengujian alat dilakukan dengan langkah-langkah seperti flowchart dibawah, variasi suhu yang diberikan antara 30ᵒc70ᵒc.

 

 

III. Analisa data hasil percobaan

Dari tabel dan grafik diatas didapatkan analisa bahwa tegangan yang dihasilkan TEG berjalan sebanding dengan temperature panas yang dihasilkan. Semakin besar temperature yang dihasilkan oleh sistem pemanas semakin besar pula tegangan yang dihasilkan oleh modul TEG, seperti yang terlihat pada tabel dan grafik ketika temperature sistem pemanas berada pada angka 30ᵒc tegangan output dari TEG mencapai 0,25v, sedangkan ketika temperature sistem pemanas dinaikkan sebesar 55ᵒc tegangan yang dihasilkan oleh generator TEG mencapai 1,37v. Tegangan maksimal yang dihasilkan oleh sebuah termoelektrik type SP184827145SA ketika temperature sisi panas mencapai 70ᵒc adalah sebesar 1,49 volt, tegangan yang keluar dari sebuah TEG ini dapat di step up menggunakan model MT3608, dengan tegangan yang keluar dari modul step up sebesar 5v maka generator TEG ini mampu dimanfaatkan, misalnya untuk pengisisan baterai lithium ion dengan tegangan 3,7 volt, atau untuk melakukan pengisian ulang daya baterai ponsel.

 

IV. Kesimpulan

Generator TEG bekerja sesuai suhu yang diberikan, semaikin tinggi suhu panas yang diberikan pada hot side maka semaikin tinggi pula tegangan output yang dihasilkan, generator TEG bisa ditingkatkan keluaran tegangannya dengan menggunakan modul step up. Daya yang dihasilkan sebuah modul generator TEG akan dapat bertambah jika digunakan lebih dari satu modul termoelektrik.

 

V. Daftar Pustaka

Diki, M., Hadi, C. F., Lestari, R. F., & Nalandari, R. (2022). Pemanfaatan Termoelektrik Sebagai Sumber Energi Terbarukan. JOURNAL ZETROEM, 4(1), 23-25.

Ginanjar, H. Ayong, and S. Dedy, “Perancangan dan pengujian sistem pembangkit listrik berbasis

termoelektrik dengan menggunakan kompor surya sebagai media pemusat panas,” J. Tek. Elektro Univ. Tanjungpura, vol. Vol 2, No, no. 2, 2019.

Ninla Elmawati Falabiba et al., “Prototipe Pembangkit Listrik Termoelektrik Generator Menggunakan Penghantar Panas Alumunium, Kuningan Dan Seng,” Pap. Knowl. . Towar. a Media Hist. Doc., vol. 5, no. 2, pp. 40–51, 2014.

H. Haryanto, M. R. Makhsum, and I. Saraswati, “Perancangan Modul Termoelektrik Generator

Menggunakan Peltier,” Tek. J. Sains dan Teknol., vol. 11, no. 1, p. 26, 2015, doi: 10.36055/tjst.v11i1.6970.

Z. Saputra, Nofriani, M. N. Almahmudy, and S. Handayani, “MEMANFAATKAN MEDIA LAPISAN

TIMAH SEBAGAI PENYERAP PANAS MATAHARI,” J. Tek., vol. 2, no. 2, pp. 43–48, 2020.

 S. C. Puspita, H. Sunarno, and B. Indarto, “Generator Termoelektrik untuk Pengisisan Aki,” J. Fis. DAN Apl., vol. VOLUME 13, pp. 2–5, 2017.

S. A. Sasmita, M. T. Ramadhan, M. I. Kamal, and Y. Dewanto, “Alternatif Pembangkit Energi Listrik

Menggunakan Prinsip Termoelektrik Generator,” TESLA J. Tek. Elektro, vol. 21, no. 1, p. 57, 2019, doi:

10.24912/tesla.v21i1.3249.