## STUDI KONVERSI PANAS SISA GAS BUANG HRSG PLTGU KERAMASAN KE ENERGI LISTRIK DENGAN TEKNOLOGI TERMOELEKTRIK GENERATOR

## STUDY OF EXHAUST GAS RESIDUAL HEAT CONVERSION HRSG PLTGU KERAMASAN TO ELECTRICAL ENERGY WITH GENERATOR THERMOELECTRIC TECHNOLOGY
Hari Firmansah 1) , Irwin Bizzy 2)* , Agung Mataram 2) , Riman Sipahutar 2)
1) Mahasiswa Program Studi Magister Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya
2) Dosen Program Studi Magister Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya *e-mail corresponding: irwin@unsri.ac.id

## 1 PENDAHULUAN
Sumber  energi  fosil  saat  ini  masih  menjadi salah  satu  penyedia  energi  yang  paling  besar khususnya di wilayah negara Indonesia
(Azharuddin,  Dalom,  2013). Pemakaian  konsumsi bahan  bakar  fosil secara ekstensif menyebabkan permasalahan  pada  atmosfer dan  berdampak kerusakan bagi lingkungan sekitar, seperti pemanasan global serta perubahan iklim (He et al.,
INFORMASI ARTIKEL

## ABSTRAK
Diperbaiki: Revised 01/06/2023 Diterima: Accepted
07/07/2023
Publikasi Online: Online-Published
31/10/2023
©2023 The  Authors.   Published  by
AUSTENIT (Indexed in SINTA)
Heat  Recovery  Steam  Generator  (HRSG) merupakan  gabungan  dari
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Gas  (PLTG)  dan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap (PLTU),  pembangkit  ini  memanfaatkan  gas  buang  dari  PLTG  untuk menghasilkan uap sebagai fluida kerja di dalam PLTU. Panas sisa dari proses pemanasan  di  HRSG  disalurkan  ke  cerobong  asap,  dan  sisa  panas  dari  gas buang  dapat  diubah  menjadi  energi  listrik  dengan  modul  Thermoelectric Generator  (TEG).  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  memasang  modul  TEG secara seri pada permukaan  dinding cerobong HRSG, dengan  menggunakan pengukuran  skala  laboratorium.  Sumber  panas  menggunakan  heater  dengan total  daya  2.000  W.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  modul  TEG  dapat mengubah  energi panas sisa gas buang dari cerobong HRSG menjadi energi listrik.  Empat  modul  TEG  yang  dipasang  di  permukaan  cerobong  dapat menghasilkan  tegangan  0,83  V  dan  daya  maksimum  2,79  mW.  Hasil  ini menunjukkan bahwa modul TEG merupakan peluang untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik untuk pengembangan lebih lanjut.
Kata Kunci : Energi panas, energi listrik, cerobong, HRSG, TEG.

## ABSTRACT
The Heat Recovery Steam Generator (HRSG) is a combination of a Gas Power Plant (PLTG) and a Steam Power Plant (PLTU), this plant utilizes exhaust gas from the PLTG to produce steam as the working fluid in the PLTU. The residual heat from the heating process at the HRSG is channeled into the chimney, and the remaining heat from the exhaust gas can be converted into electrical energy with the Thermoelectric Generator (TEG) module. This research was carried out by installing the TEG module in series on the surface of the HRSG chimney wall, using  laboratory  scale  measurements.  The  heat  source  uses  a  heater  with  a total  power  of  2,000  W.  The  research  results  show  that  the  TEG  module  can convert  the  residual  heat  energy  of the  exhaust  gas  from  the  HRSG  chimney into electrical energy. Four TEG modules mounted on the chimney surface can generate a voltage of 0.83 V and a maximum power of 2.79 mW. These results indicate  that  the  TEG  module  is  an  opportunity  to  convert  heat  energy  into electrical energy for further development.
Keywords : Heat energy, electric energi, chimney, HRSG,TEG. doi: 10.53893/austenit.v15i2.6745
2015). Pengembangan  pemanfaatan  panas  sisa yang berbasis  bebas  emisi  dan  ramah  lingkungan diperlukan dilakukan saat ini secara terus menerus agar  kebutuhan  energi  bersih  bagi  makhluk  hidup terpenuhi. PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan  Uap)  memiliki  komponen  utama  yaitu  HRSG ( Heat  Recovery  Steam  Generator ),  di mana  gas panas  yang  terbuang  dari  turbin  gas  diteruskan menuju  HRSG  sebagai  media  pemanas  untuk menghasilkan  uap  yang  menggerakkan  turbin  uap (SAM, 2021). Panas sisa dari proses memanaskan air pada HRSG disalurkan ke cerobong ( stack ) dan panas ini dapat diubah menjadi energi listrik dengan modul
TEG ( Thermoelectric
Generator ) . Pemanfaatan  modul  TEG  secara  langsung  dapat menghasilkan  tenaga  listrik  dari  perbedaan temperatur  di antara  permukaan  sumber  benda kerjanya.  Selain  itu, modul  TEG  sangat  andal  dan tahan  terhadap  fluks  termal  yang  tinggi (Lashin  et al.,  2020).  Kelebihan  penggunaan  modul  TEG antara lain: bebas emisi sehingga tidak menimbulkan  polusi  udara,  tidak  terjadi  reaksi kimia,  tidak  ada  bagian  yang  bergerak,  minim kerusakan dan perawatan  serta  memiliki i life time jangka panjang (Balkrishan et al., 2016).
Penelitian  pemanfaatan  sisa  energi  panas yang  dimanfaatkan  dengan  menggunakan modul TEG  antara  lain, adanya potensi  pembangkit tenaga  listrik  menggunakan  modul  TEG dengan memanfaatkan  sumber  panas  buangan  dari pemanas  air  rumah  tangga (Ding  et  al.,  2017) dengan  menggunakan  modul  TEG 60 unit. Penelitian  ini  dilakukan  dengan  variasi  temperatur air  panas  50 o C – 100 o C sehingga  menghasilkan daya listrik minimum 3.9 W, maksimum 42.4 W dan efisiensi termal dari sistem ini adalah sekitar 0,37% hingga  1,03%. Lashin dkk telah  melakukan penelitian mengenai kinerja termoelektrik generator dengan pemanfaatan cahaya radiasi matahari pada solar  cell (Lashin  et  al.,  2020), hasil penelitiannya menunjukkan  bahwa  tiga  modul  TEG  yang dipasang dengan sumber panas dari dua intensitas cahaya  terkonsentrasi  menghasilkan  daya  0,67  W dan 0,51 W.
Quan  dkk.  telah melakukan pengujian eksperimental TEG dengan memanfaatkan sumber panas  limbah  industri pada hexagonal heat exchanger (Quan et  al.,  2020), penelitian  ini menggunakan 30 modul TEG tipe TEHP1-1264-0.8 yang disusun pada 6 permukaan sisi penukar panas hexagonal heat exchanger dengan temperatur sisi panas  maksimum  adalah 269,2 o C menghasilkan daya keluaran maksimum TEG sekitar 11,5 W dan nilai  efisiensi  sistem 0,96% atau  mendekati  1,0%. Mehmet A. Kunt dan Haluk Gunes telah melakukan eksperimental  perbandingan  kinerja  modul  TEG yang  berbeda dengan TEG12-8 dan  TEG1-199 pada  sistem  pembuangan  mesin  diesel (Kunt  & Gunes,  2020). Putaran mesin  diesel  meningkat maka  massa  fluida  yang  terbuang  dalam  satuan periode  juga  meningkat  sehingga  menyebabkan
kenaikan temperatur permukaan modul  TEG serta meningkatkan tegangan dan arus listrik. Modul TEG TEG12-8  menghasilkan  tegangan  tertinggi 2,78 V dan  arus  listrik  0,287  A, sedangkan  TEG1-199 menghasilkan 3,01 V dan arus 0,305 A.
Penelitian  kinerja  TEG pada sistem uap panas  sisa  pengecoran  perunggu yang  dilakukan oleh Liu dkk (Liu et al., 2022) menunjukkan bahwa daya  modul  TEG  meningkat  dipengaruhi  oleh beberapa faktor, seperti kecepatan gas buang dan temperatur yang masuk. Secara keseluruhan, total TEG  yang  dipasang adalah  576  modul dengan kecepatan  4  m/s  dan  temperatur input 600 o C, menghasilkan output daya neto mencapai 9,37 kW serta efisiensi 2,2%. Mirmanto dkk juga melakukan pengujian  mengenai  pemanfaatan  gas  buang  dari knalpot  kendaraan  bermotor  untuk  menjadi  energi listrik  melalui  modul  TEG (Mirmanto  et  al.,  2020), penelitian  ini  menggunakan 3 (tiga) modul  TEG yang  memiliki tipe TE-MOD-5W5V-35S  dan pemanas  dengan  temperatur  maksimum  165 o C.
Peningkatan
perbedaan temperatur akan meningkatkan daya listrik, rangkaian secara paralel menghasilkan  daya yang tinggi  tetapi  tegangan listrik menjadi  lebih  rendah.  Tegangan  listrik tertinggi  pada  penelitian  ini  adalah  3,30 V  yang diperoleh  dari  rangkaian  seri  serta  daya  tertinggi 0,13 W dicapai dengan rangkaian paralel.
Goma dkk melakukan penelitian eksperimental  pemanfaatan  panas  buangan  dari pabrik  semen  untuk  membangkitkan  energi  listrik melalui  modul  TEG, penelitian  ini  menggunakan dua  sistem  pendingin  yaitu  udara  paksa  dan  air (Gomaa  et  al.,  2022).  Metode sistem  pendingin udara paksa rata-rata menghasilkan temperatur sisi panas maksimum adalah 284 o C dan temperatur sisi heatsink pendingin  29 o C menghasilkan  tegangan listrik maksimum 7,4 V, kuat arus 1,6 A, daya listrik 11,84  W dan  efisiensi  4.47%.  Metode  pendingin kedua  dengan  sistem  air  rata-rata menghasilkan temperatur sisi panas maksimum adalah 288 o C dan temperatur sisi heatsink pendingin 31 o C menghasilkan  tegangan  listrik  maksimum  7,5  V, arus  1,65  A, daya  listrik  12,3  W serta  efisiensi 4,71%. Dari  berbagai  aplikasi  pemanfaatan teknologi  modul  TEG  untuk  mengubah  energi panas menjadi energi listrik antara lain: penggunaan  panas  buang  kendaraan  bermotor, mesin diesel, pabrik semen dan sebagainya seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya serta berdasarkan  potensi  energi  panas  sisa  yang terbuang  dengan  temperatur  berkisar  ±  75  s.d 100 o C  dari  cerobong  HRSG  PLTGU  Keramasan, dengan  demikian  dalam  penelitian  ini  dilakukan pengembangan studi penelitian optimalisasi pemanfaatan panas sisa gas buang HRSG PLTGU menjadi energi listrik dengan teknologi modul TEG dengan  metode  eksperimental  skala  laboratorium. Kemudian,  penelitian  ini  juga  melakukan  analisa tingkat  efektivitas  posisi  pemasangan  modul  TEG (sisi  atas,  tengah  dan  bawah  cerobong  HRSG)
terhadap tegangan, kuat arus dan daya listrik yang dihasilkan modul TEG.

## 2. BAHAN DAN METODE
Metode penelitian yang  digunakan  adalah eksperimental  dan  survei  lapangan  di  PLTGU Keramasan.  Sebelumnya,  melakukan  perhitungan dengan  analisis  non  dimensional  agar  didapat dimensi  skala  laboratorium.  Berdasarkan  survei diketahui data cerobong  HRSG aktual  dan berdasarkan  perhitungan  analisis  non-dimensional skala laboratorium ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 . Perbandingan ukuran aktual dan skala
laboratorium No Parameter Aktual Skala Laboratorium 1 Tinggi (m) 36,5 0,765 2 Diameter (m) 26 0,1143 3 Tebal 0,05 0,002 4 Luas inlet (m 2 ) 23,750 0,008 5 Luas outlet (m 2 ) 2,042 0,090 6 Konduktivitas termal (W/m.K) 46 31,7 7 Kecepatan inlet (m/s) 2,86 1,2
8 Temperatur cerobong ( o C) 118 100 10 Temperatur ambien ( o C) 27 29
Sebagai  sumber  penyedia  aliran  panas  gas buang cerobong  HRSG  skala  laboratorium  di supplay dari exhaust  fan  centrifugal  blower yang dihubungkan  pemanas finned  heater tipe  model  U dengan  daya  2  x  1.000  W,  panjang  50  cm  yang diatur  variasi  temperatur  kerjanya  dengan control temperature SR94-8Y-N-90-1000. Kemudian, pengujian  ini  menggunakan  4  unit  modul  TEG  SP 1848-27145  SA  dan  4  buah heatsink aluminium dengan  dimensi  ukuran  40  mm  x  40  mm  x  4  mm.
Pengukuran
parameter–parameter uji menggunakan  kabel probe  thermocopel tipe  K sebagai  sensor  alat  ukur  temperatur  yang dihubungkan temperature  digital  recorder 12 channels BTM-4208SD berfungsi untuk menyimpan data  temperatur  sisi  panas  dan  sisi  dingin  secara otomatis.  Selain  itu,  untuk  mendeteksi  distribusi temperatur di area cerobong HRSG digunakan alat thermograph tipe  IRSYS  4010  dan  menggunakan digital  multimeter  tipe Fluke 88V  yang  berfungsi sebagai alat ukur data untuk mengetahui tegangan serta kuat arus  yang dihasilkan oleh  sistem modul TEG.
Adapun skematik pemodelan pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Skematik Uji Panas Sisa Gas Buang HRSG ke energi listrik dengan modul TEG
Skema  kerja  pengujian  ini  dilakukan dengan tiga variasi temperatur pemanas yaitu 75 o C, 85 o C dan 100 o C. Pada permukaan cerobong HRSG dipasang  komponen  empat  buah  modul  TEG  dan heatsink aluminium  yang  juga  dipasang secara langsung  pada  modul  TEG  sebagai  media pendingin  memanfaatkan  udara natural dari lingkungan sekitar. Pemasangan modul TEG pada cerobong HRSG  dilakukan  dengan  variasi  posisi jarak  pasang  yang  berbeda  yaitu  diletakkan  pada bagian  atas,  tengah,  bawah  dan  sisi  samping cerobong HRSG yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh  titik  posisi  penempatan  modul  TEG terhadap  daya  yang  dihasilkan. Gambar 2 menunjukkan  posisi  penempatan  modul  TEG  dan distribusi thermocouple yang dipasang pada setiap modul  TEG  serta heatsink .  Tabel 2 menunjukkan parameter proses eksperimen yang digunakan dan Tabel 3 memperlihatkan rencana variasi percobaan yang dilakukan dalam penelitian ini.
Gambar 2. Posisi Penempatan Lokasi Modul TEG dan Titik Termokopel Tabel 2 . Parameter Eksperimen No Parameter Satuan 1 Temperatur sisi panas TEG o C
2 Temperatur sisi dingin TEG
o C 3 Perbedaan temperatur (ΔT)
o C 4 Temperatur heater o C 5 Kecepatan udara m/s
6 Tegangan listrik V 7 Kuat arus A 8 Daya listrik W Tabel 3 .   Rencana Variasi Pengujian Uji ke- Temp. Heater ( o C) Modul TEG
1
75 1 75 2 75 3 75 4 2
85 1 85 2 85 3 85 4 3 100 1 100 2 100 3 100 4
Data  penelitian  hasil pengukuran  diolah menggunakan persamaan berikut:
a. Koefisien Seebeck Nilai  koefisien Seebeck tergantung  pada perbedaan temperatur dan  perbedaan  tegangan yang dihasilkan. Koefisien Seebeck dapat
dinyatakan  dari persamaan 1 berikut  ini (Tohidi  et al., 2022) :
= ∆ (1)
: Koefisien seebeck (Volt/ o C) V : Tegangan (V) ∆T : Perbedaan Temperatur ( o C)
b. Perpindahan Panas
Energi panas merupakan energi yang diterima oleh suatu benda atau material yang menyebabkan temperatur benda tersebut berubah (Beni Kurniawan Saputra, M Ginting, 2016). Perhitungan penyerapan kalor yang masuk ke sisi panas modul TEG  (Q H )  dan  aliran kalor ke luar  dari  sisi  dingin modul  TEG  (Q C ) dapat  ditentukan  dengan persamaan 2 (Bensaada, 2019) :
= I. . + ( - ) − 2 . (2) C = I. . C + ( - ) − 2 . (3)
: Kalor yang diserap pada sisi panas TEG (W)
: Kalor yang diserap pada sisi dingin TEG (W)
: Temperatur pada sisi panas TEG (ºC)
: Temperatur pada sisi dingin TEG (ºC)
: Konduktivitas termal (W/m.ºC)
: Koefisien seebeck (V/ o C) : Hambatan (Ω)
I : Kuat arus (A)
c. Daya output Modul TEG Dalam  menganalisis  kinerja  modul  TEG,  daya listrik yang dihasilkan oleh modul TEG ( ) dapat didefinisikan dengan  persamaan 4 (Gomaa  et  al., 2022):
P TEG = I 2 x R L = I x V (4) P TEG : Daya listrik (W) I : Kuat arus (A) R L
: Resistensi beban (Ω)
V
: Tegangan listrik (V)
Selain  itu,  dalam  menghitung kinerja  modul TEG,  daya  listrik  yang  dihasilkan  oleh modul TEG ( ) dapat didefinisikan juga dengan persamaan 5 dan 6 (Bensaada, 2019):
P TEG = (Q H − Q C ) (5) P TEG = I. α (T H − T C ) − I 2 R (6)
d. Efisiensi termal Modul TEG
Perhitungan efisiensi  termal  TEG (η th , TEG ) secara sederhana didefinisikan sebagai rasio daya output terhadap  energi  panas  yang  masuk  dan diserap  oleh  TEG  dihitung  dengan  persamaan 7 (Gomaa & Rezk, 2020):
Temp.hot Temp.cold T 1 T 5
Temp.hot Temp.cold T 2 T 6 Temp.hot Temp.cold
T 7 T 8
Temp.hot Temp.cold
T 4 T 3 TEG 2 TEG 3 TEG 4 TEG 1
η , = (7)
Selain itu, efisiensi termal TEG dapat dihitung juga dengan persamaan 8 (Bensaada, 2019): η , = (8) η , : Efisiensi termal modul TEG (%) P TEG : Daya listrik (W)
: Energi panas yang diserap TEG (W)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  menghasilkan output data berupa  tegangan  listrik,  kuat  arus,  daya  listrik, temperatur  sisi  panas  modul  TEG,  temperatur  sisi dingin  modul  TEG  dan  temperatur  area  cerobong HRSG.  Pengujian  dilakukan  dengan  beberapa variasi  temperatur input HRSG  dari heater antara lain  :  75 o C,  85 o C  dan  100 o C.  Selain  itu,  pengujian ini dilakukan dengan variasi penempatan pemasangan  modul  TEG  pada cerobong HRSG yang bertujuan untuk mengetahui tingkat efektivitas dan  daya  mampu  listrik  yang  dihasilkan  dari masing-masing titik lokasi penempatan modul TEG tersebut.  Pelaksanaan  waktu  pengambilan  data dilakukan  secara  bertahap  dengan power  supply pemanas  yang  telah  diatur  pola  operasinya  oleh temperature  control SR94 sesuai  dengan  variasi temperatur kerjanya. Data rata-rata hasil pengujian modul  TEG  pada  cerobong  HRSG  dapat  dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Data hasil pengujian penyerapan temperatur sisi panas dan dingin modul TEG
Uji ke- Temperatur rata-rata ( o C) Nomor Modul TEG Heater Sisi Panas Sisi Dingin ∆T 1 75 45,47 42,03 3,43 1 75 52,82 48,49 4,33 2 75 59,57 53,25 6,32 3 75 64,38 55,93 8,46 4 2 85 48,58 44,73 3,84 1 85 57,18 52,41 4,77 2 85 64,96 58,11 6,85 3 85 70,24 60,23 10,0 4 3 100 52,59 47,29 5,30 1 100 63,86 58,28 5,58 2 100 72,86 63,11 9,76 3 100 81,32 66,85 14,4 4
Kemudian, hasil pengujian secara rata - rata output modul  TEG yang  disusun  dalam rangkaian  seri seperti: parameter  nilai  tegangan  listrik  dan  kuat arus terhadap variasi  temperatur  kerja heater
ditunjukkan  pada Tabel 5 sedangkan  hasil pengujian output modul TEG tunggal atau individual modul TEG berdasarkan
letak posisi pemasangannya diperlihatkan pada Tabel 6.
Tabel 5. Data hasil rata-rata pengujian output modul TEG secara Rangkaian Seri Temp. Heater ( o C) Tegangan (V) Arus (mA) Nomor Modul TEG 75 0,523 2,115 1 75 2 75 3 75 4 85 0,592 2,395 1 85 2 85 3 85 4 100 0,820 3,300 1 100 2 100 3 100 4
Tabel 6. Data hasil rata-rata pengujian output modul TEG secara Individual (tunggal)
Temp.
Heater ( o C) Tegangan (V) Arus (mA) Nomor Modul TEG 75 0,094 0,380 1 75 0,161 0,650 2 75 0,221 0,895 3 75 0,231 0,934 4 85 0,125 0,503 1 85 0,207 0,835 2 85 0,275 1,112 3 85 0,284 1,147 4 100 0,134 0,543 1 100 0,222 0,894 2 100 0,288 1,165 3 100 0,281 1,133 4 Gambar 3 menunjukkan  hasil  distribusi energi  panas  yang diukur menggunakan alat Thermograph tipe  IRSYS  4010 pada cerobong HRSG dan masing-masing letak posisi modul TEG dengan  variasi  temperatur  kerja heater diatur 100 o C. Dari gambar  tersebut  terlihat  keterangan nilai temperatur dengan nama cursor 1 s.d 3 adalah distribusi termal permukaan cerobong HRSG pada letak  posisi pemasangan masing-masing  modul TEG  nomor  1,  2  dan  3 sedangkan cursor 4  dan  5 adalah  sumber  penyedia  panas  dari  2  elemen heater. Distribusi  termal  terlihat  menyebar  ke seluruh  permukaan  HRSG,  dimulai  dari  sumber panas heater dengan  nilai  temperatur  112.6 o C, mengalir menuju bagian bawah cerobong ( cursor 3) dengan  temperatur    79.3 o C,  kemudian  ke  bagian
tengah  cerobong  ( cursor 2) temperaturnya  71.7 o C dan sampai ke bagian akhir cerobong  yang  paling atas  mendekati  arah  keluarnya  panas  sisa  gas buang  HRSG  dengan temperatur 67.8 o C. Energi panas  yang  terdapat  pada permukaan cerobong HRSG  inilah  yang  digunakan  untuk  dikonversi menjadi  energi  listrik  memanfaatkan  modul  TEG, serta untuk menganalisa  penempatan  posisi pemasangan  modul  TEG  yang  paling  efektif  dan efisien. Nilai  temperatur area  HRSG  sangat dipengaruhi dari temperatur output dan posisi sumber  panasnya, semakin tinggi  temperatur output dan mendekati  area  sumber  panas  maka temperatur titik lokasi tersebut akan semakin tinggi sedangkan semakin rendah temperatur output yang dihasilkan serta menjauhi titik lokasi sumber panas maka temperatur pada lokasi tersebut akan menjadi lebih  rendah,  seperti  yang  telah  diperlihatkan Gambar 3.
Gambar 3. Distribusi termal cerobong HRSG
Hasil perhitungan yang menganalisa koefisien seeback dan  daya  listrik  seluruh  modul TEG ditunjukkan Tabel 7 dibawah ini.
Tabel 7. Data Hasil Perhitungan Koefisien seeback dan Daya Listrik berdasarkan posisi modul TEG
Temp. Heater ( o C) Koefisien Seeback (V/ o C) Daya Listrik (mW) Nomor Modul TEG 75 0,094 0,03562 1 75 0,161 0,10448 2 75 0,221 0,19802 3 75 0,231 0,21566 4 85 0,125 0,06267 1 85 0,207 0,17234 2 85 0,275 0,30586 3 85 0,284 0,32601 4 100 0,134 0,07286 1 100 0,222 0,19810 2 100 0,288 0,33566 3 100 0,281 0,31783 4 Gambar 4 memperlihatkan hasil eksperimen berupa  grafik  perbandingan  temperatur  sisi  panas seluruh  titik  lokasi  pemasangan  modul  TEG  1 sampai dengan 4 terhadap variasi temperatur kerja
heater 75 o C,  85 o C  dan  100 o C. Nilai  maksimum temperatur  sisi  panas  rata-rata  adalah  81.47 o C pada  modul  TEG  nomor  4 dengan  variasi temperatur kerja heater 100 o C. Hal ini disebabkan posisi  pemasangan  modul  TEG  nomor  4  berada paling dekat sumber panas heater HRSG. Semakin dekat posisi pemasangan modul TEG dari sumber panas  maka  penyerapan  temperatur  sisi  panas yang  diterima  akan  semakin  tinggi,  begitu  juga dengan kondisi sebaliknya. Gambar 6 memperlihatkan  grafik  perbandingan  temperatur sisi  dingin  modul  TEG nomor  1  sampai  dengan  4 yang dihubungkan dengan heatsink sebagai media pendingin modul TEG.
Gambar 4. Perbandingan temperatur sisi panas modul TEG 1 s.d 4
Gambar 5. Perbandingan temperatur sisi dingin modul TEG 1 s.d 4
Gambar 6 menunjukkan hasil  eksperimen berupa grafik perbandingan perbedaan temperatur (∆T) antara sisi panas dan sisi dingin berdasarkan posisi pemasangan modul TEG 1 sampai dengan 4 terhadap  variasi  temperatur  kerja heater 75 o C. Perbedaan temperatur adalah salah satu parameter yang  sangat  berpengaruh  terhadap  kinerja  modul TEG, semakin tinggi ∆T maka semakin baik kinerja modul TEG  sedangkan  semakin  kecil ∆T  maka semakin rendah juga kinerja modul TEG. Pada pola variasi  uji  ini,  nilai  rata-rata  tertinggi  perbedaan
0 20 40 60 80 100 120 40 50 60 70 80 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 o C o C Waktu (menit) Variasi temp kerja heater TEG 1 TEG 3 TEG 2 0 50 100 150 40 50 60 70 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 o C o C Waktu (Menit) Variasi temp. kerja heater TEG 1 TEG 3
TEG 2
temperatur adalah  8.46 o C yang  terjadi  di  posisi pemasangan modul TEG nomor 4.
Gambar 6. Grafik perbedaan temperatur (∆T) terhadap variasi temperatur kerja heater 75 o C
Gambar
7 memperlihatkan grafik
perbandingan perbedaan  temperatur  (∆T)  antara sisi  panas  dan  sisi  dingin  berdasarkan  posisi pemasangan modul TEG terhadap variasi temperatur kerja heater 85 o C. Pada pola variasi uji ini,  nilai  rata-rata  tertinggi  perbedaan  temperatur adalah  10.01 o C  yang  juga  terjadi  di  posisi pemasangan modul TEG nomor 4.
Gambar 7. Grafik perbedaan temperatur (∆T) terhadap variasi temperatur kerja heater 85 o C Gambar 8 memperlihatkan grafik
perbandingan  perbedaan  temperatur  (∆T)  antara sisi  panas  dan  sisi  dingin  berdasarkan  posisi pemasangan modul TEG terhadap variasi temperatur kerja heater 100 o C. Pada pola variasi uji ini,  nilai  rata-rata  tertinggi  perbedaan  temperatur adalah  14.46 o C  yang  juga  sama  terjadi  di  posisi pemasangan  modul  TEG  nomor  4  (posisi  paling dekat  dengan  sumber  panas  HRSG). Hal  ini disebabkan salah  satunya dipengaruhi  oleh temperatur  dari sumber  energi  panas heater yang diterima  seluruh  bagian  HRSG  sehingga semakin tinggi  temperatur  sumber  panas  yang  diberikan maka  semakin  besar  juga  nilai  perbedaan
temperatur  modul  TEG  sedangkan  semakin  kecil temperatur  sumber  panas  yang  diberikan  maka semakin rendah juga perbedaan temperaturnya.
Gambar 8. Grafik perbedaan temperatur (∆T) terhadap variasi temperatur kerja heater 100 o C
Gambar 9
memperlihatkan grafik perbandingan  tegangan  listrik yang  dihasilkan modul  TEG  serta disusun  secara  seri  terhadap variasi  temperatur heater 100 o C,  85 o C dan 75 o C. Nilai  tertinggi  tegangan  listrik  adalah  0.832 V  atau 832 mV pada variasi temperatur heater paling besar 100 o C.  Hal  ini  terjadi  karena  energi  panas  yang diterima  modul  TEG  jauh  lebih  besar  dari pada variasi  temperatur heater yang  lain. Gambar  11 adalah  grafik  perbandingan  kuat  arus  secara  seri, nilai tertinggi kuat arusnya adalah  3.358 mA pada variasi  temperatur heater masuk  ke  cerobong HRSG  100 o C.  Kondisi  tersebut  berbanding  lurus terhadap  tegangan  yang  dihasilkan  modul  TEG, dimana  ketika  tegangan  naik maka kuat  arus  juga akan mengalami kenaikan, sedangkan jika tegangan  turun  maka  kuat  arus  juga  akan mengalami penurunan. Gambar 12 memperlihatkan daya listrik secara seri yang dihasilkan modul TEG terhadap  variasi  temperatur heater dengan nilai tertinggi daya listrik adalah 2.794 mW pada kondisi temperatur heater maksimum  100 o C  sehingga menyebabkan kenaikan pada tegangan, arus serta daya listrik dibandingkan dengan kondisi temperatur heater yang  lebih  rendah  (75 o C  dan 85 o C). Semakin  tinggi  panas  yang  diberikan  dari sumber  panas  (heater)  maka  semakin  tinggi  juga tegangan dan kuat arus yang akan dihasilkan oleh seluruh modul TEG sedangkan semakin kecil yang diberikan  dari heater, semakin  rendah  juga tegangan dan kuat arus yang dihasilkan dari modul TEG.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 Δ T ( o C )
Waktu (menit) TEG 1 TEG 2 TEG 3 TEG 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 Δ T ( o C )
Waktu (menit) TEG 1 TEG 2 TEG 3 TEG 4 3 6 9 12 15 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 1 0 5 1 1 0 1 1 5 1 2 0 Δ T ( o C ) Waktu (menit) TEG 1 TEG 2 TEG 3
TEG 4
Gambar 9. Perbandingan tegangan listrik secara seri
Gambar 10. Perbandingan kuat arus secara seri
Gambar 11. Perbandingan daya listrik secara seri modul TEG 1 s.d 4
Gambar  12 dan  13 menunjukkan  grafik perbandingan  tegangan  dan  kuat  arus  listrik  yang diproduksi  setiap  modul  TEG  secara  individual (tunggal)  sesuai  dengan  penempatan  lokasi pemasangan modul TEG di cerobong HRSG. Nilai tertinggi  tegangan  dan  kuat  arus  yang  dihasilkan modul TEG  nomor  3  yang  dipasang  pada  bagian paling bawah cerobong HRSG yaitu 0,293 mV dan 1.19  mA. Gambar  14 memperlihatkan  grafik  daya listrik  yang diproduksi  masing-masing modul  TEG.
Nilai paling  tinggi daya  listrik dihasilkan juga  pada posisi pemasangan modul TEG nomor 3 yaitu 0.35 mW pada  variasi  temperatur heater 100 o C. Hal  ini dipengaruhi  oleh  TEG  nomor  3  dipasang  pada bagian  bawah  cerobong  dan  sejalur  dengan  arah aliran udara panas yang melewati cerobong menuju atmosfer, sehingga temperatur yang diterima pada area  pemasangan  modul  TEG  3  lebih  tinggi dibandingkan di  lokasi  yang  lainnya. Selisih  nilai produksi listrik antara modul TEG nomor 1 – 4 yang dipasang  berbeda  lokasinya  adalah  0.08  sampai dengan 0.11 mW, semakin dekat lokasi pemasangan  modul  TEG  terhadap  sumber  panas maka semakin tinggi penyerapan energi panas dari modul  TEG  sehingga  menyebabkan  peningkatan produksi  yang  akan  dihasilkan. Berdasarkan  hal tersebut,  posisi  paling  efektif  untuk  memasang modul TEG di cerobong HRSG adalah pada lokasi paling bawah  cerobong dibanding  dipasang  di tengah atau paling atas cerobong HRSG.
Gambar 12. Perbandingan tegangan individual modul TEG 1 s.d 4
Gambar 13. Perbandingan kuat arus individual modul TEG 1 s.d 4
0 20 40 60 80 100 120 0,500 0,550 0,600 0,650 0,700 0,750 0,800 0,850 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 V a ri a si T e m p . H e a te r ( o C ) T e g a n g a n L ist ri k ( V ) Waktu (menit) Temperatur kerja heater Tegangan Listrik 0 20 40 60 80 100 120 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 V a ri a si T e m p . H e a te r ( o C ) K u a t A ru s (m A ) Waktu (menit) Variasi temp. kerja heater Kuat arus listrik 0 20 40 60 80 100 120 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 V a ri a si T e m p . H e a te r ( o C ) D a y a l ist ri k ( m W ) Waktu (menit) Variasi temperatur heater Daya Listrik Modul TEG 0 20 40 60 80 100 120 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 5 10 15 20 25 30 35 40 45 V a ri a si T e m p .H e a te r ( o C ) T e g a n g a n ( V ) Waktu (menit)
Variasi temp. heater
TEG 1 TEG 2 TEG 3 TEG 4
Gambar 14. Perbandingan daya listrik individual modul TEG 1 s.d 4

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian panas sisa gas buang HRSG menjadi energi listrik menggunakan 4 (empat)  modul  TEG  dan heatsink yang  dipasang dengan posisi berbeda pada permukaan cerobong HRSG antara lain sisi bagian atas, tengah, bawah cerobong. Produksi listrik tertinggi dihasilkan modul TEG  dengan  sistem  rangkaian  seri  adalah tegangan  dan  daya  listrik  masing-masing 0.83  V dan  2.79  mW serta tingkat  efektivitas  posisi pemasangan  modul  TEG  yang  paling  besar terhadap tegangan, kuat arus dan daya listrik yang dihasilkan  modul  TEG  adalah pemasangan  modul TEG pada sisi bawah cerobong HRSG dengan nilai tegangan  0.293  mV,  kuat  arus  1.19  mA  dan  daya listrik  0.35  mW. Secara  keseluruhan, jumlah produksi  listrik  yang  dihasilkan  modul  TEG  belum terlalu  tinggi,  namun  pemanfaatan  konversi  panas sisa  gas  buang  HRSG  menjadi  energi  listrik  ini dapat memperlihatkan salah satu alternatif aplikasi green energy untuk menghasilkan energi listrik.

## DAFTAR PUSTAKA
Azharuddin,  Dalom,  I.  R.  S.  (2013).  Rancang Bangun Alat Boiler Kondensor. Austenit , 5 , 31– 36.
Balkrishan, Chand, S., Soni, A., Gupta, A., & Patel, N.  K.  (2016).  A  Review  on  Thermoelectric Cooler. IJIRST –International  Journal  for Innovative  Research  in  Science  &  Technology , 2 (11), 674–679.
(http://www.ijirst.org/articles/IJIRSTV2I11196.pdf) Beni  Kurniawan Saputra,  M Ginting, S. W. (2016). Analisa  Pengaruh  Penggantian  Material  Tube Terhadap Kecepatan , Suhu Dan Tekanan Pada Lube  Oil  Cooler  Untuk  Pendingin  Compressor 103 Di Pt Pusri. Jurnal Austenit , 8 , 33–35. Bensaada, M. (2019). Experimental Investigation of Thermal E ff ect on the Characteristic Behavior of  Thermoelectric  Generators :  Applicable  as  a Power  Source  for  Low  Earth  Orbit  Satellites .
28 (4), 569–577. https://doi.org/10.1134/S181023281904012X Ding, L. C., Meyerheinrich, N., Tan, L., Rahaoui, K., Jain, R., & Akbarzadeh, A. (2017). Thermoelectric  Power  Generation  from  Waste Heat  of  Natural  Gas  Water  Heater. Energy Procedia , 110 (December 2016), 32–37. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.101 Gomaa, M. R., Murtadha, T. K., Abu-jrai, A., Rezk, H.,  Altarawneh,  M.  A.,  &  Marashli,  A.  (2022). Experimental  Investigation  on  Waste  Heat Recovery  from  a  Cement  Factory  to  Enhance Thermoelectric Generation. Sustainability , 14 (16),
10146. https://doi.org/10.3390/su141610146 Gomaa, M. R., & Rezk, H. (2020). Passive cooling system for enhancement the energy conversion efficiency  of  thermo-electric  generator. Energy Reports , 6 , 687–692.
https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.11.149
He, W., Zhang, G., Zhang, X., Ji, J., Li, G., & Zhao, X. (2015). Recent development  and  application of  thermoelectric  generator  and  cooler. Applied
Energy , 143 , 1–25.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.12.075 Kunt,  M.  A.,  &  Gunes,  H.  (2020).  Comparing  the recovery performance of different thermoelectric generator  modules  in  an  exhaust  system  of  a diesel engine both experimentally and theoretically. Proceedings  of  the  Institution  of Mechanical  Engineers,  Part  D:  Journal  of Automobile  Engineering , 234 (1),  183–190. https://doi.org/10.1177/0954407019837786
Lashin,  A.,  Turkestani,  M.  Al,  &  Sabry,  M.  (2020). Performance  of  a  thermoelectric  generator partially  illuminated  with  highly  concentrated light.
Energies , 13 (14), 1–12.
https://doi.org/10.3390/en13143627
Liu, J., Yadav, S., & Chul, S. (2022). Case Studies in  Thermal  Engineering  Performance  of  a thermoelectric  generator  system  for waste heat recovery  utilizing  plate  fin  heat  sink  in  bronze ingot casting industry. Case Studies in Thermal
Engineering , 38 (July), 102340. https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.102340 Mirmanto, M., Tira, H. S., & Pabriansyah, A. (2020). Effect  of  motorcycle  exhaust  pipe  temperature and electrical circuit on harvested dc power from thermoelectric  generators. Dinamika  Teknik
Mesin , 10 (1), 41. https://doi.org/10.29303/dtm.v10i1.319
Quan,  R.,  Li,  T.,  Yue,  Y.,  Chang,  Y.,  &  Tan,  B. (2020).  Experimental  study  on  a  thermoelectric generator  for  industrialwaste  heat  recovery based  on  a  hexagonal  heat  exchanger. Energies , 13 (12).
https://doi.org/10.3390/en13123137
SAM, H. (2021). Design and Modeling of a Carbon Capturing Membrane for Integrated Gasification
Combined  Cycle  Power  Plant. Austin  Chemical Engineering , 8 (1), 0–11. https://doi.org/10.26420/austinchemeng.2021.1 084 Tohidi,  F.,  Ghazanfari  Holagh,  S.,  & Chitsaz,  A. (2022). Thermoelectric Generators: A comprehensive  review  of  characteristics  and applications. Applied  Thermal  Engineering , 201 (PA), 117793. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.1 17793