BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian alat
Pengujian yang dilakukan menghasilkan data berupa beda suhu, tegangan, arus dan daya. Pengujian dilakukan berulang sebanyak delapan kali sampai data
yang dihasilkan cukup stabil, atau data tidak lagi mengalami kenaikan atau penurunan nilai yang signifikan. Setiap pengujian dilakukan sampai elemen peltier
mengalami kerusakan untuk mendapatkan batas maksimum kerja dari elemen Peltier TEC-12706. Data yang berupa angka-angka tersebut dikonversikan
kedalam bentuk grafik agar lebih mudah untuk dipahami, dibandingkan dan dianalisa. Pengujian dilakukan dengan menggunakan pemanas berupa kompor
butane yang akan diarahkan ke sisi panas alat, dan es diletakkan pada sisi dingin sebagai faktor suhu konstan
4.2 variasi pengujian
Variasi pengujian yang dilakukan adalah, pengujian alat tanpa beban dan pengujian alat dengan beban tetap. Pengujian tersebut dilakukan untuk melihat
nilai ouput yang mampu dihasilkan oleh alat pada saat pengujian tanpa beban dan dengan beban tetap.
4.2.1 Pengujian alat tanpa pemberian beban
Pada pengujian alat tanpa beban listrik ini dilakukan untuk melihat tegangan keluaran maksimum yang mampu dihasilkan oleh alat, pengujian
dilakukan sebanyak delapan kali untuk mendapatkan referensi data, hingga data stabil atau tidak mengalami perubahan nilai yang signifikan. Pengambilan data
dilakukan setiap terjadi kenaikan ΔT yang menyebabkan perubahan pada nilai
tegangan.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 data pengujian tanpa beban Pengujian I
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
o
C tegangan V
10,19 10,19
0,16 17,15
1,62 15,53
0,25 21,01
3,63 17,38
0,28 25,03
4,12 20,91
0,33 29,92
4,86 25,06
0,40 36,15
5,24 30,91
0,49 38,55
5,81 32,74
0,52 43,27
7,67 35,6
0,57 47,8
9,9 37,9
0,61 53,25
11,08 42,17
0,67 62,55
14,74 47,81
0,76 70,51
20,19 50,32
0,81 80,31
27,16 53,15
0,85 90,3
33,26 57,04
0,91 96,6
35,87 60,73
0,97 103,14
40,03 63,11
1,01 113,26
43,41 69,85
1,12 124,88
47,53 77,35
1,24 132,09
51,3 80,79
1,29 135,26
54,14 81,12
1,30 141,22
57,65 83,57
0,9 157,39
72,19 85,2
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.1 Grafik ΔT vs V pengujian I
Grafik 4.1 menunjukkan kerja elemen Peltier selama dilakukan pengujian. Kita dapat melihat bahwa elemen Peltier dapat menghasilkan tegangan minimum
sebesar 0,16 volt dengan ΔT 10,19
o
C, dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,30 volt dengan ΔT 81,12
o
C. Grafik mengalami penurunan drastis setelah melewati nilai puncak yang menujukkan rusaknya elemen Peltier
pada ΔT 85,2
o
C, sekaligus menyatakan bahwa 81,12
o
C adalah batas kerja elemen Peltier pada pengujian pertama. Grafik 4.1 menunjukkan bahwa elemen Peltier
yang digunakan dapat merespon setiap ke naikan ΔT dengan baik, dengan bentuk
grafik yang mendekati linier.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
T e
g a
n g
a n
V
Beda temperatur ΔT
o
C
tegangan V
tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 data pengujian tanpa beban Pengujian II
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 11,12
11,12 0,18
17,49 0,78
16,71 0,26
20,27 1,27
19 0,30
24,19 2,09
22,1 0,35
26,96 2,31
24,65 0,39
28,12 2,36
25,76 0,40
31,9 2,8
29,1 0,46
37,85 4,14
33,71 0,53
43,5 5,33
38,17 0,60
50,87 5,54
45,33 0,72
55,68 5,57
50,11 0,79
60,78 5,81
54,97 0,87
67,05 8,24
58,81 0,93
70,34 11,26
59,08 0,94
78,48 14,54
63,94 1,01
82,88 14,69
68,19 1,08
90,39 16,86
73,53 1,16
97,98 22,69
75,29 1,19
103,47 26,29
77,18 1,22
110,81 31,66
79,15 1,25
118,95 36,85
82,1 1,30
128,93 44,83
84,1
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Grafik ΔT vs V pengujian II
Pada grafik 4.2 terlihat curamnya jatuh grafik setelah melewati titik puncak grafik 82,1
o
C yang menunjukkan keadaan elemen Peltier TEC-12706 pada pengujian kedua tidak dapat lagi bekerja pada temperatur 148,07
o
C dengan beda suhu 84,1
o
C. Pada grafik 4.2 terlihat adanya kenaikan grafik dengan nilai yang kecil, menunjukkan respon elemen Peltier terhadap perubahan suhu yang kecil, seperti
pada titik 24,65
o
C dengan 25,76
o
C, yang memiliki kenaikan tegangan sebesar 0,01 volt. Tegangan minimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada
pengujian kedu a sebesar 0,18 volt dengan ΔT 11,12
o
C, dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,30 volt dengan ΔT 82,1
o
C.
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
T e
g a
n g
a n
V
ΔT
o
C
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 data pengujian tanpa beban Pengujian III
T. Panas
o
C T. Dingin
o
C ΔT
o
C Tegangan V
12,19 12,19
0,20 20,51
1.62 18,89
0,30 31,78
7,04 24,74
0,40 48,3
14,92 33,38
0,53 50,71
11,29 39,42
0,63 63,74
15,93 47,81
0,76 68,88
18,6 50,28
0,80 74,1
20,01 54,09
0,87 77,39
21,04 56,35
0,90 82,19
21,37 60,82
0,97 85,31
21,39 63,92
1,02 92,82
22,01 70,81
1,13 98,22
23,62 74,6
1,19 100,34
23,97 76,37
1,22 102,69
24,87 77,82
1,25 105,67
25,46 80,21
1,28 107,28
27,47 79,81
1,28 111,43
36,41 75,02
1,20 118,25
38,21 80,04
1,28 121,41
40,04 81,37
1,00 126,5
41,54 84,96
0,54 130,72
43,65 87,07
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Grafik ΔT vs V pengujian III
Pada grafik 4.3 elemen Peltier yang digunakan dapat menghasilkan tegangan minimum sebesar 0,20 volt dengan ΔT 12,19
o
C, tegangan maksimum yang mampu dihasilkan elemen Peltier sebesar 1,28 pada ΔT maksimum 80,21.
Pa da grafik 4.3 terlihat elemen Peltier membutuhkan ΔT yang cukup besar untuk
menigkatkan besar keluarannya pada temperatur sisi panas yang rendah, sedangkan untuk menigkatkan tegangan pada temperatur sisi panas yang tinggi
dibutuhkan ΔT yang rendah. Pada sisi curam grafik menunjukkan elemen Peltier masih dapat mempertahankan kinerjanya beberapa saat pada keadaan ΔT melewati
batas maksimum kerja elemen Peltier.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 data pengujian tanpa beban Pengujian IV
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
o
C Tetgangan V
9,83 9,83
0,16 15,61
2,49 13,12
0,21 21,09
3,19 17,9
0,28 25,48
3,97 21,51
0,34 32,03
4,23 27,8
0,44 36,81
7 29,81
0,47 43,7
10,61 33,09
0,52 48,39
14,61 33,78
0,53 54,86
15,05 39,81
0,63 57,38
16,68 40,8
0,64 63,13
17,62 45,51
0,72 70,33
20,99 49,34
0,78 74,71
21,16 53,55
0,85 82,4
21,69 60,71
0,96 88,19
25,67 62,52
1 94,59
29,73 64,86
1,03 100,78
30,78 70
1,11 104,25
28,45 75,8
1,2 116,92
38,19 78,73
1,25 120,41
40,29 80,12
1,27 127,94
41,02 86,92
0,68 135,89
43,51 92,38
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik ΔT vs V pengujian IV
Grafik 4.4 menunjukkan tegangan minimum yang mampu dihasilkan elemen Peltier sebesar 0,16 volt pada ΔT 9,83 dan tegangan maksimum yang mampu
dihasilkan elemen Peltier 1,27 volt pada ΔT 80,12
o
C, setelah melewati titik puncak kerja dari elemen Peltier tersebut kinerja dari elemen Peltier menurun
drastis seperti yang ditunjukkan kecuraman grafik pada grafik 4.4 di atas. Kebengkokan pada grafik terjadi dikarenakan respon elemen Peltier terhadap ΔT,
elemen Peltier membutuhkan ΔT yang kecil untuk dapat menaikkan nilai
keluarannya.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
9,83 17,9 27,8 33,09 39,81 45,51 53,55 62,52 70 78,73 86,92
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 data pengujian tanpa beban Pengujian V
T.panas
o
C T.dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 9,71
9,71 0,15
15,91 1,24
14,67 0,23
20,27 1,76
18,51 0,29
22,98 2,08
20,9 0,33
27,23 2,68
24,55 0,39
30,41 3,98
26,43 0,42
34,65 5,85
28,8 0,46
39,83 8,43
31,4 0,5
45,04 9,13
35,91 0,57
49,87 10,99
38,88 0,62
54,87 11,05
43,82 0,69
61,36 12,47
48,89 0,77
65,43 12,52
52,91 0,84
69,77 13,66
56,11 0,89
75,89 13,8
62,09 0,98
84,1 18,33
65,77 1,04
88,47 18,56
69,91 1,10
94,3 24,22
70,08 1,11
102,06 29,05
73,01 1,16
115,84 39,38
76,46 1,21
120,15 40,68
79,47 1,26
129,94 46,94
83
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5Grafik ΔT vs V pengujian V
Grafik 4.5 menunjukkan grafik kinerja dari elemen Peltier pada pengujian kelima. Grafik yang dihasilkan cukup linier yang menunjukkan respon elemen
Peltier terhadap kenaikan ΔT cukup baik. Tegangan minimum yang mampu dihasilkan adalah 0,15 volt dengan ΔT sebesar 9,71
o
C. Titik kerja maksimum elemen Peltier pengujian kelima dicapai pada ΔT 79,47 dengan tegangan yang
dihasilkan sebesar 1,26 volt. Setelah batas maksimum dilampaui maka elemen Peltier tidak dapat bekerja dengan baik atau rusak.
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
9,71 18,51 24,55 28,8 35,91 43,82 52,91 62,09 69,91 73,01 79,47
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 data pengujian tanpa beban Pengujian VI
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 10,01
10,01 0,16
15,91 2,02
13,89 0,22
20,27 4,37
15,9 0,25
23,62 4,6
19,02 0,30
27,23 5,18
22,05 0,35
31,57 5,38
26,19 0,41
34,65 6,84
27,81 0,44
38,19 8,02
30,17 0,48
45,4 12,51
32,89 0,52
49,78 13,79
35,99 0,57
56,6 16,48
40,12 0,64
61,36 17,01
44,35 0,70
63,98 18,47
45,51 0,72
69,77 19,01
50,76 0,80
75,89 22,68
53,21 0,84
84,32 26,44
57,88 0,92
88,47 28,44
60,03 0,95
94,3 28,86
65,44 1,04
102,06 32,61
69,45 1,10
115,84 43,51
72,33 1,14
130,82 55,8
75,02 1,19
140,3 60,19
80,11
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6Grafik ΔT vs V pengujian VI
Grafik 4.6 menunjukkan bahwa grafik yang dihasilkan oleh pengujian keenam cukup linier, hal ini menunjukkan bahwa elemen Peltier yang digunakan
mampu merespon dengan baik perubahan ΔT. Tegangan minimum yang mampu dihasilkan elemen Peltier sebesar 0,16 volt dengan ΔT 10,01
o
C dan tegangan maksimum 1,19 volt dengan ΔT 75,02
o
C. Elemen Peltier yang kita gunakan memiliki batas maksimum kerja lebih kecil dari pada batas yang ditentukan
pabriknya yaitu 80
o
C, namun masih dapat menghasilkan keluaran dengan cukup baik.
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
10,01 15,90 22,05 27,81 32,89 40,12 45,51 53,21 60,03 69,45 75,02
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7 data pengujian tanpa beban Pengujian VII
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 15,91
0,18 15,73
0,25 20,25
1,63 18,62
0,30 23,54
2,79 20,75
0,33 27,28
4,89 22,39
0,35 31,57
5,98 25,59
0,41 35,63
6,82 28,81
0,46 38,2
7,65 30,55
0,48 45,06
10,97 34,09
0,54 49,62
12,31 37,31
0,59 56,19
15,76 40,43
0,64 61,36
17,14 44,22
0,7 64,33
17,23 47,1
0,75 69,77
18,79 50,98
0,81 73,12
21,77 51,35
0,81 84,32
26,36 57,96
0,92 88,8
28,51 60,29
0,95 93,1
30,56 62,54
1,0 102,2
34,19 68,01
1,08 110,25
37,58 72,67
1,15 119,97
43,06 76,91
1,22 128,24
47,83 80,41
1,25 133,79
48,28 95,51
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.7Grafik ΔT vs V pengujian VII
Grafik 4.7 menunjukkan grafik data pada pengujian ketujuh dimana grafik menunjukkan keadaan mendekati lnier seperti grafik sebelumnya, yang
menunjukkan bahwa elemen Peltier dapat merespon kenaikan ΔT dengan baik. Tegangan
minimum yang dapat dihasilkan sebesar 0,25 volt dengan ΔT 15,73
o
C dan tegangan maksimum sebesar 1,25 volt pada ΔT 80,41
o
C. Pada pengujian ketujuh elemen Peltier yang digunakan membutuhkan ΔT yang lebih besar
dibandingkan pada pengujian-pengujian yang sebelumnya untuk menghasilkan tegangan minimumnya. Jatuhnya grafik pada ΔT 95,51
o
C menunjukkan ketidak mampuan elemen Peltier untuk melewati batas kerjanya pada ΔT 80,41
o
C.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8 data pengujian tanpa beban Pengujian VIII
T.Panas
O
C T.Dingin
O
C ΔT
oC Tegangan
V 10,33
10,33 0,16
16,08 1,74
14,34 0,23
21,51 1,74
19,77 0,31
23,78 3,67
20,11 0,32
29,54 4,13
25,41 0,40
35,13 4,59
30,54 0,48
41,62 5,71
35,91 0,57
46,86 7,32
39,54 0,63
49,81 7,58
42,23 0,67
53,68 7,91
45,77 0,72
59,35 12,3
47,05 0,74
67,96 14,35
53,61 0,85
70,42 14,53
55,89 0,88
75,38 14,67
60,71 0,96
81,29 16,89
64,4 1,02
87,14 18,33
68,81 1,09
93,11 20,4
72,71 1,15
101,57 25,43
76,14 1,21
109,78 29,33
80,45 1,29
116,81 33,62
83,19 1,33
130,07 42,18
87,89 0,9
147,84 52,95
90,24
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8Grafik ΔT vs V pengujian VIII
Grafik 4.8 memperlihatkan kinerja elemen Peltier pada pengujian kedelapan, dari grafik tersebut tegangan minimum yang dapat dihasilkan elemen
Peltier sebesar 0,16 volt pada ΔT sebesar 10,33
o
C dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,33 pada ΔT 83,19
o
C. Batas kerja elemen Peltier pada pengujian kedelapan ada pada ΔT tertinggi yaitu 83,19
o
C, pada saat ΔT sudah melewati batas kerja tersebut kinerja elemen Peltier akan menurun bahkan sampai
mengalami kerusakan, seperti yang ditunjukkan grafik 4.8.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
10,33 19,77 25,41 35,91 42,23 47,05 55,89 64,4 72,71 80,45 87,89
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.9 data rata-rata pengujian tanpa beban
ΔT
o
C Tegangan
V 11,14
0,18 15,72
0,25 19,24
0,31 22,54
0,36 26,82
0,43 30,78
0,49 33,54
0,53 36,55
0,58 40,07
0,64 43,77
0,69 47,82
0,76 52,42
0,83 55,68
0,88 59,02
0,94 62,83
1,00 66,14
1,05 69,80
1,11 72,89
1,16 76,54
1,22 78,83
1,22 82,54
1,00 8,20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik ΔT vs V rata-rata
Pada grafik 4.9 merupakan grafik rata-rata data yang di dapat dari ke delapan data pengujian. Grafik 4.9 menunjukkan bahwa elemen Peltier TEC-
12706 dapat merespon kenaikan ΔT dengan baik pada setiap kenaikan suhu. Rata- rata tegangan minimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier TEC-12706
sebesa r 0,18 volt dengan ΔT 11,14
o
C dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,22 volt dengan ΔT 82,54
o
C.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
11,14 19,24 26,82 33,54 40,07 47,82 55,68 62,83 69,8 76,54 82,54
tegangan V
tegangan V
Universitas Sumatera Utara
4.2.2 pengujian alat dengan beban sebesar 10 Ω
Pada pegujian dengan beban listrik 10 Ω data keluaran yang diperoleh berupa
tegangan, arus dan daya. Pada data daya kita menggunakan perhitungan rumus umum P = V x I untuk memperoleh nilainya. Pengujian menggunakan beban
listrik tetap ini dilakukan sebanyak delapan kali sama seperti pengujian tanpa beban untuk mendapatkan data perbandingan agar dapat dicari nilai rata-ratanya.
Tabel 4.10 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian I
Temperatur
o
C ΔT
o
C Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.panas T.dingin
P = V I 10,21
10,21 0,14
14 2
16,86 2,04
14,82 0,20
20 4
22,97 4,87
18,1 0,24
25 6
27,51 6,91
22,17 0,3
30 9
35,16 8,74
26,42 0,35
36 13
37,88 9,59
29 0,39
39 15
45,85 13,28
32,57 0,44
44 19
52,16 15,98
36,18 0,49
49 24
55,18 16,33
38,85 0,52
53 27
61,5 18,5
43 0,58
58 34
67,93 21,17
46,76 0,63
64 40
79,98 28,74
52 0,70
71 49
87,87 31,9
55,97 0,75
76 57
95,66 36,32
59,34 0,80
81 64
101,67 39,67
62 0,83
84 70
109,57 43,88
65,69 0,88
89 79
115,42 46,65
68,77 0,92
93 86
122,81 49,81
73 0,98
99 97
127,52 51,02
76,5 1,03
104 107
136,72 55,91
80,81 1,08
110 119
Universitas Sumatera Utara
140,27 57,07
83,2 0,5
6 3
148,51 59,47
89,04
Gambar 4.10 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian I
Daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada pengujian pertama sebesar 119 mW, dengan bergantung pada tegangan sebagai variabel
bebas dapat kita lihat grafik data keluaran daya yang dihasilkan oleh elemen peltier pada pengujian pertama sampai pada nilai maksimumnya seperti yang
ditunjukkan pada gambar 4.10. grafik tersebut memperlihatkan respon elemen Peltier terhadap ΔT dengan baik, yang ditunjukkan dengan kelurusan grafik.
20 40
60 80
100 120
140
0,14 0,24 0,35 0,44 0,52 0,63 0,75 0,83 0,92 1,03 0,5 D
a y
a m
W
Tegangan V
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.11 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian II
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.Panas T.Dingin
11,24 11,24
0,15 15
2 19,5
3,96 15,54
0,21 22
4 26,82
6,87 19,95
0,27 27
7 30,1
8,15 21,95
0,29 35
10 37,63
14,28 23,35
0,31 32
10 43,29
18,79 24,5
0,33 33
11 53,01
23,91 29,1
0,39 42
15 61,74
25,95 35,79
0,48 49
23 70,2
29,04 41,16
0,55 56
31 79,33
30,29 49,04
0,66 67
44 85,28
33,27 52,01
0,70 73
49 90,16
35,87 54,29
0,73 74
54 99,79
37,98 61,81
0,83 84
70 100,84
38,77 62,07
0,83 84
71 111,23
44,28 66,95
0,90 91
86 120,9
48,71 72,19
0,97 98
95 129,83
50,3 79,53
1,07 108
116 135,41
55,12 80,29
1,08 109
118 138,79
57,61 81,18
1,09 110
120 140,05
58,9 81,15
1,09 110
120 146,16
63,19 82,97
0,89 11,4
10,2 155,45
66,31 89,14
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.11 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian II
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.11 pada pengujian kedua menunjukkan elemen Peltier yang digunakan dapat menghasilkan daya sebesar 120 mW dengan
tegangan keluaran elemen Peltier 1,09 volt. Pada pengujian kedua menunjukkan respon elemen Peltier kurang baik, terhadap perubahan ΔT seperti yang
ditunjukkan dari nilai tegangan, elemen Peltier yang digunakna membutuhkan ΔT
yang besar untuk memperoleh keluaran sehingga mempengaruhi besar daya yang dihasilkan.
20 40
60 80
100 120
140
0,15 0,27 0,31 0,39 0,55 0,7 0,83 0,9 1,07 1,09 0,89 D
a y
a m
W
Tegangan V
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian III
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.panas T.dingin
11,8 11,8
0,16 16
3 13,8
0,8 13
0,17 19
4 20,23
1,93 18,3
0,25 25
6 25,83
1,93 23,9
0,32 32
11 30,01
2,01 28
0,38 38
14 38,04
3,34 34,7
0,47 47
22 40,05
5,72 34,33
0,47 47
21 47,45
6,45 41
0,55 56
31 52,29
14,79 37,5
0,50 51
26 60,09
14,79 45,3
0,61 62
37 64,8
15 49,8
0,67 68
45 65,77
15,07 50,7
0,68 69
47 67,7
17,8 49,9
0,67 68
45 81,02
17,81 63,21
0,85 86
73 84,13
20,13 64
0,86 87
75 100,96
30,46 70,5
0,95 96
91 110,22
32,22 78
1,05 106
111 112,59
34,79 77,8
1,04 106
111 123,41
39,71 83,7
1,12 114
128 130,22
42,42 87,8
1,18 120
142 136,44
47,9 88,54
1 1
1 141,67
50,3 91,37
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.12 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian III
Daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada pengujian Ketiga sebesar 142 mW, dengan bergantung pada tegangan sebagai variabel bebas dapat
kita lihat grafik data keluaran seperti pada gambar 4.21. Naik-turunnya grafik dipengaruhi dari respon elemen Peltier terhadap perubahan pada ΔT, pada grafik
4.12 menunjukkan buruknya elemen dalam merespon kenaikan ΔT.
20 40
60 80
100 120
140 160
,1 6
,1 7
,2 5
,3 2
,3 8
,4 7
,4 7
,5 5
,5 ,6
1 ,6
7 ,6
8 ,6
7 ,8
5 ,8
6 ,9
5 1
,0 5
1 ,0
4 1
,1 2
1 ,1
8 1
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.13 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian IV
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.Panas T.Dingin
10,8 10,8
0,15 15
2 14,2
1,1 13,1
0,18 18
3 19,7
1,8 17,9
0,24 24
6 24,2
2,7 21,5
0,28 29
8 30
3 27
0,36 37
13 33,4
3,6 29,8
0,4 40
16 40,76
3,76 37
0,50 51
25 42,53
5,03 47,53
0,64 65
41 44,29
10,51 33,78
0,45 46
21 53,54
13,73 39,81
0,53 54
29 54,54
23,64 30,9
0,41 42
17 69,4
23,89 45,51
0,61 62
38 77,71
25,41 52,3
0,70 71
50 84,5
26 58,5
0,78 80
62 87,4
26,7 60,7
0,81 82
67 97,54
29,02 68,52
0,92 93
86 106,19
31,33 74,86
1,00 102
102 118,9
38,9 80
1,07 109
117 124,86
46,06 78,8
1,06 107
113 132,37
46,64 85,73
1,15 116
134 140,2
50,08 90,12
0,12 3
3,6 148,61
55,23 93,38
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.13 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian IV
Grafik 4.13 di atas menunjukkan bahwa elemen Peltier yang digunakan kurang baik dalam merespon kenaikan ΔT untuk menghasilkan keluaran, ditunjukkan
dengan kenaikan grafik yang berada dibeberapa titik. Daya mkasimum yang mampu dihasilkan oleh alat 134 mW dengan tegangan 1,15 volt, dan daya
minimum yang mampu dihasilkan 2 mW pada tegangan 0,15 volt.
20 40
60 80
100 120
140 160
,1 5
,1 8
,2 4
,2 8
,3 6
,4 ,5
,6 4
,4 5
,5 3
,4 1
,6 1
,7 ,7
8 ,8
1 ,9
2 1
1 ,0
7 1
,0 6
1 ,1
5 ,1
2
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.14 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian V
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
A Daya
W T.Panas T.Dingin
9,5 9,5
0,13 13
2 17,5
0,6 16,9
0,23 23
5 29,7
2,4 27,3
0,37 37
14 35,8
3,65 35,8
0,48 50
23 46,97
4,57 42,4
0,57 58
33 56,38
6,38 50
0,67 68
46 56,1
8 56,1
0,75 76
57 70,63
10,43 60,2
0,81 82
66 76,33
11,03 65,3
0,88 89
78 87,24
18,54 68,7
0,92 93
86 98,73
28,03 70,7
0,95 96
91 106,21
34,31 71,9
0,96 98
94 113,28
40,48 72,8
0,98 99
97 121,42
48,22 73,2
0,98 99
98 125,8
51,8 74
0,99 101
100 128
53 75
1,01 102
102 128,9
53 75,9
1,02 103
105 131,2
54,3 76,9
1,03 104
108 133
55,2 77,8
1,04 106
110 134,73
55,93 78,8
1,06 107
113 140,1
57,63 82,47
148,9 65,9
83
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.14 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian V
Seperti pada grafik 4.14 diatas daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada pengujian Kelima adalah 113 mW pada tegangan 1,06 volt, dengan
bergantung pada tegangan sebagai variabel bebas dan daya sebagai variabel terikat dapat kita lihat grafik data daya keluaran yang dihasilkan oleh elemen peltier.
Grafik 4.14 menunjukkan elemen Peltier membutuhkan ΔT yang besar pada temperatur kecil di sisi panas, sedang membutuhkan ΔT yang relatif kecil pada
temperatur yang tinggi pada sisi panas.
20 40
60 80
100 120
,1 3
,2 3
,3 7
,4 8
,5 7
,6 7
,7 5
,8 1
,8 8
,9 2
,9 5
,9 6
,9 8
,9 8
,9 9
1 ,0
1 1
,0 2
1 ,0
3 1
,0 4
1 ,0
6
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.15 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian VI
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.
Panas T.
Dingin 9,03
9,03 0,12
12 1
14,85 1,1
13,75 0,18
19 3
20,76 2,12
18,64 0,25
25 6
28,49 3,01
25,48 0,34
35 12
40,92 4,76
36,16 0,49
49 24
57,78 7,8
49,98 0,67
68 45
60,45 8,1
52,35 0,70
71 50
67,23 11,36
55,87 0,75
76 57
76,38 15,56
60,82 0,82
83 67
81,46 20,52
60,94 0,82
83 68
86,24 25
61,24 0,82
83 68
91,37 30,05
61,32 0,82
83 68
101,18 38,73
62,45 0,84
85 71
104,53 40,21
64,32 0,86
87 75
111,36 43,98
67,38 0,90
92 83
120,2 48,39
71,81 0,96
98 94
121,89 49,25
72,64 0,97
99 96
128,43 51
77,43 1,04
105 110
133,56 52,66
80,9 1,09
110 119
135,78 53,21
82,57 1,11
112 124
138,9 54,49
84,41 0,86
5,5 4,73
146,11 57,1
89,01
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.15 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian VI
Seperti pada gambar 4.15 diatas daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada pengujian Keenam sebesar 124 mW dan daya minimum yang
mampu dihasilkan sebesar 1 mW. Grafik 4.15 menunjukkan elemen Peltier kuranng baik dalam merespon ΔT pada temperatur sisi panas yang rendah.
20 40
60 80
100 120
140
,1 2
,1 8
,2 5
,3 4
,4 9
,6 7
,7 ,7
5 ,8
2 ,8
2 ,8
2 ,8
2 ,8
4 ,8
6 ,9
,9 6
,9 7
1 ,0
4 1
,0 9
1 ,1
1 ,8
6
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.16 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian VII
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.Panas T.dingin
11,31 11,31
0,15 15
2 17,75
1,02 16,73
0,22 23
5 29,83
2,21 27,62
0,37 38
14 39,77
4,01 35,76
0,48 49
23 48,11
4,82 43,29
0,58 59
34 51,56
5 46,56
0,62 63
39 57,84
7,02 50,82
0,68 69
47 63,76
11,3 52,46
0,70 71
50 69,7
13,81 55,89
0,75 76
57 74,61
18,28 56,33
0,76 77
058 80,92
22,49 58,43
0,78 79
62 91,04
30,83 60,21
0,81 82
66 96,57
33,21 63,36
0,85 86
73 102,49
34,51 67,98
0,91 92
84 113,06
42,71 70,35
0,94 96
90 122,22
48,26 73,96
0,99 100
100 127,17
50,88 76,29
1,02 104
106 131,37
52,83 78,54
1,05 107
112 133,4
53,39 80,01
1,07 109
117 135,99
54,32 81,67
1,10 111
121 146,17
58,26 87,91
0,99 1,2
1,2 152,83
58,33 94,5
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.16 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian VII
Seperti pada gambar 4.16 diatas daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada pengujian Ketujuh adalah 121 mW pada tegangan 1,10 volt
dan daya minimum yang dapat dihasilkan 2 mW pada tegangan 0,15 volt. Grafik menunjukkan
bahwa elemen dapat merespon kenaikan ΔT dengan baik.
20 40
60 80
100 120
140
,1 5
,2 2
,3 7
,4 8
,5 8
,6 2
,6 8
,7 ,7
5 ,7
6 ,7
8 ,8
1 ,8
5 ,9
1 ,9
4 ,9
9 1
,0 2
1 ,0
5 1
,0 7
1 ,1
,9 9
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.17 Data pengukuran tegangan dan arus Pengujian VIII
Temperatur oC ΔT
oC Tegangan
V Arus
mA Daya
mW T.Panas T.dingin
9,12 9,12
0,12 12
2 18,8
1 17,8
0,24 24
6 31,21
1,8 29,41
0,39 4
16 36,51
3,4 33,11
0,44 45
20 38,8
5,7 33,1
0,44 45
20 47,57
6,25 40,32
0,54 55
30 58,11
8,12 49,99
0,67 68
46 63,71
8,7 55,01
0,74 75
55 66,23
9,12 57,11
0,77 78
59 70,3
10,3 60
0,81 81
66 74,77
11,07 63,7
0,85 87
74 80,77
14,27 66,5
0,89 90
81 89,55
20,55 69
0,93 94
87 92,32
21,11 71,21
0,96 97
92 94,2
21,8 72,4
0,97 98
95 96,7
22,8 73,9
0,99 100
100 101,21
30,51 75,7
1,02 103
104 113,11
35,7 77,41
1,04 105
109 122,84
44,06 78,78
1,06 107
113 127,91
47,8 80,11
1,07 109
117 142
55,91 86,09
0.71 153,94
63,7 90,24
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.17 Grafik data pengukuran tegangan dan arus pengujian VIII
Daya yang minimum yang dapat dihasilkan elemen Peltier sebesar 2 mW pada tegangan 0,12 volt, dan daya maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 117 mW
pada tegangan 1,07 volt. Grafik menunjukkan elemen Peltier stabil pada keadaan ΔT besar dan temperatur pada sisi panas tinggi.
20 40
60 80
100 120
140
,1 2
,2 4
,3 9
,4 4
,4 4
,5 4
,6 7
,7 4
,7 7
,8 1
,8 5
,8 9
,9 3
,9 6
,9 7
,9 9
1 ,0
2 1
,0 4
1 ,0
6 1
,0 7
,7 1
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
dari kedelapan data yang kita peroleh dari pengujian dapat kita tarik nilai rata-rata kerja aktif dari elemen Peltier seperti pada tabel 4.18 dibawah :
Tabel 4.18 Data rata-rata pengukuran tegangan dan arus
ΔT
o
C Tegangan V
Arus mA Daya mW
10,38 0,14
14,00 2
15,2 0,20
21,00 4,2
22,15 0,30
25,63 7,7
27,26 0,37
38,13 14,11
32,46 0,44
44,25 19,47
38,02 0,51
51,63 26,33
42,78 0,58
58,50 33,93
48 0,65
65,38 42,5
48,8 0,66
66,50 43,89
52,89 0,71
71,88 51,04
54,19 0,73
74,00 54,02
57,71 0,78
78,63 61,33
60,95 0,82
82,88 67,96
64,98 0,87
88,25 76,78
67,22 0,90
91,38 82,22
71,45 0,96
97,00 93,12
75,21 1,01
102,25 103,27
77,67 1,04
105,50 109,72
79,71 1,07
108,38 115,97
82,33 1,11
111,88 124,19
85,59 0,63
3,51 0,3
89,96
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.18 Grafik data rata-rata pengukuran tegangan dan arus
Dari gambar 4.27 dapat kita lihat bahwa elemen Peltier TEC-12706 menunjukkan bahwa elemen Peltier mampu merespon ΔT dengan baik, sehingga elemen layak
digunakan sebagai elemen dalam pembuatan termoelektrik generator. Daya maksimum yan dapat dihasilkan sebesar 124,19 mW pada tegangan 1,11 volt dan
daya minimum yang dapat dihasilkan 2 mW pada tegangan 0,14 volt.
Dengan data yang sudah kita peroleh maka kita dapat menghitung besar koefisien Seebeck dari elemen Peltier TEC-12706, dengan menghiraukan keadaan rusak
elemen Peltier dan kita tarik garis linier maka koefisien Seebeck adalah : � =
�������� � ∆� ℃
� = 1,01
− 0,73 75,21
− 54,19 � = 0,013
20 40
60 80
100 120
140
,1 4
,2 ,3
,3 7
,4 4
,5 1
,5 8
,6 5
,6 6
,7 1
,7 3
,7 8
,8 2
,8 7
,9 ,9
6 1
,0 1
1 ,0
4 1
,0 7
1 ,1
1 ,6
5
Daya mW
Daya mW
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
1. Dari pengujian yang telah kita lakukan, kelebihan dari elemen Peltier TEC-
12706, tidak hanya dapat digunakan sebagai pendingin termoelektrik TEC tapi dapat digunakan juga sebagai generator termoelektrik TEG.
Kekurangan dari elemen Peltier TEC-12706, dalam penggunaannya sebagai generator termoelektrik TEG keluaran yang dihasilkan sebesar
1,11 V dengan daya 124,19 mW
2. Dari pengujian yang telah kita lakukan, dapat kita ketahui elemen Peltier
TEC- 12706 dapat bekerja pada ΔT minimum 10,38
o
C dengan daya minimum yang mampu dihasilkan 2 mW dan tegangan 0,14 volt. Elemen
Peltier TEC-12706 dapat bekerja pada ΔT maksimum 82,33
o
C, keluaran yang mampu dihasilkan pada ΔT tersebut adalah 1,11 volt dan daya
124,19mW, dan memiliki koefisien Seebeck sebesar 0,013 V
o
C. Dengan data yang kita peroleh diharapkan elemen Peltier TEC-12706 dapat
diaplikasikan pada pembuangan kendaran bermotor sebagai sumber daya cadangan dengan mempertahankan pada keadaan optimal elemen Peltier
TEC- 12706 yaitu pada ± ΔT 76
o
C – 80
o
C agar dapat menghasilkan daya sesuai yang diharapkan.
5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya digunakan sistem pendinginan dan pemanasan yang lebih baik, agar ΔT dapar diatur sesuai yang diharapkan, dan
untuk mendapatkan nilai keluaran yang optimal ΔT harus dipertahankan pada
Temperatur panas cukup tinggi untuk mendapatkan nilai keluran yang baik. Untuk penelitian berikutnya diharapkan dapat di teliti efisiensi dari pada elemen Peltier
TEC-12706 dalam kegunaannya sebagai TEG Thermoelectric Generator.
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Termoelektrik
Kategori