Rancang Bangun Sistem Pengukur Efisiensi Sel Peltier Berbasis

Rancang Bangun Sistem Pengukur Efisiensi Sel Peltier
Berbasis Mikrokontroler
Shepta Dh, Prawito, Arief Sudarmaji
Departemen Fisika, FMIPA UI, Kampus UI Depok 16424
[email protected]
ABSTRAK
Sistem pengukur efisiensi sel Peltier berbasis mikrokontroler telah selesai dibuat. Sistem
ini menggunakan prinsip kerja dari efek Seebeck dan efek Peltier. Dalam hal ini diterapkan
teknologi termoelektrik dengan menggunakan bahan semikonduktor yaitu Sel Peltier. Sel Peltier
akan bekerja ketika terjadi perbedaan temperatur di antara ujung sel dan menghasilkan arus
listrik. Sistem ini menggunakan Heater 120 watt yang berfungsi sebagai sistem pemanas pada
sistem, daya pada heater diatur dengan menggunakan PWM. Sistem ini juga menggunakan sistem
pendingin yang dijaga konstan. Adanya perbedaan suhu pada sistem akan dibaca oleh sensor
temperatur DS1820. Seluruh sistem dihubungkan pada komputer oleh mikrokontroler memalui
kabel serial RS232. Semua hasil pengukuran ditampilkan pada LCD text dan monitoring
komputer dengan menggunakan software LabVIEW. Berdasarkan hasil penelitian bahwa nilai
efisiensi yang terukur merupakan hasil perbandingan antara daya output sel Peltier dan daya input
heater.
Kata kunci : DS182; Efek Peltier; Efek Seebeck; Efisiensi; Heater; Sel Peltier.
ABSTRACT
The Efficiency Measurement System of Peltier Cell Based on Microcontroller has been
designed. The system uses Seebeck effect and Peltier effect principles that is implemented by
semiconductor-based thermoelectric technology. Peltier cell will work, that is generating
electrical current, when the end plates of Peltier cell have a temperature difference. This sistem
uses controllable 120W electrical heater that can be set by PWM method. Moreover, this sistem
has also uses a cooling system to keep in a fixed temperature. The temperature difference will be
read the DS1820 temperature sensor. The entire system is connected to a computer using RS232
communication cable. All measurement results acquaired by the system will be displayed on
LCD text and monitoring computer using LabVIEW program. According to the conducted
experiment,the measured efficiency which is the ratio of Peltier cell output power and heater
input power, depends on the Peltier cell temperature difference.
Keywords: DS 1820; Heater; Efficiency; Peltier Cell; Peltier effect; Seebeck effect.
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
1.
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi dunia semakin lama semakin meningkat seiring dengan bertambahnya
jumlah penduduk dan pusat-pusat industri. Menurut data yang berhasil dihimpun (berbagai
sumber), dengan jumlah penduduk lebih dari 200 juta jiwa, Indonesia merupakan negara dengan
tingkat kebutuhan energi nomor 5 dunia setelah Amerika, China, dan India. Sebagian besar
kebutuhan energi itu dialokasikan pada sektor kebutuhan rumah tangga, transportasi, dan industri.
Cadangan energi di Indonesia diperkirakan akan mampu mencukupi kebutuhan energi dalam
negeri selama kurun waktu lebih dari 100 tahun mendatang. Namun demikian, bukan berarti para
pengguna sumber energi tersebut bisa semena-mena sehingga tidak memikirkan generasi
mendatang. Berbagai upaya telah ditempuh sebagai antisipasi penyediaan sumber energi
alternatif. Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki sumber energi alamiah yang sangat
besar. Mulai dari minyak bumi, batubara, gas alam, dan lain sebagainya. Letak geografis
Indonesia juga cukup menguntungkan karena memperoleh paparan cahaya matahari sepanjang
tahun. Oleh karena itulah, selain memanfaatkan bahan bakar fosil para ilmuwan Indonesia juga
berusaha memanfaatkan energi surya dengan membuat sel surya atau sel photovoltaic
(Energi_Indonesia,artikel).
Tersedianya sumber energi belum menjamin bahwa energi tersebut dapat digunakan
secara efisien dan efektif. Hal ini sangat bergantung pada alat yang digunakan. Saat ini, system
kerja mesin masih berbasis pada teknologi yang pertama kali dicetuskan oleh James Watt yang
mengawali revolusi industri di Inggris awal abad ke–19. Penemuan tersebut tentu saja tidak lepas
dari peran ilmuwan eksperimentalis terbesar sepanjang masa, Michael Faraday, yang telah
berhasil meletakkan dasar-dasar teori dan eksperimen bagaimana cara mengubah energi yang
tersedia di alam untuk digunakan sebagai pendukung kehidupan sehari-hari. Maka terciptalah
berbagai macam mesin dan alat-alat penunjang kehidupan lainnya yang memanfaatkan, terutama,
bahan bakar minyak. Seiring dengan perkembangan teknologi, alat-alat tersebut semakin lama
semakin berkembang. Tidak hanya terbatas pada fungsi namun juga portabilitas dan kemudahan
manusia dalam mengoperasikannya. Namun, ada satu masalah yang hingga saat ini belum
ditemukan jalan keluar yang memuaskan yaitu efisiensi.
Menurut Sadi Carnot, efisiensi sebuah mesin tidak mungkin mencapai 100%. Hal ini
berarti setiap penggunaan sejumlah bahan bakar tertentu, tidak seluruhnya dimanfaatkan untuk
melakukan kerja. Dengan kata lain, sebagian energi tersebut terbuang menjadi energi lain yang
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
tentu saja, tidak bisa dimanfaatkan. Energi buang tersebut yang paling dominan adalah berupa
energi panas. Setiap mesin selalu menghasilkan panas di mana panas ini dibuang begitu saja ke
lingkungan yang menurut beberapa ahli turut andil dalam bencana ekologi global warming.
Selain itu, panas yang terbuang ini juga menyebabkan mesin cepat rusak atau aus pada bagianbagian tertentu.
Teknologi yang sekarang banyak dikembangkan selalu mengusahakan agar panas yang
dihasilkan sebuah mesin tidak berlebihan. Misalnya pada laptop. Sebagian besar laptop
menggunakan kipas internal dan sistem manajemen panas lainnya untuk membuang panas yang
dihasilkan mesin demi menjaga keawetan mesin. Hal ini menunjukkan bahwa panas yang
dihasilkan laptop belum bias dimanfaatkan. Buktinya, panas yang dihasilkan tersebut dibuang
begitu saja. Masih banyak lagi fenomena sejenis yang intinya residu kerja mesin berupa panas itu
belum bisa dimanfaatkan.
Pada tahun 1821, Thomas Johann Seebeck melakukan sebuah eksperimen dengan
menggunakan tembaga dan besi. Kedua logam itu dirangkai menjadi sebuah sambungan di mana
salah satu sisi logam dipanaskan sedangkan satu sisi logam yang lainnya tetap dijaga pada suhu
konstan. Jarum kompas yang sebelumnya telah diletakkan di antara dua plat tersebut ternyata
mengalami penyimpangan/bergerak. Menurut Ampere, terdefleksinya jarum kompas tersebut
tentu disebabkan karena adanya medan magnet yang dihasilkan oleh plat logam yang dipanaskan.
Dalam kondisi tersebut, medan magnet hanya bisa dihasilkan dari proses induksi elektromagnetik
yaitu medan magnet yang ditimbul karena adanya arus listrik pada logam.
Namun demikian, pada saat itu Seebeck belum mengetahui secara menyeluruh hasil
eksperimen yang ia peroleh. Baru pada periode berikutnya, penemuan Seebeck ini dikaji lebih
lanjut oleh Jean Charles Peltier. Terdorong dari rasa ingin tahunya yang sangat tinggi, Peltier
mencoba merancang sebuah eksperimen yang diharapkan dapat memberikan hasil yang
berkebalikan dengan apa yang diperoleh Seebeck. Peltier mengalirkan listrik pada dua buah
logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik mengalir, terjadi penyerapan
panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya.
Pelepasan dan penyerapan panas ini bersesuaian dengan arah aliran arus listrik yang diberikan
pada logam. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier.
Penemuan Seebeck dan Peltier inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
yang dapat mengubah panas menjadi energi listrik yang lazim disebut sebagai generator
termoelektrik.
Penemuan Seebeck dan Peltier merupakan dasar pengembangan teknologi yang dapat
mengubah panas menjadi energi listrik yang lazim disebut sebagai generator termoelektrik.
Teknologi termoelektrik inilah yang akan diterapkan untuk memanfaatkan energi panas
yang dibuang oleh mesin. Tentu saja, hal ini tidak ada sangkut pautnya dengan efisiensi mesin.
Dengan teknologi termoelektrik ini, panas yang terbuang dapat dimanfaatkan kembali menjadi
energi yang bisa dikonsumsi mesin. Teknologi termoelektrik merupakan teknologi yang relatif
lebih efisien, ramah lingkungan, tahan lama, dan mampu menghasilkan energi dalam skala kecil
hingga skala besar. Prinsip dasar dari teknologi termoelektrik adalah mengubah energi panas
menjadi energi listrik secara langsung (generator termoelektrik) atau penyerap panas (pendingin
termoelektrik).
Untuk menghasilkan arus dan tegangan listrik, sebuah material termoelektrik (biasanya
semikonduktor) cukup diletakkan pada dua daerah yang memiliki beda temperatur (bagian yang
suhunya lebih tinggi disebut sumber panas). Dalam hal ini pengembangan teknologi
termoelektrik sebagai pengembangan energi alternatif seperti energi angin, sel matahari (Solar
Cell), OTEC (Ocean Thermal Energi Conversion), panas bumi dan lain sebagainya perlu
diperhatikan baik dari pemerintah, industri, perguruan tinggi, dan masyarakat. Teknologi
termoelektrik ini diterapkan pada pembangkit listrik pada sumber panas, akan tetapi sampai pada
saat ini pembangkit listrik dari sumber panas yang sekarang ini banyak digunakan melalui
beberapa proses. Contoh penerapan dalam kehidupan sehari-hari bahan bakar fosil yang
menghasilkan putaran turbin ketika dibakar dengan tekanan yang sangat tinggi. Kemudian hasil
putaran turbin akan digunakan untuk memproses tenaga listrik. Efisiensi energi pembangkit ini
masih rendah akibat beberapa kali proses yang berubah-ubah [15].
Dengan memanfaatkan teknologi termoelekrik, maka difokuskan untuk meneliti berapa
besar efisiensi yang dihasilkan dari penelitian yang berjudul “ Rancang Bangun Sistem Pengukur
Efisiensi sel Peltier Berbasis Mikrokontroler”.
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
2.
TINJAUAN TEORITIS
Pengukuran efisiensi sel Peltier membutuhkan beberapa metode. Beberapa metode yaitu
metode Carnot, metode actual dan metode adjusted. Sel Peltier akan bekerja ketika terjadi beda
temperatur dari suhu yang tinggi ke suhu rendah yang mengakibatkan sel Peltier akan
menghasilkan arus listrik. Dengan demikian perhitungan dari beberapa metode tersebut dapat
dilihat dari persamaan berikut ini.
a) Efek Seebeck
Penemuan pertama kali terkait dengan termelektrik terjadi pada tahun 1821, seorang
fisikawan jerman yang bernama Thomas Johan Seebeck melakukan eksperimen dengan
menggunakan dua material logam yang berbeda yaitu tembaga dan besi. Kedua logam itu
dirangkai menjadi sebuah sambungan dimana salah satu sisi logam dipanaskan dan sedangkan
satu sisi logam yang lainnya teteap dijaga pada suhu konstan sehingga arus akan mengalir pada
rangkaian tersebut. Arus listrik yang mengalir akan mengindikasikan adanya beda potensial
antara ujung-ujung kedua sambungan. Jarum kompas yang sebelumnya telah diletakkan diantara
dua plat tersebut ternyata mengalami penyimpangan atau bergerak hal ini disebabkan adanya
medan magnet yang dihasilkan dari proses induksi elektromagnetik yaitu medan magnet yang
timbul karena adanya arus listrik pada logam [20].
Gambar 2.1 Eksperimen Rangkaian dari efek Seebeck
[13]
Hubungan anatara tegangan (V) dan perbedaaan temperatur
ujung logam
.
antara kedua
dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.
(2.1)
(2.2)
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
Keterangan :
: Tegangan pada logam A dan logam B (Volt)
: Koefisien Seebeck dari logam A dan logam B
: Temperatur 1 (K) dan Temperatur 2 (K)
b) Efek Peltier
Pada tahun 1834 seorang fisikawan bernama Jean Charle Athanase Peltier, menyelidiki
kembali eksperimen dari efek Seebeck. Peltier menemukan kebalikan dari fenomena Seebeck
yaitu ketika arus listrik mengalir pada suatu rangkaian dari material logam yang berbeda terjadi
penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan
yang lainnya.
Gambar 2.2 Eksperimen Rangkaian dari efek Peltier
[13]
(2.3)
Keterangan :
aliran panas (J)
koefisien Peltier
arus yang mengalir (A)
c) Sel Peltier
Pada abad ke 19 tahun 1834 Jeans Charles Athanase Peltier menemukan efek pendingin.
Dimana ketika arus listrik mengalir pada dua bahan konduktor yang berbeda yang menyebabkan
adanya penyerapan dan pelepasan panas. Namun Peltier gagal karena penjelasan fenomena fisika
lemah hal ini tidak mematuhi hukum Ohm. Tahun 1909 dan 1911 ilmuwan lainnya yaitu
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
Altenkirch menunjukkan bahwa bahan termoelektrik pendingin membutuhkan koefisien Seebeck
yang tinggi [22].
Gambar 2.3 Skematik Sel Peltier
[22]
Konsep dasar dari sel peltier yaitu efek Seebeck dan efek Peltier, dimana sel Peltier ini
merupakan bahan semikonduktor yang bertipe-p dan tipe-n. Semikonduktor merupakan bahan
setengah penghantar listrik yang disebabkan perbedaan gaya ikat diantara atom-atom, ion-ion,
atau molekul-molekul.
Gambar 2.4 Sel Peltier
[21]
.
d) Metode Carnot
Fisikawan Prancis (1824) Sadi Carnot menunjukkan bahwa efisiensi maksimum dari
mesin panas hanya bergantung pada suhu antara mesin yang beroperasi bukan pada jenis mesin.
Carnot berdalil tidak mungkin efisiensi mesin mempunyai efisien 0 hal ini sama saja mesin tidak
dapat melakukan kerja apapun. Sehingga dapat menyimpulkan bahwa efisiensi Carnot berkisar
antara 0 sampai 1
[16]
. Dengan persamaan dibawah ini maka efisiensi Carnot dapat dihitung
sebagai berikut.
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
(2.4)
Keterangan :
Efisiensi Carnot.
: suhu panas (K)
: suhu dingin (K)
e) Metode Actual
Efisiensi sebenarnya dilakukan untuk menghitung daya yang dihasilkan oleh kerja mesin
dengan daya masukan dari mesin panas. Dimana daya kerja
yang dikeluarkan oleh mesin
bisa sedangkan daya panas dari inputan mesin oleh karena itu, efisiensi yang sebenarnya dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan berikut [16].
(2.5)
Dimana :
: Efisiensi Actual
: Daya Kerja Sel Peltier (W)
: Daya heater (W)
f) Metode Adjusted
Metode selanjutnya adalah menghitung efisiensi suhu disekitar atau lingkungan. Metode
ini dilakukan berguna untuk menghitung perubahan suhu yang terjadi ketika panas yang
dikeluarkan oleh mesin lebih besar atau tidak. Perhitungan dari kerugian energi dan
menambahkannya kembali pada
. Hal ini menunjukkan bahwa, kerugian atau
kehilangan energi yang terbuang akan dicatat dan efisiensi yang dihasilkan mendekati efisiensi
Carnot yang menunjukkan efisiensi maksimum tidak mungkin mencapai 100%
efisiensi lingkungan dapat diukur dengan menggunakan persamaan dibawah ini :
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
[16]
. Sehingga
(2.6)
Untuk mencari resistansi ( r ) dalam sel Peltier:
(2.7)
Dimana :
: Efisiensi Adjusted
: Daya Kerja Sel Peltier ke Dua (W)
: Daya heater ke Dua (W)
: Arus Sel Peltier (A)
: Hambatan di Dalam Sel Peltier (Ω)
: Daya Heater ada hambatan (W)
: Daya Heater Tanpa hambatan (W)
: Output Tegangan Sel Peltier Ada Hambatan (V)
: Output Tegangan Sel Peltier tanpa hambatan (V)
: Hambatan Luar Sel Peltier (Ω)
3.
METODA PENELITIAN
Sistem ini dirancang dengan menggunakan teknologi termoelektrik. Dimana teknologi ini
diterapkan untuk memanfaatkan energi listrik yang terbuang oleh mesin. Sistem ini menggunakan
sel Peltier yang akan dimanfaatkan sebagai penghasil energi listrik. Sel Peltier bekerja ketika
terjadi perbedaan temperatur diantara ujung-ujung sel dan menghasilkan arus listrik. Perancangan
sistem dapat dilihat pada blok diagram dibawah ini.
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
Gambar 2.5 Blok Diagram sistem
Sistem ini menggunakan sel Peltier, dengan tujuan berapa besar nilai efisiensi yang
dihasil kan oleh sel Peltier. Dengan kata lain nilai efisiensi dari sel Peltier
yaitu
perbandingan antara nilai energi listrik (E) keluaran dari sel Peltier dengan nilai input dari sistem
pemanas atau perubahan panas dari sistem pemanas
.
Sel Peltier mempunyai dua sisi yang berbeda yaitu sisi panas dan sisi dingin. Ketika
sistem pemanas dinyalakan arus akan melewati beberapa resistor (R) sehingga suhu dari
permukaan sel Peltier akan berubah, perubahan suhu pada sistem pemanas akan dibaca oleh
sensor suhu DS1820 yang dihubungkan pada mikrokontroler. Kemudian daya (P) sistem pemanas
akan diukur dengan menggunakan R total dari Heater dan variabel tegangan dengan
menggunakan ADC. Sedangkan sistem pendingin dihubungkan dengan sisi dingin sel Peltier,
suhu pada sistem pendingin akan dijaga konstan yang dibaca oleh sensor suhu DS1820. Sel
Peltier bekerja ketika terjadi beda temperatur sehingga menghasilkan nilai tegangan. Semua data
yang terukur akan dibaca oleh mikrokontroler dan ditampilkan pada LCD serta PC.
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
4.
HASIL
Seluruh sistem sudah dikalibrasi terlebih dahulu sehingga sistem dapat menampilkan hasil
dari efisiensi sel Peltier. Pengukur efisiensi sel Peltier berbasis mikrokontroler dilakukan dengan
menggunakan perbedaan suhu sehingga sel Peltier menghasilkan arus lisrik. Pengujian sistem ini
dilakukan dengan beberapa metode pengukuran.
Untuk mengetahui nilai tegangan yang terukur pada sel Peltier maka dibutuhkan nilai
resistansi yang dipasang pada rangkaian pengendali. Nilai resistansi yang digunakan bertujuan
untuk menghitung daya yang keluar pada sel Peltier. Data dibawah ini merupakan hasil
pengukuran nilai daya heater dan daya Peltier yang terukur serta suhu dan tegangan Peltier.
Pengujian alat ini dilakukan ketika sistem pemanas dan sistem pendingin sudah terdeteksi suhu
sehingga Pengambilan data dilakukan dengan mengatur tegangan pada heater atau pwm dalam %
kemudian suhu panas (TH) akan bertambah ketika nilai tegangan pada heater sudah diatur dari
5V sampai 10V. Suhu dingin diatur dalam keadaam konstan (TC) dan suhu lingkungan akan
dibaca oleh (TE) ketika suhu tersebut berubah.
Berikut ini adalah data yang terukur dan perhitungan efisiensi sel Peltier dengan variabel
nilai hambatan R 1,7 Ω, R 6,3 Ω dan tanpa R 0 Ω, sehingga diperoleh nilai efisiensi dengan 3
metode yaitu metode Carnot, metode actual dan metode adjuste.
Tabel 4.1 Perhitungan efisiensi sel Peltier dengan beberapa metode
R=1,7 Ω
Efisiensi
Carnot
R=1,7 Ω dan
R=6.3 Ω dan
R=1,7 Ω
R=0 Ω
R=6,3 Ω
R=6,3 Ω
R=0 Ω
Efisiensi Actual
Efisiensi
Efisiensi Carnot
Efisiensi Actual
Efisiensi
Adjusted
Adjusted
0,48
4.65
8,7
0.62
1,25 x
8,75
0,7
1,29
6,4
0.64
1,55
6,44
0,78
3,8
8,2
0.7
1,78 x
8,18
0,85
5,17
7,2
0.72
2,67
7,2
0,88
6,39
7
0.79
8,44
7
0,9
6,26
6,8
0.84
8
6,8
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
5.
PEMBAHASAN
Dari data pengujian sistem pengukur efisiensi sel Peltier dilakukan dengan mengatur
tegangan dari heater, mengatur metode apa yang diberikan dan mengatur nilai resistansinya.
Sehingga semakin besar daya heater yang diberikan maka akan semakin cepat juga suhu
mendeteksi. Akan tetapi perubahan suhu perlu dilakukan dengan waktu yang agak lama sehingga
tegangan pada sel Peltier akan meningkat. Dari data suhu dingin diatur dengan pengaliran air es
didalam plat aluminium secara terus menerus, akan tetapi ketika aliran air tidak stabil maka suhu
pada sistem pendingin berubah 0.5˚C. Sedangkan Tegangan Peltier yang keluar selalu mengikuti
perubahan suhu.
Pengukuran dan pengambilan data dilakukan pada suhu yang tidak berubah, kemudian
pada daya heater mengikuti tegangan yang diberikan oleh variabel tegagan dan langsung dibagi
dengan nilai Rtotal dari nilai hambatan heater. Sedangkan daya Peltier diperoleh dari perhitungan
antara Tegangan yang keluar dari sel Peltier dibagi dengan nilai R pada variabel nilai resistansi.
Berikut ini adalah data nilai r sel Peltier , arus I (A) yang terukur pada sel Pelteir dan Heater,
dengan menggunakan variabel R=1,7Ω dan R=6,3 Ω. Berikut ini merupakan grafik yang
diperoleh dari simulasi program Labview, dengan metode Carnot, Actual dan Adjusted.
Gambar 5.1 Pengujian efisiensi metode Carnot pada Program LabView
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
Gambar 5.2 Pengujian efisiensi pada metode actual pada Program LabView
Gambar 5.3 Pengujian efisiensi pada metode adjusted pada Program LabView
Dari beberapa data diperoleh nilai efisiensi dengan beberapa metode yang sudah terukur,
dimana hasil tersebut sudah sesuai dengan teori efek Seebeck yaitu ketika terjadi beda temperatur
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
maka terjadi beda potensial listrik dan sesuai dengan teori dari efek Peltier yatu kebalikan dari
efek Seebeck dimana ketika terjadi beda temperatur akan mengakibatkan terjadinya arus listik.
Hal ini menunjukkan bahwa teknologi termoelektrik bisa dijadikan sebagai alternatif untuk energi
cadangan dimasa mendatang, akan keluaran tetapi energi listrik atau daya dari sel Peltier masih
sangat kecil sehingga efisiensi yang diperoleh juga kecil. Hal yang dapat dilakukan nantinya
untuk Pengukuran sel Peltier yang lebih besar digunakan cara untuk menghasilkan energi yang
lebih besar. Jadi teknologi termoelektrik ini akan berguna untuk memanfaatkan panas yang
terbuang dari mesin yang bisa diubah menjadi energi listrik.
6.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian sistem dan data hasil penelitian sistem efisiensi sel Peltier, maka
dapat ditarik beberapa kesimpulan bahwa :
1. Semakin besar input variabel tegangan (PWM) yang diberikan pada sistem pemanas maka
suhu sistem pemanas akan meningkat seiring dengan meningkatnya nilai variabel
tegangan yang diberikan.
2. Nilai tegangan sel Peltier akan terukur ketika suhu temperatur sisi panas dan sisi dingin
berbeda.
3. Sistem pendingin dijaga konstan dengan mengalirkan siklus air es kedalam plat yang
dibaca oleh sensor suhu.
4. Daya yang dihasilkan sel Peltier meningkat ketika perbedaan temperatur sisi panas dan
sisi dingin sel Peltier sel Peltier meningkat.
5. Untuk hasil pengukuran Efisiensi, terdapat perbandingan antara metode Carnot, metode
actual dan metode adjusted. Dilihat dari data hasil metode Carnot nilai nya 0.7 hingga
mendekati 0.9, sedangkan hasil efisiensi metode actual lebih kecil nilainya hampir
mendekati 1 x
. Bila dibandingkan dengan metode Adjusted maka nilai efisiensi 8,7 x
.
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
7.
SARAN
Dalam perancangan mekanik dan pengujian sistem, masih ada kekurangan yang perlu
diperhatikan, agar nantinya perancangan ini menjadi lebih sempurna dan lebih baik maka terdapat
beberapa saran sebagai berikut.
1. Memperhatikan rangkaian dan data sheet untuk setiap komponen agar tidak short dan
tidak terjadi kerusakan pada komponen lainnya.
2. Agar tidak terjadi banyak noise yang menggangu maka sel Peltier harus terisolasi
dengan bener.
3. Sistem pendingin yang digunakan belum efisien, hal ini dikarenakan saat air es tidak
ada batu es nya lagi data mulai turun ataupun naik.
8.
DAFTAR ACUAN
Francis W. Sears and Gerhard L. Salinger. 1995. Thermodynamics, Kinetic Theory, and
Statistical Thermodynamics, Massachusetts: Addison-Wesley Pubishing Company. 111-115.
Giancoli, Douglas C. (1998). PHYSICS, Fifth Edition. Diterjemahkan oleh Dra.Yuhilza
Hanum, M.Eng dan Ir.Irwan Arifin, M.Eng. Jakarta: Erlangga. 65-77
Holman J.P. (1984). Heat Transfer, Fifth Edition. Diterjemahkan oleh Ir E.Jasfi M.Sc.
Jakarta : Erlangga. 1-20.
Kreith Frank. (1985). Principles of Heat Transfer, Third EditionUniversity of Colorado, USA.
Diterjemahkan oleh Arko Prijono M.Sc. Jakarta: Erlangga. 1-22.
Malvino, A.P. (1999). Prinsip-prinsip Elektronika, edisi ke dua. Jakarta: Erlangga.
Seborg, Dale E. (1989). Process Dynamics And Control. John Wiley & Sons Inc.
Zemansky dan Sears. (1999). University Physics. The City College of the City of New York.
Jakarta: Trimitra Madiri. 391-458.
Data Sheet. DS1820. Diakses 06 maret 2012 (11.54 WIB) http://www.alldatasheet.com,
Data Sheet. Thermoelectric Cooler Peltier 12V_45,6W. Diakses 23 Februari 2012 (12.59
WIB) http://www.alldatasheet.com
Data Sheet.Relay. HRS2H-12V. Diakses 12 Oktober 2012 (14.16 WIB)
http://www.alldatasheet.com,
Energi diakses pada 5-april-2012, (19:58 WIB).
http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1125749769
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012
Filtering PWM Signals.pdf . Diakses Selasa, 09 Oktober 2012 (15.50 WIB)
http://www.proaxis.com/~wagnerj/PWMfil/PWM%20Filters.pdf
Ma_clemson_0050M_10835.pdf. Diakses Rabu, 18 April 2012(12.56
WIB)http://etd.lib.clemson.edu/documents/1285787113/Ma_clemson_0050M_10835.pdf
MIT2_997F09_lec02.pdf. Diakses Selasa, 01 mei 2012(12.56 WIB)
http://ocw.mit.edu/courses/mechanical-engineering/2-997-direct-solar-thermal-to-electricalenergy-conversion-technologies-fall-2009/audio-lectures/MIT2_997F09_lec02.pdf
Nandy Putra.2009. Potensi Pembangkit Termoelektrik Untuk Kendaraan Hibrid.pdf. Depok
: Universitas Indonesia, 2009. 21-April-2012. (15.15 WIB)
http://journal.ui.ac.id/technology/article/view/466/462
Pasco Scientific.1991. Thermal Efficiency Apparatus, Instruction Manual and Experiment
Guide for The Pasco Scientific Model TD-8564, 1991. 23-febuari-2012.(11.59)
http://faculty.rcc.edu/bhattacharya/phy4c/thermal_efficiency.pdf
PWM in AVR v1.0.pdf. Diakses Senin, 15 Oktober 2012(11.47 WIB)
http://robotika.yweb.sk/skola/AVR/visionrobo%20com/PWM%20in%20AVR%20v1.0.pdf
PWM (Pulse Width Modulation) . diakses 15 oktober 2012 (21.40 WIB)
http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id=820:pwmpulse-width-modulation&catid=15:pemrosesan-sinyal&Itemid=14
Semikonduktor, Piranti_Semikonduktor.pdf. diakses Kamis, 5-April-2012
(20.58WIB).http://datapendidik.blogspot.com/2012/03/kumpulan-materi-pelajaran-elektropdf.html.
Tellurex Corporation. 2010. Seebeck-faq.pdf.1462 Inernational Drive Traverse city, MI
49686. Diakses jum’at 15-maret-2012 (21.49 WIB).
http://www.tellurex.com/technology/peltier-faq.php
Tellurex Corporation. 2010. Peltier-faq.pdf.1462 Inernational Drive Traverse
city,MI49686.Diakses jum’at15-maret-2012(21.49WIB).
http://www.tellurex.com/technology/Seebeck-faq.php
Thermoelectric-Cooling-basics .pdf. Diakses Selasa 01 mei 2012 (01.07 WIB)
http://www.enertron-inc.com/enertron-resources/pdf/thermoelectric-cooling-basics.pdf
Teori Relay Elektro Mekanik _ Elektronika Dasar. Diakses 16 oktober 2012 (08.11WIB)
http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/teori-relay-elektro-mekanik/
Rancang Bangun ..., Shepta Dh, FMIPA UI, 2012