Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perpindahan panas pada pembangkit listrik portabel berbasis panas dengan menggunakan modul termoelektrik serta mengkaji pengaruh penambahan pelat logam sebagai media perantara terhadap distribusi temperatur dan kinerja sistem. Material pelat yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja karbon rendah dan baja tahan karat, yang dipilih berdasarkan perbedaan sifat konduktivitas termalnya. Metode penelitian dilakukan melalui pengujian eksperimental dengan dua variasi, yaitu tanpa penambahan pelat dan dengan penambahan pelat, menggunakan sumber panas berupa setrika dan api unggun. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan pelat memberikan pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan beda temperatur (ΔT) dan tegangan keluaran modul termoelektrik. Pada pengujian tanpa pelat, ΔT yang dihasilkan berkisar antara 3,3°C hingga 7,7°C dengan tegangan maksimum sebesar 0,59 V. Sementara itu, dengan penambahan pelat, ΔT meningkat hingga mencapai 27,8°C pada sumber panas setrika dan 96,6°C pada api unggun, dengan tegangan keluaran mencapai kisaran 3,04 V hingga 3,75 V. Peningkatan ini menunjukkan bahwa tegangan keluaran berbanding lurus dengan beda temperatur sesuai dengan prinsip efek Seebeck. Analisis resistansi termal menunjukkan bahwa kombinasi pelat baja karbon rendah dan baja tahan karat merupakan konfigurasi yang paling optimal dalam mengendalikan laju perpindahan panas. Kombinasi tersebut mampu menurunkan suhu dari sumber panas yang tinggi hingga berada dalam batas aman operasi modul termoelektrik, sekaligus menjaga kestabilan distribusi temperatur. Dengan demikian, penambahan pelat logam sebagai media perantara terbukti mampu meningkatkan kinerja pembangkit listrik portabel berbasis panas serta melindungi modul termoelektrik dari paparan panas berlebih.

This study aims to analyze heat transfer in a heat-based portable power generator using thermoelectric modules and to examine the effect of adding metal plates as intermediary media on temperature distribution and system performance. The plate materials used in this study were low-carbon steel and stainless steel, selected based on their differences in thermal conductivity properties. The research method was conducted through experimental testing with two variations, namely without additional plates and with additional plates, using heat sources in the form of an electric iron and a campfire. The results showed that the addition of metal plates had a significant effect on increasing the temperature difference (ΔT) and the output voltage of the thermoelectric module. In the tests without plates, the resulting ΔT ranged from 3.3°C to 7.7°C with a maximum output voltage of 0.59 V. Meanwhile, with the addition of plates, the ΔT increased up to 27.8°C using the electric iron heat source and 96.6°C using the campfire heat source, with the output voltage reaching a range of 3.04 V to 3.75 V. This improvement indicates that the output voltage is directly proportional to the temperature difference in accordance with the Seebeck effect principle. Thermal resistance analysis showed that the combination of low-carbon steel and stainless steel plates was the most optimal configuration for controlling the rate of heat transfer. This combination was able to reduce the temperature from the high heat source to within the safe operating limit of the thermoelectric module while maintaining the stability of temperature distribution. Therefore, the addition of metal plates as intermediary media has been proven to improve the performance of heat-based portablel power generators and protect thermoelectric modules from excessive heat exposure.