Desain dan Analisis Pemanfaatan Udara Pendingin Generator Set untuk Sistem Thermoelectric Generator menggunakan Metode Computational Fluid Dynamic

Alam Sembodo, Dr. Ir. Sugiyanto, S.T., M.Eng., IPM.

2026 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan pemanfaatan limbah panas gas buang mesin diesel menjadi energi listrik menggunakan Thermoelectric Generator (TEG) dengan memanfaatkan udara pendingin generator dari genset sebagai media pendingin sisi dingin. Sistem dirancang dengan mengalirkan udara pendingin menuju modul TEG untuk mengatasi keterbatasan aliran udara pada genset statis, serta dilengkapi variasi heatsink guna meningkatkan perpindahan panas. Analisis dilakukan menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan ANSYS Fluent yang divalidasi secara eksperimental, dengan variasi ukuran heatsink, putaran mesin (RPM) pada kondisi idle dan beban kerja, serta laju aliran udara pendingin yang satu linier terhadap RPM mesin. Hasil menunjukkan bahwa pemanfaatan udara pendingin generator efektif dalam meningkatkan perbedaan temperatur (delta T) pada modul TEG, di mana variasi ukuran heatsink meningkatkan delta T sebesar 13,61%, sedangkan peningkatan RPM dari kondisi idle ke kondisi kerja meningkatkan delta T hingga 115,92%, yang menunjukkan bahwa ketiga parameter tersebut berpengaruh signifikan terhadap delta T dan distribusi temperatur pada sistem konversi energi.

This study aims to optimize the utilization of diesel engine exhaust heat waste into electrical energy using a Thermoelectric Generator (TEG) by employing generator cooling air from a genset as the cooling medium on the cold side. The system is designed by directing the cooling airflow toward the TEG module to overcome the limitations of airflow in stationary gensets, and is equipped with heatsink variations to enhance heat transfer performance. The analysis is conducted using Computational Fluid Dynamics (CFD) with ANSYS Fluent and validated experimentally, considering variations in heatsink size, engine speed (RPM) under idle and working conditions, as well as cooling airflow rate which is linearly proportional to engine RPM. The results show that the utilization of generator cooling air effectively increases the temperature difference (?T) across the TEG module. The variation in heatsink size increases ?T by 13.61%, while the increase in RPM from idle to working condition significantly enhances ?T by up to 115.92%, indicating that these parameters have a substantial effect on temperature distribution and overall energy conversion performance.

Kata Kunci : Thermoelectric Generator (TEG), Computational Fluid Dynamics (CFD), Generator Set, Heatsink, Delta Temperatur.