Kulkas Tenaga Surya Unand Berhenti di 15 Derajat Celsius

Cekricek.id — Menyimpan lauk dan minuman tetap dingin menuntut listrik yang menyala sepanjang hari. Di wilayah yang pasokannya belum merata, kulkas tenaga surya diuji sebagai jalan keluar.

Tiga peneliti Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang, merakit satu unit dan mengukurnya. Suhu terendahnya berhenti di 15 derajat Celsius.

Ketiganya adalah Nabilla Putri Puspita, Rahmat Rasyid, dan Meqorry Yusfi. Laporan mereka terbit di Jurnal Ilmu Fisika Volume 17 Nomor 2, September 2025, halaman 193 sampai 200.

Judul naskahnya Eco-Friendly Solar Refrigerator: Peltier Cooling, Remote Monitoring for Sustainable and Efficient Energy Consumption. Versi daringnya terbit pada 17 Agustus 2025.

Naskah itu diterima redaksi jurnal pada 3 Februari 2025. Revisinya masuk 7 Mei 2025, dan persetujuan terbit keluar pada 29 Mei 2025.

Penulisnya membuka naskah dengan catatan rasio elektrifikasi nasional yang mencapai 99,79 persen pada 2023. Sebaran listriknya disebut belum merata, terutama di Papua, Maluku, dan Nusa Tenggara.

Bentuk kepulauan dan sebaran penduduk yang berjauhan disebut sebagai penyulitnya. Tenaga surya diletakkan sebagai pilihan karena sinar matahari tersedia sepanjang tahun di wilayah tropis.

Penulisnya juga menyinggung kebutuhan pendingin yang mudah dipindahkan. Bahan pendingin konvensional disebut merusak lingkungan sehingga sistem ringkas dan ramah lingkungan terus dicari.

Dua Keping Peltier dan Panel 50 Wp

Sistemnya memakai dua modul Peltier TEC 12706, satu panel surya 50 Wp, dan satu aki 12 volt 33 Ah. Ruang pendinginnya berukuran 26 × 17 × 10 cm.

Penulisnya menyebut sistem ini bekerja dengan efek Seebeck pada modul Peltier TEC 12706. Pendinginannya berlangsung tanpa bahan pendingin kimia yang lazim dipakai kulkas biasa.

Empat kipas 12 volt 0,15 ampere dipasang mengelilingi modul. Tiga kipas berada di sisi luar untuk menahan panas berlebih, satu kipas di dalam menyebarkan udara dingin.

Sisi dingin Peltier menghadap ke dalam ruang dan menyerap panas. Sisi panasnya menghadap ke luar, dibantu heatsink agar panas terbuang ke udara sekitar.

Panel surya menyalurkan arus lewat solar charge controller. Pengatur itu membagi arus ke aki, yang kemudian menghidupkan Peltier dan kipas tanpa memerlukan inverter.

Sensor DHT22 dipasang di dalam ruang pendingin untuk membaca suhu dan kelembapan. Bacaannya diolah NodeMCU ESP8266 lalu ditampilkan aplikasi Blynk pada telepon pintar.

Pemantauan jarak jauh dipakai agar suhu dan kelembapan terbaca tanpa membuka ruang pendingin. Data sensor dikirim ke telepon pintar secara langsung.

Bacaan sensor itu dibandingkan dengan alat ukur AZ HT-02 dan FY-11. Ukuran ruang pendingin pun tidak dipilih sembarangan.

Uji terdahulu Puspita dan Yusfi (2025) mencatat ruang 26 × 17 × 10 cm 4 derajat Celsius lebih dingin daripada ruang 38 × 23 × 21 cm. Sumber dayanya masih adaptor.

Baca juga Petani Mungka Berhenti Beli Solar Setelah Terima Irigasi Panel Surya

Panel Saja, Aki Saja, lalu Keduanya

Pengujian dijalankan dalam tiga susunan daya. Yang pertama hanya memakai panel surya, yang kedua hanya aki, dan yang ketiga menggabungkan keduanya.

Naskah ini memakai asumsi konversi energi surya terbesar di Indonesia berlangsung enam jam. Rentangnya dari pukul 08.00 sampai 14.00.

Dengan panel surya saja pada rentang itu, suhu ruang turun dari 29,8 menjadi 19,6 derajat Celsius. Penurunannya 10,2 derajat Celsius.

Angka itu dipakai penulisnya untuk menunjukkan sistem masih sanggup bekerja tanpa aki. Panel surya sendirian sudah cukup untuk menghidupkan dua modul Peltier.

Dengan aki 33 Ah saja, pengambilan data dimulai pukul 19.00. Sistem menyala sampai pukul 21.40 atau selama 2,67 jam.

Pada susunan itu suhu turun dari 28,8 ke 17,3 derajat Celsius, sebesar 11,5 derajat. Angka itu menandai sistem masih bisa bekerja pada malam hari.

Susunan ketiga menyatukan panel 50 Wp dan aki 12 volt 33 Ah. Data diambil dua jam setiap hari dengan jeda pencatatan 10 menit.

Tiga rentang waktu dipakai pada susunan ketiga itu. Rentangnya pukul 08.00 sampai 10.00, pukul 10.00 sampai 12.00, dan pukul 12.00 sampai 14.00.

Baca juga Mahasiswa UGM Rancang Jembatan Darurat Bertenaga Surya

Sepuluh Menit Pertama yang Menentukan

Pada rentang 08.00 sampai 10.00, suhu turun dari 28,3 ke 15 derajat Celsius. Sepuluh menit pertama saja sudah memotong 10,3 derajat.

Pada rentang 10.00 sampai 12.00, suhu bergerak dari 32,6 ke 19,3 derajat Celsius. Sepuluh menit pertamanya memangkas 10,2 derajat.

Pada rentang 12.00 sampai 14.00, suhu bergerak dari 33,3 ke 19,6 derajat Celsius. Sepuluh menit pertamanya memangkas 11,2 derajat.

Setelah sepuluh menit pertama, laju pendinginan melambat tajam. Pada rentang pagi, sisa penurunannya tidak lebih dari 1,6 derajat Celsius.

Pada rentang tengah hari, sisa penurunannya tidak lebih dari 0,8 derajat Celsius. Pada rentang siang, angkanya tidak lebih dari 1,6 derajat Celsius.

Penulisnya menjelaskan lonjakan awal itu berasal dari hantaran panas modul TEC 12706 ke heatsink. Kipas di sisi panas meneruskannya ke udara secara konveksi.

Setelah itu efisiensi perpindahan panas berkurang dan panas menumpuk. Sistem mendekati kesetimbangan panas sehingga penurunan suhu tidak lagi sebesar sepuluh menit pertama.

Dingin Turun, Kelembapan Naik

Penurunan suhu diikuti kenaikan kelembapan di dalam ruang. Pada rentang 08.00 sampai 10.00, kelembapan naik dari 82,1 menjadi 90,3 persen.

Kenaikan pada sepuluh menit pertama rentang itu tercatat 6,6 persen. Sisanya menyebar pada jam-jam berikutnya.

Pada rentang 10.00 sampai 12.00, kelembapan naik dari 69 menjadi 89,2 persen. Kenaikan sepuluh menit pertamanya 10,2 persen.

Pada rentang 12.00 sampai 14.00, kelembapan naik dari 73 menjadi 89,2 persen. Sepuluh menit pertamanya menyumbang kenaikan 15,6 persen.

Kenaikan terbesar, 15,6 persen, berbarengan dengan penurunan suhu paling tajam. Kedua angka itu muncul pada rentang waktu yang sama.

Menurut naskah ini, suhu modul yang jatuh memunculkan bunga es berisi uap air. Kipas di dalam ruang menyebarkannya sehingga kelembapan ikut naik.

Pada sepuluh menit berikutnya sampai akhir pencatatan, kenaikan kelembapan berjalan sangat lambat. Penyebabnya penurunan suhu yang juga melambat.

Suhu Terendah 15 Derajat, Sasaran 0 Derajat Luput

Dari tiga rentang waktu, suhu terendah 15 derajat Celsius muncul pada 08.00 sampai 10.00. Suhu udara luar yang lebih rendah memudahkan sistem menurunkan suhu ruang.

Rentang 12.00 sampai 14.00 mencatat intensitas cahaya rata-rata tertinggi, 176.846,15 Lux. Daya keluaran sistem pada rentang itu lebih besar daripada rentang lain.

Penulisnya menyatakan sistem belum sanggup menggantikan kulkas konvensional. Kulkas rumah tangga umumnya bekerja di sekitar 0 derajat Celsius, angka yang tidak dicapai perangkat ini.

Dua hal disebut sebagai penyebabnya. Kapasitas pendinginan dua modul Peltier TEC 12706 terbatas, dan penyekatan panas ruang pendingin belum optimal.

Perbandingan efisiensi juga tidak berpihak pada teknologi ini. Bansal dan Martin (2000) mencatat sistem kompresi uap berkapasitas sekitar 50 liter mencapai COP 2,59, sedangkan sistem termoelektrik 0,69.

Naskah ini menempatkan keunggulan sistem termoelektrik pada sisi lingkungan, bukan pada efisiensi energi. Tantangan efisiensinya disebut masih besar dibandingkan teknologi pendingin konvensional.

Baca juga Mahasiswa UGM Rakit Mesin Surya Pengolah Pakan Domba

Catatan Angka yang Belum Sejalan

Ada angka di dalam naskah ini yang tidak sejalan satu sama lain. Penulisnya menyebut penurunan suhu terbesar 11,7 derajat Celsius pada rentang 12.00 sampai 14.00.

Data rentang itu sendiri bergerak dari 33,3 ke 19,6 derajat Celsius, selisih 13,7 derajat. Penurunan sepuluh menit pertamanya tercatat 11,2 derajat.

Angka 11,7 derajat Celsius tidak muncul pada kedua hitungan tersebut. Intensitas cahaya rata-ratanya juga ditulis 176.846,15 Lux pada ringkasan dan 176.846,2 Lux pada pembahasan.

Keterbatasan lain diakui sendiri oleh penulisnya. Pengujian hanya berjalan dua jam per hari pada tiga rentang waktu, dan suhu sasaran 0 derajat Celsius tidak pernah tercapai.

Untuk perbaikan, penulisnya menyarankan penambahan jumlah modul Peltier. Bahan logam diusulkan untuk dinding ruang pendingin agar kebocoran udara berkurang dan penyekatan membaik.

Saran terakhir adalah memasang relai yang tersambung ke kipas arus searah. Pengaturan suhu dan kelembapan di dalam ruang diharapkan menjadi lebih terkendali.

Riset ini dibiayai LPPM Universitas Andalas. Nomor kontraknya 199/UN16.19/PT.01.03/PSS/2024.