PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN PROTOTIPE GENERATOR TERMOELEKTRIK BERBAHAN BAKAR GAS

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 1 Juni 2012 : 1 – 10

ISSN 1978-2365

PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN PROTOTIPE GENERATOR TERMOELEKTRIK BERBAHAN BAKAR GAS THE DESIGN , CONSTRUCTION AND TESTING OF A GAS-FUELLED THERMOELECTRIC GENERATOR PROTOTYPE Andreas Setiawan1), Taryono2), Made R.S.S.N Ayub3) Program Pendidikan Fisika dan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Jalan Diponegoro 52-60 Salatiga 50711 [email protected]

ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk merancang dan membuat TEG (Thermoelectric Generator) berbahan bakar gas serta melakukan pengujian performa dari prototipe yang dihasilkan. TEG dibuat menggunakan empat modul termoelektrik, sebagai reservoir dingin digunakan aliran air sedangkan reservoir panas menggunakan bahan aluminium dengan sepuluh sirip dan pembakar gas. Pengujian TEG dilakukan pada beberapa variasi laju aliran masa bahan bakar 0,0083 g/menit, 0,027 g/menit, 0,062 g/menit, dan 0,218 g/menit. Pengujian dilakukan dengan mengukur tegangan beban, suhu reservoir panas, dan suhu reservoir dingin yang kemudian dianalisa untuk mendapatkan nilai daya yang dihasilkan dan efisiensi generator. Dari hasil uji coba didapatkan bahwa semakin besar laju aliran massa gas, ternyata efisiensi generator justru menurun, meskipun daya yang dihasilkan mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan rancangan pembakar gas yang tidak optimal sehingga tidak semua gas terbakar sempurna, akibatnya sebagian energi tidak terkonversi. Meskipun demikian prototipe mampu mendapatkan efisiensi yang cukup tinggi sampai dengan 12,12 % dan daya maksimal 2,2 Watt. Pada rentang temperatur pengujian nilai koefisien Seebeck rata-rata dari modul termoelektrik terukur sebesar 62,3 µV/K. Kata kunci : termoelektrik generator (TEG), gas butana, performa konversi energi ABSTRACT This research aims to design gas fueled TEG prototype and tests its performance. TEG is made of thermoelectric module as the coolant, while the hot side uses ten-stripped aluminum. TEG testing is done in various gas burning speeds: 0.0083 g/minute, 0.027 g/minute, 0.062 g/minute, and 0.218 g/minute. TEG testing is performed by measuring load voltage and the temperature of the cold and hot sides, from which it is analyzed subsequently to find the power and efficiency of the TEG. Result of the experiment shows that the faster gas burning speed, the lower the efficiency of TEG, even though the power increases. Maximum efficiency reached in the experiment is 12.12 % and maximum power is 2.2 Watt. Average Seebeck coefficient of the thermoelectric module is 62.3 µV/K. The higher the Seebeck coefficient value the better the TEG performance. Key words : thermoelectric generator, butane, energy conversion performance

Diterima redaksi : 29 Maret 2012, dinyatakan layak muat : 25 Mei 2012

1

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 1 Juni 2012 : 1 - 10 Vol. 11 No. 1 Juni 2012 : 1 – 10

PENDAHULUAN

menjadi listrik. Beberapa hal yang membuat

Latar Belakang

TEG menjadi menarik adalah karakteristik

Sampai saat ini krisis energi listrik masih

generator dengan jangka waktu servis yang

menjadi permasalahan bagi Indonesia. Dari

lama, biaya perawatan yang rendah, waktu

laporan tahunan PLN tahun 2011, nilai ratio

pakai yang cukup lama, tidak bising, serta tidak

elektrifikasi masih berkisar 70,4% yang berarti

ada bagian yang bergerak atau bagian mekanik

terdapat 29,6% rumah tangga Indonesia yang

yang komplek[2]. Selain itu, TEG mempunyai

belum menikmati listrik[1]. Sebagian besar

cakupan produksi daya yang cukup luas, mulai

daerah yang belum teraliri listrik adalah daerah

dari microwatt hingga ratusan watt. Sehingga

pedesaan khususnya daerah-daerah di luar

produksi listrik dapat disesuaikan dengan

Jawa.

ketersediaan bahan bakarnya. Namun demikian Saat ini harga energi gas lebih murah

TEG juga memiliki kelemahan diantaranya

dibandingkan dengan minyak, sehingga ke

adalah nilai efisiensi konversinya yang masih

depan

rendah yaitu berkisar antara 5-10%[3]. Namun

mempunyai

peluang

besar

untuk

dikembangkan. Metode konversi konvensional

demikian

selama ini menggunakan

berkembang menjanjikan material TEG dengan

dinamo yang

digerakan secara mekanik oleh motor bakar.

teknologi

material

yang

terus

nilai efisiensi yang semakin baik.

Karena menggunakan konversi gerak maka

Untuk membuat sebuah TEG berbahan

mekanika gerak menentukan kinerja dari

bakar gas paling tidak dibutuhkan dua tahapan

metode ini. Sehingga karakteristik gas harus

penelitian. Tahap pertama adalah penelitian

sesuai dengan rancangan mesin yang akan

tentang desain TEG berbahan bakar gas yang

digunakan. Akibatnya tidak dapat sembarangan

efektif. Tahapan pertama ini diperlukan sebagai

berganti bahan bakar gas dengan karakteristik

standar pembanding sebelum uji coba dengan

yang berbeda. Belum lagi jika yang dimaksud

berbagai macam gas, mengingat karakteristik

gas

gas dapat sangat beragam. Setelah itu tahap

adalah

termasuk

biogas

maka

penanganannya dapat jauh lebih rumit. Karena

kedua

implementasi

karakteristik spektrum yang beragam dan

(termasuk

sifatnya yang korosif.

karakteristik. Pada tulisan ini dilaporkan hasil

biogas)

pada

berbagai

dengan

gas

berbagai

Dengan demikian perlu dikembangkan

penelitian tahap pertama, yaitu dengan tujuan

metode yang lebih fleksibel untuk bahan bakar

(a) merancang dan membuat prototipe TEG

gas

(TEG,

dengan bahan bakar gas (dalam hal ini dipilih

Thermoelectric Generator) merupakan sebuah

gas butane yang tersedia banyak di pasaran)

generator yang dapat mengkonversi panas

dan

secara langsung menjadi listrik tanpa mesin

prototipe TEG.

ini.

Generator

termoelektrik

(b)

melakukan

penggerak. Sehingga panas yang dihasilkan dari pembakaran gas dapat langsung dikonversi 2 Diterima redaksi : 29 Maret 2012, dinyatakan layak muat : 25 Mei 2012

pengujian

performa

Perancangan, Pembuatan dan Pengujian Prototipe Generator Termoelektrik Berbahan Bakar Gas

Persamaan 1 menunjukkan koefisien

1. Heat Sink dan Internal Resistance Dalam paper[4] disampaikan percobaan desain

Seebeck (S) merupakan gradien perubahan

TEG dengan memanfaatkan kompor rumah

tegangan terhadap suhu pada suatu material

tangga. Model desain TEG menggunakan

tertentu. Beberapa material semikonduktor

pendingin udara secara langsung, sehingga

ternyata memiliki koefisien Seebeck yang

pendinginan terjadi melalui modus konveksi

cukup tinggi (dibanding logam) untuk modul

alamiah dan radiasi. Daya yang dihasilkan

termoelektrik. Semikonduktor tipe-p dan tipe-n

mampu untuk menggerakan kipas angin kecil

yang disusun secara seri menjadi dasar dari

atau lampu LED. Penelitian ini menyarankan

modul termoelektrik yang berbasis material

improvisasi heat sink yang lebih baik. Paper[5]

semikonduktor[7].

memberikan saran yang sama, terutama untuk peningkatan

heat

sink

dan

minimalisasi

hambatan termal. Selain itu juga disebutkan pengaruh transfer energi karena pengaruh unmatching impedance antara hambatan dalam TEG dan hambatan beban. Dengan memperhatikan penelitian di atas maka

pada

penelitian

menggunakan

media

ini

desain

pendingin

TEG

air

mengalir sehingga diharapkan meningkatkan performa

heat

sink.

Disamping

itu,

perhitungan terhadap hambatan beban yang perlu dipasang juga diperhatikan agar transfer energi optimal. Modul termoelektrik merupakan sebuah susunan material termoelektrik yang dapat mengkonversi energi panas yang melewati tersebut

menjadi

energi

listrik.

Karakteristik dari sebuah modul termoelektrik tergantung pada efek Seebeck, efek Peltier, dan efek Thompson[6]. Menurut Seebeck perbedaan potensial timbul dalam sirkuit dari dua material penghantar

yang

berbeda

jika

kedua

sambungan dijaga pada suhu yang berbeda [6]. =

Gambar 1. adalah skema dasar modul termoelektrik

dengan

couple

tunggal

(thermopile). Dua material semikonduktor tipep

dan

tipe-n

disusun

sedemikian

rupa,

kemudian kalor dialirkan dari satu reservoir dan keluar dari reservoir yang lain. Pergerakan

2. Karakteristik Modul Termoelektrik

modul

Gambar 1. Skema dasar thermophile.

yang

(1)

kalor ini akan memaksa pembawa arus mayoritas

dari

tipe-p

dan

tipe-n

untuk

bersirkulasi seperti pada Gambar 1. Pergerakan ini akan menghasilkan perbedaan tegangan antara ujung material semikonduktor tipe-p dan tipe-n[8]. Parameter penting lain selain koefisien Seebeck yang mempengaruhi performa dari modul termoelektrik adalah konduktifitas listrik (σ) dan konduktifitas termal (λ). Relasi dari ketiga parameter tersebut (persamaan 2) disebut dengan Figure of Merit[7]. 3

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 1 Juni 2012 : 1 - 10

Ada

=

(2)

berbagai

macam

material

termoelektrik, misalnya BiTe, PbTe, dan SiGe. Masing-masing material memiliki nilai Z yang berbeda-beda berdasarkan suhu operasinya. Gambar 2 adalah profil nilai Z dari berbagai macam material termoelektrik sebagai fungsi suhu (T). Suhu operasi yang dimaksud adalah

Gambar 3. Struktur modul termoelektrik .

rata-rata dari penjumlahan suhu reservoir panas Mengacu

(Th) dan suhu reservoir dingin (Tc),

T=

Th + Tc 2

(3)

pada

Gambar

3

maka

masing-masing material semikonduktor tipe-p dan

tipe-n

dihubungkan

melalui

sebuah

penghantar, dimana setiap sisi terhubung ke reservoir panas dan dingin. Untuk memperkuat susunan sekaligus insulator digunakan bahan keramik. Modul termoelektrik ini kemudian digabungkan dengan reservoir panas dan dingin, seperti pada Gambar 4. Gambar 2. Figure of Merit sebagai fungsi suhu dari berbagai material Dalam

penelitian

ini,

modul

termoelektrik yang akan digunakan terbuat dari bahan bismuth telluride (Bi2Te3). Seperti dapat dilihat pada Gambar 2, Bi2Te3 memiliki nilai Z yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan

Gambar 4. Foto prototipe TEG.

material lain.

Reservoir panas yang dibuat dalam sistem ini terbuat dari aluminium dengan 10

3. Desain Dan Pembuatan TEG Susunan

modul

termoelektrik

TEG

sirip. Sirip-sirip alumunium tersebut berfungsi

dirancang seperti pada Gambar 3. Dimana

untuk

memperluas

masing-masing thermophile terhubung secara

penangkap panas dengan lidah api. Semakin

seri. Keuntungan dari model ini adalah

luas permukaan sentuh antara reservoir panas

peningkatan tegangan keluaran yang sebanding

dan lidah api, diharapkan semakin banyak pula

dengan jumlah thermophile yang digunakan.

panas

yang

dapat

permukaan

diserap.

sentuh

Aluminium

merupakan bahan konduktor panas yang 4


memiliki kalor jenis dan konduktivitas panas

output daya listrik yang dihasilkan TEG (

sekitar 0,897 J/gK dan 237 W/mK secara

seperti pada persamaan 5.

berurutan.

Adapun

pengaturan suhu

dari

reservoir panas dilakukan dengan mengatur laju pembakaran gas. Untuk mengurangi jumlah energi yang terbuang ke lingkungan, digunakan glasswool sebagai isolator panas. Bagian penukar panas berikutnya adalah reservoir dingin. Pendingin dalam sistem TEG dibuat menggunakan sistem aliran air. Sebuah plat aluminium dengan tebal 2 cm diberi tiga lubang membujur sebagai tempat aliran air. Aliran air dimaksudkan untuk mempercepat

=

Dengan

dari

reservoir

panas

menuju

modul

(5)

merupakan energi yang

nilainya dapat dihitung dari nilai energi kimia pada (

bahan =

bakar

ℎ

)

yang

dibakar

Adapun nilai laju pembakaran gas diukur dengan massa gas yang mengalir dibagi waktu pembakarannya dengan asumsi seluruh massa gas terbakar sempurna menjadi energi. =

Dimana nilai

×

(6)

dapat dihitung dengan

persamaan =

termoelektrik.

(7)

=

4. Analisis Performa TEG

/

(8)

merupakan arus yang dihasilkan TEG,

Pada dasarnya sebuah TEG disusun oleh dua bagian dasar, yaitu modul termoelektrik

gas

dikalikan dengan laju pembakaran gas ( ).

penyerapan aliran panas pada reservoir dingin, sehingga kalor dapat dengan mudah mengalir

),

hambatan beban TEG, dan

adalah

dan sistem penukar panas. Sistem penukar

tegangan beban yang dihasilkan TEG. Nilai

panas terdiri dari reservoir panas yaitu ruang

dapat dihitung dengan memperhatikan geometri

pembakaran gas dan reservoir dingin yaitu

dan koefisien hambatan listrik dari bahan

aliran air sebagai pendingin. Dengan demikian

termoelektrik. R = N(R + R )

performa total TEG akan ditentukan oleh performa masing-masing bagian tersebut. Pada

R = N(

persamaan 4 ditampilkan relasi efisiensi total ηtotal yang merupakan fungsi η1, η2, η3 yang berturut-turut adalah efisiensi dari reservoir panas, reservoir dingin dan modul termoelektrik

h total = f (h1 ,h 2 ,h 3 ) Pada

penelitian

ini

karena

(4) tidak

dilakukan pengukuran efisiensi pada masingmasing bagian maka efisiensi didefinisikan sebagai rasio antara input daya dari gas

dan

)

(9)

adalah jumlah thermopile dalam modul, dan n,

dan

dan

hambatan listrik dari kaki p koefisien hambatan listrik

untuk kaki p dan n,

yang berkorelasi dengan ukuran Z.

+

,

,

adalah

geometri dari setiap kaki-kaki thermopile, secara berurutan luas penampang dan tinggi kaki semikonduktor p dan n. Seperti diungkapkan di atas, modul termolektrik yang digunakan adalah modul 5


termoelektrik

berbahan

Bi2Te3,

dengan

dingin

terhadap

panas,

menggunakan

persamaan.

karakteristik ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 1. Karakteristik Bi2Te3 [4].

a=

1 n Tci å n=i 1 Thi

(10)

Tipe P

Tipe N

Koefisien Seebeck (µV/K)

10

170

2. Penghitungan koefisien Seebeck rata-rata

Konduktivitas termal (W/m.K)

1,1

1,5

dihitung berdasar gradient dari fungsi

1,8

1,4

tegangan keluaran terhadap suhu kerja

5

Tahanan listrik ( x10 Ωm)

Dimensi

dari

modul

termoelektrik

digunakan adalah 40 × 40 × 3,7

yang dengan

128 thermopile. Adapun dimensi dari setiap thermopilenya

adalah

1,3 × 1,3 × 1,3

(dimensi untuk kaki p dan n sama). Dengan menggunakan persamaan (9), maka dapat dihitung nilai hambatan dalam

dari modul

tersebut yaitu sebesar 3,38 Ω. Nilai hambatan

ini diperlukan untuk mendapatkan transfer daya

listrik maksimal yaitu saat hambatan dalam modul termoelektrik sama dengan hambatan

dengan persamaan 1. 3. Percobaan

pengaruh

performa

TEG

terhadap variasi laju aliran massa gas, dilakukan dengan menvariasikan laju aliran massa gas yaitu: 0,0083 g/menit (A); 0,027 g/menit (B); 0,062 g/menit (C); dan 0,218 g/menit (D). Laju aliran air pendingin TEG dibuat konstan untuk setiap pengujian, yaitu 0,54 m/s. Karena digunakan 4 seri modul termoelektrik maka digunakan hambatan konstan sebesar 19,6 ohm.

beban terpasang. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototype termoelektrik (TEG) dengan efisiensi lebih tinggi.

METODOLOGI Pada penelitian ini digunakan empat modul termoelektrik yang disusun secara seri.

Gambar 5. Susunan pengujian TEG.

Pengujian performa TEG dilakukan dalam

Percobaan dilakukan di Laboratorium Fisika, Universitas Kristen Satya Wacana pada

beberapa bagian : 1. Percobaan

kestabilan

reservoir

dingin,

bulan September 2011. Susunan pengujian

dilakukan dengan cara meningkatkan suhu

ditampilkan pada

reservoir panas dan mengukur suhu keping

digunakan adalah gas butane (Hi-Cook, LHV :

pendingin. Kestabilan dihitung berdasarkan

45,75 MJ/Kg). Pengujian TEG dilakukan pada

rasio rata-rata (oC/oC) peningkatan suhu

suhu ruang 27 oC.

6

Gambar

5.

Gas

yang


HASIL DAN PEMBAHASAN Data hasil pengujian TEG dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil pengujian TEG pada beberapa laju aliran massa gas. Pengujian Laju aliran gas (g/menit) Qg (Watt) Th (oC) Tc (oC) Delta T (oC) VL (Volt) Pout (Watt) Efisiensi (%)

A 0,0083

B 0,027

C 0,062

D 0,218

6,35 107,2 30 ,2 77 3,898 0,77 12,12

20,58 144,67 31 113,67 5,01 1,28 6,22

47,27 172,5 31,75 140,75 6,017 1,84 3,89

166,22 193,25 33,75 159,5 6,57 2,2 1,32

Laju aliran massa gas untuk setiap

Gambar 6. Profil Suhu Reservoir Panas, Reservoir Dingin dan Selisih Suhu Untuk Variasi Laju Pembakaran Gas

Hubungan antara suhu reservoir panas dan laju aliran gas tidak menunjukan hasil yang linier. Dimana gradien suhu reservoir panas berkurang setelah laju aliran massa gas

pengukuran dihitung dengan cara mengukur

melebihi

perubahan massa gas setiap menit. Adapun

Penyebab hal ini diperkirakan ada 2 yaitu

energi masukan (Q g) dihitung menggunakan

adanya kemungkinan terbuangnya panas hasil

persamaan (6) yang dijelaskan pada bagian

pembakaran ke lingkungan dan tidak efektifnya

sebelumnya. Dari tabel di atas dapat dilihat

ruang pembakaran, sehingga tidak semua gas

bahwa kenaikan laju pembakaran gas diikuti

terbakar

dengan kenaikan suhu pada reservoir panas

lingkungan diperkirakan hanya memberi sedikit

(Th).

juga

kontribusi karena ruang pembakaran sudah

mengalami kenaikan tetapi tidak begitu besar.

disekat dengan glasswool. Sehingga faktor

Bisa dilihat pada Gambar 6, kurva hubungan

efektifitas ruang bakar diperkirakan menjadi

antara suhu reservoir panas (Th), reservoir

penyumbang

dingin (Tc), dan selisih suhu (ΔT) terhadap

efisiensi. Namun pada penelitian ini efektifitas

kenaikan laju pembakaran gas.

ruang bakar tidak diketahui performanya

Suhu

reservoir

dingin

(Tc)

0,062

habis.

g/menit

(pengujian

Terbuangnya

terbesar

dalam

C).

panas

ke

penurunan

relatif

karena tidak dilakukan pengukuran aliran udara

konstan untuk setiap laju pembakaran gas

yang masuk. Penutupan glasswool yang cukup

menunjukkan bahwa pendingin yang dibuat

rapat diperkirakan membuat aliran pasokan

bekerja stabil pada rentang laju aliran massa

udara menurun, akibatnya pembakaran tidak

gas tersebut. Perhitungan dengan persamaan 10

efisien karena terlalu kaya bahan bakar. Kurva

Suhu

reservoir

dingin

yang

C/oC. Akan

perbandingan udara dan bahan bakar yang ideal

tetapi, untuk suhu pada reservoir panas

ditampilkan pada Gambar 7[9]. Dari model

menunjukkan hasil yang berbeda.

stoikiometri ideal ini kemungkinan daerah kerja

mendapatkan nilai

= 0.21

o

percobaan berada pada daerah yang diarsir

7


menuju ke arah kiri atau berada di campuran

dengan profil dari perbedaan suhu yang dicapai

kaya (rich).

(ΔT). Dengan demikian ada kemungkinan timbulnya ‘knee’ pada kurva tersebut bukan disebabkan karakteristik material termoelektrik namun lebih pada efektifitas ruang bakar (seperti

dijelaskan

pada

paragraph

sebelumnya). Daya maksimal secara teoritis diberikan oleh persamaan 11. * = Pout

Gambar 7. Rasio campuran bahan bakar dan udara terhadap energi yang dihasilkan.

2 DT 2 m 2 S pn

(11)

4 RT

Dengan m adalah jumlah thermophile dan Spn adalah koefisien Seebeck yang sudah diberikan di atas maka untuk ∆ tertentu dapat

dihitung dayanya. Kurva hasil antara Pout dan Pout* ditampilkan pada Gambar 9. Regresi Linear kurva tersebut menunjukan korelasi

yang sangat baik (R=0.998) sehingga dapat dijelaskan

bahwa

termoelektrik Gambar 8a. Profil perbedaan suhu dan daya keluaran untuk beberapa variasi laju aliran gas.

karakteristik

sesuai

material

dengan

yang

diperhitungkan. Hanya saja gradien kurva tersebut

tidak

menunjukan

sama

adanya

dengan

1,

perbedaan

yang

koefisien

Seebeck antara acuan dan prototipe. Nilai koefisien Seebeck prototipe dapat diperkirakan dengan menghitung gradient fungsi pada Gambar 8b. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai koefisien Seebeck rata-rata untuk setiap kaki semikonduktor adalah 62,5 μV/K. Dimana Gambar 8b. Profil tegangan beban dan daya keluaran untuk beberapa perbedaan suhu.

Daya listrik yang dihasilkan dihitung menggunakan persamaan (7) dan (8).

Pada

penelitian ini daya maksimal yang dapat dihasilkan

adalah

2,2

Watt,

yaitu

pada

pengujian D. Pada Gambar 8a, profil daya (Pout) yang dihasilkan juga menunjukkan kemiripan 8

nilai

tersebut

merupakan

nilai

koefisien o

Seebeck untuk jangkah suhu 100 C sampai 200 oC.


Gambar 9. Perbandingan daya terukur P dan prediksi P*.

Karena

karakteristik

Gambar 10. Hubungan antara efisiensi generator dan laju aliran massa gas tidak terbakar terhadap laju aliran bahan bakar.

material

termoelektrik terbukti masih sesuai dengan perkiraan teori maka kemungkinan penyebab timbulnya ‘knee’ ada pada efektifitas ruang bakar.

Gambar

10

memberikan

kurva

penurunan efisiensi seiring dengan peningkatan laju aliran gas. * = v gas

Pgas - Pout

Gambar 11. Hubungan antara efisiensi TEG dan suhu operasi.

(12)

LHV

Pada peramaan 12, jika diasumsikan sisa energi gas yang tidak terkonversi menjadi

KESIMPULAN DAN SARAN

listrik adalah laju massa gas yang tidak terbakar

Kesimpulan

∗

) , maka dapat diperkirakan kurva laju

Sebuah generator termoelektrik (TEG)

massa gas yang tidak terbakar terhadap

telah berhasil dibuat dan diuji. Dari hasil

efisiensi seperti pada Gambar 10. Terlihat

pengujian diperoleh kesimpulan bahwa :

bahwa penurunan efisiensi berhubungan erat

1.

(

Saat laju aliran gas diperbesar, terjadi

dengan laju aliran massa gas yang tidak

penurunan efisiensi TEG meskipun daya

terbakar.

listrik

yang

dihasilkan

mengalami

Hasil lain, jika dilihat dari Gambar 11,

kenaikan. Hal ini kemungkinan akibat

efisiensi TEG juga turun pada suhu operasi

rancangan ruang bakar gas yang belum

( =

efektif sehingga tidak semua gas dapat

sejalan

) yang semakin tinggi. Hal tersebut dengan

karakteristik

dari

modul

termoelektrik seperti yang ditunjukan pada Gambar 1, dimana nilai Z dari Bi2Te3 turun di atas suhu operasi 300 K.

terbakar sempurna. 2.

Rancangan reservoir dingin telah bekerja dengan baik terlihat dari kestabilan suhu yang terjaga konstan meski

terjadi

peningkatan suhu reservoir panas.

9


3.

Prototipe dapat mencapai efisiensi total

Conversion and Management 2005;46:1631-

yang cukup tinggi sampai dengan 12,12%

1643.

dengan daya listrik maksimal sebesar 2,2

[4] Mastbergen, D., Willson, B., 1998, Generating

Watt.

Light from Stoves using a Thermoelectric o

4.

Pada rentang suhu 100 - 200 C nilai

Generator, Engines and Energy Conversion

koefisien Seebeck terukur sebesar 62,3

Laboratory, CSU, Colorado

µV/K.

[5] O’Hanley, H., 2009, Performance of a Stove Mounted Thermoelectric Generator, Measurement and Instrumentation, MIT, USA

Saran dapat

[6] Culp, Archie, W., 1984, Principles of Energy

bekerja dengan baik namun perlu dilakukan

Convertion. Diterjemahkan oleh Darwin Sitompul

perbaikan, terutama pada ruang bakar gas untuk

dan Khusnul Hadi dengan judul Prinsip-prinsip

mendapatkan efisiensi yang lebih tinggi.

Konversi Energi. Jakarta, Erlangga.

Dengan

demikian

prototipe

[7] Kania, Thomas,

Dreizler,

A., 2009,

DAFTAR PUSTAKA

Investigation of a Micro Combustion Chamber

[1] Kementrian ESDM, 2011, Membangun

for

Sinergi untuk Menghadapi Gejolak Ekonomi,

Proceedings of the European Combustion

Jakarta.

Meeting 2009

[2]

Direktorat

Jenderal

Pengolahan

dan

a

Thermoelectric

Energy

Converter.

[8] Djafar, Zuryati, Putra , N., dan Koestoer,

Pemasaran Hasil Pertanian, 2009, Pemanfaatan

R.A.,

Limbah dan Kotoran Ternak menjadi Energi

Pengembangan

Biogas, Seri Bioenergi Pedesaan, Departemen

sebagai Sumber Listrik, Seminar Nasional

Pertanian

Tahunan

[3] Nuwayhid,

Rida,

Y.,

Shihadeh,

A.,

2010,

Kajian

Eksperimental

Generator

Termoelektrik

Teknik

Mesin

(SNTTM)

ke-9,

Palembang

Ghaddar, N., Develeopment and testing of a

[9] Knodel, J.R., Reed, 1993, In Search of

domestic woodstove thermoelectric generator

Optimum Fuel Savings, ASME Energetics

with

10

natural

convection

cooling,

Energy

Division, Cleaveland

PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN PROTOTIPE GENERATOR TERMOELEKTRIK BERBAHAN BAKAR GAS

Recommend Documents