Studi Pemanfaatan Panas Buang Sampah untuk Pembangkit Listrik Skala Kecil Dengan Sistem Organic Rankine Cycle (ORC)
Kornelis Kopong Ola
Dalam mendukung program pemerintah dalam mencapai Net Zero Emission pada tahun 2060, pengembangan energi alternatif selain energi fosil menjadi energi listrik menjadi sangat penting. Tesis ini melakukan riset pemanfaatan panas buang insinerator sampah menjadi energi listrik menggunakan sistem Organic Rankine Cycle (ORC). Saat ini panas buang insinerator sampah belum banyak dimanfaatkan karena temperatur gas buang tidak setinggi hasil pembakaran bahan bakar batubara atau biomassa lainnya. Pada tesis ini, penggunaan teknologi ORC dilakukan untuk memanfaatkan panas buang tersebut. Insinerator sampah di kabupaten Soreang Bandung menjadi studi kasus pada tesis ini. Temperatur gas panas buang yang keluar dari insinerator adalah 450 0C dengan laju gas buang 3 kg/s. Pada penelitian ini akan di investigasi unjuk kerja secara termodinamika, perhitungan dimensi peralatan dan penentuan harga peralatan seperti preheater, evaporator, air cooled condenser, pompa, perpipaan dan turbin menggunakan empat fluida kerja. Fluida kerja tersebut adalah n-pentane, n-butane, R123, dan R245fa. Pertimbangan analisis termodinamika, dilakukan dengan temperature inlet turbin 130 0C, karena salah satu fluida sudah mendekati temperatur kritis. Perhitungan termodinamika pada penelitian ini menggunakan simulasi engineering equation solver (EES). Untuk penentuan ukuran dan harga penukar panas menggunaan heat transfer and fluid flow services (HTFS). Sedangkan harga peralatan yang lain seperti perpipaan, pompa dan turbin menggunakan perhitungan dan grafik. Hasil analisis termodinamika dari masing-masing fluida menunjukan bahwa paling besar daya listrik (net power) yang dihasilkan adalah R123 dengan daya 91,22 kW dan yang paling rendah R254fa dengan daya 87,92 kW. Pada kinerja efisiensi thermal, efisiensi thermal dengan fluida n-pentane menjadi paling tinggi dengan 8,86 %, sedangkan fluida terendah adalah n-butane sebesar 7,94%. Dimensi peralatan pembangkit listrik ORC sesuai kebutuhan luasan total heat tranfer area-nya (prehater, evaporator, dan air cooled condenser), dimana luasan heat transfer dengan fluida R123 (4.119,5m2) menjadi paling besar, diikuti R245fa (3945m2), n-pentane (3904,7m2) dan terakhir n-butane (3134m2). Investasi yang paling rendah adalah ORC yang menggunakan fluida kerja n-butane, diikuti oleh R-245fa kemudian n-pentane dan paling tinggi adalah fluida kerja R123.
Kata Kunci : Themodinamika, ORC, Fluida Kerja, Dimensi, Harga, Penukar Kalor, Panas Buang Sampah