Perancangan dan Analisis Sistem Kontrol Penguapan Parsial Pada Siklus Rankine Organik Berbasis Logika Fuzzy

Moh. Enrico Mulki Al Fajri, Dr.-Ing. Awang N. I. Wardana, S.T., M.T., M.Sc.; Dr. Sindu Daniarta, S.T., M.Sc., Ph.D.

2026 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Sistem PE-ORC adalah sistem pembangkit listrik yang menggunakan siklus Rankine organik dengan penguapan parsial menggunakan sumber panas dari pemulihan panas buangan yang fluktuatif. Sistem PE-ORC memberikan efisiensi siklus yang lebih besar dibandingkan dengan sistem ORC. Namun, sumber panas yang fluktuatif menyebabkan kualitas uap menjadi tidak stabil. Penelitian ini dilakukan untuk merancang dan menganalisis sistem kontrol logika fuzzy dalam mengontrol kualitas uap pada PE-ORC.

Sistem PE-ORC dibangun menggunakan model termodinamika komponen penukar panas tipe koil dengan metode ??NTU. Melalui model tersebut, dilakukan simulasi pada kondisi tunak dan kondisi dinamis untuk merancang sistem kontrol logika fuzzy menggunakan metode fuzzy Mamdani. Logika fuzzy yang telah dirancang akan dievaluasi melalui tuning untuk mendapatkan performa yang paling baik.

Sistem kontrol logika fuzzy yang dirancang dapat menghasilkan kualitas uap sebesar 0,8 dan efisiensi siklus sebesar 0,1539 pada sistem PE-ORC dengan mengontrol laju aliran sumber panas dan tekanan fluida kerja setelah melalui pompa. Sistem kontrol logika fuzzy setelah tuning memiliki respons yang lebih cepat dan stabil serta overshoot (%OS) yang rendah dibandingkan dengan sebelum tuning dalam mengontrol kualitas uap pada gangguan < 5>tuning, %OS berkurang 11,79% pada variabel proses (PV) kualitas uap dan memiliki waktu penyelesaian yang lebih cepat pada PV suhu dibandingkan dengan sebelum tuning.

The PE-ORC system is a power generation system that uses an organic Rankine cycle with partial evaporation, utilizing heat from fluctuating waste heat recovery. The PE-ORC system offers higher cycle efficiency compared to the ORC system. However, the fluctuating heat source causes the steam quality to become unstable. This study was conducted to design and analyze a fuzzy logic control system to regulate steam quality in the PE-ORC system.

The PE-ORC system was developed using a thermodynamic model of a helical coil type heat exchanger based on the ??NTU method. Using this model, simulations were conducted under steady-state and dynamic conditions to design a fuzzy logic control system using the Mamdani fuzzy method. The designed fuzzy logic system was evaluated through tuning to achieve optimal performance.

The designed fuzzy logic control system can achieve a steam quality of 0.8 and a cycle efficiency of 0.1539 in the PE-ORC system by controlling the heat source flow rate and the pressure of the working fluid after passing through the pump. After tuning, the fuzzy logic control system exhibits a faster and more stable response, as well as a lower overshoot (%OS) compared to before tuning when controlling steam quality under disturbances < 5>

Kata Kunci : Logika Fuzzy, PE-ORC, Penguap Parsial, Fluida Organik