Termoelektrik: Memanfaatkan Panas untuk Energi Berkelanjutan

Di era modern, kebutuhan akan energi semakin meningkat. Namun, sumber energi fosil yang selama ini menjadi andalan mulai menipis dan menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan alternatif energi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Salah satu solusi yang menjanjikan adalah termoelektrik.

Termoelektrik adalah teknologi yang memanfaatkan perbedaan temperatur untuk menghasilkan energi listrik. Prinsip kerjanya berdasarkan efek Seebeck, Efek Seebeck adalah fenomena yang mengubah perbedaan temperatur menjadi listrik. Efek ini dinamai menurut Thomas Seebeck, ilmuwan yang pertama kali menemukannya pada tahun 1821. Secara prinsip, efek Seebeck bekerja dengan menghubungkan dua jenis logam yang berbeda ujungnya menjadi satu rangkaian tertutup. Jika kedua ujung tersebut dikenai perbedaan suhu, maka akan timbul aliran listrik pada rangkaian tersebut. Besarnya beda potensial yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis logam yang digunakan dan perbedaan suhu yang diberikan. Semakin besar perbedaan suhu dan semakin besar koefisien Seebeck material yang digunakan, maka akan semakin besar pula tegangan listrik yang dihasilkan.

Dari teori yang dijelaskan di atas mungkin terdengar rumit bagi orang awam yang baru mengenal termoelektrik. Pada dasarnya, termoelektrik atau yang kerap disebut dengan peltier adalah lempengan semikonduktor berukuran 4x4 cm yang terbuat dari bahan Bismuth Telluride (Bi2Te3), Lead Telluride (PbTe), dll. Bahan tersebut dipilih karena memiliki efisiensi yang relatif tinggi dan harga yang terjangkau. Peltier memiliki 2 sisi yang memiliki perbedaan suhu yang cukup jauh saat dialiri listrik, satu sisi panas yang bisa mencapai suhu diatas 70 derajat celcius dan satu sisi yang bisa mencapai suhu dibawah 0 derajat celcius.  Apabila anda ingin mendinginkan sesuatu dengan peltier, sisi panas peltier harus ditempelkan ke besi/alumunium untuk membuang panas dari sisi panas peltier agar sisi dingin bisa berada pada suhu yang diinginkan. Contoh mudahnya seperti CPU pada komputer desktop yang harus dipasangi heatsink dan kipas agar suhu CPU tetap terjaga.

Kembali lagi ke judul, peltier bisa juga digunakan untuk membangkitkan Listrik dengan energi panas. Sebagai contoh disini saya menggunakan 4 buah peltier dengan spesifikasi TEC1-12706 dan saya ingin menyalakan lampu LED dengan daya kecil. Plat alumunium, waterblock dan pasta termal juga diperlukan untuk mentransfer panas dari api lilin. Pertama 4 buah peltier disusun secara seri untuk menghasilkan tegangan yang tinggi, sisi panas peltier ditempel dengan plat alumunium ditaruh diatas lilin dan sisi dingin peltier diberikan waterblock dengan air dingin untuk menjaga suhu tetap optimal. Apabila anda ingin mendapatkan tegangan yang stabil, anda bisa menggunakan DC to DC step-up boost jika tegangan terlalu rendah atau DC to DC step-down jika tegangan yang dihasilkan terlalu tinggi. Untuk saat ini sistem termoelektrik masih terbilang kurang sempurna dan lebih cocok digunakan sebagai hybrid.

Teknologi termoelektrik memiliki beberapa keunggulan, antara lain:

• Ramah lingkungan: Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca atau polutan lainnya.
• Berkelanjutan: Dapat menggunakan sumber panas apa pun, termasuk panas matahari, panas bumi, dan panas limbah industri.
• Skala kecil: Modul termoelektrik dapat dibuat dengan ukuran yang kecil dan mudah dipasang.
• Serbaguna: Dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti pengisian daya baterai, pendinginan elektronik, dan pemanasan ruangan.

Meskipun memiliki banyak keunggulan, teknologi termoelektrik masih memiliki beberapa kendala, seperti:

• Efisiensi yang rendah: Konversi panas menjadi energi listrik masih tergolong rendah.
• Biaya yang tinggi: Bahan dan manufaktur senyawa termoelektrik masih tergolong mahal.

Namun, penelitian dan pengembangan teknologi termoelektrik terus dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dan menurunkan biaya. Diharapkan, teknologi ini dapat menjadi solusi energi yang efektif dan berkelanjutan di masa depan.

Kesimpulan: 

Termoelektrik menawarkan potensi besar sebagai sumber energi ramah lingkungan dan berkelanjutan. Dengan terus melakukan penelitian dan pengembangan, teknologi ini diharapkan dapat menjadi solusi energi yang efektif untuk mengatasi krisis energi di masa depan.

Sebagai generasi muda, kita memiliki tanggung jawab untuk menjaga kelestarian lingkungan dan mencari solusi energi yang berkelanjutan. Termoelektrik adalah salah satu teknologi yang dapat membantu kita mencapai tujuan tersebut. Mari kita dukung penelitian dan pengembangan teknologi termoelektrik agar dapat segera dimanfaatkan secara luas.