## PEMANFAATAN SUMBER PANAS PADA KOMPOR MENGGUNAKAN 10 TERMOELEKTRIK GENERATOR DIRANGKAI SECARA SERI UNTUK APLIKASI LAMPU PENERANGAN
Jojo Sumarjo 1* , Aa Santosa 2 , Muhammad Imron Permana 3 1,2,3 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang, Jl.HS.Ronggowaloyo, Telukjambe Timur Karawang, 41361
*E-mail: jojosumarjo@gmail.com
Diterima: 10-10-2017 Direvisi: 10-11-2017 Disetujui: 01-12-2017

## ABSTRAK
Termoelektrik Generator adalah salah satu energi alternatif yang menggunakan sistem perbedaan temperatur untuk menghasilkan  energi  listrik.  Pada  sistem  termoelektrik  generator  ini  menggunakan  kompor  sebagai  media pemanfaatan panas  yang dibutuhkan. Sistem  termoelektrik  yang kita teliti  menggunakan  10 buah termoelektrik TEG-SP1848-27145 SA  yang disusun seri dengan  variasi  media pembakaran berupa  kayu bakar, gas  LPG dan spitrus.  Penggunaan  media  pembakaran  yang  berbeda  mempengaruhi  output  tegangan  yang  diberikan  oleh termoelektrik. Selisih temperatur antara sisi dingin dan sisi panas termoelktrik generator (∆T) saat keadaan stabil adalah 35 o C menggunakan bahan bakar kayu, 39 o C menggunakan bahan bakar gas LPG dan 20 o C menggunakan bahan bakar spirtus. Tegangan optimal yang diberikan menggunakan bahan bakar gas LPG dengan (∆T) 39 o C dengan output 1.62 Volt.
Kata kunci: Energi alternatif, termoelektrik generator, energi listrik

## ABSTRACT
Thermoelectric Generator is one of the alternative energy that uses differences temperature system uses to produce electrical  energy.  In  the  thermoelectric  system,  this  generator  uses  stoves  as  the  media  to  heat  recovery  that needed. Thermoelectric system that we researched was using 10 pieces of thermoelectric TEG-SP1848-27145 SA that  arranged  in  a  series  with  varieties  of  burning  media  such  as  firewood,  gas  LPG  and  spitrus.  The  use  of different burning media affect the output of voltage that supplied by the thermoelectric. The difference temperature between the cold and hot side of termoelktrik generator (ΔT) when a steady state is 35 ° C using fuel wood, 39 ° C using a fuel gas and LPG and 20 oC using methylated. Optimal voltage is supplied by gas fuel LPG (ΔT) 39 ° C with output 1.62 volt.
Keywords :  alternative energy, thermoelectric generator, electrical energy.

## PENDAHULUAN
Pesatnya  perkembangan  teknologi  di bidang  energi  alternatif  yang  semakin  tinggi merupakan  keharusan  bagi  teknisi  di  bidang tersebut  untuk  meningkatkan  wawasan  dan keahliannya,  agar  para  teknisi  tidak  tertinggal dalam  menghadapi  perkembangan  teknologi yang semakin cepat.
Termoelektrik  generator  adalah (juga disebut Seebeck
generator) adalah
perangkat generator  listrik yang  mengkonversi energi  panas  (perbedaan  temperatur)  langsung menjadi energi listrik, menggunakan fenomena yang  disebut  efek Seebeck (bentuk  efek termoelektrik) .
Kajian pada penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan  panas  pada  kompor  tungku menggunakan  termoelektrik  generator  sebagai pembangkit  listri  untuk  aplikasi  penerangan lampu rumah tangga menggunakan 10 termoelektrik dirangkai secara seri.
Dalam  penelitian  ini  penulis  dapat merumuskan  maslah  seberapa  besar  energi listrik  yang  dapat  dihaslkan  dari  rangkaian  10 buah  termoelektrik  yang  dirangkai  secara  seri pada  tungku  untuk  menghidupkan  4  buah lampu.
Manfaat dari Penelitian ini dapat digunakan  untuk  penerangan  lampu  rumah tangga  dan  pedagang  kaki  lima  sebagai  energi alternative,  serta  menambah  referensi  untuk pemanfaatan  energi  panas sebagai  pembangkit listrik.
Aplikasi  TEG      sudah  pernah  diujikan pada  kompor  kayu.  Cedar  dan  Drummond (2009)  [1]  mempresentasikan  design  untuk memperbaiki sistem perpindahan kalor kompor dengan menambahkan blower
dan memasangkan  generator  thermoelektrik untuk memanfaatkan
sebagian
panas hasil pembakarannya  menjadi  sumber  energi  listrik alternatif.
Penelitian lain yang memanfatkan penggunaan modul termoelektrik untuk pembangkitan energi listrik yang diaplikasikan di kompor kayu dilakukan Nuwayhid (2003) [2] dengan  menggunkan  modul  thermoelektrik pendingin,  kompor  mampu  membangkitkan daya  100W    pada  temperatur  permukaan kompor 100 o C–300 o C.
Sedangkan Maneewan [3] memanfaatkan panas buang pada pengering berbahan bakar biomass pada  temperatur  ruang  pengeringan  antara 64 o C-81 o C,  dengan  menggunakan  12  jenis modul generator thermoelektrik mampu mengkonversi  4,08%  energi  panas  menjadi energi  listrik.  Dengan  besar-  an  energi  listrik yang dibangkitkan 24,4 W.
Nuwayhid  [4]  melanjutkan  penelitian dengan  pendinginan  modul  termoelektrik menggunakan  pendinginan  konveksi  alami. Diterapkan  pada  kompor  kayu  rumah  tangga menggunakan  modul  tunggal.  Hasilnya  daya listrik 4,2 W mampu dibangkitkan pada sistem ini.
Di Thailand, generator thermoelektrik tipe TEP1-1264-3,4 digunakan untuk mengkonversi panas  dari  kompor  berbahan  bakar biomass. Hasilnya adalah pada beda temperatur  berkisar 15 o C, unit bisa mencapai daya keluaran sebesar 2,4W. Efisiensi konversi  3,2  %  mampu  untuk menghidupkan    lampu    dan    radio    portable kecil [5].

## METODE PENELITIAN
1. Bahan dan Alat yang digunakan
a. Termoelektrik Generator Tipe SP1848- 27145-SA
b. Multimeter  Digital  sebagai  alat  ukur tegangan dan arus
c. Laser  Termometer  sebagai  alat  ukur temperatur.
d. Stop Watch
e. Beban listrik berupa lampu LED
2. Skema Pengujian Berikut  ini  adalah  sekama  dari  dapur tungku  pembangkit  listrik  menggunakan 10 termoelektrik dirangkai seri.
Gambar  1. Skema  Pengujian  alat  Termoelektrik Generator
3. Pelaksanaan Pengujian ; a. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan  bahan  bakar  pada tungku  (gas  LPG,kayu  bakar  dan spirtus) untuk mengetahui kemampuan terbaik  dari  TEG  dengan  meninjau tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh TEG. b. Menguji
TEG (Termoelektrik
Generator)  dengan  menentukan  range waktu setiap 10 menit sekali.
c. Sebagai  beban  pemanasan  digunakan panci masak berisi air dan beban listrik digunakan lampu LED 4 Watt.
Gambar  2. Contoh  pelaksanaan  pengujian  pada bahan bakar gas LPG
Pada  proses  pengambilan  data  dilakukan dengan 3 kondisi :
a. Pengambilan  data  menggunakan  bahan bakar kayu untuk proses pembakaranya. b. Pengambilan  data  menggunakan  bahan bakar gas LPG untuk proses pembakaranya. c. Pengambilan  data  menggunakan  bahan bakar spirtus untuk proses pembakaranya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3 merupakan hasil pengukuran  pada  alat  sistem  termoelektrik generator.  Tabel  1  menjelaskan  hasil  data pengukuran pada kompor menggunakan bahan bakar  kayu  bakar,  Tabel  2  menjelaskan  hasil data  pengukuran  dengan  menggunakan  bahan bakar gas LPG, sedangkan Tabel 3 menggunakan bahan bakar spirtus.
Pengamatan dilakukan dengan membandingkan hasil  data  pada  setiap  tabel,  sehingga  dalam pembahasan  didapatkan Temperatur  sisi  panas termoelektrik  dan  temperatur  sisi  dingin termoelektrik terhadap waktu, dengan membandingkan ketiga variabel bahan bakar.
Grafik pada Gambar 3 terlihat bahwa T  yang besar  mencapai  40 o C  yaitu  pada  menit  ke  10 menggunakan bahan bakar gas LPG. T  yang besar  ini  dapat  mempengaruhi  hasil  tegangan output termoelektrik, karena semakin besar T  yang didapat oleh termoelektrik semakin besar pula tegangan yang dihasilkan. Pada grafik juga dapat dilihat T  yang kurang optimal diberikan oleh system bahan bakan spirtus hanya mampu memberikan T  dibawah 20 o C.
Grafik pada Gambar 4  memperlihatkan bahwa tegangan  termoelektrik  yang  dihasilkan  oleh pengujian menggunakan bahan bakar gas LPG lebih optimal daripada tegangan yang dihasilakan  oleh  bahan  bakar  kayu  bakar  dan spirtus, hal ini disebabkan karena jumlah kalor yang  diserap  dan  ∆T  diberikan  oleh termoelekrik  lebih  optimal  menggunakan kompor LPG.
Tabel 1. Data hasil pengukuran pada kompor menggunakan bahan bakar kayu bakar.
Tabel 2. Data hasil pengukuran pada kompor menggunakan bahan bakar gas LPG
Tabel 3. Data hasil pengukuran pada kompor menggunakan bahan bakar spirtus
N o Waktu (menit) temperatur plat baja ( o C) Temperatur Termoelektrik ( o C) ∆T termoelektrik Tegangan (Volt) q (Kw) koef Seeback sisi panas sisi dingin output termo elektrik Output inverter 1 0 30 30 30 0 0 0 0 0 2 10 90 50 42 8 0.43 200 229 0.054 3 20 130 83 48 35 1.53 199 269 0.044 4 30 133 84 52 32 1.52 198 280 0.048 N o Waktu (menit) temperatur plat baja ( o C) Temperatur Termoelektrik ( o C) ∆T termoelektrik Tegangan (Volt) q (Kw) koef Seeback sisi panas sisi dingin output termo elektrik Output inverter 1 0 30 30 30 0 0 0 0 0 2 10 101 81 42 39 1.27 178 115 0.033 3 20 123 86 55 31 1.39 176 212 0.045 4 30 141 90 60 30 1.62 176 292 0.054 N o Waktu (menit) temperatur plat baja ( o C) Temperatur Termoelektrik ( o C) ∆T termoelektrik Tegangan (Volt) q (Kw) koef Seeback sisi panas sisi dingin output termo elektrik Output inverter 1 0 30 30 30 0 0 0 0 0 2 10 75 68 50 18 0.665 175 40 0.037 3 20 80 65 48 17 0.653 173 86 0.038 4 30 86 71 51 20 0.676 172 86 0.034
Gambar 3. ∆T Termoelektrik menggunakan tiga variable bahan bakar  terhadap waktu.
Gambar 4. Tegangan output Termoelektrik menggunakan tiga variable bahan bakar  terhadap waktu.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 10 20 30 Tem p e ratu r (Ce lc iu s) Waktu (menit ke-) ∆T termoelektrik bahan bakar kayu bakar ∆T termoelektrik bahan bakar gas LPG ∆T termoelektrik bahan bakar spirtus
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 0 10 20 30 Tem p e ratu r (Ce lc iu s) Waktu (menit ke-) Tegangan output Termoelektrik bahan bakar kayu bakar
Tegangan output termoelektrik bahan bakar gas LPG
Tegangan output termoelektrik bahan bakar spirtus

## KESIMPULAN
Berdasarkan dari pengukuran, perhitungan dan  analisa  yang  telah  dilakukan  pada pemanfaatan  panas  kompor  menggunakan  tiga jenis  bahan  bakar  (kayu  bakar,gas  LPG  dan spirtus) dengan Sistem
Termoelektrik Generator  dirangkai  secara  seri  menghasilkan panas  pada  dinding  kompor  tungku  dapat dimanfaatkan, dengan terserapnya energi panas terhadap  termoelektrik  sehingga  menghasilkan energi listrik.
Sistem  Generator  Termoelektrik  mampu menghasilkan energy listrik dengan memanfaatkan  beda  temperatur,  rata-rata  hasil yang  didapat  dari  pengujian  keseluruhan ∆T.termoelektrik av =  26 o C  dengan  V av =  1.08 Volt.
Potensi panas yang dihasilkan oleh kompor tungku berbahan bakar gas LPG paling optimal, dengan nilai perpindahan kalor secara konduksi q = 292 kW.
Energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  kompor tungku  dari  hasil  pengujian  sebesar  1.82  volt, dengan  perbedaan  temperatur  yang  didapat (∆T)  oleh  termoelektrik  sebesar  =  42 o C menggunakan  media  pembakaran  kompor  gas LPG.
Dampak  penggunaan  bahan  bakar  yang berbeda  (kayu  bakar,  gas  LPG  dan  spirtus) mempengaruhi  perbedaan  temperatur  pada termoelektrik  sehingga  mempengaruhi  pula sumber  tegangan output yang  diberikan  oleh termoelektrik.(kayu
bakar
∆T.termoelektrik av =25 o C  menghasilkan  V av = 1.16  Volt,  gas  LPG  ∆T.termoelektrik av =33 o C menghasilkan  V av =  1.43  Volt  dan  spirtus ∆T.termoelektrik av =18 o C  menghasilkan  V av = 0.66 Volt) Sistem ini belum mampu untuk melakukan pengisian battery (aki),  hal  ini  disebabkan sumber tegangan yang didapat belum mencukupi untuk melakukan pengisian aki. Perbedaan  temperatur  yang  dibutuhkan  oleh termoelektrik  sangat  mempengaruhi  hasil tegangan  output,  penempatan  pemasangan termoelektrik  pada  sistem  yang  diteliti  tidak diperhitungkan  sehingga  penyerapan  energi panas kurang optimal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Cedar J., dan Drummond, A., The Biolite Woodgas Campstove/Engineering Prototype Process , presented at ETHOS. 2009
[2] Nuwayhid,  R.Y.,    Rowe,    D.M.,    dan Min,    G., Low  Cost  Stove  –Top Thermoelectric  Generator  for  Region with  Unreliable  Electricity  Supply ,  J.
Renewable  Energy,  2003,  29  pp.  205  – 222
[3] Manewan, S., Chindaruksa, S., Thermoelectric  Power    Generation System    Using    Waste    Heat  from Biomass  Drying ,  J.Electronic  Materials, 2009, Vol 38, no. 7
[4] Nuwayhid,  R.Y.,  Hamade,  R., Design and Testing of a Locally Made Loop Type Thermosyphonic Heat Sink for Stove Top Thermoelectric Generator , J. Renewable  Energy  2005,  30,  pp.  1101- 1116 [5] Lertsatitthanakorn, C., Electrical
Performance  Analysis  and  Economic Evaluation  of  Combined  Biomass  Cook Stove  Thermoelectric  (BiTe)  Generator, Bioresource      Technology      2007,  98, pp.1670-1674