PENERAPAN TERMOELEKTRIK TINJAUAN ATAS PENELITIAN SEBELUMNYA

C. PENERAPAN TERMOELEKTRIK

Pada tahun 1977 Pesawat ruang angkasa Voyager I dan II telah memanfaatkan teknologi termoelektrik dengan plutonium-238 sebagai sumber panasnya Radioisotop Thermoelectric Generators-RTGs. Sistem ini mampu membangkitkan listrik sebesar 400 W, serta secara kontinyu dan tanpa perawatan apapun. Voyager dapat mengirimkan data walau sudah terbang selama 30 tahun. Contoh menarik lainnya adalah yang dilakukan oleh Seiko Co. Ltd. Seiko memasarkan jam termoelektrik sejak tahun 1998 dengan nama Seiko Thermic. Jam ini memanfaatkan perbedaan suhu tubuh dengan suhu sekitarnya. Bahan yang digunakan adalah Bismuth-Tellurium yang mampu menghasilkan listrik sebesar 0.2 mV o C. Aplikasi termoelektrik yang lebih luas lagi adalah pendingin wine di hotel Jepang yang mempergunakan teknologi ini. Pendingin termoelektrik dapat diletakkan dengan leluasa di bawah tempat tidur karena tidak menimbulkan suara dan getaran. Mitsubishi saat ini juga sudah memproduksi kulkas termoelektrik yang mampu menghemat energi 20 dibandingkan dengan kulkas biasa. Dalam dunia komputer, termoelektrik dipergunakan untuk mendinginkan CPU komputer. Panas yang dihasilkan dari sumber panas dalam komputer digunakan untuk membangkitkan listrik, kemudian listrik itu dipergunakan untuk memutar kipas yang diarahkan ke sumber panas. Perangkat ini mampu menurunkan panas sekitar 32 o C. Banyak aplikasi lain penggunaan energi termoelektrik yang sedang dikembangkan saat ini, seperti pemanfaatan perbedaan panas di dasar laut dan darat, atau pemanfaatan panas bumi. Pemanfaatan teknologi termoelektrik dalam pendinginan bahan pangan masih jarang digunakan. Untuk itu masih banyak diperlukan pengembangan teknologi pendinginan termoelektrik untuk bahan pangan, khususnya bahan pangan pertanian.

D. TINJAUAN ATAS PENELITIAN SEBELUMNYA

Zuhal 1989, melakukan penelitian karakteristik alat pendingin sistem termoelektrik dengan catu daya sel surya. Bahan modul yang digunakan adalah Bismuth-Tellurium Bi 2 Te 3 dengan jumlah 4 buah untuk satu kotak pendingin dengan ukuran 20 cm x 15 cm x 15 cm, dengan ketebalan alumunium 0.8 mm. Dari jenis bahan modul, dapat diketahui nilai koefisien Seebeck Bismuth-Tellurium sebesar 0.410 x 10 -3 VK. Hasil yang didapatkan adalah suhu modul terminal dingin T d sebesar 17.0 o C, suhu modul terminal panas T p sebesar 27.6 o C, arus yang mengalir I sebesar 0.84 A, dan suhu lingkungan T l sebesar 25.5 o C, sehingga diperoleh nilai figure of merit Z sebesar 0.0028. Suhu tersebut dapat tercapai setelah 3.5 jam pengujian. Modul termoelektrik yang digunakan pada penelitian Zuhal 1989 terdiri dari 71 pasang kaki tipe-p dan tipe-n. Dari data yang didapatkan, nilai kapasitas pendinginan setiap pasang kaki termoelektrik sebesar 0.027 W, sedangkan setiap modul terdiri dari 71 pasang kaki, sehingga nilai kapasitas pendinginan Q o dalam satu buah modul TE, yaitu sebesar 1.92 W. Dengan demikian 4 modul yang digunakan dalam kotak pendingin tersebut belum dapat mencukupi kebutuhan. Untuk dapat memenuhi kebutuhan yang sesuai dengan kapasitas pendinginannya, maka diperlukan 24 modul untuk satu kotak pendingin. Dapat diketahui juga nilai W sebesar 6.68 W untuk satu buah modul TE. Hal ini menunjukkan bahwa dalam 1 buah modul termoelektrik dapat memberikan kerja listrik sebesar 6.68 W. Dari nilai Q o dan W, didapatkan nilai COP sebesar 0.29 dengan ΔT sebesar 10.6 K. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Trenggonowati 2005, melakukan pengkajian karakteristik bahan modul termoelektrik untuk sistem pendinginan dengan menggunakan bahan modul termoelektrik tipe TEC1- 12706 yang mempunyai 127 pasang kaki. Dari jenis bahan modul, dapat diketahui nilai koefisien Seebeck rata-rata untuk satu pasangan kaki modul sebesar 0.86 x 10 -3 VK. Hasil yang didapatkan adalah suhu modul terminal dingin T d sebesar 6.9 o C, suhu modul terminal panas T p sebesar 32.8 o C, arus yang mengalir I sebesar 2.34 A, dan nilai tegangan rata-rata sebesar 8.37 V, sehingga diperoleh nilai kerja rata-rata adalah sebesar 19.59 W. Besarnya Qo untuk satu modul termoelektrik adalah sebesar 32.86 W, sedangkan besarnya nilai kerja listrik rata-rata untuk satu modul termoelektrik adalah sebesar 17.45 W, sehingga nilai COP adalah 1.88 dan figure of merit Z sebesar 0.0017.

III. METODE PENELITIAN A. WAKTU DAN TEMPAT