1.
LATAR BELAKANG Era Modernisasi adalah sebuah era yang dimulai dengan kecanggihan teknologi, salah satu
penandanya adalah kecanggihan teknologi di bidang komunikasi, dengan pesatnya kemajuan teknologi di bidang komunikasi , kebutuhan akan komunikasi sangat tinggi seperti kebutuhan komunikasi melalui pesan singkat atau SMS, Telephone , E-mail , Video Call , Chat , Browsing , Surfing , dll. Hal ini menjadi mudah karena teknologi yang dicapai manusia telah mencapai tingkat yang mutakhir. Namun, satu hal yang menjadi vital bagi pengguna Handphone yaitu kebutuhan akan sumber energi listrik yang terbatas. Namun, hal ini dapat dihindari dengan menggunakan charger Sistem Thermoelectric . Solusi yang tepat adalah Pembangkit daya termoelektrik TEG (Thermoelectric Generator) telah lama digunakan untuk menghasilkan energi listrik di mana ketika perbedaan temperatur terjadi antara dua material semi konduktor yang berbeda, elemen termoelektrik ini akan mengalirkan arus sehingga menghasilkan perbedaan tegangan. Prinsip ini dikenal dengan nama ‘efek Seebeck’ yang merupakan fenomena kebalikan dari efek peltier TEC (Thermoelectric Cooling). Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas. Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.
1
1) Salah satu penerapan ‘efek Seebeck’ yaitu Thermoelectric Generator, menghasilkan listrik dengan memanfaatkan panas Tubuh , (sumber gambar : Google)
Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.
2
2) Proses yang terjadi pada ‘Efek Seebek’ dan ‘Efek Peltier’ , (sumber gambar : Google) 2.
POKOK PERMASALAHAN Seiring dengan kemajuan teknologi yang dicapai oleh manusia, terdapat kendala utama yang
ditemukan yaitu kebutuhan akan sumber energi untuk menopang keberlangsungan akan komunikasi, yaitu kebutuhan akan sumber listrik yang tidak terbatas. Listrik sebagai sumber tenaga utama untuk menghidupkan telepon gengam atau handphone , kita harus melakukan proses charging atau pengisian ulang. Proses ini selain cukup merepotkan juga tidak bersifat compact dan juga praktis, untuk sekali proses pengecasa kita harus menemukan sumber listrik berupa steker yang merupakan sumber listrik dari AC dari PLN, seringkali masalahnya adalah orang orang sering lupa membawa hub atau kabel sambungan untuk menghubungkan handphone atau penerangan ke sumber listrik. Masalah lainya juga kami identifikasi apabila terjadi pemadaman listrik sehingga tidak tersedianya sumber untuk megisi ulang baterai handphone ataupun emergency light , maka hal ini seringkali mengganggu keberlangsungan komunikasi yang kita lakukan, selain itu kebutuhan llistrik saat ini sudah sangat urgent , banyak dari kita yang memiliki pekerjaan yang menuntut kita bekerja di daerah yang remote atau terpencil, dimana sumber listrik menjadi hal yang sangat mewah dan sulit didapatkan.
3
3) Pemanfaatan panas pada kompor untuk charger, (sumber gambar : Google) 3.
BATASAN MASALAH
Dalam Membahas masalah yang diuraikam diatas, penyusun memberikan beberapa batasan, yaitu : 1. Rancang Bangun Charger Portable memanfaatkan tenaga panas dengan sistem Thermoelectric 2. Pengambilan Data yang diperlukan untuk kemudian improvement. 4.
MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dan tujuan dalam penelitian ini adalah untuk menciptakan alat yang dapat memenuhi
kebutuhan listrik, dalam hal ini adalah sebuah alat pengisi ulang atau Charger yang menggunakan sistem panas yang dikonversi menjadi energi listrik (Thermoelectric). Tujuan dalam peneliatian ini adalah agar semua orang mendapatkan fasilitas listrik yang dapat dihasilkan dengan mudah walaupun berisifat sebagai alternatif. Dan juga untuk memenuhi kebutuhan listrik dimana saja dan kapan saja .
4
4) Pemanfaatan panas kompor untuk lampu penerangan, (Sumber Gambar : Google) 5.
TUJUAN Tujuan dan Manfaat dari rancang bangun alat ini adalah untuk mengatasi kendala terkait
kebutuhan listrik di tempat-tempat yang minim akan sumber listrik dari PLN, contohnya di daerah terpencil. 6.
TEORI PENUNJANG Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengonversi energi panas menjadi listrik secara
langsung (generator termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin (pendingin termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material termoelektrik cukup diletakkan sedemikian rupa dalam rangkaian yang menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian itu akan dihasilkan sejumlah listrik sesuai dengan jenis bahan yang dipakai. Kerja pendingin termoelektrik pun tidak jauh berbeda. Jika material termoelektrik dialiri listrik, panas yang ada di sekitarnya akan terserap. Dengan demikian, untuk mendinginkan udara, tidak diperlukan kompresor pendingin seperti halnya di mesin-mesin pendingin konvensional (Wikipedia). 5
Macam-Macam Penggunaan Teknologi Thermoelectric adalah sebagai berikut : 6.1 Thermoelectric Generator (TEG) Pemanfaatan Efek Seebek biasa digunakan untuk thermoelectric generators , yang berfungsi seperti heat engines, sering digunakan dalam pembangkit listrik untuk mengkonversi panas sampah menjadi tenaga listrik tambahan ( suatu bentuk daur ulang energi ) dan dalam mobil otomotif generator thermoelectric ( ATGs ) untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar (Wikipedia) 6.2 Thermoelectric Cooler (TEC) Pemanfaatan Efek Peltier biasa digunakan untuk membuat mesin-mesin refrigerasi yang bersifat compact atau mudah dalam hal penggunaan dan penempatan.alat. Alat yang menggunakan Efek Peltier memiliki prinsip yang memanfaatkan temperatur yang dihasilkan oleh Sel Thermolektrik. Mesin yang menggunakan efek seebek ini biasanya disebut dengan nama TEC (Thermoelectric Cooler). Sebuah Model Sederhana dari efek Peltier Seebeck dan Thomson dihasilkan dari penurunan rumus expresi Peltier, Efek Peltier dan Efek Seebeck dapat dihitung dengan mengaplikasikan siklus karnot terutup yang di di-reversible , dan thomson kedalam persamaan laju Boltzaman Laju Aliran untuk aliran listrik I adalah : ................................................... (1) Coefficient Peltier adalah: ................(2) EMF (Electromotive Force) Seebek pada temperatur yang berbeda TH dan TC adalah : ............................................................(3)
6
Seebeck efek dan efek Peltier dibahas dengan menerapkan siklus Carnot untuk menunjukkan bahwa mereka adalah merupakan satu rangkaian Proses termodinamika pada dasarnya reversibel.
7.
METODE Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah yang terjadi dalam pembuatan
tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Mencari bahan-bahan yang diperlukan sebagai referensi untuk pembuatan tugas akhir. Kegiatan ini dilakukan dengan mengumpulkan data-data yang diperlukan baik dari survey lapangan, internet maupun dari buku-buku referensi yang ada dan sumber informasi lainnya. 2. Konsultasi dan Bimbingan Meminta pendapat, saran dan kritik kepada dosen pembimbing, dosen pengajar maupun orang yang berkompeten dalam pelaksanaan tugas akhir ini, sehingga diharapkan dapat memberikan solusi dalam memecahakan maslah yang dihadapi selama realisasi sistem. 3. Pembuatan Alat Seluruh kegiatan proses pembuatan tugas akhir sepenuhnya dilakukan di Workshop & di Lab. Adapun tahapan – tahapan dalam pembuatan alat seperti berikut : a. Menganalisis permasalahan yang umumnya terjadi pada Charger Thermoelectric b. Perencanaan design Charger thermoelectric c. Purchashing raw material d. Produksi e. Trial (Uji Coba) 4. Pengujian dan Perbaikan Setelah alat dibuat, maka dilakukan pengujian untuk mengetahui sejauh mana hasil dari proses, apakah sesuai dengan kebutuhan. Selama pengujian akan dilakukan perbaikan-perbaikan sehingga dapat dicapai hasil sesuai dengan yang diharapkan. 5. Penyusunan Laporan Laporan ini menggambarkan secara jelas mengenai proses pembuatan program, hasil uji coba dan analisa data.
7
8.
WAKTU Waktu untuk memproduksi alat diperkirakan memakan waktu 3 bulan guna mendapatkan
hasil yang optimal, dan juga untuk menghindari ketidak tersedian komponen di pasaran, karena komponen utama yang digunakan berupa komponen yang harus di-import. Juga dikarenankan pelaksanaan proses pembuatan alat dilakukan di dua tempat, hal ini juga dapat memakan waktu yang cukup banyak 9.
TEMPAT Proses pembuatan alat charger ini dilakukan di dua tempat, yaitu : 1. Workshop , tempat ini dipilih bertujuan untuk proses machining alat 2. Laboratorium , tempat ini dipilih bertujuan untuk proses uji coba sistem kelistrikan
10. RENCANA KERJA
Tabel Rencana Kerja
11. RENCANCA BIAYA Proses pembuatan Charger Electric akan memakan biaya sebagai berikut : No
Deskripsi
Unit
Qty
Harga (Rp)
Total (Rp) 8
1 2 3 4 5 6
Pembelian modul termoelektrik Kabel Hub USB Biaya Pengerjaan Workshop & Lab Pembuatan laporan Skripsi CD (Soft Copy)
buah meter buah
4 2 2
500000 3000 50000
2000000 6000 100000
Hari buku buah
100 1 1
30000 20000 1500 Total
3000000 20000 1500 5127500
Tabel Biaya Pembuatan Charger Thermoelectric 12. PELAKSANA Semua proses pengerjaan baik machining maupun uji coba di lab dilakukan oleh saya sendiri.
13. DAFTAR PUSTAKA 1. G. Min, D.M. Roe, Handbook of thermoelectrics, Peltier devices as generator, CRC Press LLC, Florida, 1994, p.479 2. Thermoelectric Generator, thermo1,www.thermo1.com, 2008. 3. http://catatan-teknik.blogspot.co.id/2014/11/contoh-perhitungan-pendingin.html www.Wikipedia.com / (Keyword : Thermoelectric) 4. MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 13, NO. 2, NOVEMBER 2009: 53-58 POTENSI PEMBANGKIT DAYA TERMOELEKTRIK UNTUK KENDARAAN HIBRID Nandy Putra, Raldi Artono Koestoer, M. Adhitya, Ardian Roekettino, dan Bayu Trianto Laboratorium Perpindahan Kalor, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia 5. Thermoelectric USB charger - off grid electricity. www.instructables.com 6. Http://urila.tripod.com/Thermoelectric.pdf 7. Https://id.wikipedia.org/wiki/Generator_termoelektrik#Pengembangan_energi_termo elektrik 8. Performa Generator Termoelektrik | Andreas Setiawan's Blog ngobroldong.wordpress.com 9
9. Https://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect#Applications
10
