Integrasi Panel Surya dengan Modul Termoelektrik sebagai Sistem Pendingin Ruangan Bertenaga Surya

Nazilul Muttaqin Nautica; Rifky

Penulis

Nazilul Muttaqin Nautica Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA
Rifky Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA

Abstrak

Energi surya sebagai energi terbarukan dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga sistem pendingin ruangan. Sistem pendingin ruangan tersebut mendapat pasokan energi listrik hasil konversi energi radiasi cahaya matahari melalui panel surya. Kemudian sistem generator surya tersebut diintegrasikan dengan modul termoelektrik untuk memproduksi kondisi dingin dalam sistem pendingin. Penelitian ini mempunyai tujuan untuk mendapatkan sebanyak mungkin penyerapan kalor oleh pendingin termoelektrik dalam ruangan sistem pendingin, temperatur terendah yang dapat dicapai, dan koefisien kinerja sistem pendingin. Metode yang digunakan adalah metode eksperimen dengan model pendingin ruangan yang digunakan adalah kotak pendingin dengan volume 0,25 m3. Sel surya sebagai sumber listrik dihadapkan ke arah utara untuk mendapatkan intensitas cahaya matahari lebih banyak dengan rentang waktu lebih panjang. Produk luaran sel surya yang berupa tenaga listrik dan energi listrik listrik tersebut disuplai ke sistem pendingin termoelektrik yang dirangkai seri. Ketika termoelektrik diberikan daya listrik maka akan timbul perubahan temperatur di kedua sisinya. Sisi dingin akan menyerap kalor dari ruang pendingin, sedangkan sisi panas akan melepas kalor ke lingkungan. Penggunaan heatsink pada sisi dingin untuk mendapatkan penyerapan kalor yang lebih besar. Setelah dilakukan uji coba alat, pengambilan data dan pengolahan data didapat daya keluaran sel surya secara keseluruhan sebesar 413,23 W. Sementara termoelektrik mencapai temperatur terendah 24,6C. Adapun beban kalor keseluruhan adalah 416,70 W dengan koefisien kinerja sistem pendingin sebesar 1,01.

Unduhan

Data unduhan belum tersedia.

Biografi Penulis

Nazilul Muttaqin Nautica, Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri dan Informatika,
Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA

Rifky, Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri dan Informatika, Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA

Referensi

M. K. Usman, S. Syarifudin, and S. S. Budi, “Upaya Peningkatan Pengetahuan Energi Terbarukan Di SMK Ma’Arif NU Talang Kota Tegal,” J. Pengabdi. Masy. Bumi Raflesia, vol. 3, no. 2, pp. 374–378, 2020, doi: 10.36085/jpmbr.v3i2.915.

R. Hidayat et al., “Modul Pembangkit Listrik Tenaga Surya untuk Aplikasi Beban Rendah (600 W),” J. INTEKNA Inf. Tek. dan Niaga, vol. 17, no. 1, pp. 29–36, 2017, doi: 10.31961/intekna.v17i1.490.

Rifky, A. Fikri, and M. Mujirudin, “Roofs and Walls of Buildings as a Media for Converting Solar Thermal Energy into Electrical Energy,” in Procedia of Engineering and Life Science, 2021, vol. 1, no. 1, pp. 1–6, doi: 10.21070/pels.v1i1.793.

Y. S. Gaos et al., “The performance of solar collector CPC (compound parabolic concentrator) type with three pipes covered by glass tubes,” in Renewable Energy Technology and Innovation for Sustainable Development, 2017, pp. 020022–1–020022–9, doi: 10.1063/1.4979238.

R. C. P. Sigalingging, “Studi Dampak Penggunaan Insulasi pada Bangunan Rumah Tinggal terhadap Konsumsi Energi Pendingin Ruangan,” J. Sci. Appl. Technol., vol. 5, no. 2, pp. 418–426, 2021, doi: 10.35472/jsat.v5i2.610.

Mirmanto, R. Sutanto, and D. K. Putra, “Unjuk Kerja Kotak Pendingin Termoelektrik dengan Varuasi Laju Aliran Massa Air Pendingin,” J. Tek. Mesin, vol. 7, no. 1, pp. 44–49, 2018, doi: 10.22441/jtm.v7i1.2307.

O. B. Tsvetkov, Y. A. Laptev, A. V. Sharkov, V. V. Mitropov, and A. V. Fedorov, “Alternative Refrigerants with Low Global Warming Potential for Refrigeration and Air-Conditioning Industries,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 905, no. 1, pp. 5–9, 2020, doi: 10.1088/1757-899X/905/1/012070.

R. Pratama and L. Parinduri, “Penanggulangan Pemanasan Global,” Bul. Utama Tek., vol. 15, no. 1, pp. 91–95, 2019.

M. Xue, N. Kojima, L. Zhou, T. Machimura, and A. Tokai, “Trade-Off Analysis Between Global Impact Potential and Local Risk: A Case Study of Refrigerants,” J. Clean. Prod., vol. 217, pp. 627–632, 2019, doi: 10.1016/j.jclepro.2019.01.293.

Mirmanto, S. Syahrul, and Y. Wirdan, “Experimental Performances of a Thermoelectric Cooler Box with Thermoelectric Position Variations,” Eng. Sci. Technol. an Int. J., vol. 22, no. 1, pp. 177–184, 2019, doi: 10.1016/j.jestch.2018.09.006.

Rifky and Y. S. Gaos, “Pengembangan Model Pendingin Kabin City Car Bertenaga Surya Menggunakan Photovoltaics (PV) dan Thermoelectric (TEC),” Teknobiz, vol. 10, no. 1, pp. 34–40, 2020.

A. F. Moazzez, G. Najafi, B. Ghobadian, and S. S. Hoseini, “Numerical Simulation and Experimental Investigation of Air Cooling System Using Thermoelectric Cooling System,” J. Therm. Anal. Calorim., vol. 139, no. 4, pp. 2553–2563, 2019, doi: 10.1007/s10973-019-08899-x.

E. S. Jeong, “Optimization of thermoelectric modules for maximum cooling capacity,” Cryogenics (Guildf)., vol. 114, no. November 2020, p. 103241, 2021, doi: 10.1016/j.cryogenics.2020.103241.

H. F. Putra, D. Suprayogi, T. A. Ajiwiguna, and M. Eng, “Pengembangan Kotak Pendingin Berbasis Termoelektrik dengan Memanfaatkan Heatpipes sebagai Komponen Pelepas Kalor,” in e-Proceeding of Engineering, 2018, vol. 5, no. 3, pp. 5801–5808.

H. Ananta, Y. A. Padang, and M. Mirmanto, “Unjuk Kerja Kulkas Termoelektrik dengan Rangkaian Seri dan Paralel pada Beban Air 1500 ml,” Din. Tek. Mesin, vol. 7, no. 2, pp. 80–86, 2017, doi: 10.29303/d.v7i2.157.

M. Azhar and D. A. Satriawan, “Implementasi Kebijakan Energi Baru dan Energi Terbarukan dalam Rangka Ketahanan Energi Nasional,” Adm. Law Gov. J., vol. 1, no. 4, pp. 398–412, 2018, doi: 10.14710/alj.v1i4.398-412.

H. S. Lee, Thermal Design: Heat Sinks, Thermoelectrics, Heat Pipes, Compact Heat Exchangers, and Solar Cells, First Edit. Canada: John Wiley & Sons, Ltd, 2010.

Z. Sen, “Solar Energy in Progress and Future Research Trends,” Prog. Energy Combust. Sci., vol. 30, no. 4, pp. 367–416, 2004, doi: 10.1016/j.pecs.2004.02.004.

C. A. Siregar, A. M. Siregar, M. Daud, and M. D. Nasution, “Pemetaan Potensi Radiasi Matahari Berdasarkan Perhitungan Matematika di Sumatera Utara,” in Seminar Nasional Teknologi Edukasi dan Humaniora, 2021, vol. 1, pp. 72–77, doi: https://doi.org/10.53695/sintesa.v1i1.207.

P. Harahap, “Pengaruh Temperatur Permukaan Panel Surya terhadap Daya yang Dihasilkan dari Berbagai Jenis Sel Surya,” RELE (Rekayasa Elektr. dan Energi) J. Tek. Elektro, vol. 2, no. 2, pp. 73–80, 2020, doi: 10.30596/rele.v2i2.4420.

Rifky and O. Heriyani, “Car Cabin Cooling System Using Solar Energy,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 1088, no. 1, p. 012055, 2021, doi: 10.1088/1757-899x/1088/1/012055.

Muchammad and E. Yohana, “Pengaruh Suhu Permukaan Photovoltaic Module 50 Watt Peak Terhadap Daya Keluaran Yang Dihasilkan Menggunakan Reflektor Dengan Variasi Sudut Reflektor 00, 500, 600, 700, 800,” Rotasi, vol. 12, no. 3, pp. 14–18, 2010.

E. Saputra, D. Purwanto, S. R. Rahim, and A. I. Bakhtiar, “Peningkatan Performa Panel Surya dengan Sistem Pendingin untuk Mereduksi Panas Permukaan,” J. Media Mesin, vol. 23, no. 1, pp. 28–35, 2021.

R. Pido, S. Himran, and Mahmuddin, “Analisa Pengaruh Pendinginan Sel Surya Terhadap Daya Keluaran dan Efisiensi,” Teknologi, vol. 19, no. 1, pp. 31–38, 2018.

A. T. A. Salim and B. Indarto, “Studi Eksperimental Karakterisasi Elemen Termoelektrik Peltier Tipe TEC,” JEECAE (Journal Electr. Electron. Control. Automot. Eng., vol. 3, no. 1, pp. 179–182, 2018, doi: 10.32486/jeecae.v3i1.211.

Y. A. Cengel and A. J. Ghajar, Heat and Mass Transfer Fundamentals & Aplications, Fifth Edit. New York: McGraw-Hill Education, 2015.

J. P. Holman, Heat Transfer, Tenth Edit. New York: McGraw-Hill, 2010.

Hengki, M. Rahmat, and S. P. Sutisna, “Analisa Efisiensi Energi Alat Pendingin Portable di Sepeda Motor,” MEKANIKA, vol. 1, no. 2, pp. 1–10, 2020.

M. Usman, “Analisis Intensitas Cahaya terhadap Energi Listrik yang Dihasilkan Panel Surya,” Power Elektron. J. Orang Elektro, vol. 9, no. 2, pp. 52–57, 2020, doi: 10.30591/polektro.v9i2.2047.

M. M. Aboelmaaref et al., “Design and Performance Analysis of A Thermoelectric Air-Conditioning System Driven by Solar Photovoltaic Panels,” J. Mech. Eng. Sci., vol. 0, no. 0, pp. 1–14, 2020, doi: 10.1177/0954406220976164.

D. Liestyowati, I. Rachman, E. Firmansyah, and M. Mujiburrohman, “Rancangan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Berkapasitas 100 WP dengan Inverter 1000 Watt,” INSOLOGI J. Sains dan Teknol., vol. 1, no. 5, pp. 623–634, 2022, doi: 10.55123/insologi.v1i5.1027.

A. Asrori and E. Yudiyanto, “Kajian Karakteristik Temperatur Permukaan Panel terhadap Performansi Instalasi Panel Surya Tipe Mono dan Polikristal,” Flywheel J. Tek. Mesin Untirta, vol. V, no. 2, pp. 68–74, 2019.

A. Silfiyati, “Kaji Eksperimental Distribusi Temperatur pada Portable Cold Storage dengan Thermoelektrik TEC1-12706,” Sepuluh Nopember Institute Of Technology, 2016.