Internet of Things (IoT) and Thermoelectric Generator (TEG)

Source :warstek.com

Revolusi industri berkembang begitu pesat, alhasil perkembangan teknologi tidak terbendung. Hampir setiap hari muncul penemuan-penemuan teknologi baru dengan tingkat kecerdasan yang tinggi. Manusia dizaman Internet  Of Things (IoT) seperti sekarang ini sangat dimanjakan dengan teknologi yang serba  canggih, saling terhubung  satu sama lain.Benda-benda seperti Kulkas, Pendingin ruangan Televisi bahkan mobil dizaman IoT sudah sangat cerdas, kita dengan mudah mengoperasikannya dengan gajet atau jam tangan melalui jaringan internet.

Untuk mewujudkan kehidupan yang serba berbasis IoT diperlukan sumber energi yang murah dan  bersifat portabel.Terbatasnya kapasitas baterai yang mengaharuskan kita untuk mengisi ulang beberapa kali dalam satu hari masih menjadi bagian teknologi yang kita gunakan saat ini. Sedangkan kita hampir tidak bisa lepas dari teknologi setiap menitnya. Kita membutuhkan teknologi isi ulang baterai yang tidak mengharuskan kita untuk mencari sumber listrik dirumah atau dikantor, sehingga kita dapat mengisi ulang baterai  kapanpun dan dimanapun.

Generator Termoelektrik  dinilai akan mampu mewujudkan kendala energi portabel dimasa depan. Generator termoelektrik merupakan teknologi pembangkit listrik yang bekerja menggunakan efek Seebeck dengan mengubah perbedaan temperatur pada material semikonduktor menjadi energi listrik^[1].Komponen utama dari generator termoelektrik terdiri dari dua bahan semikonduktor p-type dan n-type. Semikonduktor yang kekurangan elektron disebut p-type sedangkan semikondutor yang kelebihan elektron disebut n-type.Komponen penyusun generator termoelektrik lainnya adalah bahan isolator listrik seperti keramik (substrat silikon) yang ditempatkan disisi cool generator dan bahan konduktor seperti sink sebagai sisi heat generator serta konduktor listrik sebagai output listrik.

Prinsip Kerja Generator^[1]

Semikonduktor p-type dan n-type dikonfugusrai sedemikian rupa sehingga secara elektrik keduanya tersusun seri tetapi secara termal mereka tersusun paralel^[2]. Selain dapat menghasilkan energi listrik melalui efek seebeck, generator thermoelektrik juga dapat menghasilkan panas atau dingin melalui efek peltier.

Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas. Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck^[3].Penemuan Johann Sebeeck tersebut memberikan inspirasi bagi Jean Charles Peltier untuk membalikkan fenomena efeck seebeck. Pada tahun 1934 Charles Peltier menemukan bahwa kedua logam yang didekatkan pada sebuah rangkaia dan kemudian dialiri arus listrik menyebabkan terjadi penyerapan panas pada satu sisi dan sisi lainnya melepas panas. Fenomena tersebut kemudian dinamakan efek peltier.

       Sejauh ini sudah ada tiga bahan yang diproduksi sebagai komponen utama generator termoelektrik. iantaranya bismut telluride(Bi₂Te₃), timbal telluride (PbTe) dan silikon germanium (SiGe). Bismut telluride beroperasi pada rentang temperatur 300 – 450 K, timbal telluride beroperasi pada rentang temperatur 300 – 800 K dan silikon germanium beroperasi pada rentang temperatur 400 – 1300 K^[4]. Dari ketigan bahan tersebut Bi₂Te₃ adalah bahan yang palin efektif pada suhu kamar.

Desain jam tangan Seiko Thermic yang menggunakan teknologi generator termoelektrik ^[5]

       Sepanjang sejarah perkembangannya, generator termoelektrik telah dimanfaatkan diberbagi bidang teknologi. Pesawat luar angkasa milik NASA Voyager I dan II adalah contoh teknologi yang memanfaatkan generator termoelektrik sebagai sumber energinya dalam ekspedisi luar angkasa pada tahun 1977.Contoh pemanfaatkan generator termoelektrik lainnya yang menarik adalah jam tangan termolektrik yang memanfaatkan perbedaan suhu tubuh dan suhu lingkungan sekitarnya sebagai sumber energi yang diproduksi oleh Seiko Co Ltd pada tahun 1998.

Reference

  

[1]. https://warstek.com/2018/07/22/termoelektrik/ .Diakses dari:https://warstek.com/2018/07/22/termoelektrik/.

[2]. https://thermoelectric-generator.com/.

[3]. https://id.wikipedia.org/wiki/Generator_termoelektrik.

[4]. Bitschi, A. 2009. Modelling of Thermoelectric Devices for Electric Power Generation. ETH Zurich.  

       Diakses dari : https://warstek.com/2018/07/22/termoelektrik/.

[5]. Snyder, G.J. 2008. Small Thermoelectric Generators. The Electrochemical Society Interface. Diakses                         dari: https://warstek.com/2018/07/22/termoelektrik/