Penyimpan Energi yang Terbuang dari Panas Setrika Listrik

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan
Memanfaatkan energi panas yang terbuang dari setrika listrik untuk diubah
menjadi energi listrik yang kemudian akan disimpan ke dalam baterai kering.
1.2. Latar Belakang Permasalahan
Setrika merupakan salah satu perangkat elektronik yang menggunakan relatif
banyak energi listrik. Ketika sedang digunakan, setrika tidak secara terus menerus
digosokkan pada kain, akan tetapi terdapat jeda seperti saat pengguna menyiapkan
pakaian, melipat pakaian, memasang pakaian pada hanger, memasang kancing pada
pakaian ataupun saat beristirahat sejenak. Saat terjadi jeda tersebut, setrika biasanya
hanya diletakkan berdiri atau diletakkan pada alas setrika konvensional sehingga energi
panasnya terbuang sia- sia. Panas setrika yang terbuang ini kemudian akan
dimanfaatkan sebagai sumber energi yang diubah menjadi energi listrik dengan
memanfaatkan thermoelectric generator (TEG).
Dalam skripsi yang pernah dibuat oleh mahasiswa Fakultas Teknik Elektro
Universitas Kristen Satya Wacana dengan judul “Pengukuran dan Analisis Karakteristik
Thermoelectric Generator dalam Pemanfaatan Energi Panas yang Terbuang” dilakukan
penelitian terhadap thermoelectric generator baik dari segi sumber panas, susunan
thermoelectric
generator,
dan
hambatan
beban
menggunakan
empat
buah
thermoelectric generator. Dari empat sumber panas yang digunakan yaitu panas
matahari, panas knalpot sepeda motor, panas setrika listrik dan panas buatan dari
rangkaian transistor 2N3055 diperoleh hasil bahwa panas buangan dari setrika listrik
dapat menjadi sumber listrik dengan kapasitas mikro yang potensial yaitu tegangan
yang dihasilkan sebesar 3,67V dan daya keluaran 1,347W dengan beban 10Ω serta beda
temperatur 94°C[1].
Petr Telcer dalam jurnal yang berjudul “Cloth Iron Controlled by
MC9RS08KA2” membuat suatu alat yang mengendalikan agar histeresis suhu setrika
yang dihasilkan di bawah 5°C menggunakan mikrokontroller MC9RS08KA2. Hasil
yang diperoleh ini jauh lebih optimal dibandingkan yang dihasilkan oleh pengontrol
1
suhu saklar bimetal pada setrika yang hanya memiliki histeresis sebesar 30°C atau
lebih[2]. Penelitian lain yang dilakukan oleh E.H.Kamaleshwar dan S.Karishma dengan
judul “Fully Automated Iron Box”, dibuat sebuah alat yang mengendalikan suhu setrika
secara otomatis menggunakan sensor infra merah (IR). Alat yang dibuat ini akan
mendeteksi suhu yang perlu dikeluarkan saat menyetrika berbagai macam jenis kain
sehingga daya listrik yang terpakai akan lebih efisien[3]. Beberapa penelitian di atas
menunjukan perlunya upaya untuk membuat konsumsi listrik pada setrika agar lebih
efektif dan efisien.
Pada skripsi dengan judul “Penyimpan Energi yang Terbuang dari Panas Setrika
Listrik Menggunakan Thermoelectric Generator (TEG)” ini akan dibuat suatu alat yang
memanfaatkan panas terbuang dari setrika listrik untuk diubah menjadi energi listrik
yang kemudian akan disimpan dalam baterai isi ulang. Alat yang dibuat ini akan
berbentuk alas setrika. Berbeda dengan alas setrika konvensional yang ada di pasaran
(Gambar 1.1), alas setrika yang dibuat ini dilengkapi dengan modul penyimpan energi
sehingga energi panas dari setrika saat tidak terpakai akan didaur ulang menjadi energi
baru yang disimpan dalam baterai.
Gambar 1.1. Alas setrika konvensional.
Hipotesis dari pembuatan skripsi ini yaitu penggunaan alat ini tidak akan
mengganggu kinerja setrika itu sendiri. Setrika akan ditempatkan pada modul alas
setrika yang akan dibuat, di mana TEG akan ditempatkan sehingga sisi panasnya
bersentuhan dengan sisi bawah setrika. Memang pada saat setrika ditempelkan pada alas
setrika, akan terdapat penurunan suhu sisi bawah setrika. Namun penurunan suhu
tersebut tidak akan signifikan mempengaruhi kinerja setrika ketika akan digunakan
2
kembali untuk menghaluskan kerutan pada pakaian, karena alas setrika yang dibuat
pada dasarnya adalah sama dengan alas setrika konvensional dalam hal menyerap energi
panas setrika.
Penurunan suhu setrika sebesar beberapa derajat celcius tidak akan menjadi
masalah. Hal ini karena kendali suhu pada setrika listrik yang telah ada, yaitu dengan
menggunakan bimetal, mentoleransi ralat cukup besar yang ditunjukkan dengan nilai
histerisis yang dapat mencapai 30°C[2]. Dilakukan pengujian awal untuk mendukung
hipotesis ini, yaitu membandingkan dua proses setrika. Proses pertama menggunakan
alas setrika yang terbuat dari alumunium diisi air, dan proses kedua tanpa menggunakan
alas setrika. Hasil yang diperoleh dari percobaan ini menunjukkan bahwa penggunaan
alas setrika tidak berpengaruh banyak terhadap proses setrika.
(a)
(b)
Gambar 1.2. Pakaian yang disetrika dengan setrika tidak ditempelkan pada alas,
a) sebelum disetrika, b) sesudah disetrika.
Gambar 1.2. di atas menunjukan pakaian yang disetrika dengan setrika tidak
ditempelkan pada alas. Suhu setrika terukur 170°C dan lama proses menyetrika adalah
35,5s.
3
(a)
(b)
Gambar 1.3. Pakaian yang disetrika dengan setrika ditempelkan pada alas,
a) sebelum disetrika, b) sesudah disetrika.
Gambar 1.3. menunjukkan pakaian yang disetrika dengan setrika ditempelkan
pada alas setrika. Suhu setrika mula- mula 170°C kemudian setelah ditempelkan pada
alas menjadi 168°C. Lama proses menyetrika adalah 36,6s. Hasil tersebut menunjukkan
bahwa penambahan alas tidak mengurangi kinerja setrika.
1.3. Spesifikasi Sistem
Sesuai dengan surat tugas skripsi yang telah dikeluarkan oleh Fakultas Teknik
Elektronika dan Komputer Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya
Wacana Salatiga nomor 13/I.3/FTEK/III/2015, spesifikasi tugas akhir dalam bentuk
perancangan sebagai berikut:
1. Alat yang dibuat berbentuk alas setrika yang di dalamnya berisi cairan
pendingin.
2. Menggunakan empat buah elemen thermoelectric generator (TEG) yang
dipasang pada bagian atas dari alas setrika untuk mengambil energi panas
setrika.
3. Menggunakan
baterai kering 3,7V
380mAh sebagai
media
penyimpan
energi listrik yang dihasilkan oleh TEG.
4. Alas setrika dilengkapi dengan LED indikator pengisian baterai.
5. Alat bersifat portable dengan dimensi sekitar 25cm(P)×15cm(L)×10cm(T).
4
1.4. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini dibagi dalam lima bab yaitu Pendahuluan,
Landasan Teori, Perancangan Sistem, Pengujian dan Analisa, serta Kesimpulan dan
Saran. Pendahuluan (Bab I) berisikan tujuan dan latar belakang dibuatnya skripsi ini.
Pada Bab II (Landasan Teori) diuraikan tentang pembahasan teori – teori penunjang
perancangan sistem. Pada Bab III (Perancangan Sistem) diuraikan perancangan sistem
dari skripsi yang dibuat. Pada Bab IV (Pengujian dan Analisa) diuraikan tentang
pengujian sistem beserta analisa sebagai pengukur tingkat keberhasilan sistem terhadap
spesifikasi sistem. Pada Bab V (Kesimpulan dan Saran) diuraikan tentang kesimpulan
dan saran pengembangan sistem yang telah dibuat.
5