Cara Membuat Generator Termoelektrik Sendiri: Cara Kerja & Panduan DIY

Bagian Samping Generator Termoelektrik

Sumber: Wikimedia Commons

Pada masa kini, banyak orang di seluruh dunia telah mengadopsi pengumpulan energi hijau. Mengapa? Sederhana! Ini menawarkan listrik dari sumber energi yang terbuang atau berbeda dalam lingkungan. Menariknya, sistem melakukan semua ini tanpa baterai atau koneksi jaring. Beberapa sumber energi dan panasnya termasuk termal, solar, dan frekuensi radio. Dengan demikian, teknologi pengumpulan energi termoelektrik adalah sumber energi yang termasuk dalam kategori hijau. Dan ini menggunakan efek Seebeck untuk mengubah gradien suhu menjadi daya listrik. Jadi, apakah Anda tertarik untuk mempelajari cara membuat konverter produksi energi yang kokoh dan andal? Artinya, yang menghasilkan listrik di mana panas terurai? Maka, akan sangat membantu jika Anda mempertimbangkan untuk membuat generator termoelektrik DIY.

Dalam artikel ini, kami akan mengajarkan Anda tentang TEG, langkah-langkah rinci cara membuatnya, dan lebih banyak lagi.

Mari kita mulai!

Apa Itu TEG?

Diagram Generator Termoelektrik

Sumber: Wikimedia Commons

TEG atau generator Peltier adalah perangkat semiconductor padat. Memang, ia mengubah selisih suhu di antara lapisan perangkat menjadi listrik (atau sumber daya DC yang berharga).

Selain itu, sangat penting untuk tidak membingungkan pendingin termoelektrik dengan TEG. Lagipun, keduanya memiliki komponen yang sama. Pada kenyataannya, pendingin termoelektrik menghasilkan arus listrik ketika Anda memberikan tegangan ke perangkat. Dan akhirnya menjadi perangkat termoelektrik.

Jadi, listrik dari panas memicu efek Peltier. Oleh karena itu, produk memindahkan panas dari sisi dingin ke sisi panas. Namun, generator termoelektrik membantu untuk menghapus atau menambahkan panas, terutama untuk perangkat padat. Juga, dilengkapi dengan dua bahan semiconductor berbeda yang dapat Anda gunakan untuk efek Seebeck.

Apa itu efek Seebeck? Ini membantu TEG untuk mulai memproduksi energi listrik ketika Anda memberinya selisih suhu di sisi berseberangannya. Dan ini terjadi ketika struktur internal yang dikonfigurasi TEG menggunakan beberapa semiconductor p dan n yang dopant.

Kami akan membahas lebih lanjut tentang hal ini nanti dalam artikel ini.

Bagaimana Generator Termoelektrik Bekerja?

Sebelum kita melompat ke cara kerja generator termoelektrik, sangat penting untuk memahami konstruksinya.

Konstruksi TEG

TEG biasanya memiliki dua semiconductor khusus P-tipe dan N-tipe, dan masing-masing semiconductor memiliki kepadatan daya elektron yang berbeda. Dengan demikian, Anda dapat memulai dengan menempatkan tiang semiconductor yang bergantian (p dan n-tipe) secara termal.

Dan tiang-tiang harus selaras. Artinya, tiang-tiang harus secara listrik beruntun. Dengan ini, Anda dapat menggunakan pita konduksi termal di setiap sisi untuk menggabungkan kedua tiang.

Tipsnya adalah memilih pita konduksi keramik—jika Anda tidak ingin menambahkan isolator lain. Jadi, ketika Anda memberikan tegangan ke ujung bebas semiconductor, arus akan mengalir melalui persimpangan bimetalik.

Akibatnya, Anda akan memperhatikan selisih energi termal, yang bukan merupakan pengecualian sesekali. Selain itu, bagian pengaturan dengan pita pendingin menanggulang panas (gas buang panas), lalu memindahkannya ke sisi lain perangkat.

Prinsip Kerja Generator Termoelektrik

Generator termoelektrik bekerja dengan menggunakan efek Seebeck. Dan efek ini terjadi ketika semiconductor mengalami pemindah muatan bergerak di dalamnya. Namun, pemindah muatan yang Anda miliki akan tergantung pada jenis semiconductor yang Anda gunakan.

Misalnya, pemindah muatan adalah lubang dalam semiconductor p-tipe yang di-dope dan elektron dalam n-tipe. Dengan demikian, dari sisi panas semiconductor, pemindah muatan cenderung menyebar. Akibatnya, satu ujung perangkat akan memiliki penumpukan semua bentuk muatan energi.

Generator Termoelektrik Radiostope

Sumber: Wikimedia Commons

Oleh karena itu, penumpukan akan menghasilkan potensi tegangan yang secara proporsional dengan selisih suhu di seluruh semiconductor.

Apa Itu Efek Seebeck

Efek Seebeck terjadi ketika bahan yang mengkonduksi listrik mengembangkan gaya gerak elektromotif antara dua titik karena selisih rentang suhu. Jadi, Anda dapat menyebut emf sebagai emf termoelektrik atau Seebeck.

Selain itu, koefisien Seebeck merujuk pada rasio antara selisih rentang suhu dan emf. Kemudian, termokopel membantu Anda mengukur selisih potensi di antara ujung-ujung (panas dan dingin) antara dua bahan desain modul yang berbeda.

Selanjutnya, selisih potensi proporsional dengan selisih suhu (di antara ujung dingin dan panas). Namun, kelemahan efek ini adalah membutuhkan selisih suhu yang ekstrem.

Dan ini adalah bagian yang sulit dari sistem karena panas berlebihan di satu sisi perangkat akan memanaskan sisi lainnya. Akibatnya, itu dapat merusak TEG dan menghasilkan nol listrik.

Jadi, untuk menjaga respons optimal, hanya satu sisi TEG Anda yang harus panas, dan sisi lawan harus sejuk.

Generator Termoelektrik DIY

Generator Termoelektrik DIY

Sumber: Phys.org

Berikut adalah daftar hal yang Anda butuhkan untuk membuat generator termoelektrik DIY Anda:

• Lilin (10)
• Tabung aluminium (1)
• TEC (8)
• Pita isolasi (1)
• Kawat solder (1)
• Piringan aluminium (1)
• Pisau X-acto (1)
• Loctite (1)
• Pengatur tegangan (1)
• Paku solder (1)
• Pasta termoelektrik (1)

Langkah-langkah

Langkah 1- Pasang dan Solder Pendingin Termoelektrik

Mulai dengan menggunakan penggaris untuk mengonfirmasi dimensi TEC Anda (sekitar 40 x 40 mm). Kemudian, gunakan 8 TEC Anda. Namun jika Anda ingin arus dan tegangan lebih banyak, Anda dapat menggunakan 10. Jadi, dengan 8 TEC, dasar tabung aluminium Anda harus berukuran 160 x 80 mm.

Sambil Anda melakukannya, pastikan dasarnya datar. Dengan cara itu, mudah untuk melem TEC Anda, yang memungkinkan Anda mendapatkan gradien suhu. Selanjutnya, Anda dapat mengisolasi area tempat Anda akan memasang TEC dengan pita isolasi.

Setelah itu, berikan beberapa pasta termal di sisi kosong. Sambil Anda melakukannya, tempel TEC dengan huruf menghadap ke atas. Dengan ini, Anda akan melihat kawat membentuk pasangan (merah dan hitam). Kecuali kawat hitam TEC nomor 4 dan kawat merah nomor 8, solder kabel lainnya.

Dengan kata lain, TEC 8 dan 4 harus tetap longgar. Kemudian, Anda dapat menyelesaikan loop dengan solder TEC 5 (kawat hitam) ke TEC 1 (kawat merah).

Ketika Anda menyelesaikan proses di sini, berikan lebih banyak pita isolasi pada titik solder. Dengan cara itu, masalah solder tidak akan memiliki kontak dengan permukaan lain.

Langkah 2- Buat Stander Anda

Dalam langkah ini, Anda perlu mempertimbangkan tinggi tabung aluminium Anda, yaitu 50mm. Dengan memikirkan itu, tambahkan ketebalan TEC sekitar 5mm. Kemudian, jarak antara TEC dan nyala lilin dapat 15mm.

Perhitungannya adalah sebagai berikut:

• Lilin + nyala = 30mm
• Tinggi tabung aluminium + ketebalan TEC = (50 + 5) = 55mm
• Jarak antara TEC dan nyala = 15mm
• Tinggi stander lengkap = 100mm

Dengan memikirkan itu, pastikan piringan aluminium Anda berukuran sekitar 430 x 100mm.

Langkah 3- Bangun Dukungan untuk Pengatur Tegangan Anda

Anda dapat melakukan ini dengan memotong strip aluminium, dan dimensinya bisa 30 x 250mm. Kemudian, lanjutkan dengan melipat tepinya.

Akibatnya, tepinya harus pas dengan sisi tabung aluminium dengan sempurna. Setelah itu, dukung stander dengan melem tiga korek api. Dengan ini, Anda dapat melem pengatur tegangan Anda langsung di atas korek api untuk isolasi.

Langkah 4- Hubungkan Kabel TEC ke Pengatur Tegangan

Biasanya, kabel hitam adalah negatif sementara merah adalah positif. Jadi, jika Anda mengukur tegangan antara TEC 8 dan 4, tegangan negatif akan dihasilkan. Oleh karena itu, berarti ada polaritas terbalik karena cara Anda solder plat TEC pada awalnya.

Akibatnya, Anda harus membuat koneksi terbalik untuk plat TEC ke pengatur tegangan.

Selain itu, karena TEC bekerja dengan selisih suhu, gunakan piringan aluminium. Sambil Anda melakukannya, lipat tepinya.

Dengan cara itu, TEC Anda akan mendapatkan lebih banyak panas dari lilin. Dan aluminium Anda (160 x 120mm) harus melingkupi plat TEC. Kemudian, lem aluminium pada TEC dengan beberapa lem termal dan biarkan kering.

Langkah 5- Uji Coba

Tambahkan sebanyak mungkin lilin berdasarkan apa yang dapat didasarkan oleh dasar Anda. Kemudian, nyalakan lilin dan pasang tabung Anda.

Setelah itu, tambahkan air dan es batu—untuk membuat air Anda lebih dingin. Dan air yang lebih dingin berarti lebih banyak energi. Dengan ini, Anda akan memperhatikan lampu pada LED yang terhubung ke pengatur tegangan Anda. Akibatnya, tegangan pada layar akan mulai meningkat.

Setelah itu, Anda dapat menunggu sekitar dua menit untuk pengaturan menjadi stabil. Setelah itu, tekan tombol pengatur tegangan. Akibatnya, filter Anda hanya akan mengizinkan 5V untuk melewati pengatur.

Penutup

Membangun generator termoelektrik DIY mungkin selama Anda mengikuti langkah-langkah dalam artikel ini. Juga, membangun perangkat energi gratis ini adalah langkah yang tepat—terutama jika Anda adalah pengasuh hijau. Plus, ini membantu Anda mengonversi suhu menjadi listrik dengan mudah.

Jadi, apa pendapat Anda tentang TEG? Apakah Anda membutuhkan bantuan dalam menyiapkan perangkat? Jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami akan senang membantu.