Termoelektrik
(thermoelectric) adalah suatu fenomena konversi dari perbedaan temperatur
menjadi energi listrik atau sebaliknya. Fenomena ini telah dikembangkan menjadi
menjadi suatu modul sehingga dapat digunakan sebagai pembangkit listrik atau
perangkat pendingin/pemanas.
Modul termoelektrik dapat berupa sebuah keping berbentuk persegi dengan ketebalan tertentu, seperti pada gambar. Jika terdapat perbedaan temperatur antara sisi yang satu dengan yang lainnya, maka akan timbul tegangan listrik searah yang keluar dari modul tersebut. Sebaliknya, jika tegangan listrik searah diberikan ke modul termoelektrik, maka akan terjadi perbedaan temperatur antara kedua sisi modul tersebut. Sisi yang dingin dapat digunakan sebagai pendingin dan sisi yang panas dapat digunakan sebagai pemanas.
Modul termoelektrik dapat berupa sebuah keping berbentuk persegi dengan ketebalan tertentu, seperti pada gambar. Jika terdapat perbedaan temperatur antara sisi yang satu dengan yang lainnya, maka akan timbul tegangan listrik searah yang keluar dari modul tersebut. Sebaliknya, jika tegangan listrik searah diberikan ke modul termoelektrik, maka akan terjadi perbedaan temperatur antara kedua sisi modul tersebut. Sisi yang dingin dapat digunakan sebagai pendingin dan sisi yang panas dapat digunakan sebagai pemanas.
Dibandingkan
dengan teknologi pendingin konvensional (berbasis refrigeran), termoelektrik
memiliki banyak kelebihan seperti: pemanas atau pendingin dapat diatur dengan
mengubah arah arus listrik, sangat ringkas,
tidak ada getaran, handal, tidak ada perawatan khusus, dan tidak
membutuhkan refrigeran. Namun, kekurangan dari pendingin termoelektrik adalah
koefisien kinerjanya relatif sangat rendah.
Teknologi pendingin
termoelektrik telah diterapkan di berbagai aplikasi seperti pendingin minuman
dan pendingin elektronik. Selain itu juga termoelektrik diterapkan sebagai alat
pengontrol temperatur pada sistem tertentu.
Sejarah Thermoelectric
Fenomena
termolektrik awalnya ditemukan oleh fisikawan dari Jerman bernama Thomas Johann
Seebeck pada tahun 1821. Seebeck mengamati bahwa jika ada dua bahan berbeda
yang disambungkan di ujung-ujungnya, kemudian salah satu ujungnya dipanaskan,
maka akan ada arus listrik yang mengalir. Fenomena ini disebut dengan efek
Seebeck. Pada tahun 1834, peristiwa sebaliknya ditemukan oleh Jean Charles
Athanase Peltier. Ketika arus listrik mengalir pada sambungan dua konduktor yang berbeda akan terjadi
peristiwa penyerapaan kalor (pendinginan) atau pembuangan kalor (pemanasan).
Peristiwa ini dinamakan efek Peltier.
Selain efek
Seebeck dan efek Peltier, sebenarnya ada satu fenomena lagi, yaitu efek
Thomson. Fenomena merupakan peristiwa penyerapan atau pembuangan kalor ketika
arus listrik mengalir pada material dengan gradient temperatur. Efek Thomson
ini sering kali diabaikan karena sangat kecil dibandingkan dengan efek Seebeck
dan efek Peltier.
Pada saat
perang dunia dan setelahnya, fenomena termoelektrikk dipelajari untuk dapat
digunakan dalam suatu teknologi, terutama pada pembangkit listrik dan sistem
pendingin. Pada tahun 1950an, efisiensi generator dapat mencapai 5 % dan
sebagai sistem pendingin dapat mencapai temperatur dibawah 0 oC. Hal
ini yang menyebabkan industri mulai melirik teknologi ini. Pada saat ini banyak
yang berfikir bahwa termoelektrik dapat menggantikan teknologi konvensional.
Pada tahun
1949, Abram Fedorovich Loffe mengembangkan teori termelektrik berdasarkan
konsep figure of merit. Penelitian Loffe menggunakan semikonduktor
dengan doping tertentu sebagai elemen termoelektrik menghasilkan figure of merit yang cukup tinggi.
Material tersebut sekarang dikenal dengan Telluride, Bismuth, dan Timbal.
Modul
termoelektrik biasanya terdiri dari banyak sambungan (junction) dari bahan yang
berbeda. Oleh karena itu efek pendinginan/pemanasannya sudah dapat digunakan
untuk beberapa keperluan. Begitu pula sebagai pemangkit listrik, daya istrik
yang dihasilkan sudah dapat dideteksi dan mampu menghidupkan sistem elektronik
konsumsi daya kecil.
Keyword: Thermoelectric, Termoelektrik, Elemen Peltier, Elemen panas dingin, konsep dasar
Keyword: Thermoelectric, Termoelektrik, Elemen Peltier, Elemen panas dingin, konsep dasar
0 komentar:
Posting Komentar