Pengaruh Tahan Beban dan Panjang Resonator Terhadap Kinerja Generator Listrik Termoakustik dengan Resonator Helmholtz
ANGGI RAHMAWATI, Ikhsan Setiawan, S.Si., M.Si. ; Prof. Dr. Agung Bambang Setio Utomo, S.U.
2024 | Skripsi | FISIKA
Penggerak utama termoakustik merupakan
alat pengkonversi energi kalor menjadi energi akustik. Gelombang akustik dari
penggerak utama (prime mover) termoakustik tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik
dengan menggunakan alternator linier. Alat gabungan ini disebut sebagai
generator listrik termoakustik. Penggunaan generator listrik termoakustik
diharapkan dapat membantu mengurangi kalor buang (waste heat) di
lingkungan yang dimanfaatkan sebagai sumber kalornya. Komponen utama generator
listrik termoakustik dalam penelitian ini antara lain adalah resonator lurus,
rongga Helmholtz, stack, penukar kalor suhu panas (termasuk electric
heater) dan penukar kalor suhu lingkungan (termasuk sistem sirkulasi air
pendingin), dan loudspeaker sebagai alternator linier beserta resistor
beban. Penelitian difokuskan untuk mengetahui bagaimana ketergantungan beda
suhu onset terhadap panjang resonator, dan ketergantungan daya listrik output
terhadap panjang resonator dan resistansi beban. Digunakan 9 variasi panjang
resonator dalam rentang (455 – 845) mm dan 27 variasi resistansi beban dalam
rentang (5,3 – 399) ?. Daya kalor input yang digunakan
adalah 303 W. Diperoleh hasil beda suhu onset minimum sebesar (199 ±
4) °C pada
panjang resonator (695 ± 1) mm, sedangkan daya listrik rms maksimum sebesar
(174 ± 3) mW diperoleh pada panjang resonator (595 ± 1) mm (dengan resistansi
beban (32 ± 2) ?). Pada resistansi beban yang
optimum yaitu berkisar 12 ? sampai 40 ? didapatkan daya listrik rms maksimum pada
masing-masing variasi panjang resonator. Panjang resonator (595 ± 1) mm dan
resistansi beban (32 ± 2) ? merupakan kombinasi optimum dalam
generator listrik termoakustik dalam penelitian ini untuk dapat menghasilkan
daya listrik terbesar (174 ± 3) mW.
The thermoacoustic prime mover is a device that converts heat energy into acoustic energy. The
acoustic waves from the thermoacoustic prime mover can be used to generate electrical energy
using a linear alternator. This combined tool is referred to as a
thermoacoustic electric generator. The use of thermoacoustic electric
generators is expected to help reduce waste heat in the environment that is utilized
as a heat source. The main components of the thermoacoustic electric generator
in this study include a straight resonator, Helmholtz cavity, stack, heat
temperature heat exchanger (including electric heater) and environmental
temperature heat exchanger (including cooling water circulation system), and
loudspeaker as a linear alternator along with load resistors. The research
focused on finding out how the dependence of the onset temperature difference
on the resonator length, and the dependence of the output electrical power on
the resonator length and load resistance. The 9 variations of resonator length
in the range of (455 <!--[if gte msEquation 12]>
Kata Kunci : resistansi listrik beban, panjang resonator, generator listrik termoakustik, beda suhu onset, daya listrik output