Hibridisasi Sistem Photovoltaic dan Thermoelectric Generator sebagai Konverter Energi Cahaya dan Termal Surya Menjadi Energi Listrik

Rifky; M. Naufal Fadrurrahman; Thoriq Muhammad Nur Zain; Hafizh Raihan

doi:10.22236/teknoka.v9i1.17452

Penulis

Rifky Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA
M. Naufal Fadrurrahman Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA
Thoriq Muhammad Nur Zain Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA
Hafizh Raihan Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA

DOI:

https://doi.org/10.22236/teknoka.v9i1.17452

Kata Kunci:

energi terbarukan, panel surya, termoelektrik, efisiensi

Abstrak

Energi matahari adalah energi yang digolongkan sebagai energi baru dan terbarukan. Pemanfaatan energi radiasi matahari menjadi energi listrik yang bersih melalui panel surya. Penelitian ini menggunakan panel surya yang disatukan dengan modul termoelektrik. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kinerja panel surya yang telah dihibrid dengan generator termoelektrik yang tersusun paralel. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimental, dimulai dengan perancangan dan membuat alat-alat penelitian. Alat penelitian berupa model bangunan yang atapnya memiliki kemiringan 30^o serta dilengkapi dengan sistem hibrida yang terdiri dari seperangkat panel surya, generator termoelektrik, dan sistem pendingin yang memungkinkan generator termoelektrik didinginkan. Perangkat hibrida mencakup dua sistem berbeda. Sistem pertama, panel surya dengan generator termoelektrik dirakit menggunakan rak tersendiri, sehingga panel surya dengan generator termoelektrik berada pada rak terpisah. Sistem kedua, panel surya beserta generator termoelektrik dirangkai menjadi satu rangkaian terpadu pada rak yang sama. Variabel yang diukur dalam penelitian ini adalah intensitas cahaya matahari, temperatur lingkungan, temperatur panel surya (sisi atas dan sisi bawah), temperatur air bak penampungan, kecepatan angin, kelembaban udara, temperatur generator termoelektrik, tegangan rangkaian terbuka (Voc), tegangan maksimum, arus hubungan singkat (Isc), dan arus maksimum. Hasil penelitian menunjukan efisiensi hibridisasi dengan sistem rak menyatu memiliki rata-rata 18,3%, sedangkan dengan sistem rak terpisah memiliki efisiensi yang lebih rendah dengan rata-rata 14,7%. Berdasarkan hal tersebut bahwa hibridisasi menggunakan sistem rak menyatu lebih efisien dibandingkan sistem rak terpisah.

Unduhan

Data unduhan belum tersedia.

Referensi

A. Yani, “Pengaruh Penambahan Alat Pencari Arah Sinar Matahari Dan Lensa Cembung Terhadap Daya Output Solar Cell,” Turbo J. Progr. Stud. Tek. Mesin, vol. 5, no. 2, pp. 82–87, 2017.

Y. H. Anoi, A. Yani, and Y. W, “Analisis sudut panel solar cell terhadap daya output dan efisiensi yang dihasilkan,” Turbo J. Progr. Stud. Tek. Mesin, vol. 8, no. 2, pp. 177–182, 2019.

D. Dzulfikar and W. Broto, “Optimalisasi Pemanfaatan Energi Listrik Tenaga Surya Skala Rumah Tangga,” Pros. Semin. Nas. Fis. SNF2016, vol. 5, pp. 73–76, 2016.

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. 1, no. 1, p. 68, 2019.

M. A. Pradana and M. Widyartono, “Prototipe Pembangkit Listrik Termoelektrik Generator Menggunakan Penghantar Panas Alumunium, Kuningan dan Seng,” J. Tek. Elektro, vol. 5, no. 2, pp. 40–51, 2014.

Rifky, A. Fikri, and M. Mujirudin, “Konversi Energi Termal Surya Menjadi Energi Listrik Menggunakan Generator Termoelektrik,” J. Kaji. Tek. Mesin, vol. 6, no. 1, pp. 60–65, 2021.

Mustofa, “Variasi Jarak Titik Fokus Cahaya Foton pada PV yang di Hibrid dengan TEG Menggunakan Pemisah Spektrum jenis Hot Mirror,” J. Arus Elektro Indones., vol. 8, no. 2, pp. 52–55, 2018.

R. Lamba and S. C. Kaushik, “Modeling and Performance Analysis of a Concentrated Photovoltaic-Thermoelectric Hybrid Power Generation System,” Energy Convers. Manag., vol. 115, pp. 288–298, 2016.

N. A. Putri, “Rancang Bangun Energi Terbarukan bagi Industri Pertahanan guna Mendukung Pelaksanaan Perang Berlarut,” Citiz. J. Ilm. Multidisiplin Indones., vol. 2, no. 1, pp. 216–222, 2022.

U. A. Saleh, M. A. Johar, S. A. Jumaat, M. N. Rejab, and W. A. W. Jamaludin, “Evaluation of a pv-teg hybrid system configuration for an improved energy output: A review,” Int. J. Renew. Energy Dev., vol. 10, no. 2, pp. 385–400, 2021.

Sugeng S, “Rancang Undang-Undang Tentang Energi Baru dan Energi Terbarukan,” Pus. Stud. Huk. Energi dan Pertamb., p. 177, 2022.

A. Fudholi et al., “Solar Drying Technology in Indonesia: an Overview,” Int. J. Power Electron. Drive Syst., vol. 9, no. 4, p. 1804, 2018.

T. Alamsyah, A. Hiendro, and Z. Abidin, “Analisis Potensi Energi Matahari sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya Menggunakan Panel Mono-Crystalline dan Poly-Crystalline di Kota Pontianak dan sekitarnya,” J. Tek. Elektron., p. 10, 2019.

M. T. Hasbullah, “Konversi Energi Surya,” Tek. Elektro FPTK, 2012.

D. P. Dyah, “Sistem Monitoring Intensitas Radiasi Matahari,” Sekol. Tinggi Meteorol. Klimatologi dan Geofis., pp. 1–10, 2015.

C. A. Siregar, A. M. Siregar, and M. Daud, “Pemetaan Potensi Radiasi Matahari Berdasarkan Perhitungan Matematika di Sumatera Utara,” Semin. Nas. Teknol. Edukasi dan Hum., vol. 1, pp. 72–77, 2021.

Y. D. Arfita, “Pemanfaatan Energi Surya Sebagai Suplai Cadangan pada Laboratorium Elektro Dasar di Institut Teknologi Padang,” J. Pengabdi. LPPM Untag Surabaya, vol. 2, no. 3, pp. 20–28, 2019.

A. Widyakusuma and A. M. Zainoeddin, “Ruang Ibadah pada Bangunan Masjid Darul Ulum Pamulang Ditinjau dari Sisi Kenyamanan Termal,” J. Kalibr., vol. 5, no. 1, pp. 22–44, 2022.

S. Taufik, “Optimalisasi Daya Panel Surya Menggunakan Reflektor Cekung dan Cooling System sebagai Pengatur Suhu Panel Surya Terhadap Radiasi Matahari,” 2019.

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.

M. Gatriser and J. T. Elektro, “Pemanfaatan Energi Matahari Menggunakan Teknologi Solar Cell untuk Charger di Lingkungan Kampus Ist Akprind Yogyakarta,” J. Elektr., vol. 2, no. 1, pp. 75–74, 2015.

Suwarti, Wahyono, and B. Prasetiyo, “Analisis Pengaruh Intensitas Matahari, Suhu Permukaan & Sudut Pengarah Terhadap Kinerja Panel Surya,” Eksergi, vol. 14, no. 3, p. 78, 2019.

P. K. Tiyas and M. Widyartono, “Pengaruh Efek Suhu Terhadap Kinerja Panel Surya,” J. Tek. Elektro, vol. 9, no. 1, pp. 1–6, 2020.

E. Roza and M. Mujirudin, “Perancangan Pembangkit Tenaga Surya Fakultas Teknik UHAMKA,” J. Kaji. Tek. Elektro, vol. 4, no. 1, pp. 16–30, 2019.

S. Satwiko, “Uji Karakteristik Sel Surya pada Sistem 24 Volt DC sebagai Catudaya pada Sistem Pembangkit Tenaga Hybrid,” Pros. Pertem. Ilm. XXVI HFI Jateng DIY, 14, pp. 208–212, 2012.

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.

K. Akhmad, “Pembangkit Listrik Tenaga Surya dan Penerapannya untuk Daerah Terpencil,” Din. Rekayasa, vol. 1, no. 1, pp. 29–33, 2005.

S. Utami, “Implementasi Algoritma Perturb and Observe untuk Mengoptimasi Daya Keluaran Solar Cell Menggunakan MPPT,” J. INFOTEL Inform. - Telekomun. - Elektron., vol. 9, no. 1, pp. 92–99, 2017.

N. R. Alham, F. H. Rumawan, M. Muslimin, R. M. Utomo, and A. Maulana, “Aplikasi Photovoltaic Cell (PV) terhadap Variasi Beban Elektrik sebagai Energi Alternatif,” J. Tek. Elektro Uniba (JTE UNIBA), vol. 5, no. 2, pp. 123–129, 2021.

A. Julisman, I. D. Sara, and R. H. Siregar, “Prototipe Pemanfaatan Panel Surya Sebagai Sumber Energi Pada Sistem Otomasi Stadion Bola,” Kitektro, vol. 2, no. 1, pp. 35–42, 2017.

Z. Iqtimal, I. Devi, and Syahrizal, “Aplikasi Sistem Tenaga Surya sebagai Sumber Tenaga Listrik Pompa Air,” Kitektro J. Online Tek. Elektro, vol. 3, no. 1, pp. 1–8, 2018.

A. E. Putra, R. Rifky, and A. Fikri, “Pemanfaatan Panas Buang Atap Seng dengan Menggunakan Generator Termoelektrik sebagai Sumber Energi Listrik Terbarukan,” Pros. Semin. Nas. Teknoka, vol. 3, no. 2502, p. 38, 2019.

Suwandi, “Implementasi DC/DC Boost Converter dengan Kontrol MPPT Perturb and Observe (P&O) sebagai Pengendali Daya Keluaran Thermoelectric Generator,” Universitas Jember, 2017.

R. Rifky and Y. Sirodz, “Pengembangan Model Pendingin Kabin City Car Bertenaga Surya Menggunakan Photovoltaics (PV) dan Thermoelectric (TEC),” Teknobiz J. Ilm. Progr. Stud. Magister …, vol. 10, no. 1, pp. 34–40, 2020.

Satria and G. Muhammad, “Rancang Bangun Energi Terbarukan dengan Mesin Pendingin,” J. Ilm. TEKNOBIZ, vol. 5, no. 3, pp. 152–158, 2015.

S. C. Puspita, H. Sunarno, and B. Indarto, “Generator Termoelektrik untuk Pengisisan Aki,” J. Fis. dan Apl., vol. 13, no. 2, pp. 84–87, 2017.

S. Ependi, N. Maharta, and E. Suyanto, “Pengembangan Perangkat Konversi Energi Panas Menjadi Energi Listrik,” J. Pendidik. Fis., vol. 4, no. 1, pp. 37–46, 2016.

Vazri Muharom and Rifky, “Pengaruh Sifat Konduktivitas Termal Material Isolator (Kayu, Karet dan Styrofoam) terhadap Perpindahan Panas dan Daya Keluaran Sistem Generator Termoelektrik,” Met. J. Manufaktur, Energi, Mater. Tek., vol. 1, no. 1, pp. 8–15, 2022.

R. & A. Z. M. Sary, “Kaji Eksperimental Perpindahan Panas pada Lemari Penyimpan Darah Portable dengan Memanfaatkan Efek Peltier,” J. Tek. Mesin Unsyiah, vol. 1, no. 2, p. 30, 2012.

S. N. Hutagalung and M. Panjaitan, “Pembelajaran Fisika Dasar Dan Elektronika Dasar (Arus, Hambatan Dan Tegangan Listrik) Menggunakan Aplikasi Matlab Metode Simulink,” J. Ikat. Alumni Fis. Unimed, vol. 4, no. 3, pp. 29–33, 2018.

N. Putra, R. A. Koestoer, M. Adhitya, A. Roekettino, and B. Trianto, “Potensi Pembangkit Daya Termoelektrik untuk Kendaraan Hibrid,” MAKARA Technol. Ser., vol. 13, no. 2, pp. 53–58, 2010.

S. Kwon, Y. Kim, S. Lee, and J. C. Kim, “Measurement of The Figure-of-Merit of Thermoelectric Devices,” 2012.

A. H. Yavuz, C. Emeksiz, and O. Sönmez, “The Experimental Design of Thermoelectric Generator for Industrial Waste Heat Recovery,” J. New Results Sci., vol. 5, no. 12, pp. 253–263, 2016.

G. J. Snyder and T. S. Ursell, “Thermoelectric Efficiency and Compatibility,” Phys. Rev. Lett., vol. 91, no. 14, pp. 148301/1-148301/4, 2003.

S. Renge, Barhaiya,Yashika, S. Pant, and S. sharma, “A Review on Generation of Electricity using Peltier Module,” Int. J. Eng. Res., vol. V6, no. 01, pp. 453–457, 2017.

Rifky, Dan Mugisidi, W. Kuncoro, and M. Vazri, “Pemanfaatan Panas Matahari Pada Dinding Luar Bangunan Sebagai Sumber Energi Listrik Menggunakan Generator Termoelektrik,” in Paper Knowledge . Toward a Media History of Documents, 2021, vol. 7, no. 2, pp. 107–15.

H. Lee, “Thermal Design: Heat Sinks, Thermoelectrics, Heat Pipes, Compact Heat Exchangers, and Solar Cells,” Therm. Des. heat Sink. Thermoelectr. heat pipes, Compact heat Exch. Sol. cells, vol. 91, no. 14, p. 10, 2022.

A. Lekbir, M. Meddad, A. Eddiai, S. Benhadouga, and R. Khenfer, “Higher-efficiency for combined photovoltaic-thermoelectric solar power generation,” Int. J. Green Energy, vol. 16, no. 5, pp. 371–377, 2019.

C. Babu and P. Ponnambalam, “The Theoretical Performance Evaluation of Hybrid PV-TEG System,” Energy Convers. Manag., vol. 173, no. April, pp. 450–460, 2018.

J. T. Jarman, E. E. Khalil, and E. Khalaf, “Energy Analyses of Thermoelectric Renewable Energy Sources,” Open J. Energy Effic., vol. 02, no. 04, pp. 143–153, 2013.

H. Habiburosid, W. Indrasari, and R. Fahdiran, “Karakterisasi Panel Surya Hybrid Berbasis Sensor Ina219,” in Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal) SNF2019, 2019, vol. VIII, pp. SNF2019-PA-173–178.

R. Bjørk and K. K. Nielsen, “The Performance of A Combined Solar Photovoltaic (PV) and Thermoelectric Generator (TEG) System,” Sol. Energy, vol. 120, pp. 187–194, 2015.