Analisis Efisiensi Termal Sistem Organic Rankine Cycle (ORC) Menggunakan Variasi Fluida Kerja Berdasarkan Simulasi

Abstract

Simulasi sistem Organic Rankine Cycle (ORC) dilakukan untuk mengetahui performa dari sistem pembangkit ORC dalam kondisi dan fluida kerja tertentu. Tujuan penelitian ini adalah melakukan simulasi untuk mengetahui efisiensi termal fluida kerja R-134a, R-32, R-407A, dan R-422C pada sistem ORC, memilih fluida kerja yang mampu bekerja secara optimum pada sistem ORC, dan menentukan hubungan suhu keluar evaporator dan suhu keluar kondensor terhadap efisiensi termal. Fluida kerja disimulasikan pada suhu outlet evaporator 75°C, 80°C, dan 85°C, serta pada suhu outlet kondensor 20°C sampai 50°C pada setiap kenaikan suhu 5°C. Properti fluida pada kondisi-kondisi tersebut dianalisis dengan software REFPROP kemudian menjadi data masukan pada simulasi dengan Cycle Tempo. Nilai efisiensi termal masing-masing variasi suhu dan refrigeran kemudian dianalisis untuk mendapatkan nilai dan variasi optimum untuk sistem ORC yang disimulasikan. Hasil simulasi ORC menunjukkan bahwa R-422C adalah fluida kerja optimum dengan nilai efisiensi termal sebesar 12.61%. Efisiensi tersebut didapat pada suhu keluar evaporator 75°C dan suhu keluar kondensor 50°C. Pada saat tersebut, kalor yang dilepaskan oleh kondensor (Qout) minimum sehingga setelah suhu dan tekanan fluida dinaikkan pada pompa, kalor yang dibutuhkan (Qin) untuk menaikkan suhu pada evaporator menjadi tidak terlalu besar. Selain itu, perbedaan suhu pada evaporator sangat kecil pada suhu tersebut sehingga nilai Qin rendah dan nilai efisiensi tinggi.