Konversi Energi Termal Surya Menjadi Energi Listrik Menggunakan Generator Termoelektrik

Abstract

AbstrakSalah satu pemanfaatan energi surya adalah mengkonversi energi termalnya menjadi energi listrik. Konvertor yang digunakan adalah generator termoelektrik. Panas matahari diterima sisi panas termoelektrik melalui penyerap panas, sedangkan sisi dinginnya dilekatkan sistem pendingin aktif dengan fluida air. Penelitian ini memiliki tujuan untuk mendapatkan daya luaran semaksimal mungkin dari sistem generator termoelektrik yang mengkonversi energi termal surya menjadi energi listrik pada model bangunan. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimental, yang didahului dengan perancangan dan pembuatan alat penelitian. Alat penelitian berbentuk sistem generator yang diletakkan di atap model bangunan. Sistem generator terdiri dari penyerap panas aluminium, termoelektrik yang terdiri dari 15 set, dan sistem pendingin yang menggunakan fluida air bersirkulasi. Pengujian terhadap sistem dengan cara mengoperasikannya sambil melakukan pengamatan dan pengambilan data. Variabel dalam penelitian ini adalah susunan sambungan generator termoelektrik (seri dan paralel). Sementara data masukan adalah kelembaban udara, kecepatan angin, temperatur, dan aliran alir; sedangkan data luaran adalah tegangan listrik dan arus listrik. Hasil penelitian mendapatkan bahwa dengan perbedaan temperatur 12,8oC menghasilkan daya maksimum sebesar 2,214 watt dari susunan seri sambungan termolektrik. Sementara dengan perbedaan temperatur 15,4oC mendapatkan daya maksimum sebesar 0.101 watt dari susunan paralel sambungan termoelektrik. Kata kunci: energi, surya, termoelektrik, atap, daya AbstractOne of the uses of solar energy is converting its thermal energy into electrical energy. The converter used is a thermoelectric generator. The sun's heat is received by the thermoelectric hot side through the heat sink, while the cold side is attached by an active cooling system with water fluid. This study aims to obtain the maximum possible output power from a thermoelectric generator system that converts solar thermal energy into electrical energy in the building model. The research method used is experimental, which is preceded by the design and manufacture of research tools. The research tool is in the form of a generator system that is placed on the roof of the building model. The generator system consists of an aluminum heat sink, a thermoelectric consisting of 15 sets, and a cooling system that uses circulating water fluid. Testing the system by operating it while observing and collecting data. The variable in this research is the connection arrangement of the thermoelectric generator (series and parallel). While the input data are humidity, wind speed, temperature, and flow flow; while the output data is electric voltage and electric current. The results showed that with a temperature difference of 12.8°C the maximum power was 2,214 watts from the series arrangement of the thermoelectric junction. Meanwhile, with a temperature difference of 15.4°C, the maximum power is 0.101 watts from the parallel arrangement of the thermoelectric connection. Keywords: energy, solar, thermoelectric, roof, power

Hibridisasi Panel Surya Dengan Modul Termoelektrik Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya

“…Generator termoelektrik memaksimalkan perbedaan suhu antara dua sisi perangkat termoelektrik dengan meningkatkan aliran panas melalui perangkat termoelektrik (Juwito, 2017) (Duque et al, 2018). Generator termolektrik pada prinsipnya dapat menghasilkan tenaga listrik dengan cara yang sangat efisien dari panas yang diberikan radiasi matahari (Rifky, 2021).…”

“…Dengan ini perlu dilakukan variasi sambungan antara generator termoelektrik untuk mendapatkan susuanan sambungan yang sesuai. Namun demikian, diperlukan upaya untuk memperoleh daya luaran yang maksimal dengan cara menemukan kelayakan generator termoelektrik yang sesuai untuk digunakan sebagai sumber energi (Rifky et al, 2021).…”

“…Namun demikian, diperlukan upaya agar memperoleh daya luaran yang maksimal dengan cara menemukan kelayakan generator termoelektrik yang sesuai untuk digunakan sebagai sumber energi (Rifky et al, 2021). TEG yang dirangkai paralel menimbulkan pengaruh terhadap pemerataan termal yang akan membawa semua perbedaan suhu TEG menuju nilai rata-rata, jika daya input termal ke TEG tetap konstan.…”

“…Bahan termoelektrik tersebut memiliki kemampuan khusus untuk mengubah fluks panas menjadi energi listrik (Zoui et al, 2020). Dasar dari termoelektrik sendiri adalah termokopel dari efek Seebeck (Rifky et al, 2021) (Rafsanjani et al, 2017). Daya listrik yang dihasilkan dari termoelektrik tergantung pada jumlah termokopel dalam modul, konfigurasinya, sifat material, kondisi termal, sifat listrik lapisan kontak, dan perbedaan suhu dalam modul (Rafsanjani et al, 2017).…”

“…Kemudian untuk menentukan daya yang dihasilkan oleh generator termoelektrik digunakan persamaan berikut (Ninla Elmawati Falabiba et al, 2014): Pada dasarnya termoelektrik terdiri dari dua perangkat yaitu thermoelectric generator (TEG) dan thermoelectric cooler (TEC), dimana TEG bekerja berdasarkan prinsip efek Seebeck sedangkan TEC beroperasi berdasarkan efek Peltier (Rifky et al, 2021). Skema TEG ditunjukkan pada Gambar 1.…”