6
BAB II LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan dibahas secara singkat mengenai teori dasar yang digunakan dalam merealisasikan suatu alat yang memanfaatkan energi terbuang dari panas setrika
listrik untuk disimpan dalam suatu baterai.
2.1. Setrika Listrik
Setrika listrik merupakan alat elektronik yang berfungsi menghaluskan kerutan pada pakaian. Bagian setrika yang menempel pada baju terbuat dari logam alumunium,
stainless steel,
ataupun lapisan teflon. Setrika listrik bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi panas. Saat dihubungkan pada sumber tegangan, elemen pemanas
pada setrika mengalirkan arus listrik yang membangkitkan panas. Semakin besar arus yang
mengalir akan menyebabkan semakin tinggi panas yang dihasilkan.
Elemen pemanas yang telah teraliri oleh arus listrik akan mengalami pemanasan. Termostat pada setrika berfungsi mengatur agar panas yang dihasilkan setrika stabil dan
tidak berlebih. Saat sudah mencapai suhu maksimal, termostat pada setrika akan memutuskan aliran arus dari sumber tegangan dengan membuat salah satu logam pada
saklar mengalami pemuaian dan saklar akan terbuka sehingga lampu mati karena tidak ada arus mengalir. Kemudian termostat akan mengalirkan arus kembali saat suhu sudah mulai
kurang optimal. Proses ini akan berulang secara otomatis atau disebut
automatic on-off system
. Panas yang dihasilkan kemudian dialirkan menuju alas setrika yang bersentuhan langsung dengan pakaian. Berikut adalah bagian- bagian setrika yang ditunjukkan oleh
Gambar 2.1.
7
Gambar 2.1. Bagian setrika listrik[4].
2.2.
Thermoelectric Generator
TEG TEG
merupakan modul yang akan mengubah energi panas dari gradien temperatur menjadi energi listrik berdasar efek Seebeck yang ditemukan oleh Thomas J. Seebeck pada
tahun 1821. Ia melakukan pengamatan besar tegangan terhadap dua buah tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian yang di antaranya diletakkan jarum kompas. Saat sisi logam
dipanaskan, jarum kompas bergerak karena disebabkan oleh medan magnet yang timbul akibat aliran listrik yang terjadi pada logam. Cara kerja TEG berdasar efek Seebeck
ditunjukkan pada Gambar 2.2 berikut.
8
Gambar 2.2. Cara kerja TEG berdasar efek Seebeck[5].
Gambar 2.3. Konstruksi elemen TEG [6]
Gambar 2.3 menunjukkan sebuah elemen TEG yang tersusun dari suatu elemen tipe-n material dengan kelebihan elektron dan tipe-p material dengan kekurangan
elektron. Aliran panas yang mengalir dari satu sisi dan dibuang ke sisi lain menghasilkan tegangan pada sambungan
thermoelectric
yang besarnya tergantung pada gradien temperatur dari kedua sisi. Besarnya koefisien Seebeck yang dihasilkan didefinisikan
dengan persamaan[7]:
9
=
∆� ∆
2.1 Dimana : S = Koefisien Seebeck VK
∆V= beda potensial V ∆T= beda temperatur K
TEG dibuat dari bahan semikonduktor yang memiliki konduktivitas listrik tinggi dan konduktivitas panas yang rendah. Material yang banyak digunakan saat ini adalah Bi-
Te dengan
figure of merit
Z tertinggi.
Besarnya Z dapat dihitung dengan persamaan[7]: � =
� �
2.2 Dimana : S = Koefisien Seebeck VK
σ = Konduktivitas listrik bahan VAm λ = Konduktivitas panas bahan WmK
Besarnya efisiensi maksimum pembangkit listrik
thermoelectric generator
ini dapat dihitung menggunakan persamaan berikut[7]:
�
� �
=
ℎ
−
� ℎ
[
√ +
∗
̅ − √ +
∗
̅ +
] 2.3
Dimana : ̅ = Temperatur rata-rata Th dan Tc Th dan Tc = Temperatur sisi panas dan dingin
Z = Nilai
figure of merit
optimum dari kopel tipe-ntipe-p
2.3. Karakteristik Pendingin
