POTENSI TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN TERMOELEKTRIK GENERATOR

POTENSI TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK
DENGAN MENGGUNAKAN TERMOELEKTRIK GENERATOR
SKRIPSI
Disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan Vokasional Teknik Elektro(S.Pd)

Disusun Oleh:
SINTIANI PERDANI

NIM. 2283170008

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN VOKASIONAL TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
KOTA SERANG
2021

LEMBAR PENGESAHAN

POTENSI TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK
DENGAN MENGGUNAKAN TERMOELEKTRIK GENERATOR

“SINTIANI PERDANI
NIM 2283170008

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi
Program Studi Pendidikan Vokasional Teknik Elektro

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Tanggal: ................

Nama/Jabatan TIM PENGUJI Tanggal
Didik Aribowo, S.T., M.T. Tanda Tangan

(Ketua/Penguji) ………………………… …………………………
Desmira, S.T., M.T.
………………………… …………………………
(Sekretaris/Penguji)
Endi Permata, S.T., M.T. ………………………… …………………………

(Penguji Utama)

Dekan Mengesahkan:
Serang, Oktober 2021

Ketua Program Studi

Dr. Dase Erwin Juansah, M.Pd. Mohammad Fatkhurrokhman, S.Pd.,
NIP. 19770726200312 1 001 S.Kom.,M.Pd.

NIP.19890405 2019031010

ii

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Sintiani Perdani

NIM 2283170008

Program Studi : Pendidikan Vokasional Teknik Elektro - Untirta

Judul Skripsi : Potensi Tempurung Kelapa Sebagai Pembangkit Listrik Dengan

Menggunakan Termoelektrik Generator

Dengan ini menyatakan bahwa skripsi ini merupakan hasil karya saya sendiri dan
belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar sarjana di suatu perguruan tinggi
manapun, dan sepanjang pengetahuan saya dalam skripsi ini 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.

Serang, 10 Oktober 2021
Yang Membuat Pernyataan,

Sintiani Perdani
NIM. 2283170008

iv

MOTTO
Do the best and pray. God will take care of the rest

Sintani Perdani
"If you don’t go after what you want, you’ll never have it. And if you don’t ask, the

answer is always no. Also if you don’t step forward, you’re always in the same
place."

Nora Roberts
(Bila kamu tidak mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan pernah
mendapatkannya. Jika kamu tidak pernah bertanya, maka kamu tidak akan pernah
mendapat jawaban. Dan bila kamu tidak melangkah maju, maka kamu akan tetap

berada di tempat yang sama.)

v

KATA PENGANTAR
Puji syukur atas karunia yang Allah SWT berikan, atas limpahan rahmat dan
kasih sayang-Nya, atas petunjuk dan bimbingan yang telah diberikan, sehingga Skripsi
ini yang berjudul “Potensi Tempurung Kelapa Sebagai Pembangkit Listrik Dengan
Menggunakan Prinsip Termoelektrik Generator” dapat diselesaikan dengan baik.

Pada kesempatan ini, peneliti ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang
setulusnya kepada semua pihakyang telah memberikan bantuan baik berupa
bimbingan, dorongan motivasi, arahan serta doa selama proses penulisan Proposal
Skripsi ini berlangsung. Selain itu ucapan terima kasih juga tak lupa disampaikan
peneliti kepada :

1. Rektor Universitas Sultan Ageng Tirtayasa yang telah banyak membantu
sehingga skripsi ini dapat terwujud.

2. Dr. Dase Erwin Juansah, M.Pd. selaku Dekan FKIP Untirta.
3. Bapak Endi Permata S.T., M.T selaku Ketua Jurusan Program Studi

Pendidikan Vokasional Teknik Elektro.
4. Ibu Ratna Ekawati, S.Pd.Si., M.Pd. selaku Dosen Pembimbing Akademik

Program Studi Pendidikan Vokasional Teknik Elektro.
5. Bapak Didik Aribowo, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing 1 Program Studi

Pendidikan Teknik Vokasional Elektro, Fakultas Keguruan Dan Ilmu
Pendidikan.
6. Ibu Desmira, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing 2 Program Studi
Pendidikan Teknik Vokasional Elektro, Fakultas Keguruan Dan Ilmu
Pendidikan.
7. Kepada Orang tua yang telah memberikan dukungan moril serta materil dan
doa dalam pembuatan skripsi ini.
8. Keluarga Besar Himpunan Mahasiswa Pendidikan Teknik Vokasional Elektro
yang telah menjadi tempat menggali kemampuan organisasi.

vi

9. Kawan – kawan pengurus FKHMEI (Forum Komunikasi Himpunan Mahasiwa
Elektro Indonesia) Wilayah VI Jabodetabek & Banten yang telah menjadi
tempat menggali kemampuan organisasi.

10. Devi Pertiwi, Desta Umi Hanni A, Endang sebagai tempat berkeluh kesah.
11. Terimakasih kepada M. Firdaus Pane tempat bertukar ilmu.
12. Terimakasih team Data Analys PT. Neurosensum Technology International

sebagai tempat bekerja saya dan telah menggaji saya yang Sebagian telah saya
gunakan untuk skripsi ini.
13. Semua pihak yang tidak saya sebutkan satu persatu, yang telah memberikan
bantuan pelaksanaan penelitian dan penyusunan laporan ini, semoga segala
bentuk bantuan yang telah diberikan menjadi amal ibadah dan bernilai phala di
sisi Allah SWT.
14. Last but not least, I wanna thank me I wanna thank me for believing in me,I
wanna thank me for doinng all this hard work I wanna thank me for having no
days off. I wanna thank me for never quitting I wanna thank me for always
being a giver and tryna give more than I receive.

Skripsi ini masih banyak kekurangan, maka dari itu sangat besar harapan peneliti
adanya masukan dan saran dari pembaca untuk perbaikan pada skripsi ini dan pada
akhirnya peneliti juga berharap semoga sebuah karya ilmiah yang ditulis ini dapat
memberikan manfaat yang positif bagi siapa saja yang membacanya.

Serang, 01 September 2021

Sintiani Perdani
(2283170008)

vii

ABSTRAK
Sintiani Perdani : Potensi Tempurung Kelapa Sebagai Pembangkit Listrik Dengan
Menggunakan Termoelektrik Generator.

Sekitar 35% dari total pemanfaatan buah kelapa pada saat ini masih belum
sepenuhnya termanfaatkan. Termoelektrik adalah teknologi yang mengubah energi
panas secara langsung menjadi energi listrik atau mengubah energi listrik menjadi
energi pemanasan dan pendinginan. Pengambilan data menggunakan dua buah
multimeter dan termometer elektrik, pengambilan data dilakukan 2 menit. Dari hasil
pengujian alat ini dapat menghasilkan tegangan rata-rata 10,05 Volt untuk tempurung
kelapa 200gram, Arus rata-rata 0,99 Ampere dan daya rata-rata sebesar 13,84 Watt
dan dapat mengisi penuh baterai sampai 3 jam 33 menit, sedangkan untuk 300 gram
menghasilkan tegangan rata-rata 10,59 Volt untuk tempurung kelapa 300gram, Arus
rata-rata 0,995 Ampere dan daya rata-rata sebesar 13,56 Watt dan baterai dapat terisi
penuh sekitar 3 jam 36 menit, sedangkan tempurung kelapa seberat 400gram dapat
menghasilkan tegangan rata-rata 10,94 Volt, arus rata-rata 1 Ampere dan daya rata-
rata sebesar 13,70 Watt dan baterai dapat terisi penuh sekitar 3 jam 30 menit. Semakin
banyak tempurung kelapa yang digunakan untuk pembakaran maka suhu semakin
panas serta tegangan dan arus didapatkan semakin cepat, namun dengan catatan
memperhatikan batas maksimum suhu dari termoelektrik yaitu dengan ΔT tidak lebih
dari 200o C.
Kata Kunci : Tempurung Kelapa, Termoelektrik, Energi Listrik.

viii

Abstract
Sintiani Perdani :The Potential Of Coconut Shell As A Power Plant By Using A
Thermoelectric Generator.

Around 35% of the total utilization of coconuts at this time is still not fully utilized.
Thermoelectric is a technology that converts heat energy directly into electrical energy or
converts electrical energy into heating and cooling energy. Data retrieval using two
multimeters and an electric thermometer, data collection was carried out for 2 minutes. From
the test results, this tool can produce an average voltage of 10.05 Volt for 200gram coconut
shells, an average current of 0.99 Ampere and an average power of 13.84 Watts and can fully
charge the battery up to 3 hours 33 minutes, while for 300 grams produces an average voltage
of 10.59 Volts for 300gram coconut shells, an average current of 0.995 Ampere and an
average power of 13.56 Watts and the battery can be fully charged in about 3 hours 36
minutes, while a coconut shell weighing 400 grams can produces an average voltage of 10.94
Volts, an average current of 1 Ampere and an average power of 13.70 Watts and the battery
can be fully charged in about 3 hours 30 minutes. The more coconut shells used for
combustion, the hotter the temperature and the faster the voltage and current are obtained,
but with a note that the maximum temperature limit of the thermoelectric is T not more than
200o C.
Keywords: Coconut Shell, Thermoelectric, Electrical Energy.

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
SURAT PERNYATAAN....................................................................................... iv
MOTTO .................................................................................................................. v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
ABSTRAK ........................................................................................................... viii
Abstract .................................................................................................................. ix
DAFTAR ISI........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL................................................................................................ xvi
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xvii
Lampiran 1. SK Pembimbing.............................................................................. xvii
BAB 1 ..................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

A. Latar Belakang .................................................................................................. 1
B. Rumusan Masalah ............................................................................................. 3
C. Tujuan Penelitian .............................................................................................. 4
D. Manfaat Penelitian ............................................................................................ 4
E. Batasan Masalah................................................................................................ 5
BAB II..................................................................................................................... 6
LANDASAN TEORI .............................................................................................. 6

x

A. Kajian Teori ...................................................................................................... 6
1. Sumber Energi Panas..................................................................................... 6
2. Termoelektrik ................................................................................................ 8
3. Prinsip Kerja Termoelektrik ........................................................................ 13
4. Effeck Seedback .......................................................................................... 20
5. Effect peltier ................................................................................................ 23
6. Tempurung Kelapa ...................................................................................... 24

B. Hasil Penelitian Yang Relevan........................................................................ 25
C. Rancangan Pemecahan Masalah ..................................................................... 26
BAB III.................................................................................................................. 28
METODE PENELITIAN...................................................................................... 28
A. Alur Penelitian ................................................................................................ 28
B. Instrumen Penelitian........................................................................................ 29
C. Perancangan Penelitian ................................................................................... 30

1. Rancangan Termoelektrik Generator .......................................................... 30
2. Blok Diagram Termoelektrik Generator ..................................................... 32
3. Perancangan Komponen Termoelektrik Generator ..................................... 33
4. Perancangan Keseluruhan Alat Termoelektrik Generator........................... 34
D. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................................... 35
E. Efektivitas Sistem............................................................................................ 35
F. Komponen Penelitian ...................................................................................... 36
1. Baterai GTZ5S ............................................................................................ 36
2. Modul LM2596 ........................................................................................... 36

3. Modul XL4015 ............................................................................................ 37
4. Radiator ....................................................................................................... 37

xi

5. Kipas DC ..................................................................................................... 38
6. Pompa Air DC ............................................................................................. 39
7. Tempurung Kelapa ...................................................................................... 39
G. Jadwal Penelitian............................................................................................. 41
BAB IV ................................................................................................................. 42
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN...................................................... 42
A. Hasil Pengujian ............................................................................................... 42
1. Data bahan bakar tempurung kelapa yang digunakan................................. 43
2. Hasil Data Pengujian Penurun Tegangan menggunakan LM2596.............. 44
3. Hasil Data Pengujian Penurun Arus menggunakan XL4015 ...................... 50
B. Pembahasan..................................................................................................... 54
1. Pengujian Secara Keseluruhan .................................................................... 54
2. Pengujian Alat dan Analisa ......................................................................... 58
3. Efisiensivitas Sistem Generator Termoelektrik ........................................... 69
4. Perhitungan Koefisien Seebeck ................................................................... 72
BAB V................................................................................................................... 77
PENUTUP............................................................................................................. 77
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 78

xi
i

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.Proses perpindahan panas konduksi ............................................................ 7
Gambar 2. Proses perpindahan panas konveksi ........................................................... 8
Gambar 3. Hybrid Mobile dengan TEG....................................................................... 9
Gambar 4. Jam Tangan Thermal .................................................................................. 9
Gambar 5. Struktur Termoelektrik ............................................................................. 11
Gambar 6. Susunan semi konduktor pada termoelektrik. .......................................... 12
Gambar 7. Model rangkaian modul TEC termoelektrik ............................................ 13
Gambar 8. Skema siklus ideal kompresi uap ............................................................. 14
Gambar 9. Rangkaian mesin pendingin termoelektrik............................................... 15
Gambar 10. Arah aliran elektron pada semikonduktor tipe N ................................... 16
Gambar 11. Arah aliran hole pada semikonduktor tipe P .......................................... 17
Gambar 12. Rangkaian seri termoelektrik dengan semikonduktor yang tunggal ..... 18
Gambar 13. Rangkaian seri-zigzag modul termoelektrik semikonduktor tunggal..... 18
Gambar 14. Modul termoelektrik semikonduktor ganda ........................................... 19
Gambar 15. Rangkaian seri modul termoelektrik semikonduktor ganda................... 20
Gambar 16. Efek pada termoelektrik ......................................................................... 21
Gambar 17. Efek Seeback di TEG ............................................................................. 21
Gambar 18. Prinsip kerja TEG................................................................................... 22
Gambar 19. Grafik efisiensi maksimal peltier ........................................................... 24
Gambar 20. Flowchart Proses Penelitian ................................................................... 29
Gambar 21. Blok diagram alat ................................................................................... 30
Gambar 22. Desain Hardware penempatan Termoelektrik........................................ 31
Gambar 23. Blok Diagram Sistem ............................................................................. 32
Gambar 24. Rancangan komponen termoelektrik generator...................................... 34
Gambar 25. Skema termoelektrik generator LM2596 ............................................... 34
Gambar 26. Skema termoelektrik generator keseluruhan .......................................... 35

xiii

Gambar 27. Baterai Kering GTZ6S ........................................................................... 36
Gambar 28. Modul LM2596 ...................................................................................... 36
Gambar 29. Modul XL4015....................................................................................... 37
Gambar 30. Radiator .................................................................................................. 38
Gambar 31. Kipas DC ................................................................................................ 38
Gambar 32. Pompa Air DC........................................................................................ 39
Gambar 33. Sampah Tempurung Kelapa ................................................................... 40
Gambar 34. Tempurung kelapa dengan berat 200 gram ............................................ 43
Gambar 35. Tempurung kelapa dengan berat 300 gram ............................................ 43
Gambar 36. tempurung kelapa dengan berat 400 gram ............................................. 44
Gambar 37. Grafik pengujian perubahan tegangan terhadap beda temperature ........ 46
Gambar 38. Grafik pengujian perubahan tegangan terhadap beda temperature ........ 47
Gambar 39. Grafik pengujian perubahan tegangan terhadap beda temperature ........ 49
Gambar 40. Grafik pengujian perubahan arus terhadap beda temperature ............... 51
Gambar 41. Grafik pengujian perubahan arus terhadap beda temperature ............... 52
Gambar 42. Grafik pengujian perubahan arus terhadap beda temperature ............... 54
Gambar 43. Grafik Perubahan Daya, Arus dan Tegangan Terhadap Temperatur pada
bahan 200 gram .......................................................................................................... 56
Gambar 44. Grafik Perubahan Daya, Arus dan Tegangan Terhadap Temperatur pada
bahan 300 gram .......................................................................................................... 57
Gambar 45. Grafik Perubahan Daya, Arus dan Tegangan Terhadap Temperatur ..... 58
Gambar 46. Rangkaian 10 modul termoelektrik ........................................................ 59
Gambar 47. Rangkaian implementasi 10 modul termoelektrik ................................. 60
Gambar 48. Pengambilan data suhu sisi dingin pada termoelektrik generator dengan
berat tempurung kelapa 200 gram.............................................................................. 62
Gambar 49. keluaran tegangan dari termoelektrik ..................................................... 62
Gambar 50. Keluaran arus dari termoelektrik............................................................ 63
Gambar 51. Pengambilan data suhu sisi panas pada termoelektrik generator dengan
berat tempurung kelapa 300 gram.............................................................................. 65

xiv

Gambar 52. Pengambilan data suhu sisi panas pada termoelektrik generator dengan
berat tempurung kelapa 400 gram.............................................................................. 68
Gambar 53. Efisiensi maksimum dari rancangan sistem generator termoelektrik
terhadap semua variasi perlakuan terhadap bahan. .................................................... 71

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Jadwal Kegiatan Penelitian ..................................................................... 41
Tabel 2. Hasill Pengujian alat dengan beban 200 gram tempurung kelapa .......... 45
Tabel 3. Hasill Pengujian alat dengan beban 300 gram tempurung kelapa .......... 46
Tabel 4. Hasill Pengujian alat dengan beban 400 gram tempurung kelapa .......... 48
Tabel 5. Hasil Pengujian Arus Dengan Beban 200 Gram..................................... 50
Tabel 6. Hasil Pengujian Arus Dengan Beban 300 Gram..................................... 51
Tabel 7. Hasil Pengujian Arus Dengan Beban 400 Gram..................................... 53
Tabel 8. Hasil Data Pengujian Secara Keseluruhan 200 Gram............................. 55
Tabel 9. Hasil Data Pengujian Secara Keseluruhan 300 Gram............................. 56
Tabel 10. Hasil Data Pengujian Secara Keseluruhan 400 Gram........................... 57
Tabel 11. Tabel Total Beban Yang Digunakan..................................................... 61
Tabel 12. Efisiensivitas Sistem Generator Termoelektrik .................................... 69
Tabel 13. Tabel Data Untuk Perhitungan koefisien Seeback 200 Gram............... 73
Tabel 14. Tabel Data Untuk Perhitungan koefisien Seeback 300 Gram............... 74
Tabel 15. Tabel Data Untuk Perhitungan koefisien Seeback 400 Gram............... 75

xvi

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. SK Pembimbing Skripsi
Lampiran 2. Surat Observasi ke UNSURYA
Lampiran 3. Tabel Perhitungan Tempurung Kelapa 200 Gram
Lampiran 4. Tabel Perhitungan Tempurung Kelapa 300 Gram
Lampiran 5. Tabel Perhitungan Tempurung Kelapa 400 Gram
Lampiran 6. Efisiensivitas Sistem Generator Termoelektrik
Lampiran 7. Data Sheet Termoelektrik Generator 12706
Lampiran 8. Data Sheet Modul Stepdown LM 2596
Lampiran 9. Data Sheet Modul XL4015

xvii

BAB 1

PENDAHULUAN
A. Latar Belakang

Indonesia terletak di garis khatulistiwa dan memiliki berbagai potensi
alam. Sinar matahari, aliran sungai, dan sumber daya alam lainnya dapat
digunakan sebagai sumber listrik alternatif. Sumber energi alternatif
mendukung keberlanjutan energi di masa depan. Waktu kehabisan batubara
akan lebih lama, sehingga penggantian sumber listrik harus seimbang. Contoh
pembangkit listrik alternatif yang didirikan di berbagai daerah adalah
pembangkit listrik tenaga surya (PLTS), pembangkit listrik tenaga air (PLTA),
pembangkit listrik tenaga angin (PLTB) dan berbagai jenis pembangkit listrik
lainnya.

Penggunaan sumber energi fosil di Indonesia masih didominasi minyak
bumi dan batubara. Jika sumber energi terbarukan tidak ditemukan dalam
waktu dekat, Indonesia khawatir negara akan kekurangan energi. Saat ini,
kebutuhan listrik berbanding terbalik dengan pasokan listrik yang dihasilkan.
Untuk itu diperlukan inovasi kelistrikan untuk mencapai keseimbangan.
Sumber energi terbarukan yang dapat memberikan dukungan penting untuk
memenuhi kebutuhan listrik pada tahun 2025 adalah energi panas bumi dan
biomassa (oleh limbah, limbah dan gasifikasi).

Seiring dengan meningkatnya permintaan energi negara dengan
pertumbuhan ekonomi negara, maka perlu untuk terus menyediakan energi
dalam jumlah dan kualitas yang cukup dengan harga yang wajar. Dengan
berkurangnya energi fosil, orang-orang bekerja keras untuk mencari sumber
energi alternatif baru. Salah satu solusi pembangkit listrik yang paling ramah
lingkungan adalah dengan menggunakan efek termoelektrik.

1

2

Sebagai negara tropis, Indonesia merupakan salah satu penghasil
kelapa terbesar di dunia. Pada tahun 2005, luas tanam kelapa sawit di Indonesia
mencapai 3,29 juta hektar. Dan data dari Komunitas Kelapa Asia Pasifik
(APCC, 2001) menunjukan bahwa produksi buah kelapa nasional adalah
sebanyak 15,5 miliar butir/tahun.

Menurut (Harris, Anam, & Mahmudsyah, 2013), sekitar 35% dari total
pemanfaatan buah kelapa pada saat ini masih belum sepenuhnya termanfaatkan
secara maksimal. Pemanfaatan tempurung kelapa saat ini telah diusahakan
untuk pengolahan sebagai arang ataupun untuk produk kerajinan. Biasanya
serabut kelapa hanya digunakan untuk bahan pembuat keset kaki, tali, sapu,
bahkan bahan pengganti bahan bakar yang dianggap limbah oleh warga.
Padahal tempurung kelapa mempunyai potensi sebagai baahan baku untuk
pembangkit energi listrik dengan prinsip termoelektrik generator.

Sumber panas api saat ini di Indonesia belum dimanfaatkan secara
maksimal, sedangkan beberapa negara sudah mulai banyak yang
memanfaatkan sumber panas api, karena sumber panas api ini dapat
dimanfaatkan menjadi energi listrik. Di Indonesia baru segelintir orang yang
memanfaatkan sumber panas api ini sebagai penghasil listrik, kedepannya di
harapkan sumber api ini digunakan untuk mengurangi pemakaian batu bara dan
sumber daya alam lainnya.

Penelitian ini didasari akan potensi pemanfaatan dari sumber panas
pembakaran dengan memanfaatkan termoelektrik generator jenis TEC12706,
yaitu pada perbedaan temperatur antara suhu panas dan suhu dingin pada
termoelektrik sebagai penghasil listrik, yaitu dengan menggunakan
termoelektrik generator. Termoelektrik adalah teknologi yang mengubah
energi panas secara langsung menjadi energi listrik atau mengubah energi
listrik menjadi energi pemanasan dan pendinginan. Berdasarkan kondisi uraian

3

dan latar belakang masalah tersebut maka, dibuatlah tugas akhir tentang alat
yang merupakan salah satu solusi yang berjudul “Potensi Tempurung Kelapa
Sebagai Pembangkit Listrik Dengan Menggunakan Prinsip
Termoelektrik Generator” dengan harapan pemanfaatan sumber panas
pembakaran sampah ini dapat menjadi penghasil listrik yang bisa menyalakan
lampu dan mampu untuk mengisi baterai, dengan alat ini diharapkan mampu
membantu daerah yang belum terpasok listrik PLN. Penerapan penggunaan
TEG sebagai pembangkit listrik dapat dibagi menjadi pembangkit listrik
rendah dan pembangkit tenaga tinggi.

Menurut (Tellurex,2010), Pemilihan spesifikasi modul termoelektrik
didasarkan pada beban termal, perbedaan suhu dan parameter listrik yang
digunakan. Pendingin termoelektrik memiliki serangkaian keuntungan, seperti
operasi tenang, kemudahan perawatan, perhatian lingkungan dan kurangnya
banyak komponen tambahan. Selanjutnya, keunggulan lain dari tanaman
termoelektrik selama pendinginan dapat mengurangi polusi atmosfer dan zat
kelelahan ozon (ODS) karena mereka tidak lagi menggunakan
hidrokloroflorocarbon (HCFC) dan klorofluorokarbonat (CFC). Dikenal
sebagai zat yang ozon habis (ODS).

B. Rumusan Masalah
Berdasarkan dana masalah yang disebutkan di atas, masalah dapat

diformulasikan dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. Bagaimana proses pembuatan alternatif pembangkit listrik dari
tempurung kelapa dengan prinsip termoelektrik generator?

2. Bagaimana potensi pemanfatan sumber panas pembakaran sampah
tempurung kelapa 200 gr, 300gr, 400 gr ?

3. Bagaimana hasil perbandingan data yang didapatkan untuk berat yang
berbeda?

4

4. Bagaimana memperoleh data perubahan setiap 2 menit dari proses
pembakaran tempurung kelapa?

5. Berapa tegangan yang dihasilkan dari proses pembakaran dengan
menggunakan prinsip termoelektrik generator?

C. Tujuan Penelitian
Tujuan dalam penelitian ini menyesuaikan pada masalah yang ada pada

poin diatas yaitu:
1. Membuat sebuah alternatif pembangkit listrik dari tempurung kelapa
dengan prinsip termoelektrik generator.
2. Mengetahui potensi pemanfatan sumber panas pembakaran tempurung
kelapa 200 gr, 300gr, 400 gr.
3. Mengetahui data perubahan setiap berat yang berbeda.
4. Mengetahui cara memperoleh data perubahan setiap 2 menit dari proses
pembakaran tempurung kelapa.
5. Mengetahui tegangan yang dihasilkan dari proses pembakaran dengan
menggunakan prinsip termoelektrik generator.

D. Manfaat Penelitian
Berikut adalah beberapa manfaat yang diharapkan dari penelitian ini:
1. Mengurangi pemakaian sumber energi listrik yang berasal dari fosil.
2. Hasil penelitian ini dapat mendukung untuk pengembangan
pembangkit listrik berbahan bakar tempurung kelapa.
3. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai bahan referensi tambahan
untuk penelitian terkait selanjutnya.

5

E. Batasan Masalah
Berdasarkan permasalahan sebelumnya, maka dapat diformulasikan

dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Pengujian dilakukan dengan memanaskan sisi media uji dari media

pembakaran tempurung kelapa dengan jenis kelapa yang sudah tua dan
kering sebanyak 200 gr, 300gr, 400 gr.
2. Pengujian dilakaukan dengan sepuluh modul termoelektrik TEC1-
12706 dan modul penurun tegangan LM2596, XL4015.
3. Pengujian dilakukan guna mengetahui keluaran dari pembangkit
termoelektrik.

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Kajian Teori
1. Sumber Energi Panas
Suatu energi panas atau biasa disebut dengan energi kalor merupakan
suatu bentuk energi yang dapat berpindah karena disebabkan oleh
perbedaan suhu atau temperatur (Ramlati, hamka, & saenab, 2017)

Sedangkan kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat mengakibatkan
perubahan suhu ataupun zat. Biasanya energi kalor adalah sutu hasil lain
dari perubahan suatu bentuk energi lainnya. Energi ini dapat diperoleh dari
suatu energi kimia, seperti pembakaran suatu bahan bakar (Hamdi, 2016)

Perpindahan panas adalah perpindahan panas yang terjadi karena ada
perbedaan atau suhu suhu pada objek dan bahan tertentu. Ada kecepatan
ketika perpindahan panas terjadi, dan yang umumnya disebut tingkat
transfer panas. Mekanisme perpindahan panas dibagi menjadi 3, yaitu
konduksi, konveksi dan radiasi. Apa yang dimaksud dengan perpindahan
panas panduan ini adalah perpindahan panas yang terjadi karena energi
mengalir deras dengan suhu tinggi di daerah dengan suhu rendah melalui
sarana (padat, cair, gas) atau antara rata-rata yang berpotongan. terjadi
pulsa dan energi. Pertukaran sementara konvensi perpindahan panas
adalah perpindahan panas yang terjadi karena pergerakan atau campuran
setengah panas di setengah dingin. Yang terakhir adalah bahwa transfer
panas radiasi adalah perpindahan di mana energi termal mengalir dari suhu
rendah jika objek dipisahkan menjadi sebuah ruangan (Poernomo Sari,
2016)

6

7

a. Konduksi
Konduksi ini adalah perpindahan panas yang diproduksi

menjadi dukungan padat dan tidak tembus cahaya. Berikut adalah
ilustrasi dalam perpindahan panduan ini.:

A ∂X
cond

Gambar 1.Proses perpindahan panas konduksi

Menurut hukum laju perpindahan panas per satuan luas,
perpindahan panas sebanding dengan gradien suhu normal.

qcond =−k A. cond .∂∂XT ,
dimana ∂T adalah gradien suhu ke arah perpindahan panas antara
dua tempat, dan ∂X k adalah konduktivitas thermal zat.

b. Konveksi

Laju perpindahan panas didefinisikan sebagai:
q hAT= . ( d −Tf ),

h adalah koefisien proses konveksi (W/m2 oC), A adalah luas
perpindahan panas (m2), Td adalah suhu pendinginan (oC), dan Tf
adalah suhu cair (oC).

8

A rad ≈ F .. εσ . 0 14

Gambar 2. Proses perpindahan panas konveksi

c. Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas yang dihasilkan oleh benda
panas ke benda dingin ketika benda-benda dipisahkan dalam ruang
(kadang-kadang dalam ruang hampa) karena analogi antara cahaya
dan gelombang elektromagnetik (radiasi matahari).

q=σAT 4
Σ adalah konstanta stefanboltzmann, 5.67x108 (w / m2 k4),
permukaannya diekspresikan dengan suhu permukaan (k))
(Ryanuargo, 2013 : 3).

2. Termoelektrik
Proyek Turbosteamer and Thermoelectric Generator (TEG) difokuskan

pada pembangkitan arus listrik dari limbah panas untuk meningkatkan
efisiensi mesin secara keseluruhan, tetapi setiap proyek mengikuti
pendekatan dan kerangka waktu yang berbeda. Ada potensi besar untuk
penghematan bahan bakar yang cukup besar jika energi listrik yang
dibutuhkan oleh semua sistem dalam mobil dapat diproduksi menggunakan
limbah panas daripada hanya mengandalkan generator kendaraan. Panas
yang dihasilkan karena pembakaran dimanfaatkan kembali unutk
membangkitkan listrik dengan menggunakan TEG. (GreenCarCongress)

9

Gambar 3. Hybrid Mobile dengan TEG
Jam tangan termal memanfaatkan panas dari tubuh manusia untuk
membangkitkan listrik sehingga dapat menyuplai kebutuhan listrik .

Gambar 4. Jam Tangan Thermal

10

Termoelektrik merupakan suatu alat yang digunakan untuk
mengkonversi perbedaan temperatur menjadi suatu tegangan listrik ataupun
sebaliknya (Putra, 2018)

Generator termoelektrik (TEG) dengan nomor seri 14706 merupakan
perangkat solid state yang menghasilkan energi listrik dari perbedaan suhu
yang diterapkan pada TEG. Termoelektrik generator pertama kali
diperkenalkan dan ditemukan oleh Thomas Johann Seebeck tahun 1821.
Seebeck berbicara bahwa energi potensial termoelektrik dapat
dikembangkan dengan adanya perbedaan antara suhu pada dua bahan yang
berbeda. Akibatnya, fenomena ini disebut sebagai "efek Seebeck".
Biasanya, sejumlah besar elemen TE dihubungkan secara seri secara
elektrik dan termal secara paralel untuk meningkatkan daya keluaran TEG.
Ukuran standar modul TEG bervariasi dari 40×40×3 mm hingga sampai
50×50×5 mm. Untuk TEG (Termoelektrik Generator) fleksibel,
ketebalannya bervariasi dari 10m hingga 500 m. Modul TEG standar
biasanya menggunakan telurium (Te), bismut (Bi), antimon (Sb) atau
selenium (Se) untuk membentuk dasar dari sistem TE [30, 31]. Kombinasi
Bismut telluride (Bi2Te3) dan antimon telluride (Sb2Te3) adalah bahan TE
yang paling umum digunakan karena efisiensinya yang tinggi pada suhu
kamar. Selain itu, bahan ini juga mudah disimpan dalam film tipis untuk
membuat modul fleksibel. Fisik bentuk TEG yang digunakan dalam
penelitian ini ditunjukkan pada manfaat TEG termasuk rentang hidup yang
lebih lama dari itu sistem pembangkit listrik lainnya, tidak adanya bagian
yang bergerak, tidak adanya emisi polutan berbahaya selama operasi, tidak
adanya biaya operasi dan pemeliharaan, tidak adanya reaksi kimia dengan
lingkungan (yaitu ramah lingkungan), operasi yang andal, operasi solid-
state, dan penggunaan potensi termal yang rendah energi. (Cekdin, Nawawi,
& Faizal, 2020)

11

Umumnya termoelektrik menggunakan bahan semikonduktor atau
biasa disebut solid state technology. Struktur termoelektrik terdiri dari
elemen tipe-P, yaitu material yang kekurangan elektron dan elemen tipe-N
yaitu material yang kelebihan muatan elektron. Sedangkan generator
termoelektrik (TEG) merupakan alat yang dapat digunakan untuk
penggunaan pembangkit listrik dengan memanfaatkan energi konduktivitas
daya hantar dari elemen logam (Ryanuargo, Anwar, & Sari, 2013)

Gambar 5. Struktur Termoelektrik
Termoelektrik adalah konversi langsung panas menjadi suatu energi
listrik. Termoelektrik didasarkan pada efek yang dikenal sebagai efek
Seebeck, pertama kali ditemukan oleh Thomas Johann Seebeck pada tahun
1821 (Ryanuargo, Anwar, & Sari, 2013)
Pendingin termoelektrik adalah perangkat yang menyebabkan
perbedaan suhu antara dua sisi ketika arus searah mengalir melalui elemen
semikonduktor. Selain itu, bagian terpenting dari thermoelectric generator
memiliki fungsi pendinginan dan pemanasan pada kedua sisinya yang dapat
menghasilkan arus positif dan negatif. Saat tekanan darah dan serum Anda
baik-baik saja (Klara & Sutrisno, 2016)

12

Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengubah energi termal langsung
ke listrik. Ini disebut generator termoelektrik dan mengubah listrik langsung
ke listrik untuk menghasilkan udara dingin. Untuk menghasilkan listrik,
cukup letakkan bahan termoelektrik pada sirkuit yang menghubungkan
panas dan sumber dingin. Prototipe dirancang untuk menghasilkan
serangkaian energi tergantung pada jenis bahan yang digunakan.
Pengoperasian pendingin termoelektrik ketika bahan menerima panas yang
menyerap energi. Oleh karena itu, Untuk mendinginkan udara, tidak perlu
untuk kompensator pendinginan serta pada perangkat pendingin tradisional.
Bahan-bahan yang biasa digunakan untuk keperluan pembangkit energi
adalah semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan yang mampu
membawa arus listrik, tetapi tidak sempurna.

Gambar 6. Susunan semi konduktor pada termoelektrik.
Semikonduktor yang digunakan dalam termoelektrik adalah
semikonduktor tipe dan tipe. Bahan semikonduktor yang digunakan adalah
bahan semikonduktor eksogen (Klara & Sutrisno, 2016)

13

Termoelektrik adalah perangkat modular yang mampu secara langsung
mengubah energi panas menjadi listrik. Elemen termoelektrik terbuat dari
bahan semikonduktor dari berbagai jenis dan komponen.

Generator termoelektrik dapat mengubah perbedaan suhu secara
langsung menjadi energi listrik, namun TEG masih memiliki beberapa
kekurangan. Dengan kata lain, nilai efektif terendah adalah 10%. Kerugian
kinerja adalah TEG tidak bekerja secara optimal karena konveksi termal di
TEG tidak sepenuhnya diserap dan sistem pendingin tidak sempurna. Hal
inilah yang menjadi dasar dari penelitian ini, merancang sistem isolasi untuk
memaksimalkan kerja modul TEG. Selain itu, menggunakan listrik yang
dihasilkan untuk mengisi ulang baterai sebagai penghasil energi alternatif
(Puspita, Sunarno, & Indarto, 2017)
3. Prinsip Kerja Termoelektrik

Prinsip operasi dari thermoelectricity didasarkan pada efek Seebeck.
Artinya, jika dua logam berbeda yang terhubung di satu ujung dan menerima
temperatur yang berbeda saat menghubungkan, akan ada perbedaan
potensial antara satu ujung dan yang lainnya. (Çengel & Boles, 2006)

Gambar 7. Model rangkaian modul TEC termoelektrik

14

Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengubah energi panas
secara langsung menjadi listrik (thermoelectric generator) atau sebaliknya
(thermoelectric pada lemari es) dengan menghasilkan udara dingin dari
energi listrik. Untuk menghasilkan listrik, cukup dengan memasukkan
bahan termoelektrik ke dalam rangkaian yang menghubungkan sumber
panas dan dingin. Tergantung pada jenis bahan yang digunakan, rangkaian
menghasilkan sejumlah listrik. Fungsi thermoelectric cooler tidak banyak
berubah (Shabbaz, Raghutla, & Chittedi, 2020)

Menurut (Yono, Marpaung, & Desnita, 2016), ketika bahan
termoelektrik diisi, panas sekitar diserap. Oleh karena itu, kompresor kulkas
tidak diperlukan untuk mendinginkan udara seperti kulkas tradisional yang
siklusnya ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 8. Skema siklus ideal kompresi uap

15

Rangkaian pendingin termoelektrik sederhana ini menggunakan bahan
semikonduktor. Kalor yang diserap di zona dingin adalah QL dan kalor yang
dilepaskan ke lingkungan adalah QH. Selisih antara jumlah QH dan QL
adalah muatan netto yang harus diberikan pada badan piroelektrik.
Pendingin termoelektrik saat ini tidak dapat bersaing dengan pendingin
kompresi uap karena COP-nya yang rendah. Namun, pendingin
termoelektrik banyak tersedia di pasaran dan berukuran kecil, sederhana,
tenang, dan dapat diandalkan. Dan beberapa aplikasi menyukainya (Çengel
& Boles, 2006).

Gambar 9. Rangkaian mesin pendingin termoelektrik
Keunggulan termoelektrik dibandingkan teknologi pendinginan aktif
lainnya:
a. Biaya rendah dan umur panjang.
b. Konsumsi energi rendah.
c. Tidak diperlukan keahlian khusus untuk pemasangan dan pemeliharaan.
d. Ramah lingkungan serta aman.

16

Kapasitas pendinginan dapat dikontrol dengan sangat baik
Namun, dalam beberapa situasi beberapa manfaat di atas mungkin tidak
tercapai. Desain sistem yang baik dapat menggandakan kapasitas
pendinginan TEC (Maneewan, Tipsaeponprom, & Lertsatithanakom, 2010).
Sebagai pendingin, termoelektrik memiliki semikonduktor tipe-N yang
menghasilkan elektron sebagai pembawa dan oleh karena itu memainkan
peran yang sangat penting dalam menghasilkan efek Perch.

Gambar 10. Arah aliran elektron pada semikonduktor tipe N
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, dari catu daya DC yang
terhubung, elektron meninggalkan katoda dan tertarik ke anoda,
menyebabkan aliran elektron bergerak searah jarum jam. Karena elektron
mengalir melalui semikonduktor tipe-N, panas diserap dari bawah dan
secara aktif dipindahkan ke atas (Hulshof & Mulder, 2020).
Semikonduktor termoelektrik tipe-P juga berperan dalam
menghasilkan pembawa muatan yang disebut "lubang". Jika ada
perbedaan tegangan, elektron dapat bergerak bebas di sirkuit. Arus positif

17

dihasilkan oleh kutub positif catu daya DC dan mengarah ke kutub negatif.
Arah "lubang" berlawanan dengan arah elektron yang dihasilkan oleh
semikonduktor tipe-N, karena peran semikonduktor tipe-P adalah untuk
menarik atau membuang panas ke elektroda negatif (Tellurex, 2006)

Menurut (Tellurex, 2006), Modul termoelektrik hanya dapat dibuat dari
satu jenis semikonduktor, tetapi tidak menghasilkan banyak panas. Untuk
menghasilkan panas dalam jumlah besar, diperlukan modul termoelektrik
dengan berbagai semikonduktor.

Gambar 11. Arah aliran hole pada semikonduktor tipe P

18

Gambar 12. Rangkaian seri termoelektrik dengan semikonduktor yang
tunggal

Hal ini dapat dilakukan dengan menghubungkan semikonduktor
tunggal secara zigzag sehingga susunannya tetap seri dan panas yang
dihasilkan dijaga paralel (pompa panas dalam arah yang sama). Perakitan
yang ditunjukkan pada gambar secara teoritis dimungkinkan, tetapi
koneksi internal antara setiap semikonduktor akan mengurangi kinerja
modul termoelektrik.

Gambar 13. Rangkaian seri-zigzag modul termoelektrik semikonduktor
tunggal

19

Penyusunan jenis semikonduktor termoelektrik tipe-N dan P yang
membentuk junction dan dihubungkan dengan tembaga.

Gambar 14. Modul termoelektrik semikonduktor ganda
Fenomena menarik terjadi ketika transistor tipe-P dihubungkan ke
sumber tegangan positif dan transistor tipe-N dihubungkan ke sumber
tegangan negatif. Di sini, "lubang" yang dihasilkan oleh semikonduktor
tipe-P tertarik ke katoda, dan elektron yang dihasilkan oleh semikonduktor
tipe-N juga tertarik ke anoda dari sumber tegangan.

20

Gambar 15. Rangkaian seri modul termoelektrik semikonduktor ganda

Oleh karena itu, ketika arus mengalir, pembawa muatan dan panas
yang dihasilkan menggunakan sifat khusus dari "coupler" termoelektrik
untuk mengalir ke arah yang sama seperti yang ditunjukkan pada gambar
dan menggabungkan banyak pelet menjadi persegi panjang membentuk
modul termoelektrik.

Modul dapat menghasilkan panas internal dalam kisaran yang dapat
diterima, tetapi menggunakan sambungan seri listrik dan dapat
menggunakan catu daya DC. Modul termoelektrik yang sering digunakan
saat ini berasal dari partikel semikonduktor 254 N dan P yang bekerja
dengan 1216 VDC dan hanya dapat menghasilkan lelehan 4-5 ampere
(Tellurex, 2006).

4. Effeck Seedback
Pada tahun 1821 ilmuwan Jerman Thomas Johann Seebeck

menemukan termoelektrik untuk pertama kalinya. Hubungkan tembaga dan
besi ke sirkuit. Kemudian tempatkan jarum kompas di antara kedua logam
tersebut. Ketika permukaan logam dipanaskan, jarum kompas bergerak.
Belakangan diketahui bahwa ini disebabkan oleh arus listrik dan medan
magnet yang dihasilkan dalam logam. Medan magnet bergerak dalam bentuk
jarum kompas. Fenomena ini disebut efek Seebeck
(CaliforniaInstituteOfTechnology, 2013)

21

Gambar 16. Efek pada termoelektrik
Penemuan Seebeck terinspirasi inspirasi bagi Jean Charles
Peltier Athanasa untuk melihat fenomena yang berlawanan. Dreak
listrik menjadi dua logam terkunci di sirkuit. Ketika arus listrik
dilakukan, penyerapan panas terjadi dalam hubungan antara dua
logam dan pelepasan panas yang menghubungkan lainnya. Rilis ini
dan penyerapan panas ini mereka beralih satu sama lain dengan arus
aliran. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 kemudian dikenal
sebagai Efek Peltier (Alaoui & Chakib, 2011)

Gambar 17. Efek Seeback di TEG

22

Pada tahun 1821, ilmuwan Jerman Thomas John Sebeck
menemukan fenomena termoelektrik untuk pertama kalinya. Thomas
Sebeck mencoba menggabungkan tembaga dan besi di sirkuit.
Kemudian tempatkan jarum kompas di antara logam tembaga dan
besi. Fenomena yang terjadi ketika kedua logam dipanaskan adalah
jarum kompas mulai bergerak. Pergerakan jarum kompas
menunjukkan bahwa kedua logam menghasilkan medan listrik
karena panas satu sisi, itulah sebabnya fenomena ini dikenal sebagai
efek Seebeck (Puspita, Sunarno, & Indarto, 2017)

Gambar 18. Prinsip kerja TEG.
Ini menunjukkan prinsip operasi generator termoelektrik, bahan
konstituen termoelektrik memiliki peran masing-masing untuk melepaskan
energi termal sehingga dapat menyebabkan perbedaan potensial. Ini
menyimpulkan bahwa panas atau panas di satu sisi disalurkan dan
dimiringkan di sisi lain, sehingga ada aliran aliran, ketika ada aliran,
perbedaan potensial dibuat untuk meningkatkan nilai tegangan listrik.
Dalam entitas termoelektrik dari nilai tegangan sebanding dengan gradien
suhu. Perbedaan atau tegangan potensial yang dihasilkan dimodifikasi

23

dalam modifikasi sebanding dengan suhu, karena semakin besar suhu,
semakin besar tegangan yang dihasilkan. Konstanta pribadi disebut
koefisien Seebeck (Puspita, Sunarno, & Indarto, 2017).
5. Effect peltier

Elemen Peltier adalah bagian terpenting dari generator
termoelektrik.Kedua sisi keramik digunakan sebagai permukaan panas dan
dingin untuk menghasilkan arus positif dan negatif. Ketika nilai tegangan
(v) dan arus (i) diperoleh, maka intensitas Peltier dapat dihitung sesuai
dengan rumus :

= ×
Keterangan :

P = Daya (Watt)
I = Arus (Ampere)
V = Tegangan (Volt)
Menurut penelitian J. Richard Buist dan Paul G. Lau, jika diketahui nilai
dari parameter tegangan ( / ), arus / diperoleh dengan membaca grafik.
Hal ini memungkinkan untuk menentukan daya (P) :

24

Gambar 19. Grafik efisiensi maksimal peltier
Gambar di atas menunjukkan efisiensi Peltier, yang dapat ditentukan
dengan memasukkan nilai suhu pada kondisi termal dan suhu yang lebih
dingin (Klara & Sutrisno, 2016)
6. Tempurung Kelapa
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh (Cheremisinoff &
Ellerbusch, 1978) Komposisi kimia tempurung kelapa adalah sebagai
berikut: selulosa 26,60%, lignin 29,40%, pentosan 27,70%, ekstrak pelarut
4,20%, uronic anhydride 3,50%, abu 0,62%, nitrogen 0,11%, Air 8,01%
(Cahyaningtyas, Haris, & Aziza, 2019).
Dibandingkan dengan bahan lain seperti kayu, sabut kelapa memiliki
karakteristik distribusi/difusi panas yang sangat baik dan menawarkan
peluang yang sangat baik sebagai bahan bakar alternatif. Kualitas bagus
terbuat dari batok kelapa tua dan kering (tanpa kotoran tentunya). Dengan
demikian, proses pengeringan dilakukan. Tampilan kelapa tua
ditampilkan dalam warna tempurung (Nibu & Vinayakrishnan)

25

B. Hasil Penelitian Yang Relevan
1. Sandy Anggriawan Sasmita , Muhammad Taufiq Ramadhan , Mochamad
Iqbal Kamal , Yohannes Dewanto (2019) melakukan penelitian dengan
judul “Alternatif Pembangkit Energi Listrik Menggunakan Prinsip
Termoelektrik Generator”. (Sasmita & Ramadhan, 2019) Dalam penelitian
ini, bahan bitumen digunakan untuk menghasilkan panas bitumen, yang
sangat cocok sebagai kolektor surya dan kemudian dapat diubah menjadi
energi listrik. Penelitian yang dilakukan mendapatkan hasil Pengaruh panas
matahari yang ada, mengakibatkan Generator Termoelektrik yang tersusun
seri sebanyak 10 buah modul TEG, dengan ∆T 35o C, mampu
menghasilkan tegangan 18 Vdc dan arus listrik sebesar 0,49A.
2. Hafidh Abdurrohman Al Fikri (2016) melakukan penelitian yang berjudul
“Efektivitas Modul Peltier TEC12706 Sebagai Generator Menggunakan
Energi Panas Modul Peltier TEC12706”. (Al Fikri , 2016). Penelitian ini
menggunakan metode observasi yang dilakukan dengan cara terjun
langsung ke lapangan untuk memperoleh data yang diperlukan. Penelitian
ini menggunakan dua komponen inti yaitu modul Peltier 6 bagian dan
kombinasi beberapa sensor sebagai alat pengambilan data. Dan kesimpulan
dari penelitian ini adalah dengan menggunakan metode ini, penggunaan
Peltier sebagai rangkaian kubik generator dan pembangkit panas tidak
valid, karena daya keluaran tidak sebanding dengan daya masukan.
3. Faizal Al Farissy (2018), melakukan penelitian dengan judul “Studi
eksperimental perubahan termoelektrik generator (TEG) dan FIN dan NON
FIN pada fluida termal supra x 125 cc”, (Al farisy, 2018) penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap suhu sisi panas ,
beda suhu, tegangan, arus dan keluaran daya Hubungan antara daya
keluaran modul termoelektrik dan perbedaan suhu modul. Hasil pengujian
didapatkan tegangan keluaran beban tertinggi yang dihasilkan pada 3000

26

RPM adalah 14,44V. Daya keluaran tertinggi yang dihasilkan adalah 2,95
V, 0,26 A, 0,76 watt.
4. Amrullah (2013), Implementasi investigasi dengan judul "Tes
eksperimental kinerja termoelektrik dalam dispenser air minum
pendingin", (Amrullah, 2013) penelitian ini bertujuan untuk menganalisis
kinerja yang berbeda dari suhu, panas yang diserap dan polisi dari
pendinginan menggunakan tanaman termoelektrik. Saat memperoleh hasil
setelah menganalisis tiga varian sirkuit, kinerja terbaik dari modul ini
adalah termoelktrik ganda yang dirakit dengan tegangan 10 V.

C. Rancangan Pemecahan Masalah
Dalam penelitian ini penulis merancang masalah menggunakan laporan
sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini, penulis akan dengan hati-hati menjelaskan alasan
mengapa penulis melakukan penyelidikan bermasalah ini, tujuan dan
ruang lingkup masalah.

BAB II: KAJIAN PUSTAKA

Pada bab ini terdapat teori yang menjadi landasan penulis membuat
penelitian ini, terdapat pula hasil penelitian yang relevan yang sudah
ada dan dijadikan acuan terhadap masalah ini.

BAB III : METODE PENELITIAN

Pada bab ini penulis akan membahas mengenai alur penelitian,
instrument penelitian serta perancangan alat yaitu potensi tempurung
kelapa sebagai penghasil listrik dengan prinsip termoelektrik
generator yang akan di buat.

27

BAB IV : ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini penulis akan menganalisis hasil alat yang sudah
dirancang dan dibuat dalam bentuk impementasi dan mengambil
data dari pembakaran tempurung kelapa yaitu suhu dan arus
tegangan yang dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa
seberat 200 gram, 300 gram, 400 gram dengan prinsip termoelektrik
generator.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini penulis akan menyimpulkan hasil penelitian yang sudah
dibuat sesuai dengan tujuan penelitian dan membuat saran agar
kekurangan pada karya yang sudah ada dapat dikembangkan.

BAB III
METODE PENELITIAN
A. Alur Penelitian
Pada penelitian ini membahas tentang potensi tempurung kelapa
sebagai pembangkit listrik dengan menggunakan prinsip termoelektrik
generator. Sehingga dalam penelitian ini untuk mengetahui output keluaran
tegangan dan arus yang dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa dengan
prinsip termoelektrik generator.
Pada penelitian ini menggunakan objek tempurung kelapa yang akan
dibakar dengan prinsip termoelektrik generator, dengan harapan akan
menghasilkan tegangan dan arus, yang kemudian akan diteliti dengan harapan
dapat bermanfaat bagi instansi terkait seperti PT.PLN (Persero) untuk
mengembangkan sumber energi terbarukan ini
Untuk mempermudah jalannya penelitian ini, maka diperlukan konsep
dan perencanaan penelitian yang akan dikerjakan, berikut merupakan jalan
penelitian dan konsep penelitian yang akan direncanakan.
Diagram alur perancangan prosedur kerja pembuatan alat dapat dilihat
pada gambar berikut:

28

Gambar 20. Flowchart Proses Penelitian
B. Instrumen Penelitian

Pada penelitian ini menggunakan instrumen berupa komponen untuk
mendukung perencanaan alat pada penelitian. Komponen tersebut antara lain
Baterai MTZ6S, Modul LM2596, Modul XL4015, Radiator , Kipas DC,
Pompa DC, dan Tempurung kelapa.
Termoelektrik merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengkonversi
perbedaan temperatur menjadi suatu tegangan listrik ataupun sebaliknya.

29

30

C. Perancangan Penelitian
1. Rancangan Termoelektrik Generator
Sebelum melakukan sirkuit dan sistem, pertama-tama direncanakan
bahwa diagram blok yang memiliki target untuk sirkuit yang dijadwalkan
untuk membawa ke target yang diinginkan. Alat desain termasuk bagian
yang terkait dengan diagram sistem pemblokiran dan desain perangkat keras
(Hardware), berikut blok diagram alat :

Modul Kipas DC dan
LM259 Pompa air

Aliaran Modul Charger Baterai Lampu taman
XL4015 Controller
Termoelekt Charger
rik Controller

Sumber

DC
12Volt

Gambar 21. Blok diagram alat

Blok diagram rancangan alat termoelektrik generator secara
keseluruhan dari sistem ditunjukkan pada gambar ketika termoelektrik
diberi perbedaan temperature diantara 2 sisi termoelektrik maka akan
menghasilkan energi listrik, hal ini dinamakan termoelektrik generator.
Selanjutnya keluaran energi listrik dari termoelektrik generator
dihubungkan ke Modul LM2596 untuk menurunkan tegangan yang
dihasilkan dari termoelektrik generator yang bertujuan untuk menghidupkan

31

kipas DC dan Pompa Air DC sebagai pendingin air agar temperatur tidak
terlalu panas.

Keluaran energi listrik dari termoelektrik generator selanjutnya
dihubungkan ke modul XL4015 untuk menurunkan tegangan dari hasil yang
dikeluarkan termoelektrik generator dan setelah itu dihubungkan kembali ke
charger Controller yang berfungsi sebagai pengisi baterai otomatis sehingga
saat baterai terisi penuh maka pengisian baterai dihentikan otomatis. Dari
charger controller kemudian dihubungkan ke baterai dan kemudian
disambung lagi ke rangkaian charger controller untung menghidupkan
lampu taman 12Volt.

Gambar 22. Desain Hardware penempatan Termoelektrik
Gambar diatas menunjukkan desain hardware prototype pembangkit

listrik termoelektrik generator menggunakan penghantar panas aluminium,
kuningan dan seng beserta bagian-bagiannya.

a. Plat aluminium yang berfungsi sebagai media penghantar panas.
b. Modul termoelekrik generator sebanyak 10 buah yang berfungsi

sebagai komponen prototipe pembangkit listrik dengan
memanfaatkan sumber perbedan suhu antara panas dan dingin.

32

c. Coldsink sebagai media pendingin untuk memperoleh suhu dingin
yang akan ditransferkan ke sisi dingin TEG.

d. Kaca digunakan sebagai wadah penampung buat air untuk
memperoleh suhu dingin.

2. Blok Diagram Termoelektrik Generator

Blok diagram termoelektrik generator merupakan sebuah alir proses
yang mendukung secara keseluruhan alat, berikut blok diagram
termoelektrik generator :

Tingkat besar listrik Jumlah gram batok Operasi
yang diinginkan saat pembakaran, termoelektri
k generator
Tingkat besar listrik aliran air, ∆T
yang dihasilkan
+

+

Pemicu pembakaran,
asap pembakaran,

Gambar 23. Blok Diagram Sistem

Blok diagram sistem secara keseluruhan dari sistem ditunjukkan
pada gambar 23 di awali keinginan menghasilkan listrik sesuai keinginan
lalu dilanjut dengan memasukan batok yang dibutuhkan untuk
menghasilkan listrik yang diinginkan berapa besarnya, dilain sisi juga
diperlukan pemicu pembakaran untuk berlangsungnya pembakaran
sampah batok ini dan juga di butuhkan aliran air agar mendapatkan ∆T
untuk menghasilkan listrik yang diinginkan semakin besar ∆T yang

33

dihasilkan maka semakin besar juga listrik yang didapatkan dari operasi
termoelektrik generator.

Dari hasil operasi termoelektrik ini bisa menghidupkan pompa air
DC dan kipas DC, pada saat pompa air DC menyalah akan mengalirkan
air yang ada pada akuarium menuju waterblok, saat waterblok dialiri air
makan beda temperatur pada termoelektrik pun semakin besar dan
menghasilkan energi listrik yang semakin besar akan tetapi aliran air yang
di waterblok akan mengalami pemanasan untuk itu maka dialirkan lagi ke
radiator dan saat bersamaan kipas DC menyala untuk memberikan angin
agar sisi panas di radiator terbuang untuk memberikan sirkulasi agar suhu
air tidak terlalu panas.

Blok diagram sistem secara keseluruhan ditunjukkan keluaran dari
termoelektrik dihubungkan ke modul penurun tegangan XL4015 agar
tegangan tidak lebih dari 13 Volt selanjutnya dihubungkan ke charger
Controller yang berfungsi sebagai pengisi baterai otomatis sehingga saat
baterai terisi penuh maka pengisian baterai dihentikan otomatis.

3. Perancangan Komponen Termoelektrik Generator

Pada tahap perancangan komponen termoelektrik generator
dibuatnya diagram alir sistem kerja alat dan modul wiring diagram alat
yang saling berintegrasi. berikut dijelaskan proses perancangan modul
wiring diagram yang digunakan pada termoelektrik generator :

34

Gambar 24. Rancangan komponen termoelektrik generator
4. Perancangan Keseluruhan Alat Termoelektrik Generator

Hasil dari penerapan blok diagram, design gambar, dan modul
connecting diagram dapat dilihat penempatannya pada gambar berikut :

Gambar 25. Skema termoelektrik generator LM2596