PENGARUH PENGGUNAAN PHASE CHANGE MATERIAL (PCM) BERBAHAN LARUTAN MAGNESIUM SULFAT (MgSO4) SEBAGAI MATERIAL PENYIMPAN KALOR PADA KOTAK PENDINGIN BERTENAGA SURYA SKRIPSI

Dimas Priyuko Tri Asmoro; RIFKY;

Pengaruh Penggunaan PCM Berbahan Larutan MgSO4 sebagai Material
Penyimpan kalor pada Kotak Pendingin Bertenaga Surya

Dimas Priyuko Tri Asmoro

Penggunaan energi baru terbarukan harus menjadi perhatian berbagai kalangan masyarakat sebagai
upaya alih guna penggunaan energi yang sebelum nya menggunakan energi fosil dengan segala
dampaknya bagi bumi dan kehidupannya. Energi surya adalah salah satu jenis energi terbarukan
yang potensial digunakan, bersih dalam penggunaannya, dan tersedia melimpah di negara
khatulistiwa ini. Selain itu, sistem pendingin juga berkontribusi dalam proses penipisan lapisan ozon
di atmosfer. Oleh karenanya, diperlukan pemanfaatan energi surya melalui generator panel surya,
konverter termoelektrik sebagai sumber pendingin, serta phase change material (PCM) dalam
sistem pendingin yang modelnya berbentuk kotak pendingin. Penelitian ini bertujuan, untuk
memperoleh peningkatan koefisien kinerja pada kotak pendingin dan temperatur terendah pada
ruang kotak pendingin. Penelitian ini menggunakan panel surya dengan memanfaatkan cahaya
matahari sebagai sumber energi dan modul thermoelectric cooler (TEC) untuk menghasilkan
temperatur rendah/kondisi dingin pada kotak pendingin. Pemasangan modul TEC juga disertai
dengan heatsink dan kipas luar serta serta kipas dalam sebagai pembuang panas dan menyebarkan
temperatur rendah/kondisi dingin ke kotak pendingin. Selain modul TEC, pada kotak pendingin juga
menggunakan material pengubah fasa (PCM) untuk menyerap panas laten pada saat proses
pendinginan agar lebih efisien. Bahan yang digunakan pada material pengubah fasa adalah larutan
MgSO4 yang dimasukkan dalam wadah berukuran 500 ml, dengan variasi perbandingan jumlah
larutan MgSO4 25%, 30%, 35% dan kotak pendingin tanpa menggunakan PCM. Kegiatan
pengambilan data dilakukan dengan mengukur instrumen yang meliputi intensitas cahaya, kecepatan
angin, tegangan dan arus, temperatur panel surya, temperatur lingkungan, temperatur dinding kotak
bagian luar, temperatur dinding kotak pendingin bagian dalam, temperatur TEC, dan temperatur
PCM. Dengan demikian hasil pengolahan data selama tiga hari diperoleh hasil capaian temperatur
minimum (°C) dan Coefficient of Performance (CoP) pada kotak pendingin. Temperatur minimum
pada kotak pendingin tanpa PCM sebesar 16,8°C, kotak pendingin dengan PCM MgSO4 25%
sebesar 16,7°C, kotak pendingin dengan PCM MgSO4 30% sebesar 12,7°C, dan kotak pendingin
dengan PCM MgSO4 35% sebesar 14,7°C. Sedangkan rata-rata CoP pada sistem pendingin, yaitu
dengan hasil kotak pendingin tanpa PCM sebesar 0,0345, kotak pendingin dengan PCM MgSO4
25% sebesar 0,0354, kotak pendingin dengan PCM MgSO4 30% sebesar 0,0469, dan kotak
pendingin dengan PCM MgSO4 35% sebesar 0,0402. Pada penelitian ini PCM MgSO4 30% paling
tepat digunakan sebagai PCM karena berpengaruh terhadap temperatur minimum ruang pendingin
dan koefisien kinerja sistem pendingin. Hal dikarenakan semakin tinggi konsentrasi MgSO4, titik
beku larutan akan semakin rendah.
Kata kunci: fotovoltaik, termoelektrik, PCM, kotak pendingin

Effect of Using PCM Made from MgSO4 Solution as Heat Storage Material in

Solar Powered Cooling Box
Dimas Priyuko Tri Asmoro

The use of new renewable energy must be a concern for various groups of people as an effort to
convert the use of energy that previously used fossil energy with all its impacts on the earth and its
lives. Solar energy is one type of renewable energy that has the potential to be used, is clean in its
use, and is abundantly available in this equatorial country. In addition, the cooling system also
contributes to the process of depletion of the ozone layer in the atmosphere. Therefore, it is
necessary to utilize solar energy through solar panel generators, thermoelectric converters as a
source of cooling, and phase change materials (PCM) in a cooling system that is modeled in the
form of a cooling box. This study aims to obtain an increase in the performance coefficient in the
cooling box and the lowest temperature in the cooling box space. This study uses solar panels by
utilizing sunlight as an energy source and a thermoelectric cooler (TEC) module to produce low
temperatures/cold conditions in the cooling box. The installation of the TEC module is also
accompanied by a heatsink and an outer fan and an inner fan as a heat sink and to distribute low
temperatures/cold conditions to the cooling box. In addition to the TEC module, the cooling box
also uses phase change materials (PCM) to absorb latent heat during the cooling process to make
it more efficient. The materials used in the phase change material are MgSO4 solution which is put
into a 500 ml container, with variations in the ratio of the amount of MgSO4 solution of 25%, 30%,
35% and a cooler box without using PCM. Data collection activities are carried out by measuring
instruments including light intensity, wind speed, voltage and current, solar panel temperature,
ambient temperature, outer box wall temperature, inner cooler box wall temperature, TEC
temperature, and PCM temperature. Thus, the results of data processing for three days obtained the
results of the minimum temperature (°C) and Coefficient of Performance (CoP) in the cooler box.
The average minimum temperature in the cooler box without PCM was 16.8°C, the cooler box with
25% MgSO4 PCM was 16.7°C, the cooler box with 30% MgSO4 PCM was 12.7°C, and the cooler
box with 35% MgSO4 PCM was 14.7°C. Meanwhile, the average CoP in the cooling system, namely
the results of the cooler box without PCM of 0.0345, the cooler box with 25% MgSO4 PCM of
0.0354, the cooler box with 30% MgSO4 PCM of 0.0469, and the cooler box with 35% MgSO4 PCM
of 0.0402. In this study, 30% MgSO4 PCM is most appropriate to be used as a PCM because it
affects the minimum temperature of the cooling chamber and the coefficient of performance of the
cooling system. This is because the higher the concentration of MgSO4, the lower the freezing point
of the solution.
Keywords: photovoltaic, thermoelectric, PCM, cooler box