OPTIMIZATION OF HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMOELECTRIC GENERATOR SYSTEM FOR IMPROVING SOLAR PANEL EFFICIENCY
DOI:
https://doi.org/10.33579/krvtk.v10i1.5777Kata Kunci:
Photovoltaic, Thermoelectric Generator, hybrid, efisiensi energi, Micro-Channel Heat Pipe, pelat tembaga.Abstrak
Pemanfaatan energi surya melalui teknologi photovoltaic (PV) terus berkembang sebagai sumber energi terbarukan yang menjanjikan. Namun, efisiensi panel surya masih terbatas oleh panas yang dihasilkan selama operasi, yang menyebabkan penurunan kinerja seiring dengan kenaikan suhu. Fenomena ini merupakan salah satu tantangan utama dalam optimalisasi teknologi PV. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi sistem photovoltaic dengan menggabungkan modul Thermoelectric Generator (TEG), menghasilkan sistem hybrid Photovoltaic-Thermoelectric Generator (PV-TEG) yang inovatif. Sistem hybrid PV-TEG dirancang untuk memanfaatkan panas berlebih yang dihasilkan oleh panel surya, yang kemudian dikonversi menjadi energi listrik tambahan melalui modul TEG, memanfaatkan efek Seebeck. Dalam studi eksperimental ini, dua metode transfer panas diuji dan dibandingkan: Micro-Channel Heat Pipe (MCHP) dan pelat tembaga. Kedua metode ini dievaluasi untuk meningkatkan gradien suhu pada modul TEG, dengan tujuan mengoptimalkan kinerja sistem hybrid. Metodologi penelitian meliputi perancangan, fabrikasi, dan pengujian prototipe sistem hybrid PV-TEG dalam berbagai kondisi lingkungan yang terkontrol. Parameter yang diukur mencakup suhu operasional, tegangan keluaran, arus, dan daya total yang dihasilkan. Analisis termodinamika dan elektrik dilakukan untuk mengevaluasi efisiensi konversi energi dan kinerja sistem secara keseluruhan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem hybrid PV-TEG mampu meningkatkan efisiensi keseluruhan hingga 10% dibandingkan dengan panel surya konvensional. Penggunaan pelat tembaga sebagai media transfer panas menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan MCHP, menunjukkan potensi yang lebih besar untuk implementasi praktis. Analisis ekonomi juga menunjukkan kelayakan sistem hybrid ini dalam jangka panjang, meskipun biaya awal lebih tinggi.Kesimpulannya, sistem hybrid PV-TEG yang dikembangkan memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan efisiensi energi panel surya.
Unduhan
Referensi
P. Motiei, M. Yaghoubi, E. GoshtashbiRad, and A. Vadiee, “Two-Dimensional Unsteady State Performance Analysis of a Hybrid Photovoltaic-Thermoelectric Generator”, Renewable Energy, vol. 119, pp. 551–565, April 2018. doi: 10.1016/j.renene.2017.11.092
F. A. Diawan, M. R. Kirom, and P. Pangaribuan, “Pemanfaatan 65Thermoelectric Cooler Pada Photovoltaic Sebagai Pembangkit”, e-Proceeding of Engineering, vol. 5, no. 3, pp. 3965–3972, 2018.
W. Pang, H. Yu, Y. Zhang, and H. Yan, “Electrical Characteristics of a Hybrid Photovoltaic/Thermoelectric Generator System”, Energy Technology, vol. 6, no. 7, pp. 1248–1254, July 2018. doi: 10.1002/ente.201700801
M. N. Ibrahim, H. Rezk, M. Al-Dahifallah, and P. Sergeant, “Hybrid Photovoltaic-Thermoelectric Generator Powered Synchronous Reluctance Motor for Pumping Applications”, IEEE Access, vol. 7, pp. 146979–146988. 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2945990
C. Babu and P. Ponnambalam, “The Theoretical Performance Evaluation of Hybrid PV-TEG System”, Energy Convers. Manag., vol. 173, no. April, pp. 450–460, 2018. doi: 10.1016/j.enconman.2018.07.104
M. A. I. Khan et al., “An Experimental and Comparative Performance Evaluation of a Hybrid Photovoltaic-Thermoelectric System”, Front. Energy Res., vol. 9, no. September, pp. 1–9, 2021. doi: 10.3389/fenrg.2021.722514
J. S. Sumbodo, M. R. Kirom, and P. Pangaribuan, “Efektivitas Pendingin Menggunakan Termoelektrikpada Panel Surya Effectiveness of Thermoelectric Cooling on Solar Panel”, e-Proceeding Eng., vol. 5, no. 3, pp. 3895–3902, 2018.
D. Suryana, “Pengaruh Temperatur/Suhu terhadap Tegangan yang Dihasilkan Panel Surya Jenis Monokristalin (Studi Kasus: Baristand Industri Surabaya)”, Jurnal Teknologi Proses dan Inovasi Industri, vol. 2, no. 1, pp. 5–8, November 2016. doi: 10.36048/jtpii.v1i2.1791
D. A. H. A. Khadyair, D. A. H. Wanas, and J. L. Haji, “Volt-Ampere Characteristics for Arc Discharge in Low Pressure at Gas CO2”, IOSR J. Appl. Phys., vol. 9, no. 2, pp. 05–10, 2017. doi: 10.9790/4861-0902020510
M. Ejaz, “Optimal Control of Hybrid Photovoltaic-Thermometric Generator System Using GEPSO”, J. Power Energy Eng., vol. 10, no. 03, pp. 1–21, 2022. doi: 10.4236/jpee.2022.103001
U. A. Saleh, M. A. Johar, S. A. Jumaat, M. N. Rejab, and W. A. W. Jamaludin, “Evaluation of a Pv-Teg Hybrid System Configuration for an Improved Energy Output: A review”, Int. J. Renew. Energy Dev., vol. 10, no. 2, pp. 385–400, 2021. doi: 10.14710/ijred.2021.33917
X. Gou, H. Xiao, and S. Yang, “Modeling, Experimental Study and Optimization on Low-Temperature Waste Heat Thermoelectric Generator System”, Appl. Energy, vol. 87, no. 10, pp. 3131–3136, 2010. doi: 10.1016/j.apenergy.2010.02.013
F. Attivissimo, A. Di Nisio, A. M. L. Lanzolla, and M. Paul, “Feasibility of a Photovoltaic-Thermoelectric Generator: Performance Analysis and Simulation Results”, IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 64, no. 5, pp. 1158–1169, 2015. doi: 10.1109/TIM.2015.2410353
M. Hasanuzzaman, A. B. M. A. Malek, M. M. Islam, A. K. Pandey, and N. A. Rahim, “Global Advancement of Cooling Technologies for PV Systems: A review”, Sol. Energy, vol. 137, pp. 25–45, 2016. doi: 10.1016/j.solener.2016.07.010.
N. Kanagaraj, “Photovoltaic and Thermoelectric Generator Combined Hybrid Energy System with an Enhanced Maximum Power Point Tracking Technique for Higher Energy Conversion Efficiency”, Sustain., vol. 13, no. 6, 2021. doi: 10.3390/su13063144
N. Wang, L. Han, H. He, N. H. Park, and K. Koumoto, “A Novel High-Performance Photovoltaic-Thermoelectric Hybrid Device”, Energy Environ. Sci., vol. 4, no. 9, pp. 3676–3679, 2011. doi: 10.1039/c1ee01646f
D. Narducci, P. Bermel, B. Lorenzi, N. Wang, and K. Yazawa, "Hybrid Photovoltaic – Thermoelectric Generators : Materials Issues," In: Hybrid and Fully Thermoelectric Solar Harvesting. Springer Series in Materials Science, vol 268. Springer, Cham., 2018. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-76427-6_6
B. Lorenzi, “Hybrid thermoelectric-Photovoltaic Generators Under Negative Illumination Conditions”, ACS Applid Energy Material, vol. 5, no. 5, pp. 5381–5387, 2022, doi: 10.1021/acsaem.1c02710
R. Rifky, A. Fikri, M. Mujirudin, and A. Avorizano, “Hibridisasi Panel Surya dengan Modul Termoelektrik Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya”, Prosiding Sains Nasional dan Teknologi, vol. 13, no. 1, pp. 108-123, November 2023, doi: 10.36499/psnst.v13i1.8604
Zhang Y and Gao P. Hybrid, "Photovoltaic/Thermoelectric Systems for Round-the-Clock Energy Harvesting", Molecules, vol. 27, no. 21, pp. 7590, November 2022. doi: https://doi.org/10.3390/molecules27217590
##submission.downloads##
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2025 Linda Faridah, Sesep Dicky Ramadhan, Nundang Busaeri
Artikel ini berlisensiCreative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
This journal provides immediate open access to its content on the principle that making research freely available to the public supports a greater global exchange of knowledge.
All articles published Open Access will be immediately and permanently free for everyone to read and download. We are continuously working with our author communities to select the best choice of license options, currently being defined for this journal as follows:
• Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC BY-SA)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
