KARAKTERISTIK TERMOELEKTRIK PARALEL BERPENDINGIN AIR UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA SURYA

TUGAS AKHIR Untuk memenuhi sebagian persyaratan

Mencapai derajat sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin Jurusan Sains dan Teknologi

Disusun oleh :

SUPRIADY NIM : 045214003

Kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA, Januari 2008

THE CHARACTERISTIC OF WATER COOLED PARALLEL THERMOELECTRIC

FOR SOLAR POWER GENERATOR

A FINAL PROJECT Submitted For The Partial Fulfillment Of The Requirements

For The Degree Of Mechanical Engineering

Mechanical Engineering Program Study Faculty of Sains and Technology

By : SUPRIADY

NIM : 045214003

FOR

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SAINS AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA, January 2008

2

3

4

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan

Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis

diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 20 Desember 2007

Supriady

Tanda tangan dan nama terang

5

6

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya hanturkan kepada Tuhan atas berkat, rahmat dan

bimbinganNya selalu sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir (TA) saya

dengan judul “karakteristik termoelektrik paralel berpendingin air untuk

pembangkit listrik tenaga surya” ini dengan baik dan lancar. Dalam penulisan

Tugas Akhir ini saya menyadari banyaknya bantuan, bimbingan serta dukungan

yang diberikan dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini sehingga naskah ini

dapat selesai pada waktunya. Oleh karena itu pada kesempatan ini saya ingin

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatnya sehingga Tugas Akhir

ini berjalan dengan lancar.

2. Romo Ir. Greg. Heliarko, S.J, S.S, B.S.T., M.Sc., M.A. selaku Dekan

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Orangtua tercinta yang telah memberikan semangat dan dukungannya.

4. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Wakil Dekan I (satu) Jurusan

Fakultas Teknik Mesin.

5. Budi Sugiharto, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.

6. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang

telah sungguh-sungguh membimbing.

7

7. Laboran laboratorium mekanika fluida, laboratorium teknologi mekanik

dan laboratorium perpindahan panas atas bantuannya selama pembuatan

Alat untuk Tugas Akhir.

8. Vivi, Juwanta Yeonardy, Fendi, Hengky Setiyawan, Shirleen Yohana dan

Yanuar Nanang yang telah memberikan masukan dan dukungannya.

9. Seluruh Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin (khususnya angkatan 2004)

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis mengharapkan agar Tugas Akhir ini dapat berguna, baik bagi

penulis maupun pihak lain, sebagai modal pengetahuan dan informasi. Penulis

menyadari bahwasanya isi dari subtansial dari Tugas Akhir ini masih jauh dari

kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis dengan tangan terbuka dan hati lapang

siap menerima berbagai kritik, saran, masukan konstruktif demi peningkatan

kualitas dan kompetensibilitas di kemudian hari.

Yogyakarta, Desember 2007

Penulis

8

INTISARI

Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengatasi masalah yang sedang dihadapi

di Indonesia khususnya daerah yang terpencil. Di daerah perkotaan dan desa-desa

yang sudah maju energi listrik amat mudah didapatkan tetapi di daerah-daerah

terpencil yang belum terdapat jaringan listrik, energi listrik tidak mudah

didapatkan atau bahkan tidak tersedia.

Karakteristik termoelektrik paralel pembangkit listrik tenaga surya dengan

pendingin air merupakan salah satu solusi alternatif masalah krisis energi. Alat ini

terdiri dari modul termoelektrik TEC1-12706 yang dapat mengkonversi energi

panas menjadi energi listrik, termoelektrik ini berbahan bismuth telluride dan

berukuran 4cm x 4cm. Alat ini juga dilengkapi dengan kolektor surya pelat rata

tipe pipa paralel berukuran 0,6m x 1m. Di tempat inilah fluida minyak dipanaskan

sehingga tangki penyimpan panas dapat mentransferkan panas ke salah satu sisi

termoelektrik. Sisi bersebelahan didinginkan oleh tangki air pendingin.

Perbedaan temperatur pada kedua sisi termoelektrik mengakibatkan munculnya

energi listrik. Termoelektrik yang digunakan pada penelitian sebanyak 20 buah

disusun dengan 2 variasi yaitu :susunan paralel dan susunan seri-paralel.

Hasil yang dicapai dari penelitian adalah rangkaian termoelektrik yang

disusun secara seri-paralel merupakan susunan yang paling baik untuk

menghasilkan efisiensi total dan daya. Susunan seri-paralel menghasilkan efisiensi

total 0,0109 % dan daya 0,716 W sedangkan susunan paralel menghasilkan

efisiensi total 0,0057 % dan daya 0,168 W.

9

DAFTAR ISI

TITLE PAGE ............................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii

DAFTAR DEWAN PENGUJI .................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN.......................................................................... iv

KATA PENGANTAR .................................................................................. v

INTISARI .................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xi

DAFTAR TABEL......................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

I.2 Perumusan Masalah ....................................................................... 2

I.3 Tujuan Penelitian ......................................................................... 3

I.4 Manfaat Penelitian ........................................................................ 3

I.5 Batasan Masalah ............................................................................ 4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian Termoelektrik .............................................................. 5

2.2 Perhitungan Pada Termoelektrik.................................................... 7

2.2.1 Perhitungan Pada Satu Termoelektrik ................................. 10

10

2.2.2 Perhitungan Pada Beberapa Termoelektrik ......................... 12

2.3 Perhitungan Pada Radiasi Surya .................................................... 13

2.4 Perhitungan Pada Kolektor ........................................................... 14

2.5 Perhitungan Efisiensi Alat Penelitian ........................................... 16

BAB III METODE PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1 Skema Alat .................................................................................... 17

3.2 Peralatan Penelitian ....................................................................... 18

3.3 Langkah Penelitian ........................................................................ 19

3.3.1 Pembuatan Alat .................................................................... 19

3.3.2 Pelaksanaan Penelitian ......................................................... 20

3.3.3 Pengolahan dan Analisa Data .............................................. 21

3.4 Parameter yang Diukur ................................................................. 21

BAB IV HASIL PENGAMBILAN DATA

4.1 Data Penelitian Susunan Paralel .................................................. 22

4.2 Data Penelitian Susunan Seri-Paralel ............................................ 23

BAB V ANALISA PENELITIAN

5.1 Perhitungan ................................................................................... 25

5.2 Grafik Karakteristik Modul Termoelektrik.................................... 38

5.3 Pembahasan ................................................................................... 57

BAB VI PENUTUP

6.1 Kesimpulan ................................................................................... 64

11

6.2 Saran ............................................................................................. 65

DAFTAR PUSTAKA ..........