2.2 Elemen Peltier Pendingin Termoelektrik
Thermo - Electric Cooler
Elemen Peltier adalah suatu alat komponen listrik yang dapat menghasilkan suhu dingin pada satu sisi dan suhu panas pada sisi lainnya bila
dialiri arus listrik. Elemen ini disebut juga Thermo – Electric Cooler TEC.
Kenaikan atau penurunan temperatur di persambungan bergantung pada arah aliran arus listrik. Peltier ditemukan oleh Jean Peltier pada tahun 1834 dan
kemudian diperluas oleh Emil Lenz pada tahun 1838. Setelah melakukan beberapa percobaan, Lenz menyimpulkan bahwa panas yang dihasilkan atau
diserap bergantung pada arah dari aliran arus listrik. Aplikasi yang sering digunakan oleh peltier adalah dengan memanfaatkan temperatur dingin yang
dihasilkan yaitu sebagai pendingin processor, AC mini, kulkas pada dispenser, pendingin minuman, dan pengatur suhu akuarium. Sedangkan suhu
panasnya dapat dibuang dengan memasangkan peredam panas heat sink dan kipas.
Gambar 2.1 Elemen Peltier Thermo – Electric Cooler
[30]
2.2.1 Mekanisme Kerja Peltier Pendingin Termoelektrik TEC
Dalam perakitannya, TEC menggunakan beberapa termokepel yang disusun seri, yang memungkinkan sejumlah besar perpindahan panas. Bagian
luar dari komponen ini dibungkus sejenis keramik tipis yang berisikan batang – batang semikonduktor Bismuth Telluride di dalamnya. Material tersebut
adalah suatu semikonduktor yang di dalamnya ditambahkan suatu zat tambahan. Zat tambahan tersebut bertujuan untuk memberikan kelebihan
elektron bebas n-Type Semiconductor atau memberikan kekurangan elektron bebas p-Type Semiconductor. Ketika peltier di alirkan arus listrik, elektron
–
elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif dalam rangkaian. Elektron dari material yang kekurangan elektron p
–Type Semiconductor berpindah ke material yang kelebihan elektron n
–Type Semiconductor. Dalam keadaan ini, konektor akan menyerap energi sehingga sisi ini akan
bertemperatur dingin. Di sisi lain, ketika elektron berpindah dari tipe-n ke tipe-p, konektor akan melepaskan energi sehingga pada sisi ini akan
bertemperatur panas. Membuang panas dari sisi panas akan menurunkan temperatur pada sisi dingin dengan cepat, besarnya penurunan bergantung dari
arus listrik yang diberikan. Ilustrasi kerja elemen pertier ditunjukkan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Aliran arus listrik yang menimbulkan suhu dingin dan panas
[28]
Gambar 2.3 Cara Kerja Peltier
[24]
N P
Panas Masuk Q
Panas Keluar Q Sisi Dingin
Sisi Panas Konduktor
Isolator Keramik
Isolator Keramik
Semi Konduktor Aliran Arus
Listrik
Isolator Listrik Keramik
Kutub Negatif - Kutub Positif +
Panas yang diserap Sisi Dingin
Panas yang dibuang
Sisi Panas Konduktor Listrik Tembaga
Semikonduktor tipe-p Semikonduktor tipe-n