Thermoelectric, Satu Langkah Menuju Green BTS

BTS (Base Transceiver Station) sebagai perangkat telekomunikasi tentunya membutuhkan suhu yang dingin agar dapat bekerja secara optimal. Suhu yang disarankan untuk perangkat telekomunikasi adalah 22 – 26 C. Selama ini yang bekerja sebagai penyedia / pengondisi suhu dalam shelter BTS adalah AC (Air Conditioner). Namun Air Conditioner ini menggunakan freon (CFC R-22) sebagai bahan pendinginnya yang telah diketahui dapat merusak lapisan ozon dan menyebabkan pemanasan global. Jika ini dibiarkan terus menerus, maka seiring dengan bertambahnya jumlah BTS yang dibangun maka semakin besar efek negatif dari pemakaian freon ini.

Berangkat dari inilah, diperlukan solusi agar sejauh mungkin menggunakan freon sebagai pendingin ruangan. Ini juga sejalan dengan Kepres RI No.23/1992 (Perlindungan Lapisan Ozon) dan UU No.17/2004 tentang Pemanasan Global. Beberapa solusi diantaranya adalah menggunakan bahan pendingin hydrocarbon (HC-22) sebagai pengganti freon (R-22). Namun kali ini, penulis akan mencoba mengutarakan solusi lain yakni menggunakan thermoelectric sebagai pendingin. Sesuai namanya, thermoelectric ini adalah suatu alat (atau bahan) yang dapat menghasilkan suhu (panas dan dingin secara bersamaan pada kedua sisinya) dengan memberinya tegangan (voltase) tertentu sesuai spesifikasinya. Jadi dengan thermoelectric, suhu tertentu dapat tercapai tanpa menggunakan freon. Namun yang perlu diperhatikan adalah menghitung secara cermat perbandingan antara luas ruangan yang akan didinginkan dengan suhu dingin yang dihasilkan thermoelectric. Berikut ini adalah foto thermoelectric.

Thermolectric memiliki dimensi 4o mm x 40 mm x 3 mm. Dan memiliki karakteristik mampu menghasilkan suhu panas dan dingin bersamaan pada kedua sisinya dengan selisih antara 20 – 40 C. Jadi bila sisi panas menunjukkan angka 25 C maka sisi dinginnya bisa mencapai  5 C. Berdasarkan karakteristik inilah, untuk menghasilkan suhu dingin yang diinginkan, maka kita harus mengondisikan agar sisi panas menjadi ‘sedingin’ mungkin  (ingat, bahwa karakteristik material thermoelectric adalah berdasarkan selisih suhu). Prinsip inilah yang mempengaruhi desain alat yang akan kita buat untuk menghasilkan suhu dingin tanpa menggunakan freon. Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan suhu tergantung dari spesfikasi alat yang tertulis di thermoelectric. Pada gambar di atas tertulis TEC1127o6 menunjukkan bahwa tipe ini membutuhkan tegangan 12 VDC dengan arus max 6A. Tulisan spesifikasi ini juga sekaligus sebagai penanda bahwa sisi ini merupakan sisi dingin (jika Anda memberi tegangan dengan benar kutub postif pada kabel berwarna merah)

Desain Thermoelectric

Berdasarkan karakteristik thermoelectric, maka kita harus membuat sisi panas menjadi ‘sedingin’ mungkin agar suhu yang kita targetkan tercapai. Oleh karena perlu tambahan alat untuk mendinginkan sisi panas, yakni DC fan dan heatsink. Gambar di sebelah kiri merupakan  ilustrasi desain thermoelectric. Penjelasan dari gambar disamping : perangkat yang didinginkan langsung ditempel dengan sisi dingin thermoelectric, sementara sisi panas ‘didinginkan’ dengan heatsink dan fan (kipas angin mini). Heatsink merupakan material penyerap panas terbuat dari alumunium alloy yang dapat dengan kita temui di toko-toko elektronik. Sedangkan fan yang digunakan sesuai kebutuhan. Semakin besar semakin baik karena akan menghasilkan cukup angin untuk membantu mendinginkan sisi panas thermoelectric. Fan ini juga dapat dengan mudah Anda cari di toko-toko elecktronika atau komputer.

Experiment Thermoelectric

Berikutnya mari kita coba menerapkan desain yang sudah kita buat tadi. Siapkan :

1. Power supply 12 VDC
2. Thermoelectric
3. Resistor 1 ohm/50W
4. Heatsink
5. Kabel secukupnya
6. Pengukur suhu

Ket: thermelectric berada di bawah gelas (sekalian mendinginkan air buat minum 🙂 )

Hasil pengukuran suhu berdasarkan percobaan di atas adalah sebagai berikut

Tampak suhu yang terukur oleh pengukur suhu adalah 0,5 C. Wow cukup menjanjikan bukan? Permasalahannya adalah dengan dimensi thermoelectric sekecil ini sampai volume ruang berapakah mampu dikondisikan suhunya? Dari beberapa percobaan didapatlah suhu optimal untuk ruang sebesar 50 cm X 50 cm x 50 cm mampu didinginkan oleh thermoelectric sebanyak 2 buah dengan suhu ruang antara 24 – 30 C.

Go Green BTS dengan Thermoelectric

Setelah mendapatkan desain yang optimal dari thermoelectric, saatnya kita mengimplementasikannya pada BTS. Seperti yang kita ketahui, ukuran shelter BTS terkecil adalah 3 x 4 x 3 m. Sementara sistem pendinginannya menggunakan 2 Air conditioner berkekuatan 1,5 PK. Untuk menggantikan 2 air conditioner dengan thermoelectric secara total tentu harus diperhitungkan dengan matang terkait dengan kemampuan thermoelectric itu sendiri dibanding dengan konsumsi daya yang dibutuhkan. Berdasakan percobaan, satu thermoelectric mengonsumsi arus sebesar 2 A, berarti daya yang dibutuhkan adalah 12 V x 2 A = 24 Watt (DC). Sedangkan dari percobaan pula untuk menghasilkan suhu di ruang dengan volume 50 x 50 x 50 cm membutuhkan 2 buah thermoelectric. Dengan demikian berapakah thermoelectric yang dibutuhkan untuk mendinginkan ruang shelter BTS berukuran 3 x 4 x 3 m? Berapakah daya yang akan dihabiskan untuk memberikan energi ke thermoelectric? Lebih hematkah daripada menggunakan air conditioner?

Memang untuk menjawab pertanyaan di atas dibutuhkan riset mendalam tentang thermoelectric. Bagaimana mendesain thermoelectric secara optimal, pemilihan bahan pendukung seperti heastsink, DC fan, power consumption, dsb. Dengan berbagai pertimbangan kelebihan dan kelemahan thermoelectric ini, maka thermoelectric ini akhirnya diterapkan untuk mendinginkan rak baterai BTS yang kurang lebih berukuran 50x50x50 cm. Dengan demikian setidaknya ruang baterai BTS akan selalu dingin sehingga life time-nya lebih lama. Demikianlah satu langkah menuju go green BTS sudah dimulai yakni tidak bergantung pada freon sebagai bahan pendingin ruang. Dengan semakin majunya teknologi banyak sekali inovasi-inovasi yang dapat kita lakukan untuk mendukung bumi yang lebih sehat, salah satunya adalah menggunakan pendingin non freon untuk pendingin ruang.

Saptaji, ST. M.Tr.T

a Technopreneur – writer – Enthusiastic about learning AI, IoT, Robotics, Raspberry Pi, Arduino, ESP8266, Delphi, Python, Javascript, PHP, etc. Founder of startup Indomaker.com