Pengaruh Kecepatan Putaran Heatsink Fan Thermoelectric Generator Terhadap Konversi Energi Meso-Scale Combustor

Abstract

Saat ini miniaturisasi pada teknologi di bidang Micro Electro Mechanical System (MEMS) menjadi perhatian. MEMS membutuhkan sumber energi yang memiliki densitasi energi yang tinggi. Bahan bakar yang memiliki densitas energi tinggi dapat diaplikasikan pada Micro Power Generator (MPG) yang merupakan pengembangan MEMS pada pembakaran berskala mikro. Panas yang berasal dari pembakaran berskala mikro/meso dapat diubah menjadi energi listrik dengan bantuan teknologi Thermoelectric Generator (TEG). MPG dengan menggunakan media pendingin berupa udara sangat mudah dalam instalasi, murah, tidak membutuhkan tambahan perangkat dalam perakitan. Tujuan pada penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh dari kecepatan putaran yang dihasilkan oleh heatsink fan dan temperatur cold side dan hot side yang dihasilkan oleh TEG terhadap konversi energi yang dihasilkan. Penelitian ini dilakukan dengan memberikan variasi kecepatan putaran heatsink fan sebesar 5000 rpm, 10000 rpm, dan 15000 rpm sebagai fluida pendingin. Sementara untuk variasi kecepatan reaktan yang diberikan pada setiap kecepatan putaran hetsink fan sebanyak 5 kecepatan reaktan yaitu sebesar 31,40 cm/s, 33,10 cm/s, 34,79 cm/s, 36,48 cm/s, dan 38,18 cm/s. Dengan ekuivalen rasio sebesar ϕ = 1 pada setiap kecepatan putaran yang dilakukan. Hasil analisa yang didapatkan pada pengujian yaitu adanya variasi kecepatan dari heatsink fan yang ditentukan akan menghasilkan output daya listrik yang berbeda pula. Pada temperatur hot side dan cold side tertinggi pada kecepatan 5000 rpm sebesar 77℃ dan 35,5℃. ∆𝑇 TEG menunjukkan pada kecepatan 10000 rpm memiliki temperatur tertinggi sebesar 31,48℃. Semakin tingginya kecepatan reaktan yang dihasilkan, maka semakin tinggi pula temperatur nyala api yang dihasilkan. Output daya listrik yang dihasilkan tertinggi pada kecepatan 10000 rpm sebesar 2,464 V untuk tegangan, sedangkan untuk arus listrik sebesar 12,618 mA. Nilai heatloss yang dihasilkan meliputi sink heat loss, uncovered sides heat loss, dan exhaust heat loss tertinggi sebesar 36,72%, 30,46%, dan 47,66%. Sedangkan untuk hasil dari efisiensi maksimal pada kecepatan 10000 rpm sebesar 2,39%.