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
