Kajian Performansi Sistim Pembangkit Tenaga Siklus Rankine Organik yang Digerakkan oleh Sumber Panas Geothermal Bersuhu Rendah

Abstract

Energi listrik saat ini mempunyai peranan yang sangat penting dan strategis bagi menunjang kehidupan masyarakat moderen dan pembangunan nasional. Karena itu ketersediaan energi listrik harus diwujudkan secara andal, aman dan ramah lingkungan. Penggunaan sumber-sumber energi terbarukan untuk menghasilkan listrik haruslah terus digalakkan mengingat sumber energi konvensional (BBM) yang selama ini digunakan sudah semakin menipis cadangannya, selain tidak ramah terhadap lingkungan. Untuk itu perlu dilakukan banyak penelitian untuk dapat menguasai teknologi pemanfaatan sumber-sumber energi terbarukan tersebut. Sebuah kajian performansi sistim pembangkit tenaga yang menggunakan siklus Rankine organik (Organic Rankine Cycle - ORC) dengan menggunakan sumber panas geothermal bersuhu rendah dan menggunakan fluida kerja organik dilakukan pada penelitian ini. Sistim eksperimental dirancang, dibangun dan diuji menggunakan fluida kerja R134a dan R245fa. Sistim ini menggunakan ekspander yang dimodifikasi dari kompresor AC mobil jenis scroll compressor dan menggunakan evaporator untuk menguapkan fluida kerja serta kondensor untuk merubah fase fluida kerja kembali menjadi cair. Sebuah pompa vane digunakan untuk mensirkulasikan fluida kerja. Beberapa parameter seperti laju aliran massa fluida kerja dan laju aliran massa air pemanas dibuat sama selama percobaan untuk membandingkan performansi sistim dengan menggunakan dua fluida kerja yang berbeda tersebut dengan tingkat suhu air pemanasan evaporator antara 60oC – 100oC. Dari hasil pengujian didapat effisiensi tertinggi sistim sebesar 5,64% dengan menggunakan R245fa dengan daya output bersih sebesar 1908,99 watt. Effisiensi isentropis dari ekpander diperoleh sebesar 84,13%. Dari hasil percobaan menunjukkan bahwa menggunakan R245fa sebagai fluida kerja pada sistim pembangkit tenaga dengan menggunakan ORC yang memanfaatkan sumber panas geothermal bersuhu rendah ini layak digunakan dengan kinerja yang dapat diterima.

Electrical energy currently has a very important and strategic role to support the life of modern society and national development. Therefore the availability of electrical energy must be realized reliably, safety and environmental friendly. The use of renewable energy sources to generate electricity should be encouraged, considering to the conventional energy source (BBM) that has been used is increasingly depleted its reserves, in addition to not friendly to the environment. For that, it needs to do a lot of research to be able to master the technology utilization of renewable energy sources. A performance power system using Organic Rankine Cycle (ORC) using a low-temperature geothermal heat source and using organic working fluids was carried out in this study. Experimental systems are designed, constructed and tested using working fluids R134a and R245fa. This system uses an expander that modified from scroll compressor, that usually uses in car air conditioner compressor and uses evaporators to evaporate working fluids and coil type condensers to convert the working fluid phase back into liquid. A vane pump is used to circulate the working fluid. Several parameters such as the mass flow rate of the working fluid and the mass flow rate of the heating water were made equally during the experiment to compare the performance of the system by using two different working fluids with the evaporator heating temperature between 60-100 ° C. The experimental results obtained the highest system efficiency of 5.62% by using R245fa with net output power of 1909 watts. The isentropic efficiency of the expander was obtained at 84,13%. It’s shows that using R245fa as a working fluid on a power generation system using an ORC utilizing a low-temperature geothermal heat source is feasible to use with acceptable performance.