Pengukuran dan Analisis Karakteristik Thermoelectric Generator

BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS
Pengujian yang telah dilakukan memperoleh data – data seperti waktu, arus
keluaran, tegangan keluaran, daya keluaran, temperatur pada sisi panas thermoelectric
generator dan temperatur pada sisi dingin thermoelectric generator. Data – data tersebut
masih berupa angka kemudian diubah dalam bentuk grafik sehingga lebih mudah
dipahami, dibandingkan, dan dianalisis.
Ada beberapa macam pengujian yaitu menggunakan sumber panas buatan,
memanfaatkan panas dari sinar matahari, memanfaatkan panas dari knalpot sepeda
motor, dan memanfaatkan panas dari setrika listrik.
4. 1. Pengujian Menggunakan Sumber Panas Buatan
Pengujian menggunakan sumber panas yang dihasilkan dari transistor.
Dengan mengatur besarnya tegangan sumber pada transistor dapat diperoleh
temperatur yang berbeda. Berdasarkan percobaan yang dilakukan ketika VCC = 4
V diperoleh beda temperatur sebesar 5 0C. Saat VCC = 5 V dihasilkan beda
temperatur sebesar 15 0C. Sedangkan ketika VCC = 6 V akan terjadi beda
temperatur sebesar 25 0C dan saat VCC = 7 V akan terjadi beda temperatur sebesar
50 0C. Selain variasi beda temperatur juga dilakukan variasi terhadap hambatan
beban. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik TEG127–40B antara
lain mengenai tegangan keluaran, arus keluaran, dan daya keluaran. Hasil
percobaan tentang tegangan, arus, dan daya yang dihasilkan dapat dilihat mulai
Gambar 4.1 hingga Gambar 4.3.
25
0.250
Tegangan (V)
0.200
0.150
Beda Temperatur
5
0.100
15
25
50
0.050
0.000
0.39
0.5
1
3.3
4.7
10
15
Hambatan Beban (Ω)
Gambar 4.1. Grafik tegangan keluaran terhadap beban TEG127–40B.
0.120
0.100
Arus (A)
0.080
Beda Temperatur
5
0.060
15
0.040
25
50
0.020
0.000
0.39
0.5
1
3.3
4.7
10
Hambatan Beban (Ω)
Gambar 4.2. Grafik arus keluaran TEG127–40B.
26
15
0.009000
0.008000
0.007000
Daya (W)
0.006000
0.005000
Beda Temperatur
5
0.004000
15
0.003000
25
0.002000
50
0.001000
0.000000
0.39
0.5
1
3.3
4.7
10
15
Hambatan Beban (Ω)
Gambar 4.3. Grafik daya keluaran TEG127–40B.
Gambar 4.1 menjelaskan tentang tegangan keluaran dengan beda temperatur
yang berbeda ketika dipasang hambatan beban yang bervariasi. Semakin besar
beda temperatur dan hambatan beban maka semakin besar juga tegangan yang
dihasilkan. Hal ini karena antara tegangan dengan beda temperatur adalah
sebanding sesuai dengan konsep thermoelectric. Tegangan sebanding juga dengan
hambatan beban yang sesuai dengan hukum ohm.
Sementara pada Gambar 4.2 mengenai arus keluaran. Arus yang dihasilkan
semakin besar bila beda temperatur semakin besar. Sedangkan arus berbanding
terbalik dengan hambatan beban sehingga semakin kecil hambatan beban akan
membuat arus bertambah besar.
Daya keluaran terlihat pada Gambar 4.3 Dengan meningkatnya tegangan
dan arus ketika beda temperatur bertambah maka akan membuat daya yang
dihasilkan juga meningkat. Namun, daya yang dihasilkan semakin lama semakin
besar dan akan mencapai nilai maksimal pada nilai hambatan beban tertentu.
Apabila hambatan beban diperbesar maka daya yang dihasilkan justru akan
menurun.
27
Tabel 4.1. Data karakteristik TEG127–40A. [4]
Hambatan Beban
Beda Temperatur
Daya
Tegangan
Arus
(Ω)
(0C)
(Watt)
(V)
(A)
40
0,75
1
0,75
77
2,34
1,8
1,3
122
4,42
2,6
1,7
38
0,4
1
0,4
73
1,8
2,25
0,8
125
4,21
3,6
1,17
1,2
2,5
Namun, hasil percobaan yang diperoleh tidak dapat dibandingkan dengan
data karakteristik yang telah tersedia. Hal itu dikarenakan tipe thermoelectric
generator yang digunakan berbeda. Pada percobaan kali ini memakai tipe
TEG127–40B sedangkan data karakteristik yang telah tersedia memakai tipe
TEG127–40A.
Data karakteristik untuk tipe TEG127–40A dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Dari data karakteristik tersebut dapat diketahui bahwa peningkatan beda
temperatur akan membuat tegangan semakin besar maka arus juga semakin besar
dengan hambatan beban yang sama. Namun, untuk daya optimal tidak dapat
diketahui sebab variasi hambatan beban masih kurang sehingga data yang
dibutuhkan tidak lengkap.
4. 2. Pengujian Memanfaatkan Sumber Panas Sinar Matahari
Pengujian dilakukan pada siang hari dengan tujuan diperoleh panas yang
maksimal dari sinar matahari. Variasi pengujian antara lain meliputi hambatan
beban dan susunan thermoelectric generator secara seri serta paralel. Dari
pengujian ini diperoleh data – data tentang temperatur, tegangan keluaran, arus
keluaran, dan daya keluaran.
4. 2. 1. Analisis Perbedaan Temperatur
Melalui percobaan dengan berbagai macam variasi diperoleh grafik
perbedaan temperatur antara sisi panas dan sisi dingin thermoelectric generator
seperti terlihat pada Gambar 4.4 sampai Gambar 4.9.
28
Perbedaan Temperatur (0C)
18
16
14
12
Hambatan Beban
0,39
10
8
0,5
6
1
4
3,3
2
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4. . Grafik beda temperatur satu TEG127–40B terhadap beban 0,39 Ω, 0,5 Ω, 1
Ω, dan 3,3 Ω.
Perbedaan Temperatur (0C)
18
16
14
12
10
Hambatan Beban
8
4,7
6
10
4
15
2
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.5. Grafik beda temperatur satu TEG127–40B terhadap beban 4,7 Ω, 10 Ω,
dan 15 Ω.
29
20
Perbedaan Temperatur (0C)
18
16
14
Hambatan Beban
0,39
12
10
8
0,5
6
0,68
4
1
2
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.6. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun paralel terhadap
beban 0,39 Ω, 0,5 Ω, 0,68 Ω, dan 1 Ω.
20
Perbedaan Temperatur (0C)
18
16
14
12
Hambatan Beban
3,3
10
8
4,7
6
10
4
2
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.7. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun paralel terhadap
beban 3,3 Ω, 4,7 Ω, dan 10 Ω.
30
Perbedaan Temperatur (0C)
18
16
14
12
Hambatan Beban
0,39
10
8
1
6
3,3
4
10
2
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.8. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun seri terhadap beban
0,39 Ω, 1 Ω, 3,3 Ω, dan 10 Ω.
Perbedaan Temperatur (0C)
25
20
15
Hambatan Beban
15
10
22
33
5
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.9. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun seri terhadap beban
15 Ω, 22 Ω, dan 33 Ω.
Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa beda temperatur yang diperoleh
tidak stabil. Tidak dapat diketahui kapan temperatur akan meningkat dan kapan
temperatur akan menurun. Hal ini disebabkan percobaan yang dilakukan
bergantung pada cuaca. Selain itu, karena temperatur yang dihasilkan kecil
31
menjadi mudah terpengaruh lingkungan sekitar seperti hembusan angin.
Kondisi yang sama juga terjadi ketika hambatan beban yang dipasang diubah
dan jumlah thermoelectric generator ditambah yang disusun secara seri serta
paralel.
4. 2. 2. Analisis Tegangan Keluaran dan Arus Keluaran
Hubungan antara tegangan keluaran dan arus keluaran digunakan untuk
mengetahui nilai hambatan dalam TEG127–40B. Berdasarkan percobaan
diperoleh grafik seperti pada Gambar 4.10 hingga Gambar 4.12.
0.14
T
e
g
a
n
g
a
n
(
V
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
y = -1.011x + 0.107
R² = 0.543
0.02
)
0
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
Arus (A)
Gambar 4.10. Grafik hambatan dalam satu TEG127–40B.
32
0.08
0.09
0.14
0.12
Tegangan (V)
0.1
0.08
y = -0.169x + 0.085
R² = 0.137
0.06
0.04
0.02
0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
Arus (A)
Gambar 4.11. Grafik hambatan dalam empat TEG127–40B disusun paralel.
0.6
T
e
g
a
n
g
a
n
0.5
0.4
0.3
0.2
(
0.1
y = -9.032x + 0.496
R² = 0.697
V
)
0
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
Arus (A)
Gambar 4.12. Grafik hambatan dalam empat TEG127–40B disusun seri.
Melalui
percobaan
didapatkan
nilai
tegangan
keluaran.
Untuk
memperoleh nilai arus keluaran dilakukan dengan perhitungan. Sesuai dengan
rumus hukum Ohm didapatlah nilai arus keluaran. Hambatan dalam ditentukan
dari hubungan linear antara tegangan dan arus tersebut. Satu TEG127–40B
memiliki hambatan dalam seperti pada Gambar 4.10 yaitu sebesar 1,011 Ω.
Ketika jumlah thermoelectric generator menjadi empat dan disusun paralel
33
didapat hambatan dalam seperti Gambar 4.11 yaitu sebesar 0,169 Ω dimana
yang seharusnya mengecil empat kali. Sedangkan saat disusun seri terlihat
pada Gambar 4.12 yaitu sebesar 9,032 Ω yang seharusnya membesar empat
kali. Terdapat perbedaan hasil yang disebabkan ketidakstabilan temperatur.
Temperatur mempengaruhi hasil tegangan yang diperoleh dari pengukuran.
Faktor lain yaitu hasil yang didapat dari grafik berupa pendekatan linear karena
data pengukuran tidak benar – benar linear. Hal itu dapat dilihat dari nilai R2
pada grafik yang jauh kurang dari 1.
4. 2. 3. Analisis Daya Keluaran
Daya keluaran didapatkan dari perhitungan. Rumus daya yang
dipergunakan yaitu P = V2/R. Untuk mendapatkan daya keluaran yang optimal
maka hambatan beban harus diatur sama dengan hambatan dalam TEG127–
40B. Oleh karena itu, nilai hambatan dalam hasil pembahasan sebelumnya
dapat digunakan sebagai acuan untuk menentukan nilai hambatan beban yang
akan dipasang. Dari percobaan didapatkan bahwa nilai hambatan beban yang
dipasang agar daya keluaran yang optimal sebesar 1 Ω untuk satu TEG127–
40B, 0,68 Ω untuk empat TEG127–40B disusun secara paralel, dan 10 Ω untuk
empat TEG127–40B disusun secara seri. Gambar 4.13 sampai Gambar 4.15
menunjukkan nilai daya keluaran TEG127–40B pada variasi temperatur.
0.002500
Daya (W)
0.002000
0.001500
0.001000
0.000500
0.000000
0
2
4
6
8
10
12
14
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.13. Grafik daya keluaran satu TEG127–40B.
34
16
18
0.007000
0.006000
Daya (W)
0.005000
0.004000
0.003000
0.002000
0.001000
0.000000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.14. Grafik daya keluaran empat TEG127–40B disusun paralel.
0.009000
0.008000
0.007000
Daya (W)
0.006000
0.005000
0.004000
0.003000
0.002000
0.001000
0.000000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.15. Grafik daya keluaran empat TEG127–40B disusun seri.
Dari ketiga grafik terdapat beberapa nilai daya keluaran untuk satu nilai
beda temperatur. Hal ini dikarenakan tegangan keluaran yang dihasilkan
thermoelectric generator merupakan fungsi nonlinear dari temperatur. Maka
dari itu nilai yang diperoleh bukan nilai yang tetap melainkan jangkauan nilai.
Saat tiba – tiba tidak mendapatkan panas dari sinar matahari maka daya
35
keluaran akan langsung turun sedangkan temperatur relatif tetap. Hal ini
menyebabkan ada nilai daya yang memiliki jangkauan nilai yang besar.
4. 3. Pengujian Memanfaatkan Sumber Panas Knalpot Sepeda Motor
Pengujian dilakukan pada satu TEG127–40B dan empat TEG127–40B yang
disusun secara seri dan paralel dengan memasang beberapa macam hambatan
beban secara bergantian. Didapatkan data berupa temperatur sisi panas dan sisi
dingin thermoelectric generator, tegangan keluaran, arus keluaran, dan daya
keluaran.
4. 3. 1. Analisis Perbedaan Temperatur
Berdasarkan percobaan didapatkan grafik hasil pengukuran perbedaan
temperatur untuk satu TEG127–40B, empat TEG127–40B disusun paralel, dan
empat TEG127–40B disusun seri pada Gambar 4.16 sampai Gambar 4.21.
Perbedaan Temperatur (0C)
90
80
Mesin motor dimatikan
70
60
Hambatan Beban
0,39
50
40
0,5
30
1
20
3,3
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.16. Grafik beda temperatur satu TEG127–40B terhadap beban 0,39 Ω, 0,5 Ω,
1 Ω, dan 3,3 Ω.
36
Perbedaan Temperatur (0C)
80
70
Mesin motor dimatikan
60
50
Hambatan Beban
4,7
40
30
10
20
15
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.17. Grafik beda temperatur satu TEG127–40B terhadap beban 4,7 Ω, 10 Ω,
dan 15 Ω.
Perbedaan Temperatur (0C)
90
80
Mesin motor dimatikan
70
60
Hambatan Beban
50
0,39
40
0,5
30
0,68
20
1
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.18. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun paralel terhadap
beban 0,39 Ω, 0,5 Ω, 0,68 Ω, dan 1 Ω.
37
Perbedaan Temperatur (0C)
90
80
Mesin motor dimatikan
70
60
50
Hambatan Beban
40
3,3
30
4.7
20
10
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.19. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun paralel terhadap
beban 3,3 Ω, 4,7 Ω, dan 10 Ω.
Perbedaan Temperatur (0C)
90
80
Mesin motor dimatikan
70
60
Hambatan Beban
0,39
50
40
1
30
3,3
20
10
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.20. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun seri terhadap beban
0,39 Ω, 1 Ω, 3,3 Ω, dan 10 Ω.
38
Perbedaan Temperatur (0C)
90
80
Mesin motor dimatikan
70
60
50
Hambatan Beban
40
15
30
22
20
33
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.21. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun seri terhadap beban
15 Ω, 22 Ω, Dan 33 Ω.
Dari grafik terlihat bahwa beda temperatur yang dihasilkan stabil. Ketika
sepeda motor mulai dinyalakan terjadi penambahan beda temperatur secara
bertahap hingga mencapai nilai yang konstan. Setelah sepeda motor dimatikan
maka beda temperatur akan mulai menurun secara bertahap pula. Walaupun
percobaan ini dilakukan di luar ruangan seperti halnya percobaan yang
memanfaatkan sinar matahari, beda temperatur tidak begitu terpengaruh
lingkungan sekitar. Hal ini disebabkan beda temperatur yang dihasilkan ketika
memanfaatkan sumber panas knalpot cukup besar.
4. 3. 2. Analisis Tegangan Keluaran dan Arus Keluaran
Seperti halnya pada pembahasan yang sebelumnya, nilai tegangan
keluaran dan arus keluaran dipergunakan untuk mencari nilai hambatan dalam
TEG127–40B. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar 4.22 sampai Gambar 4.24.
39
0.6
Tegangan (V)
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
y = -2.518x + 0.555
R² = 0.849
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Arus (A)
Gambar 4.22. Grafik hambatan dalam satu TEG127–40B.
0.6
Tegangan (V)
0.5
0.4
0.3
y = -0.494x + 0.527
R² = 0.984
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Arus (A)
Gambar 4.23. Grafik hambatan dalam empat TEG127–40B disusun paralel.
40
0.7
1.8
1.6
Tegangan (V)
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
y = -7.047x + 1.934
R² = 0.993
0.2
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Arus (A)
Gambar 4.24. Grafik hambatan dalam empat TEG127–40B disusun seri.
Seperti pada percobaan sebelumnya, nilai tegangan keluaran diperoleh
dari pengukuran dan nilai arus keluaran dihitung menggunakan rumus.
Perkiraan nilai hambatan dalam TEG127–40B didapat dari hubungan linear
antara tegangan keluaran dan arus keluaran. Hambatan dalam satu TEG127–
40B seperti pada Gambar 4.22 sebesar 2,518 Ω. Sedangkan ketika empat
TEG127–40B disusun paralel maka hambatan dalam akan mengecil menjadi
0,494 Ω dan saat empat TEG127–40B disusun seri maka hambatan dalam akan
membesar menjadi 7,047 Ω. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.23 dan
Gambar 4.24. Hasil ini hampir linear sebab nilai R2 dari grafik mendekati 1.
4. 3. 3. Analisis Daya Keluaran
Besarnya daya keluaran diperoleh melalui perhitungan sama seperti pada
pembahasan sebelumnya. Setelah percobaan, untuk memperoleh daya optimal
dipilih hambatan beban sebesar 1 Ω, 0,68 Ω, dan 10 Ω berturut – turut saat satu
TEG127–40B, empat TEG127–40B tersusun paralel, dan empat TEG127–40B
tersusun seri. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar 4.25 sampai Gambar 4.27.
41
0.025000
Daya (W)
0.020000
0.015000
0.010000
0.005000
0.000000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.25. Grafik daya keluaran satu TEG127–40B.
0.160000
0.140000
Daya (W)
0.120000
0.100000
0.080000
0.060000
0.040000
0.020000
0.000000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.26. Grafik daya keluaran empat TEG127–40B disusun paralel.
42
90
0.140000
0.120000
Daya (W)
0.100000
0.080000
0.060000
0.040000
0.020000
0.000000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.27. Grafik daya keluaran empat TEG127–40B disusun seri.
Sama seperti pada percobaan yang memanfaatkan sinar matahari, pada
percobaan ini ditemukan nilai daya keluaran lebih dari satu macam untuk satu
nilai beda temperatur meskipun beda temperatur lebih stabil. Pada percobaan
ini jangkuan nilai daya yang dihasilkan tidak terlalu besar sebab beda
temperatur antara sisi panas dan sisi dingin themoelectic generator lebih stabil.
4. 4. Pengujian Memanfaatkan Sumber Panas Setrika Listrik
Hasil pengujian meliputi perbedaan temperatur, tegangan keluaran dan arus
keluaran, serta daya keluaran. Variasi percobaan sama seperti kedua percobaan
sebelumnya yaitu jumlah dan susunan thermoelectric generator serta hambatan
beban. Pengujian kali ini dilakukan di dalam ruangan.
4. 4. 1. Analisis Perbedaan Temperatur
Grafik perbedaan temperatur antara sisi panas dan sisi dingin
thermoelectric generator dapat dilihat pada Gambar 4.28 hingga Gambar 4.33.
43
140
Perbedaan Temperatur (0C)
Setrika dimatikan
120
100
Hambatan Beban
0,39
80
60
0,5
40
1
3,3
20
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.28. Grafik beda temperatur satu TEG127–40B terhadap beban 0,39 Ω, 0,5 Ω,
1 Ω, dan 3,3 Ω.
100
Perbedaan Temperatur (0C)
90
Setrika dimatikan
80
70
60
Hambatan Beban
4,7
50
40
10
30
15
20
10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.29. Grafik beda temperatur satu TEG127–40B terhadap beban 4,7 Ω, 10 Ω,
dan 15 Ω.
44
120
Perbedaan Temperatur (0C)
Setrika dimatikan
100
80
Hambatan Beban
0,39
60
0,5
40
0,68
1
20
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.30. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun paralel terhadap
beban 0,39 Ω, 0,5 Ω, 0,68 Ω, dan 1 Ω.
120
Perbedaan Temperatur (0C)
Setrika dimatikan
100
80
60
Hambatan Beban
3,3
40
4,7
10
20
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.31. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun paralel terhadap
beban 3,3 Ω, 4,7 Ω, dan 10 Ω.
45
Perbedaan Temperatur (0C)
140
Setrika dimatikan
120
100
Hambatan Beban
0,39
80
60
1
40
3,3
10
20
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.32. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun seri terhadap beban
0,39 Ω, 1 Ω, 3,3 Ω, dan 10 Ω.
120
Perbedaan Temperatur (0C)
Setrika dimatikan
100
80
60
Hambatan Beban
15
40
22
33
20
0
45
90
135
180
225
270
315
360
405
450
495
540
585
630
675
720
765
810
855
900
945
990
0
Waktu (s)
Gambar 4.33. Grafik beda temperatur empat TEG127–40B disusun seri terhadap beban
15 Ω, 22 Ω, dan 33 Ω.
Melalui grafik dapat dilihat beda temperatur yang dihasilkan relatif
stabil. Terjadi penambahan beda temperatur secara bertahap saat setrika mulai
dinyalakan dan pengurangan beda temperatur ketika setrika dimatikan. Pada
setrika terdapat sistem on – off secara otomatis yang mulai berfungsi saat
46
temperatur mencapai batas nilai temperatur tertentu. Oleh karena itu, tidak
dapat ditemukan beda temperatur yang konstan untuk selang waktu tertentu.
Dalam grafik juga terdapat beberapa hasil beda temperatur yang tidak
beraturan karena terjadi eror pada alat ukur pada saat pengukuran dilakukan.
Faktor lain yang menyebabkan kesalahan pengukuran yaitu bagian alas setrika
memiliki temperatur yang berbeda – beda.
4. 4. 2. Analisis Tegangan Keluaran dan Arus Keluaran
Grafik hasil pengukuran untuk tegangan keluaran dan arus keluaran dari
thermoelectric generator dapat dilihat pada Gambar 4.34 hingga Gambar 4.36.
2
1.8
Tegangan (V)
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
y = -1.453x + 1.819
R² = 0.907
0.4
0.2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Arus (A)
Gambar 4.34. Grafik hambatan dalam satu TEG127–40B.
47
1.2
1.8
1.6
Tegangan (V)
1.4
1.2
1
0.8
y = -0.524x + 1.600
R² = 0.981
0.6
0.4
0.2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Arus (A)
Gambar 4.35. Grafik hambatan dalam empat TEG127–40B disusun paralel.
6
T
e
g
a
n
g
a
n
5
4
3
2
(
1
y = -9.649x + 6.479
R² = 0.968
V
)
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Arus (A)
Gambar 4.36. Grafik hambatan dalam empat TEG127–40B disusun seri.
Tegangan keluaran diperoleh melalui pengukuran secara langsung
sedangkan arus keluaran dihitung berdasarkan rumus hukum Ohm. Hubungan
linear antara tegangan keluaran dan arus keluaran dapat digunakan untuk
mengetahui besarnya nilai hambatan dalam thermoelectric generator.
Hambatan dalam satu TEG127–40B, empat TEG127–40B yang tersusun
paralel, dan empat TEG127–40B yang tersusun seri berturut – turut dapat
48
dilihat pada Gambar 4.34 sebesar 1,453 Ω, Gambar 4.35 sebesar 0,524 Ω, dan
Gambar 4.36 sebesar 9,649 Ω. Hambatan dalam akan mengecil saat
thermoelectric generator disusun secara paralel dan akan membesar ketika
disusun secara seri. Hasil untuk sebuah TEG127–40B dan empat TEG127–40B
yang disusun paralel hampir mendekati linear. Begitu pula untuk empat
TEG127–40B yang disusun seri juga mendekati linear. Hal tersebut terlihat
dari nilai R2 pada grafik.
4. 4. 3. Analisis Daya Keluaran
Grafik daya keluaran yang dihasilkan thermoelectric generator terlihat
pada Gambar 4.37, Gambar 4.38, dan Gambar 4.39. Hambatan beban yang
dipasang berturut – turut yaitu 1 Ω untuk satu TEG127–40B, 0,68 Ω untuk
empat TEG127–40B tersusun paralel, dan 10 Ω untuk empat TEG127–40B
tersusun seri.
0.600000
0.500000
Daya (W)
0.400000
0.300000
0.200000
0.100000
0.000000
0
10
20
30
40
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.37. Grafik daya keluaran satu TEG127–40B.
49
50
60
1.400000
1.200000
Daya (W)
1.000000
0.800000
0.600000
0.400000
0.200000
0.000000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.38. Grafik daya keluaran empat TEG127–40B disusun paralel.
1.600000
1.400000
Daya (W)
1.200000
1.000000
0.800000
0.600000
0.400000
0.200000
0.000000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Beda Temperatur (0C)
Gambar 4.39. Grafik daya keluaran empat TEG127–40B disusun seri.
Hal yang serupa dari kedua percobaan sebelumnya terjadi pula pada
percobaan yang memanfaatkan setrika. Setelah setrika mencapai temperatur
maksimal maka secara otomatis setrika akan mati dan beberapa saat kemudian
akan menyala kembali. Ketika setrika tersebut mati maka daya keluaran akan
langsung turun sedangkan beda temperatur masih tetap. Saat setrika mulai
menyala kembali maka daya keluaran akan mulai naik kembali sementara beda
50
temperatur akan bertambah. Oleh karena itu, pada grafik diperoleh nilai
jangkauan daya yang cukup besar untuk beda temperatur yang sama.
51