Bahan yang digunakan pada modul termoelektrik yang ada pada jam tersebut adalah Bismuth-tellurium, jam tangan ini mampu menghasilkan listrik sebsar
0,2mV
o
C. Jika 1000 buah material tersebut dipasang seri, tentu akan menghasilkan tegangan listrik sebesar 0,2V dalam tiap perbedaan 1
o
C. Untuk itu, SEIKO membuat unit pembangkit listrik yang terdiri atas 10 buah modul
termoelektrik yang masing-masing berisikan 100 kawat mikro bismuth-tellurium. Dari setiap unit inilah dihasilkan energi listrik sebesar 0,15V untuk mengisi
baterai litium pada jam tersebut.
2.3.1 Pendingin Termoelektrik
Pendingin termoelektrik merupakan sebuah alat yang mengaplikasikan sistem kerja dari pada efek Peltier, dimana ketika sepasang konduktor yang berbeda jenis
dihubungkan dan dialirkan arus maka pada persambungan konduktor tersebut akan terjadi perbedaan suhu, pada konduktor yang satu akan melepaskan
panasnya ke lingkungan dan konduktor yang satu lagi akan berusaha menyerap panas dari lingkungan. Besar beda suhu yang ada pada konduktor bergantung
pada nilai arus yang mengalir. Namun tidak semua konduktor dapat digunakan dalam pembuatan modul
termoelektrik untuk pendingin termoelektrik karena nilai hambatan termal yang dimiliki beberapa konduktor pada umumnya seperti, tembaga, aluminium, baja
dll bernilai cukup besar, sehingga dengan mudah panas yang dihasilkan oleh arus yang mengalir akan berpindah dengan cepat dan menyebabkan beda suhu yang
diharapkan, hanya dapat bertahan untuk beberapa saat saja, sehingga tidak bisa terciptanya dingin yang cukup untuk mendinginkan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Pendingin Termoelektrik
Seperti pada gambar 2.6 penyusun modul termoelektrik merupakan dua buah
semikonduktor yang berbeda jenis. Bahan semikonduktor yang sering digunakan adalah Bismuth Telluride Bi
2
Te
3
dan diberikan “doping” untuk membuat semikonduktor tipe-P dan semikonduktor tipe-N, atau dengan kata lain memaksa
agar elektron valensi pada semikonduktor tersebut bertambah agar bersifat lebih negatif tipe-N, dan juga semikonduktor yang lain menajdi kekurangan elektron
agar bernilai lebih positif tipe-P. Cara kerja dari pada pendingin termoelektrik ini adalah besar nilai serapan panas
pada sisi dingin tersebut sama besarnya dengan arus yang mengalir pada persambungan semikonduktor A =
∆T, dan panas yang diserap oleh sisi dingin modul akan dialirkan ke sisi panas modul termoelektrik. Aplikasi dari pada
pendingin termoelektrik ini sering digunakan pada kulkas portabel, tempat penyimpanan vaksin oleh rumah sakit, cabin pendingin pada mobil, dan masih
banyak contoh-contoh lainnya. Syarat sebuah alat pendingin dinyatakan ideal adalah :
1. Tidak ada pemanasan Joule
�
�
= �
�
− �
�
∗ �
................................................................................. 2.22 2.
Tidak ada panas konduksi
�
�
= � ∗ �
�
− �
�
................................................................................ 2.23
Universitas Sumatera Utara
Dalam kenyataannya tidak ada alat pendingin termoelektrik yang memiliki kriteria diatas, jika rumuskan dalam matematis, modul termoelektrik yang ada
hanya memenuhi keadaan berikut :
�
�
= [ �
�
− �
�
∗ �] − ��
2
∗
� 2
� − [� ∗ �
�
− �
�
] ...................
2.24 Dimana R adalah hambatan listrik :
� =
�
�
�
�
+
�
�
�
�
...................................................................................
2.25 Dan K adalah konduksi termal :
� =
�
�
�
�
�
�
+
�
�
�
�
�
�
...........................................................................
2.26 Dan k adalah koefisien konduktifitas termal.
Fenomena efek Peltier ini juga disebut dengan pompa kalor. Jika dibandingkan dengan teknologi refrigerasi kompresi uap, termoelektrik memiliki berbagai
macam kelebihan antara lain: pemanas ataupun pendingin dapat diatur dengan mudah hanya dengan meyesuaikan arah arusnya saja, kita tidak membutuhkan
refrigan freon, tidak ada getaran, tidak berisik dan tidak perlu perawatan khusus. Kelemahan dari termoelektrik ini adalah pada efisiensinya yang masih rendah.
Aplikasi dari modul termoelektrik dalam hal alat pendingin cukup luas berkembang, seperti alat pendingin wine di hotel-hotel yang ada di jepang.
Pendingin dengan termoelektrik ini sangat populer disana karena alat pendingin dengan termoelektrik ini tidak menimbulkan suara bising ataupun getaran seperti
pada kulkas yang biasanya. Lalu ada MITSUBISHI dengan produksi kulkas termoelektriknya yang mampu menghemat energi sebesar 20 dibandingkan
dengan kulkas biasa. Teknologi termoelektrik trus berkembang seiringnya jaman untuk menciptakan teknologi yang ramah lingkungan.
2.3.2 Termoelektrik Generator
