## Pemanfaatan Termoelektrik Sebagai Sumber Energi Terbarukan
1 Mohamad Diki, 2 Charis Fathul Hadi, 3 Riska Fita Lestari, 4 Rezki Nalandari
1 Program Studi Teknik Elektro, Universitas PGRI Banyuwangi, Kobupaten Banyuwangi
2 Program Studi Teknik Elektro, Universitas PGRI Banyuwangi, Kobupaten Banyuwangi
3 Program Studi Teknik Elektro, Universitas PGRI Banyuwangi, Kobupaten Banyuwangi
4 Program Studi Teknik Elektro, Universitas PGRI Banyuwangi, Kobupaten Banyuwangi Email: 1 dikiky638@gmail.com, 2 chariselektro@gmail.com, 3 riskafl28@gmail.com, 4 nalasukandar@gmail.com
Abstract  -  Research  has  been  carried  out  on  power generators  using  thermoelectric  or  Peltier  elements,  with  the aim of knowing how much output or output voltage the module produces  by  varying  the  temperature  entered  into  the  Peltier module. Peltier element is a  material that can convert a certain temperature difference into electrical energy using the principle of  the  Seebeck  effect.  In  this  research,  a  thermoelectric generator  module  is  designed  using  a  Peltier  element  type SP184827145SA. This study aims to determine the characteristics  of  the  power  generated  by  the  thermoelectric generator  module  with  a  series  of  Peltier  elements with  a  given temperature variation, the voltage generated by the thermoelectric element is proportional to the temperature given on the high temperature side, the higher the temperature given, the  greater  the  voltage. which  are  issued.  From  the  research,  it was found that when the Peltier heat temperature reaches 70ᵒc it can  produce  an  output  of  1.49v,  while  when  the  temperature gets lower the lower the voltage generated.
Keywords - Generator, Peltier Element, Thermoelectric Module.
Abstrak  -  Telah  dilakukan  penelitian  pada  pembangkit tenaga listrik dengan menggunakan elemen thermoelectrik atau Peltier,  bertujuan  untuk  mengetahui  seberapa  besar  tegangan keluaran  atau  output  yang  dihasilkan  modul  dengan memvariasikan  temperatur  yang  masuk  ke  dalam  modul Peltier.  Elemen  Peltier  adalah  bahan  yang  dapat  mengubah perbedaan  suhu  tertentu  menjadi  energi  listrik  dengan menggunakan  prinsip  efek  Seebeck.  Pada  penelitian  ini dirancang modul generator termoelektrik menggunakan elemen Peltier  tipe  SP184827145SA.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  karakteristik  daya  yang  dihasilkan  oleh  modul termoelektrik  generator  dengan  rangkaian  elemen  Peltier dengan  variasi  suhu  yang  diberikan,  tegangan  yang  dihasilkan oleh  elemen  termoelektrik  sebanding  dengan  suhu  yang diberikan  pada  sisi  suhu  tinggi,  semakin  tinggi  suhu  yang diberikan,  semakin  besar  tegangannya.  yang  dikeluarkan.  Dari penelitian  diketahui  bahwa  pada  saat  suhu  panas  Peltier mencapai  70ᵒc  dapat  menghasilkan  output  sebesar  1,49v, sedangkan  ketika  suhu  semakin  rendah  maka  tegangan  yang dihasilkan semakin rendah.
Kata Kunci - Generator, Elemen peltier, Modul Termoelektrik.

## I. Pendahuluan
[1]  Energi  adalah  suatu  kemampuan  dalam  melakukan kerja.  Energi  merupakan  suatu  obyek  yang  dapat  berpindah akibat  adanya  reaksi  fundamental,  tetapi  energi  tidak  dapat diciptakan  maupun  dimusnahkan.  Kini  ketersediaan  energi  di Indonesia  semakin  berkurang.  Hal  ini  disebabkan  oleh berkurangnya sumber energi, akibat adanya ketidakseimbangan  antara  kebutuhan  dengan  jumlah  energi yang  tersedia.  Pada  perkembangan  teknologi  kini,  banyak dicanangkan  berbagai  energi  alternatif  dan  energi  baru terbarukan  untuk  mengurangi  dampak  terjadinya  pemanasan global. Namun ketersediaan sumber energi baru terbarukan di Indonesia  masih  belum  termanfaatkan  secara  maksimal.  [2] Energi terbarukan adalah energi yang berasal dari proses alam yang  berkelanjutan.  Sejarah  energi  terbarukan  dikenal  pada tahun  1970-an.  Sebagai  upaya  untuk  membuat  suatu  inovasi agar  energi  tidak  cepat  habis  dan  untuk  membantu mengimbangi  pengembangan  energi  berbahan  bakar  nuklir dan  fosil.  Pengertian  paling  umum  energi  terbarukan  adalah sumber  energi  yang  dapat  dengan  cepat  di  perbarui  kembali secara alami, dan prosesnya berkelanjutan. Dengan pengertian ini  maka  bahan  bakar  nuklir  dan  fosil  tidak  termasuk didalamnya.  Penelitian  ini  dilakukan  berdasar  pemanfaatan sumber  panas  untuk  menghasilkan  energi  listrik,  yaitu menggunakan  generator  termoelektrik  (TEG)  sebagai  sumber energi alternatif. Generator termoelektrik dapat mengkonversikan  perbedaan  temperatur  menjadi  besaran listrik  secara  langsung.  Teknologi  termoelektrik  merupakan alternatif  dalam  menjawab  kebutuhan  energi  listrik.  Namun, pengembangan  teknologi  termoelektrik  sebagai  energi alternatif  perlu  diperhatikan  baik  dari  pemerintah,  industri, perguruan  tinggi,  dan  masyarakat.  [3]  Bahan  termoelektrik atau  yang  biasa  disebut  elemen  peltier  adalah  bahan  yang dapat mengkonversi energi panas menjadi energi listrik secara langsung  (termoelektrik  generator),  atau  sebaliknya  sebagai penyerap panas (pendingin termoelektrik). tanpa menghasilkan  gas  beracun  karbondioksida  maupun  polutan lain seperti elemen logam berat. [4] Termoelektrik terbuat dari bahan  semikonduktor  yang  tersusun  dengan  komposisi  tipe-n
dan  tipe-p.  Termoelektrik  generator  telah  lama  digunakan untuk  menghasilkan  energi  listrik  dimana  ketika  perbedaan temperatur  terjadi  antara  dua  logam  yang  berbeda,  elemen peltier  ini  akan  mengalirkan  arus  sehingga  menghasilkan perbedaan  tegangan.  Prinsip  ini  dikenal  dengan  efek  s eebeck yang  merupakan  fenomena  kebalikan  dari  efek  peltier.  Untuk menghasilkan  listrik,  material  termoelektrik  cukup  diletakkan sedemikian  rupa  dalam  rangkaian  yang  menghubungkan sumber  panas  dan  dingin.  Pada  penelitian  ini  dilakukan berbagai  percobaan  rangkaian  yang  menghubungkan  sumber panas  dan  dingin  dengan  elemen  peltier,  hal  ini  dilakukan untuk  menngetahui  rangkaian  hubungan  sumber  panas  dan dingin  dengan  elemen  peltier  yang  lebih  optimal  dalam menghasilkan energi listrik.
Gambar 1 . prinsip kerja generator termoelektrik
[5]  Gambar  1.  menunjukkan  prinsip  kerja  generator termoelektrik,  material  penyusun  termoelektrik  memiliki peran masingmasing untuk mengalirkan energi panas sehingga dapat menimbulkan beda potensial. Disimpulkan bahwa panas atau  kalor  pada  salah  satu  sisi  dialirkan  dan  dibuang  kesisi lainnya,  sehingga  terjadi  aliran  arus,  ketika  terjadi  arus  maka terciptalah  beda  potensial  yang  memunculkan  nilai  tegangan listrik.  Pada  termoelektrik  besarnya  nilai  tegangan  adalah sebanding  dengan  gradient  temperature.  Nilai  beda  potensial atau  tegangan  yang  dihasilkan  berubah  sebanding  dengan perubahan temperatur, karena semakin besar temperatur maka semakin  besar  pula  tegangan  yang  dihasilkan.  Konstanta kesebandingannya  disebut  dengan  koefisien  Seebeck.  [6] Perbedaan  suhu  pada  dua  komponen  Bismuth  dan  Telluride, menyebabkan  perpindahan  elektron  dari  kutub  negatif  ke kutub  positif,  semakin  besar  perbedaan  suhu,  maka  semakin cepat  perpindahan  elektron,  sehingga  arus  yang  dihasilkan, akan semakin besar.

## II. Metode Penelitian
Metode  penelitian  ini  melaui  beberapa  tahap,  pertama adalah  perancangan  alat  dengan  sistem  pemanas  berupa  api konvensional,  untuk  sistem  pendingin  pada  penelitian  ini menggunakan  es  batu  sebagai  sumber  dingin  untuk  sisi
temperature  rendah  pada  modul  termoelektrik.  Setelah  itu dilakukan  pengukuran  daya  keluaran  modul  dengan  variasi suhu.  Perancangan  sistem  terdiri  dari  sistem  pemanas,  sistem pendingin,  plat  aluminuim,  thermometer  digital  dan  alat  ukur tegangan.
Gambar 2. Rangkaian alat generator termoelektrik
Pengujian  alat  dilakukan  dengan  langkah-langkah  seperti flowchart  dibawah,  variasi  suhu  yang  diberikan  antara  30ᵒc- 70ᵒc.
Gambar 3. flowcart generator termoelektrik
III. Hasil dan Pembahasan Tabel 3.1 data hasil percobaan No Variasi suhu Voltase 1 2 3 4 5 6 7 8 9 30ᵒc 35ᵒc 40ᵒc 45ᵒc 50ᵒc 55ᵒc 60ᵒc 65ᵒc 70ᵒc 0,25v 0,56v 0,81v 1,15v 1,26v 1,37v 1,42v 1,47v 1,49v
Gambar. 4 Diagram data hasil percobaan

## Analisa data hasil percobaan
Dari  tabel  dan  grafik  diatas  didapatkan  analisa  bahwa tegangan  yang  dihasilkan  TEG  berjalan  sebanding  dengan temperature panas yang dihasilkan. Semakin besar temperature  yang  dihasilkan  oleh  sistem  pemanas  semakin besar pula tegangan yang dihasilkan oleh modul TEG, seperti yang terlihat pada tabel dan grafik ketika temperature sistem pemanas  berada  pada  angka  30ᵒc  tegangan  output  dari  TEG mencapai  0,25v,  sedangkan  ketika  temperature  sistem pemanas  dinaikkan  sebesar  55ᵒc  tegangan  yang  dihasilkan oleh  generator  TEG  mencapai  1,37v.  Tegangan  maksimal yang dihasilkan oleh sebuah termoelektrik type SP184827145SA ketika temperature sisi panas mencapai 70ᵒc adalah  sebesar  1,49  volt,  tegangan  yang  keluar  dari  sebuah TEG  ini  dapat  di  step  up  menggunakan  model  MT3608, dengan  tegangan  yang  keluar  dari  modul  step  up  sebesar  5v maka  generator  TEG  ini  mampu  dimanfaatkan,  misalnya untuk  pengisisan  baterai  lithium  ion  dengan  tegangan  3,7 volt,  atau  untuk  melakukan  pengisian  ulang  daya  baterai ponsel.

## IV. Kesimpulan
Generator  TEG  bekerja  sesuai  suhu  yang  diberikan, semaikin  tinggi  suhu  panas  yang  diberikan  pada hot  side maka  semaikin  tinggi  pula  tegangan  output  yang  dihasilkan, generator  TEG  bisa  ditingkatkan  keluaran  tegangannya dengan  menggunakan  modul  step  up.  Daya  yang  dihasilkan sebuah  modul  generator  TEG  akan  dapat  bertambah  jika digunakan lebih dari satu modul termoelektrik.

## V. Daftar Pustaka
[1] Ginanjar, H. Ayong, and S. Dedy, “Perancangan dan pengujian sistem pembangkit listrik berbasis termoelektrik dengan menggunakan kompor surya sebagai media pemusat panas,” J. Tek. Elektro Univ.
Tanjungpura , vol. Vol 2, No, no. 2, 2019.
[2] Ninla Elmawati Falabiba et al. , “Prototipe Pembangkit Listrik Termoelektrik Generator Menggunakan Penghantar Panas Alumunium, Kuningan Dan Seng,” Pap. Knowl. . Towar. a Media Hist. Doc. , vol. 5, no. 2, pp. 40–51, 2014.
[3] H. Haryanto, M. R. Makhsum, and I. Saraswati, “Perancangan Modul Termoelektrik Generator Menggunakan Peltier,” Tek. J. Sains dan Teknol. , vol. 11, no. 1, p. 26, 2015, doi: 10.36055/tjst.v11i1.6970.
[4] Z. Saputra, Nofriani, M. N. Almahmudy, and S. Handayani, “MEMANFAATKAN MEDIA LAPISAN TIMAH SEBAGAI PENYERAP PANAS MATAHARI,” J. Tek. , vol. 2, no. 2, pp. 43–48, 2020.
[5] S. C. Puspita, H. Sunarno, and B. Indarto, “Generator Termoelektrik untuk Pengisisan Aki,” J. Fis. DAN Apl. , vol. VOLUME 13, pp. 2–5, 2017.
[6] S. A. Sasmita, M. T. Ramadhan, M. I. Kamal, and Y. Dewanto, “Alternatif Pembangkit Energi Listrik Menggunakan Prinsip Termoelektrik Generator,”
TESLA J. Tek. Elektro , vol. 21, no. 1, p. 57, 2019, doi: 10.24912/tesla.v21i1.3249.