Aplikasi Termoelektrik Generator Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Lensa Fresnel Sebagai Kolektor Panas Matahari
14
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi panas merupakan energi yang dapat dengan mudah dijumpai dalam
kehidupan sehari – hari, mulai dari panas yang disediakan oleh alam yaitu dari
panas matahari. Apabila energi panas tersebut dapat dikonversikan ke dalam
bentuk energi listrik tentunya akan dapat membantu memenuhi kebutuhan energi
yang
meningkat
tersebut.
Indonesia
terletak
di
garis
katulistiwa,
sehinggaIndonesia mempunyai sumber energi surya yang berlimpah dengan
intensitas radiasi matahari rata-rata sekitar 4,8 kWh/m2
per hari di seluruh
wilayah Indonesia. Indonesia mempunyai cuacakondisi cerah pertahun (sunshine
hours annually) adalah sekitar 2975 jam atau 124 harisedangkan rata-rata lamanya
penyinaran
sekitar
8,2
jam
per
hari.
(sumber:http://www.indonesia.
climatemps.com).
Bahan thermoelektrik adalah bahan unik yang dapat mengkonversi energi
panas menjadi energilistrik, atau sebaliknya, tanpa menghasilkan gas beracun
karbondioksida maupun polutan lainseperti elemen logam berat (ramah
lingkungan). Di dalam kehidupan manusia di muka bumi inienergi panas terutama
dihasilkan dari cahaya matahari.Energi panas yang tidak berguna banyakpula
dihasilkan dari limbah industri (pabrik) maupun dari kegiatan antropogenik
manusia sepertikendaraan bermotor (automotive) dan pemakaian AC (air
conditioning). Dalam skala aplikasi yang lebih besar, material thermoelektrik ini
diharapkandapat digunakan sebagai sumber energi alternatif untuk menggantikan
energi dari bahan bakarfosil yang bersifat tak terbarukan, sejajar dengan sumbersumber energi alternatif yang lain sepertitenaga air, geotermal, energi surya,
energi angin, energi berbahan bakar biogas, dan energi nuklir.
Dalam hal ini penulis ingin membuatAplikasi Termoelektrik Generator
Sebagai Sumber Energi Listrik dengan Lensa Fresnel sebagai Kolektor
Panas Matahari .Dalam penelitian ini penulis akan menggunakan jenis Peltier
TEC1-12706 yang akan dimanfaatkan sebagai termoelektrik generator. Selain
panas matahari masih banyak penghasil panas yang dapat dimanfaatkan , namun
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
15
pada penelitian ini penulis memanfaatkan panas dari sinar matahari. Panas
matahari sangat mudah didapatkan karena ketersedianya dialam yang bebas dan
melimpah. Didalam penelitian ini penulis akan menggunakan sebuah kolektor
agar dapat menyerap lebih banyak intensitas sinar matahahari.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, masalah yang akan
dibahas dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang alat termoleketrik
generator untuk dapat menghasilkan energi listrik dengan menggunakan elemen
peltier dan memanfaatkan panas matahari yang dikumpulkan oleh pengumpul
panas matahari berupa lensa Fresnel. Sesuai prinsip kerja modul termolektrik
generator yang membutuhkan perbedaan temperatur antara sisi panas dan sisi
dingin dari modul yang akan menghasilkan output berupa tegangan listrik.
Dengan demikian bagaimana mempertahankan perbedaan temperatur diantara
kedua sisi peltier.
1.3 Batasan Masalah
Batasan – batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Alat dirancang dengan menggunakan elemen peltier disusun secara seri.
2. Pengumpul (collector) sinar matahari menggunakan lensa Fresnel.
3. Alat yang dirancang adalah rangkaian Hardware dan software sebagai
sistem untuk menghitung energi dari penelitian.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini dilakukan adalah:
1. Merancang sebuah sistem penghasil energi
listrik menggunakan
termoelektrik generator dengan daya 10 Watt
2. Merancang suatu pengumpul sinar matahari dengan menggunakan lensa
fresnel.
1.5 Manfaat Penelitian
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
16
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui potensial energi listrik dari modul peltier yang akan
dihasilkan.
2. Untuk mengetahui seberapa besar intensitas panas matahari yang dapat
diserap peltier untuk menghasilkan daya listrik.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memberi gambaran dalam mempermudah serta memahami tentang
Aplikasi Termoelektrik Generator sebagai Sumber Energi Listrik dengan Lensa
Fresnel sebagai Kolektor Panas Matahari , maka penulis menulis sistematika
penulisan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan pendahuluan yaitu membahas Latar Belakang, Rumusan
Masalah, Batasan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian dan
Sistematika Penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang teori – teori yang mendukung pembahasan
tentang elemen peltier, cara kerja dari teori rangkaian thermoelektrik generator
sebagai sumber energi listrik dan kolektor panas matahari.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang perancangan termoelektrik generator, alat- alat dan bahan
yang digunakan serta prosedur percobaan.
BAB IV HASIL DAN ANALISIS
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
17
Bab ini menguraikan data penelitian yang diperoleh peneliti, dan menerangkan
pengolahan data berupa grafik serta hasil dari penelitian.
BAB V PENUTUP
Pada bab in akan diambil kesimpulan dari seluruh kegiatan penelitian yang
telah dilakukakan dengan disertai saran terhadap pengembangan desain
selanjuntnya.
BAB II
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi panas merupakan energi yang dapat dengan mudah dijumpai dalam
kehidupan sehari – hari, mulai dari panas yang disediakan oleh alam yaitu dari
panas matahari. Apabila energi panas tersebut dapat dikonversikan ke dalam
bentuk energi listrik tentunya akan dapat membantu memenuhi kebutuhan energi
yang
meningkat
tersebut.
Indonesia
terletak
di
garis
katulistiwa,
sehinggaIndonesia mempunyai sumber energi surya yang berlimpah dengan
intensitas radiasi matahari rata-rata sekitar 4,8 kWh/m2
per hari di seluruh
wilayah Indonesia. Indonesia mempunyai cuacakondisi cerah pertahun (sunshine
hours annually) adalah sekitar 2975 jam atau 124 harisedangkan rata-rata lamanya
penyinaran
sekitar
8,2
jam
per
hari.
(sumber:http://www.indonesia.
climatemps.com).
Bahan thermoelektrik adalah bahan unik yang dapat mengkonversi energi
panas menjadi energilistrik, atau sebaliknya, tanpa menghasilkan gas beracun
karbondioksida maupun polutan lainseperti elemen logam berat (ramah
lingkungan). Di dalam kehidupan manusia di muka bumi inienergi panas terutama
dihasilkan dari cahaya matahari.Energi panas yang tidak berguna banyakpula
dihasilkan dari limbah industri (pabrik) maupun dari kegiatan antropogenik
manusia sepertikendaraan bermotor (automotive) dan pemakaian AC (air
conditioning). Dalam skala aplikasi yang lebih besar, material thermoelektrik ini
diharapkandapat digunakan sebagai sumber energi alternatif untuk menggantikan
energi dari bahan bakarfosil yang bersifat tak terbarukan, sejajar dengan sumbersumber energi alternatif yang lain sepertitenaga air, geotermal, energi surya,
energi angin, energi berbahan bakar biogas, dan energi nuklir.
Dalam hal ini penulis ingin membuatAplikasi Termoelektrik Generator
Sebagai Sumber Energi Listrik dengan Lensa Fresnel sebagai Kolektor
Panas Matahari .Dalam penelitian ini penulis akan menggunakan jenis Peltier
TEC1-12706 yang akan dimanfaatkan sebagai termoelektrik generator. Selain
panas matahari masih banyak penghasil panas yang dapat dimanfaatkan , namun
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
15
pada penelitian ini penulis memanfaatkan panas dari sinar matahari. Panas
matahari sangat mudah didapatkan karena ketersedianya dialam yang bebas dan
melimpah. Didalam penelitian ini penulis akan menggunakan sebuah kolektor
agar dapat menyerap lebih banyak intensitas sinar matahahari.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, masalah yang akan
dibahas dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang alat termoleketrik
generator untuk dapat menghasilkan energi listrik dengan menggunakan elemen
peltier dan memanfaatkan panas matahari yang dikumpulkan oleh pengumpul
panas matahari berupa lensa Fresnel. Sesuai prinsip kerja modul termolektrik
generator yang membutuhkan perbedaan temperatur antara sisi panas dan sisi
dingin dari modul yang akan menghasilkan output berupa tegangan listrik.
Dengan demikian bagaimana mempertahankan perbedaan temperatur diantara
kedua sisi peltier.
1.3 Batasan Masalah
Batasan – batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Alat dirancang dengan menggunakan elemen peltier disusun secara seri.
2. Pengumpul (collector) sinar matahari menggunakan lensa Fresnel.
3. Alat yang dirancang adalah rangkaian Hardware dan software sebagai
sistem untuk menghitung energi dari penelitian.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini dilakukan adalah:
1. Merancang sebuah sistem penghasil energi
listrik menggunakan
termoelektrik generator dengan daya 10 Watt
2. Merancang suatu pengumpul sinar matahari dengan menggunakan lensa
fresnel.
1.5 Manfaat Penelitian
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
16
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui potensial energi listrik dari modul peltier yang akan
dihasilkan.
2. Untuk mengetahui seberapa besar intensitas panas matahari yang dapat
diserap peltier untuk menghasilkan daya listrik.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memberi gambaran dalam mempermudah serta memahami tentang
Aplikasi Termoelektrik Generator sebagai Sumber Energi Listrik dengan Lensa
Fresnel sebagai Kolektor Panas Matahari , maka penulis menulis sistematika
penulisan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan pendahuluan yaitu membahas Latar Belakang, Rumusan
Masalah, Batasan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian dan
Sistematika Penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang teori – teori yang mendukung pembahasan
tentang elemen peltier, cara kerja dari teori rangkaian thermoelektrik generator
sebagai sumber energi listrik dan kolektor panas matahari.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang perancangan termoelektrik generator, alat- alat dan bahan
yang digunakan serta prosedur percobaan.
BAB IV HASIL DAN ANALISIS
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
17
Bab ini menguraikan data penelitian yang diperoleh peneliti, dan menerangkan
pengolahan data berupa grafik serta hasil dari penelitian.
BAB V PENUTUP
Pada bab in akan diambil kesimpulan dari seluruh kegiatan penelitian yang
telah dilakukakan dengan disertai saran terhadap pengembangan desain
selanjuntnya.
BAB II
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA