## IDENTIFIKASI  POTENSI SUMBER AIR  PANAS DALAM PEMANFAATAN THERMO ELECRIC GENERATOR (TEG) DENGAN MENGGUNAKAN THERMOCOUPLE TYPE-K

## Rifaldo Pido
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Gorontalo Jl. Abd Wahab No. 247, Kabupaten Gorontalo *E-mail: rifaldopido813@gmail.com

## Abstract
Hot springs are springs that are generated as a result of the discharge of groundwater from the earth's crust  after  being  heated  geothermally.  This  geological  condition  contributes  significantly  to  the availability  of  geothermal  energy  in  Indonesia,  especially  geothermal  energy  in  Pentadio  Village, Gorontalo District, this geothermal energy is one of the tourism objects in Gorontalo Regency, based on the results of field studies that in measuring temperature for several the measurement point which is located  at  a  point  distance  of  60  cm  x  60  cm.  Temperature  measurements  were  carried  out  at  the bottom and top 4 points with an internal distance between the bottom point and the top point of 60 cm, a depth of 1.5 m with an area of 2x3 m 2 . From the results of the measurement of water temperature for the lower temperature (TB) is at a depth of 140 cm, while the measurement of the water temperature for the upper temperature (TA) is at a depth of 145.5 cm from the total depth of hot springs 150 cm. nine hours per day and the results of these measurements show a difference. The highest average value for  lower  temperature  (TB)  at  a  depth  of 140  cm  is  90 o C, while  the  highest  average  value  for  upper temperature (TA) at a depth of 145.5 cm is 87.75 o C
Keywords: Potential  Hot Springs;Thermocouple Type-K;Thermo electric generator (TEG)

## Abstrak
Sumber  air  panas  adalah  mata  air  yang  dihasilkan  akibat  keluarnya  air  tanah  dari  kerak  bumi  setelah dipanaskan  secara  geothermal.  Kondisi  geologi  ini  memberikan  kontribusi  nyata  akan  ketersediaan energi  panas  bumi  di  Indonesia  khususnya  energi  panas  bumi  yang  ada  di  Desa  Pentadio  Kabupaten Gorontalo,  energi  panas  bumi  ini  merupakan  salah  satu  objek  pariwisata  yang  ada  di  Kabupaten Gorontalo, berdasarkan hasil studi lapangan bahwa dalam pengukuran temperatur untuk beberapa titik pengukuran  yang  berada  lokasi  dengan  jarak  titik  yaitu  60  cm  x  60  cm . Pengukuran  temperatur dilakukan di 4 titik bagian bawah dan atas dengan inteval jarak antara titik bawah dan titik atas 60 cm kedalaman  1,5  m  dengan  luas  area  2x3  m 2 .  Dari  hasil  pengukuran  suhu  air  untuk  temperatur  bawah (T B )  berada  pada  kedalaman  140  cm,  sedangkan  pengukuran  suhu  air  untuk  temperatur  atas  (T A ) berada pada kedalaman 145,5 cm dari total kedalaman sumber air panas 150 cm, pengukuran dilakukan selama  empat  hari  dan  selama  sembilan  jam  per  hari  dan dari  hasil  pengukuran  tersebut  menunjukan adanya  perbedaan.  Nilai  tertinggi  rata-rata  untuk  temperatur  bawah  (T B )    pada  kedalaman  140  cm adalah 90 o C, sedangkan  Nilai tertinggi rata-rata untuk temperatur atas (T A ) pada kedalaman 145,5 cm adalah 87,75 o C
Kata Kunci: Potensi Sumber Air Panas;Thermocouple Type-K;Thermo electric generator(TEG)

## I. PENDAHULUAN
Sumber  air  panas  adalah  mata  air  yang  dihasilkan  akibat  keluarnya  air  tanah  dari  kerak  bumi  setelah dipanaskan  secara  geothermal.  Peningkatan  temperatur  batuan  berbanding  dengan  kedaman  disebut  gradien geothermal atau merembes ke dalam kerak bumi dan dipanaskan oleh permukaan batu yang panas. Indonesia secara geologis  terletak  pada  pertemuan  tiga  lempeng  tektonik  utama  yaitu  :  Lempeng  Eropa-Asia,  India-Australia  dan Pasifik yang berperan dalam proses  pembentukan gunung api di Indonesia [1].
Energi  ini  memiliki  keunggulan  yaitu  bersifat  ramah  lingkungan  dan  terbarukan.  Energi  panas  bumi  tidak dapat  ditransport  kecuali  dalam  bentuk  energi  listrik,  sehingga  sangat  ideal  untuk  dipakai  memenuhi  kebutuhan energi  lokal  dalam  hal  kebutuhan  energi  listrik.  Secara  sederhana,  energi  panas  bumi  adalah  energi  panas  yang dipindahkan dari bagian dalam bumi. Energi tersebut dapat diambil dalam bentuk uap atau air panas. Sumber panas bumi  didefinisikan  sebagai  suatu  reservoir  di  mana  energi  panas  bumi  dapat  diekstraksi  secara  ekonomis  dan dimanfaatkan  untuk  pembangkit  tenaga  listrik,  keperluan  industri,  pertanian  atau  keperluan  -  keperluan  domestik yang sesuai [2].
Untuk keperluan pembangkit listrik tersebut umumnya bahan yang digunakan adalah bahan semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan yang mampu menghantarkan arus listrik namun tidak sempurna. Semikonduktor yang digunakan adalah semikonduktor tipe-n dan tipe-p, bahan semikonduktor yang digunakan adalah bahan ekstrinsik. Persoalan untuk thermoelektrik adalah untuk mendapatkan bahan yang mampu bekerja pada suhu tinggi [3].
Changwei  Liu,  dkk  (2014),  melakukan  penelitian  dengan  judul  Generator  Termoelektrik  1  KW  untuk sumber daya panas bumi bersuhu rendah, dengan menggunakan dua buah modul TEG. Dari hasil pengujian pertama diperoleh  secara  eksperimen  mencapai  sekitar  500  W  dengan  perbedaan  suhu  200°C  antara  sisi  panas  dan  sisi dingin, daya keluarannya lebih dari 160 W telah dihasilkan dibawah kondisi perbedaan suhu 80°C (sisi panas 100°C dan sisi dingin 20°C), dari kedua modul TEG menghasilkan lebih dari 1 KW pada kondisi perbedaan suhu  sekitar 120°C [4]
Mohamad Rifal, dkk (2020), pada penelitiannya berjudul  perancangan prototype hybrid energi antara solar cell dan thermoelectric  generator (TEG)  dengan  menggunakan  pelat  almunium  sebagai  media  yang  berfungsi sebagai penyerap kalor yang diletakan langsung pada sumber titik air panas. Sehingga termoelektrik generator yang menempel  pada  dinding  pelat  almunium  untuk  memperoleh  tegangan  output  yang  dihasilkan,  tegangan  yang  di dapatkan  dari  pemanfaatan  TEG  bergantung  dari  suhu  yang  di  terima  oleh  TEG  tersebut.  tegangan  paling  tinggi berada pada TEG 6 sebesar 3.7 V pada pukul 10.00. tegangan hybrid paling tinggi yaitu 37.4 V [5].
K.  Jamaluddin  ,  dkk  (2016),  Penelitian  yang  dilakukan  berjudul  pemanfaatan  potensi  sumber  air  panas  di blawan  bondowoso  sebagai  pembangkit  listrik  alternarif  berbasis  TEC (Thermoelectric  Cooler) suhu  sumber    air panas di blawan relatif stabil pada kondisi 49,3°C dengan kondisi suhu lingkungan mengalami kenaikan dari 28,5 sampai 31,3  °C hal tersebut akan  mempengaruhi kenaikan  suhu  sumber air panas  yaitu menjadi 49,4 sampai 49,5 °C. Pengambilan data potensi dilakukan selama 3 hari yakni 21-23 Agustus 2015. Pukul 9:00–15:00 WIB, dengan pencatatan keluaran data potensi setiap selang 30 menit. Tercatat VTEG tertinggi dimiliki hari ke-2 sebesar 4,506 V pada pukul 9:00 WIB dan VTEG terendah dimiliki hari ke-1 sebesar 2,001 V pada pukul 13:30 WIB. Variasi besar arus tercatat pada angka 0,04 A dan 0,03 A, namun rata-rata stabil pada 0,03A. Daya tertinggi  yang dicapai pada ketiga hari sebesar 0,48 Watt, dan daya terendah dicapai pada hari pertama sebesar 0,07962 Watt [6].
Sandiwanto  S.(2015),  Alat  ukur  pendeteksi  temperatur  panas  bumi  yang  digunakan  didalam  penelitiannya adalah sensor LM3DZ, tittik panas bumi yang berada disekitaran objek wisata pentadio resort memiliki temperatur 58,86  °C-111,67°C,  perolehan  data  temperatur  tesebut  masuk  dalam  kategori  resevoir  temperatur  rendah  yaitu (<125°C) dengan asumsi daya satuan persatuan luas 10 MW/km 2 . Distribusi gradian suhu permukaan bumi di objek wisata pentadio resort  memilki nilai 0,054-0,250°C/cm, adapun nilai rata-rata yaitu 0,0007-0,0008 °C/cm [7].
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  besaran  suhu  air  dengan  menggunakan thermocouple . Adapun  alasan  penelitian  ini  dilakukan  yaitu  untuk  pemanfaatan  pembangkit  listrik  alternatif  berbasis  TEG (Thermo Electric Generator).

## 2. MATERIAL DAN METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  di  awali  dengan  pembuatan  rangka  pendukung  yang  berfungsi  sebagai  dudukan thermocouple . 2.1 Waktu Dan Tempat Penelitian
a) Waktu pelaksanaan penelitian dimulai pada 1 November 2020 sampai bulan February 2021.
b) Pembuatan  instalasi  alat  penelitian  dilakukan  di  Pusat  Laboratorium  Terpadu  Fakultas  Teknik Universitas Gorontalo.
c) Pengukuran  dan  pengambilan  data  akan  dilakukan  di  Kawasan  Pentadio  Resort,  seperti  yang diperlihatkan pada Gambar 3.
2.2 Alat Dan Bahan Penelitian
1. Thermocouple :  Merupakan  alat  jenis  sensor  suhu    yang  digunakan  untuk  mendeteksi  atau  mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung  pada ujungnya sehingga menimbulkan
2. Konstruksi  pendukung  :  berfungsi  sebagai  alat  penyangga  yang  dirancang  khusus  untuk  meminimalisir kerusakan pada alat ukur yang digunakan.

## 2.3 Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara langsung dengan melakukan pengukuran temperatur fluida pada 4 titik yang telah ditentukan. Adapun serangkaian tahap yang harus dilewati, demi mencapai tujuan penelitian yang diharapkan. Diantara tahap-tahap dalam penelitian ini secara garis besarnya meliputi:
Gambar 1 . Flow Chart penelitian
Gambar 2. Metode Pengambilan Data
Mulai Studi literatur Surve lapangan Pengambilan data lapangan Persiapan alat dan bahan Pembuatan rangka pendukung rangkaian Thermocouple Data hasil pengukuran Pengolahan data Penyusunan Laporan Selesai Ya Tidak
Gambar 3. Lokasi Penelitian, Kawasan Pentadio Resort  (Sumber: Google Maps, 2020)
Gambar 4. Objek Pengambilan Data

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Hasil Pengukuran Potensi Suhu Air Di Pentadio Resort
Hasil yang didapat pada pengukuran dilapangan disajikan dalam tabel  1 berikut :
Tabel 1. Data Hasil Rata-Rata Pengukuran Suhu Air Panas Pentadio Resort
NO  JAM  TEMPERATUR BAWAH (°C) Rata"
TEMPERATUR ATAS (°C) Rata" ΔT TB 1 TB 2 TB 3 TB 4 (°C) TA 1 TA 2 TA 3 TA 4 (°C) (°C) 1 08.00 85 86 85 85 85,25 83 84 83 83 84 1,25 2 09.00 86 87 86 85 86 84 85 86 83 84,5 1,50 3 10.00 87 87 86 88 87 85 85 85 86 85,25 1,75 4 11.00 88 89 88 87 88 86 87 86 86 86,25 1,75 5 12.00 89 88 88 89 88,5 88 87 86 86 86,75 1,75 6 01.00 90 89 90 88 89,25 88 87 87 87 87,25 2,00 7 02.00 89 90 89 90 89,5 88 88 87 87 87,5 2,00 8 03.00 91 89 90 89 89,75 88 87 88 88 87,75 2,00 9 04.00 91 90 89 90 90 87 88 88 88 87,75 2,25
Pengukuran suhu air dilakukan selama 3 hari untuk melihat seberapa besar perubahan nilai suhu air dari hari pertama  sampai  hari  ketiga,  pengukuran  suhu  air  dimulai  pukul  08:00  s.d.  16:00  WITA.  Pengukuran  temperatur bawah  (TB)  maksimum  yaitu  90  (°C)  untuk  termokopel  titik  1  terlihat  mengalami  peningkatan  seiring  dengan perubahan  waktu,  kenaikan  suhu  tersebut  sama  dengan  titik  2,  titik  3,  dan  titik  4.  Sedangkan  nilai  rata-rata  untuk temperatur atas (TA) maksimum 87,75 (°C), sehingga selisih temperatur  (ΔT)  maksimum (TB) dan (TA) sebesar 2,25 (°C).
3.2 Temperatur  atas (T A ) dan Temperatur Bawah (T B ) Suhu Air
Dari hasil pengukuran  suhu air memperlihatkan bahwa terjadi perubahan temperatur bawah dan temperatur atas seperti yang diperlihatkan pada Gambar 5. Nilai suhu air panas yang dihasilkan dari panas bumi berkisar antara 84-91 o C. Pengukuran suhu air untuk temperatur bawah (T B ) berada pada kedalaman 140 cm, sedangkan pengukuran suhu air untuk temperatur atas  (T A )  berada pada kedalaman 145,5 cm dari total kedalaman sumber air panas 150 cm, pengukuran dilakukan selama empat hari dan selama sembilan jam per hari dan dari hasil pengukuran tersebut menunjukan  adanya  perbedaan.  Nilai  rata-rata  tertinggi  untuk  temperatur  bawah  (T B )    pada  kedalaman  140  cm adalah 90 o C, sedangkan  Nilai tertinggi rata-rata untuk temperatur atas (T A ) pada kedalaman 145,5 cm adalah 87,75 o C. Penentuan koefisien rata-rata untuk perhitungan temperatur bawah (T B ) dan temperatur atas (T A ) menggunakan persamaan matematika dengan metode secara analitik.
Gambar 5. Temperatur  atas (T A ) dan Temperatur Bawah (T B ) Suhu Air

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa : 1. Sumber air panas yang berlokasi dipemandian air panas pentadio resort berkisar 90 o C-87,75 o C dengan gradien temperatur berkisar 2,25 o C pada luas area pengukuran 2 x 3 m 2 .
2. Berdasarkan temperatur fluida maka suhu air yang ada di wisata pentadio resort masuk dalam kategori fluida bertemperatur rendah.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Wibisono, M. S. (2005). Pengantar ilmu kelautan. Grasindo. Jakarta, 226
[2] Armstead, H.C.H. 1978. “Geothermal Energy”. London - New York : E & F N
[3] Klara,  Sherly  dan  Sutrisno,  2016.  “Pemanfaatan  Panas  Gas  Buang  Mesin  Diesel  Sebagai  Energi  Listrik”. Volume 14, No.1. Hal.113-128.Makassar
[4] Liu,  C.,  Chen,  P.,  &  Li,  K.  (2014,  February).  A  1  KW  thermoelectric  generator  for  low-temperature geothermal resources. In Proceedings of the Thirty-Ninth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford, CA, USA (pp. 24-26).
[5] Rifal,  M.,  Dera,  N.  S.,  &  Pido,  R.  (2020).  Perancangan  prototype  hybrid  energi  antara  solar  cell  dan thermoelectric generator (TEG). Gorontalo journal of infrastructure and science engineering, 3(2), 1-6.
[6] Khalily,  J.,  Prasetyono,  S.,  &  Kaloko,  B.  S.  (2016).  Pemanfaatan  Potensi  Sumber  Air  Panas  Di  Blawan Bondowoso Sebagai Pembangkit Listrik Alternatif Berbasis Tec. Jurnal Arus Elektro Indonesia, 2(1).
[7] Sandiwanto, s. (2015). Analisis gradien suhu geothermal di daerah objek wisata Pentadio Resort Kab upaten Gorontalo. Skripsi , 1 (421408069).
75 80 85 90 95 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 T em pera tur (° C) Waktu (Jam) Temperatur Bawah
Temperatur Atas