Kajian Variasi Parameter Operasi Siklus Rankine Organik pada Kolektor Panas Matahari

INDAH SARTIKA SARI, Dr. –Ing. Sihana

2014 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Siklus Rankine organik (ORC) mengkonversi sumber panas bertemperatur rendah dengan menggunakan refrigerant hidrokarbon sebagai fluida kerja menjadi energi listrik. Sumber panas matahari memiliki keuntungan karena panas didapat secara cuma-cuma dan dapat digunakan dalam aplikasi yang sangat konservatif. Dalam penelitian ini, siklus ORC dirancang berdasarkan hasil eksperimental dan dibandingkan dengan tambahan rekuperator dan divariasikan pada tekanan pompa tertentu. Selain itu, penukar panas dioptimasi beda suhunya. Pada pemodelan ini, R245fa digunakan sebagai fluida kerja dengan media perangkat lunak Cycle-Tempo. Dari hasil simulasi didapatkan variasi tekanan yang masuk pompa mempengaruhi performansi sistem. Semakin besar tekanan yang dihasilkan pompa, mempengaruhi nilai kerja pompa dan kerja bersih sistem, efisiensi terbesar pada sistem tanpa rekuperator adalah 0,24% dengan tekanan pompa sebesar 10 bar, rekuperator meningkatkan efisiensi untuk siklus karena terjadi peningkatan besar nilai efisiensi menjadi 0,43% dengan tekanan pompa sebesar 10 bar. Semakin besar LMTD, maka semakin bertambah pula besaran efisiensinya. Titik optimum efisiensi sistem tertinggi yaitu 1,48%, dengan menggunakan rekuperator, tekanan pompa 10 bar, dan nilai LMTD sebesar 5,516.

Organic Rankine Cycle (ORC) converts a low temperature heat source into electrical energy by using a hydrocarbon refrigerant as a working fluid. Solar source has the advantage as a heat source because the heat obtained is free and be able to be used in very conservative applications. In this study, Organic Rankine Cycle (ORC) is designed based on experimental results compared to additional recuperator and varied on a particular pump pressure. In addition, the temperature difference of heat exchanger is optimized. On the modelling, R245a is used as a working fluid with Cycle-Tempo as a used media software. The results of simulation depends on thevariations of inlet pump pressure because it will affect system performance. The pump pressure affects the value of pump operation and net working system, the highest efficiency in system without recuperator is 0.24% with pump pressure of 10 bar.The recuperator improves cycle efficiency and adds an efficiency increase up to 0.43% with pump pressure of 10 bar. The greater amount of LMTD, the highest amount of efficiency. The optimum level to achieve the highest system efficiency which is 1.48% is by using recuperator, with pump pressure of 10 bar and amount of LMTD of 5,516.

Kata Kunci : Panas matahari, siklus Rankine organik (ORC), refrigeran R245fa, rekuperator, dan Cycle-Tempo