## Pemanfaatan Gas Buang Turbin Gas Siklus Terbuka Dengan Sistem Organic Rankine Cycle
Tua Harolt Hutapea, Jaka Windarta
Magister Energi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Diponegoro;
Email  : harolthutapea@students.undip.ac.id (T.H.H), jakawindarta@lecturer.undip.ac.id (J.W)
Abstrak : Gas buang Turbin Gas Siklus Terbuka (PLTG) yang masih bersuhu tinggi merupakan suatu pemborosan energi sehingga diperlukan usaha untuk memanfaatkannya karena energi adalah sumber daya  yang  berharga  dan  setiap  panas  buang  yang  berasal  dari  pembangkit  listrik  siklus  terbuka, mesin-mesin atau industri harus menggunakannya secara efisien dan efektif. ORegen TM adalah siklus Rankine Organik GE yaitu suatu sistem yang didesain untuk memanfaatkan energi panas gas  buang dari  Turbin  Gas  atau  dari  sumber-sumber  panas  buangan  lainnya.  Sistem  ORegen  GE  merupakan siklus  panas  lanjut  Termodinamika  dengan  menggunakan  fluida  kerja  cyclo  pentane  yang memanfaatkan  panas  buang  dari  Turbin  Gas  dan  kemudian  mengkonversikannya  menjadi  ekstra listrik  sehingga  16  MW  tanpa  menggunakan  bahan  bakar  ataupun  air  dan  tidak  menghasilkan tambahan  emisi-emisi  CO 2 atau  NO x .  Dari  beberapa  tipe  Turbin  Gas  GE  dalam  studi  ini  diperoleh efisiensi  tertinggi  keseluruhan  dari  sistem  yaitu  sebesar  51,5%  dengan  efisiensi  Turbin  Gas  sebesar 41,1% yang diperoleh oleh Turbin Gas PGT25+ G4 pada beban 34 MW dan mendapatkan ekstra listrik dari ORegen sebesar 8,9 MW.
Kata  Kunci :  Siklus Rankine organik,  Siklus  panas  lanjut  Termodinamika.  ORegen.  Siklo  Pentana. Turbin Gas
Abstract :  Open  cycle  Gas  Turbines exhaust still  contain  high  temperature  flue  gas  which  is  actually energy  waste  discharged  into  atmosphere  so  it  requires  effort  to  use  it  as  much  as  possible  because energy is valuable resource and every open cycle power plant, engines or other industrial waste heat should  utilize  this  energy  effectively  and  efficiently.  ORegen TM is  GE Organic  Rankine  Cycle which designed to utilize waste heat energy from Gas  Turbine which free from water  or CO2. GE ORegen system  categorized  as  Thermodynamics  superheat  cycle  using  cyclopentane  as  working  fluid  which absorbed Gas Turbine waste heat by diathermic oil and convert it into extra 16 MW electricity without additional fuel or water and does not release any emissions such as CO 2 or NO x . Base on several GE Gas Turbines type from this study, the highest combined system thermal efficiency is 51.5% with Gas Turbine efficiency 41.1% from Gas Turbine PGT25+ G4 at load 34 MW and get extra electricity 8.9 MW produced from ORegen.
Keywords : Organic  Rankine  Cycle .  Thermodynamic  superheat  cycle.  ORegen.  Cyclo  Pentane.  Gas Turbine
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332

## 1. Pendahuluan
Dengan kemungkinan akan habisnya sumber daya energi konvensional seperti minyak bumi, gas alam  dan  batubara  maka  usaha-usaha  untuk  mencari  dan  meneliti  sumber  energi  baru  (EBT)  telah giat  dilakukan  yaitu  dengan  menggali  sumber  energi  yang  bersifat  non  konvensional  ( renewable resources )  seperti:  panas  matahari,  angin,  air,  lautan  (panas  lautan,  pasang  surut,  gelombang  laut), biomassa  dan  lain-lain.  Usaha  penghematan  energi  juga  perlu  dilakukan  dengan  memanfaatkan setiap  sumber  energi  yang  berharga  ini  semaksimal  mungkin,  diantaranya  dengan  berusaha mengurangi  rugi-rugi  energi,  kebocoran  dan  memanfaatkan  gas  buang  yang  terjadi  pada  berbagai sistem.
(Fierro  et  al.,  2020),  menjelaskan  bahwa  proses  penggunaan  energi  secara  intensif  serta  emisi yang berasal dari industri-industri seperti besi dan baja, petrokimia, semen, kertas, keramik, gelas dan makanan  bertanggung  jawab  terhadap  1/3  dari  emisi-emisi  gas  rumah  kaca  global  tahunan.  Karena itu  berbagai  alternatif  sedang  dikaji  untuk  mengurangi  emisi  gas  rumah  kaca  serta  memanfaatkan panas buang yang terjadi.
(G.  Fan  et  al.,  2021),  menyatakan  bahwa  penghematan  energi,  rugi-rugi  energi  serta  masalah efisiensi sistem yang rendah merupakan hal yang perlu diteliti dan penggunaan Organic Rankine Cycle adalah salah  satu penerapan penting untuk meningkatkan  konsumsi energi dan pemanfaatan panas yang dilepaskan ke lingkungan.
Organic Rankine Cycle (ORC) menurut (Herath et al., 2020), diidentifikasikan sebagai suatu sistem yang dapat menghasilkan listrik dari sumber panas yang bersuhu rendah. ORC beroperasi pada suhu dan tekanan rendah dibandingkan dengan siklus Rankine konvensional sehingga fluida organik atau refrigeran akan digunakan sebagai fluida kerja, tidak seperti air yang lebih sesuai untuk pemakaian pada sistem yang bertekanan dan bersuhu tinggi.
Skema  pemanfaatan  gas  buang  ( Waste  Heat  Recovery -WHR)  pada  berbagai  sistem  menurut (Kumar & Rakshit, 2021), dapat diringkaskan pada gambar di bawah ini:
Gambar 1. Pemanfaatan gas buang pada berbagai sistem (Kumar & Rakshit, 2021)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Menurut  (Xu  et  al.,  2020),  terdapat  beberapa  teknologi  pemanfaatan  gas  buang  dari  berbagai sistem  seperti  generator  termoelektrik, turbo-compounding dan organic  rankine  cycle .  Generator termoelektrik berbentuk padat dan ringan tapi efisiensinya sangat rendah dan biayanya sangat tinggi. Turbo-compounding  juga  padat  namun  efisiensinya  terbatas.  Diantara  ketiga  teknologi  WHR  ini, ORC  yang  mempunyai  efisiensi  tertinggi  meskipun  mempunyai  keterbatasan  seperti  tingkat kerumitan, faktor keamanan dan daya tahannya.
(Dai et al., 2020) menguraikan bahwa ORC merupakan pilihan yang efektif untuk memanfaatkan sumber  panas  buang  dibandingkan  teknologi  konversi  yang  lain  sebab  memiliki  keuntungan  yang lebih baik pada output sistem, efisiensi termal dan kestabilan operasinya.
ORC  subkritikal  yang  menggunakan  suhu  sumber  panas  rendah  dan  sedang,  telah  digunakan secara  luas  pada  pembangkit-pembangkit  surya,  geotermal,  biomassa  dan  sistem  panas  buang industri. Sedangkan ORC dengan suhu tinggi, dapat meningkatkan suhu siklus maksimum yang akan meningkatkan  pula  efisiensi  termal  teoritis  serta  output  dari  sistem.  ORC  mempunyai  sistem  yang hampir sama dengan siklus uap kecuali ORC tidak menggunakan air tapi suatu fluida kerja. Karena suhu  kritis  fluida  organik  yang  rendah  dibandingkan  air  maka  ORC  akan  dapat  digunakan  pada sumber-sumber panas dengan suhu rendah termasuk panas buang industri, atau sumber EBT seperti surya,  geotermal  dan  biomassa.  Adapun  kapasitas  ORC  dapat  mencakup  rentang  kapasitas  200  kW sampai 130 MW dimana siklus ini dapat menggunakan sumber panas yang rendah dari 100 ° C sampai 500 ° C (Ghasemian & Ehyaei, 2018).
Pada Pembangkit Listrik Turbin Gas (PLTG) dengan siklus terbuka seharusnya dilakukan  usaha untuk  memanfaatkan  gas  buang  keluaran  dari  Turbin  Gas  yang  masih  tinggi  yaitu  dapat  mencapai 420 ° C  sampai  550 ° C  (tergantung  dari  beban  Turbin  Gas  tersebut).  Keluaran  gas  buang  dari  Turbin Gas  dengan  suhu  yang  masih  tinggi  adalah  suatu  pemborosan  energi  karena  gas  buang  itu  akan terbuang  sia-sia  ke  udara  sekelilingnya.  Hal  ini  tentu  saja  menurunkan  efisiensi  dari  Pembangkit Listrik Siklus Terbuka yang lebih rendah bila dibandingkan dengan sistem kombinasi menggunakan HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ) ataupun Evaporator ( Vaporizer ) yang akan menguapkan fluida kerja  dan  memutar  Turbin  Uap  atau  Turbo  Ekspander  untuk  kemudian  menghasilkan  ekstra  listrik dari gas buang Turbin Gas tersebut. Beberapa pemanfaatan gas buang dari Turbin Gas siklus terbuka akan  mengubah  sistem  Turbin  Gas  menjadi  Pembangkit  Listrik  Gas  Uap  (PLTGU)  yang menggunakan HRSG atau dapat juga menggunakan teknologi sistem pemanfaatan gas buang dengan sistem ORC ( Organic Rankine Cycle ) yang dalam studi ini juga membahas ORC buatan dari GE  yang disebut dengan ORegen (“ORegen waste-heat recovery system ”).

## 2. Metodologi
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  melakukan  studi  pustaka  terhadap  sumber-sumber  penelitian, yaitu dengan melakukan kajian terhadap:
1) Efisiensi termal dari sistem ORegen pada berbagai tipe Turbin Gas buatan dari General Electric (GE) dan juga acuan efisiensi pada sistem-sistem lainnya.
2) Mengetahui unjuk kerja, kelebihan dan kekurangan fluida kerja khususnya fluida kerja siklo pentana.
3) Bahasan tentang Turbo Ekspander, jenis dan berbagai penggunanaanya.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332

## 2.1. Siklus Rankine Organik
Siklus Rankine organik  atau Organic  Rankine  Cycle (ORC)  merupakan  siklus  termodinamika berdasarkan pada siklus klasik Rankine dengan menggunakan fluida kerja organik. (Yang et al., 2021), mendefinisikan  ORC  berdasarkan  parameter-parameter  siklus  dan  sifat-sifat  fluida  kerjanya. Parameter-parameter siklus tersebut diantaranya yaitu : Suhu penguapan (T evap ), suhu pengembunan (T con ),  dan  derajat  panas  lanjut  (∆T sup ),  sedangkan  fluida  kerja  diwakilli  oleh  sifat-sifat  seperti  suhu kritis  (T c ),  tekanan  kritis  (P c ),  faktor  asentris  (ω)  dan  kapasitas  panas  molar  gas  ideal  isobar.  Sistem ORC  biasanya  berada  pada  siklus Rankine subkritis  namun  dapat  juga  diterapkan  pada  siklus transkritis  sebagaimana  pada  studi  yang  dilakukan  oleh  (Zhu,  Bo,  et  al.,  2015),  dimana  cara  ini mempunyai keuntungan ketika fluida kerja yang dipanaskan berubah dari fase cair ke keadaan kritis secara  langsung  tanpa  melalui  daerah  dua  fase.  Secara  garis  besar  proses  ORC  dapat  digambarkan pada diagram alir berikut ini:
Gambar 2. Diagram alir untuk proses ORC (Chen et al., 2018)
Gambar 3. Diagram T-S dari Siklus ORC (Burrato, 2013)
Sistem ORC ini juga sesuai digunakan untuk memanfaatkan panas buang yang terdapat pada industri  dimana  (Fierro  et  al.,  2020),  menentukan  fluida  kerja  yang  lebih  sesuai  berdasarkan  suhu buangannya yaitu dengan mengacu pada:
1) Untuk  suhu  buangan  yang  tinggi  sebagai  sumber  panas  maka  jenis  alkana  adalah  fluida kerja yang lebih layak.
2) Sedangkan untuk suhu buangan yang rendah maka dapat digunakan refrigeran.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332

## 2.2. Proses dari Sistem ORC
Setiap Siklus Rankine baik yang konvensional (siklus air-uap) maupun yang ORC selalu terdiri dari dari empat komponen utama yaitu pompa, evaporator ( vaporizer ), turbin dan kondensor dimana di  dalam  komponen-komponen  ini  terdapat  empat  proses  yang  terjadi  yaitu  :  peningkatan  tekanan, penguapan, ekspansi dan pendinginan (Aboelwafa et al., 2020),
ORegen  adalah  suatu  siklus  termodinamika  panas  lanjut  (superheat)  yang  memanfaatkan  gas buang dari keluaran Turbin Gas dan mengubahnya menjadi tenaga listrik. Siklus termodinamikanya berdasarkan  siklus  organik Rankine .  Proses  yang  terjadi  dari  sistem  ORC  ini  dapat  dijelaskan  pada diagram berikut ini:
Gambar 4. Sistem Organic Rankine Cycle ( General Electric , 2011)
Panas  dari  keluaran  Turbin  diserap  oleh  minyak  diatermik  ( diathermic  oil )  yang  merupakan suatu  rangkaian  tertutup  yang  selanjutnya  digunakan  untuk  memanaskan  rangkaian  fluida  organik di Vaporizer . Panas dengan suhu yang lebih rendah ini kemudian pada Ekspander dan Generator akan dikonversikan  menjadi  kerja  berguna  yang  dapat  menghasilkan  listrik.  ORC  bekerja  dengan  fluida hidrokarbon yang menggantikan air sebagaimana sistem konvensional pada HRSG.
Gambar 5. Proses dari ORC (H. Feng et al., 2020)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Gambar 6. Diagram T-S dari sistem konfigurasi ORC (H. Feng et al., 2020)
Sistem  ORC  ini  serupa  dengan  siklus  air-uap  yang  menggunakan  fluida  organik  untuk menggerakkan  “Turbo  Expander”  dan  generator  untuk  menghasilkan  listrik.  Minyak  diatermik  dan fluida organik memungkinkan sumber-sumber panas yang bersuhu rendah digunakan secara efisien untuk menghasikan listrik dengan rentang  beberapa  MW sampai 16 MW setiap unitnya (H. Feng et al., 2020).

## 2.3. Cara Kerja Sistem ORC
Fluida  kerja  organik  bekerja  dalam  suatu  rangkaian  tertutup  dimana  fluida  kerja  tersebut diuapkan  dan  ditekan  di  dalam Vaporizer (Evaporator)  oleh  panas  yang  diperoleh  dari  keluaran Turbin  Gas.  Kemudian  uap  berekspansi  di  dalam  Turbo  Expander  dan  dikondensasikan  dengan menggunakan penukar panas udara ( Air Cooled Condenser ) ataupun air. Kondensat di pompa kembali ke Vaporizer sehingga melengkapi suatu siklus termodinamika tertutup.
Gambar 7. Skema sistem ORegen Organic Rankine Cycle ( General Eelectric 2011)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Minyak  diatermik  bekerja  sebagai  pembawa  panas  antara  keluaran  Turbin  (Turbine exhaust ) dan  fluida  kerja  siklo  pentana,  dimana  fluida  kerja  yang  menguap  di Vaporizer akan  berekspansi  di dalam Turbo Expander yang dihubungkan dengan generator untuk kemudian menghasilkan listrik.
Sumber-sumber  pemanasan  dan  pendinginan  pada  peralatan  penukar  panas  di Vaporizer maupun  Recuperator  tidak  bersentuhan  secara  langsung  dengan  fluida  kerja.  Untuk  penerapan dengan suhu yang lebih tinggi maka minyak termal (diatermik)  dengan suhu tinggi akan digunakan sebagai  pembawa  panas  dan  regenerator  ditambahkan  untuk  meningkatkan  unjuk  kerja  siklus  agar supaya lebih baik lagi.
Sistem  ORC  dapat  juga  diaplikasikan  tanpa  menggunakan  minyak  termal  ( diathermic  oil ) dimana  panas  gas  buang  Turbin  Gas  digunakan  secara  langsung  memanaskan  fluida  kerja  di Evaporator seperti terdapat pada gambar 8. di bawah ini (Ahmadi et al., 2020):
Gambar 8. Siklus Turbin Gas dan ORC tanpa minyak termal (Ahmadi et al., 2020)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Untuk  proses-proses  pada  siklus  gabungan  antara  Turbin  Gas  dan  ORC  tanpa  menggunakan minyak termal dapat dijelaskan sebagai berikut :
Siklus Turbin Gas :
 1-2 : Kompresi udara di Kompresor
 2-3 : Pemanasan awal udara di Recuperator
 3-4 : Proses pembakaran di ruang bakar
 4-5  :  Ekspansi  di  Gas  Turbin  yang  dihubungkan  dengan  Generator  untuk  menghasilkan listrik
 5-6  :  Panas  gas  buang  Turbin  Gas  dimanfaatkan  untuk  pemanasan  awal  udara  di Recuperator
Siklus Rankine Organik (ORC) :
 13-8 : Pemanasan fluida kerja di Evaporator
 8-10  :  Ekspansi  di  ORC  Turbin  atau  Ekspander  yang  dihubungkan  Generator  kemudian fluida kerja memasuki Recuperator ORC
 10-11 : Fluida kerja dikondensasikan di Kondensor
 11-12  :  Kondensat  dipompa  menuju  ORC  Recuperator  untuk  kemudian  membentuk  siklus tertutup lagi.

## 2.4. Tata Letak Pembangkit ORC dan Konfigurasinya
Gambar 9. Tipikal tata letak (layout) pembangkit ORegen (Burrato, 2013)
Gambar 10. Beberapa konfigurasi pembangkit ORegen (Burrato, 2013)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Multi siklus ORC dapat digunakan untuk memanfaatkan panas  buang seperti pada penelitian yang dilakukan oleh (Yun et al., 2015), yang mengkaji penggunaan sistem ORC ganda (dual ORC) di kapal-kapal  laut  yang  mengeluarkan  panas  buang  yang  besar  pada  berbagai  kondisi  pelayaran, dimana  hal  ini  perlu  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  mengurangi  polusi  dari  emisi  gas-gas  buang serta untuk menghemat bahan bakar.

## 2.5. Fluida Kerja
Pemilihan fluida kerja adalah hal yang penting pada sistem ORC, menurut (Khater et al., 2021), fluida  kerja  mempengaruhi  unjuk  kerja  dari  siklus.  Fluida  kerja  juga  mempengaruhi  desain  dari turbin, keselamatan dari sistem, material dari komponen-komponen sistem, kondisi operasi, dampak terhadap lingkungan dan evaluasi ekonomi dari sistem.
Tabel 1. Karakteristik Ukuran Unjuk Kerja dari Desain Fluida Kerja ORC (Khater et al., 2021) Termodinamika Lingkungan Keamanan Proses Massa jenis (ρ) Potensi  pengurangan Ozone (ODP) Toksisitas (C) Efisiensi (η) Panas laten penguapan (H v ) Potensi pemanasan global (GWP) Sifat  mudah  terbakar (F) Tekanan operasi maksimum (P max )
Kapasitas panas cairan (C pl ) Laju alir massa (m f ) Viskositas (μ) Tekanan kritis (P c )
Konduktivitas panas (λ) Suhu titik cair (T m ) Suhu kritis (T c )
(Liao  et  al.,  2020),  juga  menyatakan  betapa  sifat-sifat  fluida  kerja  mempunyai  pengaruh  yang besar  terhadap  efisiensi  termal  dari  sistem  ORC.  Berdasarkan  kurva  uap  jenuh  pada  diagram  suhu- entropi, maka fluida kerja pada ORC dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori yaitu : fluida kering, fluida isentropis, dan fluida basah.
Sesuai  dengan  hasil  studi  oleh  (W.  Fan  et  al.,  2020),  salah  satu  faktor  yang  mempengaruhi hubungan antara fluida kerja dan unjuk kerja termodinamika dari siklus ORC adalah suhu kritis (T cr ) yang mempengaruhi stabilitas termal selama proses perpindahan panas di dalam Evaporator.
Karena banyaknya kemungkinan jenis fluida kerja maka ada beberapa kriteria yang diusulkan oleh (Pantaleo et al. 2019) yang dapat diikuti dalam memilih jenis fluida kerja, yaitu sebagai berikut:
1) Potensi pemanasan global atau Global Warming Potential (GWP) ≤ 1430 (R134a)
2) Potensi Penghilangan Ozon atau Ozone Depletion Potential (ODP) ≤ 0,01
3) Kesehatan (NFPA) ≤ bahaya sedang (2)
4) Ketidakstabilan (NFPA) ≤ bahaya rendah (1)
(Fierro  et  al.,  2020),  telah  melakukan  evaluasi  dan  kajian  terhadap  beberapa  fluida  kerja (R1234yf, R134a, Pentana,  Siklo Pentana) dan mendapati  bahwa  golongan  alkana mempunyai unjuk kerja  yang  lebih  baik  daripada  refrigeran  ketika  pertimbangannya  adalah  terhadap  suhu  yang  lebih tinggi.  Adapun  ORC  yang  beroperasi  pada  T=180 ° C  dengan  Siklo  Pentana  ( Cyclo-Pentane )  sebagai fluida  kerja  mempunyai  NPV  ( Net  Present  Value )  =  0,37  MUSD,  ROR  ( Rate  of  Return )  :  10,33%  serta waktu pengembalian PB ( Payback time ) = 8,04 tahun merupakan alternatif fluida kerja yang terbaik.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
(Aboelwafa et al., 2020), membagi tiga tipe fluida kerja yang terdapat pada siklus Rankine yang diklasifikasikan  berdasarkan  kemiringan  (slope)  dari  kurva  garis  uap  dalam  diagram  suhu-entropi (diagram T-S). Tiga tipe tersebut adalah :
1) Fluida basah dengan slope negatif
2) Fluida kering dengan slope positif
3) Fluida  isentropis  dengan  slope  bernilai  tak  berhingga  (infinite)  dimana  kondisi  ini  hampir vertikal pada kurva uap jenuh.
Kondisi-kondisi ini dapat diilustrasikan pada gambar di bawah ini (Aboelwafa et al., 2020):
Gambar 11. Diagram T-S fluida kerja kering, basah, isentropis diklasifikasikan sesuai slope (dT/dS)
Tabel 2. Sifat termal-fisik dan parameter kritis beberapa fluida kerja (Gong et al., 2015) Working Fluids M Kg/kmol T ai
° C P ai MPa Ρ ai Kg/m³ Fluid Type RC318 200,04 115,23 2,778 569,15 Dry R124 136,48 122,28 3,624 539,07 Isentropic R236fa 152,04 124,92 3,20 551,04 Dry Isobutane 58,12 134,66 3,629 224,59 Isentropic R236ra 152,04 139,29 3,502 833,70 Dry R114 170,92 145,68 3,257 720,36 Dry R600 58,12 151,98 3,796 227,35 Isentropic R245fa 134,05 154,01 3,651 489,31 Isentropic Neopentane 72,15 160,59 3,196 214,96 Dry Cis-butene 56,11 162,60 4,226 191,10 Isentropic R245ca 134,15 174,42 3,925 516,14 Dry R123 152,93 183,68 3,662 524,99 Isentropic Isopentane 72,15 187,20 3,378 215,65 Dry N-pentane 72,15 196,55 3,370 207,74 Dry R141b 116,95 204,35 4,212 492,97 Isentropic R113 187,38 214,06 3,392 530,16 Dry Isohexane 86,18 224,55 3,040 203,38 Dry N-hexane 86,18 234,67 3,034 183,50 Dry
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
General Electric (GE) menggunakan Siklo pentana ( Cyclopentane , C₅H₁₀) sebagai fluida kerja pada sistem ORC ini karena faktor ketersediaannya dan mempunyai harga yang relatif lebih murah.
Beberapa karakeristik utama dari Siklo pentana ini adalah:
1) Mempunyai titik didih (boiling point) : 121 ° F (49,3°C)
2) Mempunyai titik beku (freezing point) : -137 ° F (-94°C)
3) Berat molekul: 70.1
4) Penampakan: bening, cairan tidak berwarna
5) Mempunyai bau seperti bensin
6) Merupakan jenis hidrokarbon alisiklik yang sangat mudah terbakar
7) Tidak menimbulkan masalah korosi pada peralatan pembangkit listrik

## 2.6. Turbo Ekspander
Peralatan  ekspansi  merupakan  komponen  penting  dalam  ORC,  karena  ekspander  merupakan alat  yang  mengekspansikan  fluida  kerja  yang  dihubungkan  dengan  generator  untuk  menghasilkan listrik.
(Zhao et al., 2019), membagi jenis ekspander menjadi 3 berdasarkan prinsip kerjanya yaitu:
1) Turbin (ekspander dinamis)
2) Ekspander dengan pergerakan positif (positive displacement)
3) Ejektor
Gambar 12. Jenis-jenis peralatan ekspansi pada sistem ORC (Zhao et al., 2019)
Ekspander  jenis  Turbin  sesuai  digunakan  untuk  sistem  ORC  berskala  besar.  Screw  ekspander sesuai  untuk  sistem  ORC  berskala  menengah,  sedangkan  ekspander  piston  dan  scroll  lebih  cocok untuk  ORC  yang  kecil  dan  mikro.  Khususnya  ekspander  scroll  lebih  sesuai  digunakan  untuk percobaan  ORC  di  laboratorium.  Ejektor  adalah  peralatan  ekspansi  tanpa  rotor  yang  berarti  tidak adanya  output  power  pada  poros.  Energi  dari  proses  ekspansi  hanya  dapat  digunakan  di  dalam sistem  ORC.  Penggunaan  ejektor  dihubungkan  secara  seri  dengan  ekspander  jenis  lain  yang dihubungkan dengan generator.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332

## 3. Hasil dan Manfaat ORegen

## 3.1. Manfaat ORegen
Suatu  contoh  manfaat  sistem  ini  yaitu  pada  pembangkit  ORegen  di  Canada  yaitu  dengan konfigurasi seperti di bawah ini:
Gambar 13. Konfigurasi pembangkit ORegen di Canada (Burrato, 2013)
Status dari konfigurasi pembangkit:
1) 3 unit Turbin Gas yang dihubungkan dengan 1 pembangkit ORegen
2) 2 unit Turbin Gas beroperasi dengan satu Turbin Gas berhenti (standby)
Dengan konfigurasi ini dapat menghasilkan tambahan energi listrik 14 MW dengan parameter sebagai berikut:

## Tabel 3.
Hasil dari pembangkit ORegen dengan konfigurasi 3 GT (Burrato, 2013) Net Output Power (MW) Power yang dihasilkan Pengurangan CO 2 (Ton/tahun) MWh/tahun MMBTU/tahun 14 119.000 1.100.000 38.000
Pemanfaatan  ORC  bahkan  dapat  digunakan  juga  pada  sistem  yang  disebut  sebagai trigeneration  sebagaimana  studi  yang  dilakukan  oleh  (Nasir  et  al.,  2021),  dimana  sumber  energi terbarukan  dari  biomassa  digunakan  dalam  kombinasi  pendinginan,  pemanasan  dan  sistem  tenaga listrik  berdasarkan  pada  ORC  dan  siklus  uap  bertekanan  yang  diaplikasikan  pada  skala  kecil  dan komuniti yang kurang berkembang.
Gambar 14. Skema sistem trigeneration yang diusulkan oleh (Nasir et al., 2021)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332

## 3.2. Perbandingan ORegen dengan PLTGU
Adapun perbandingan antara ORegen dengan siklus uap konvensional (PLTGU) dapat dilihat sebagai berikut:

## Tabel 4.
Perbandingan ORegen dengan PLGTU ( General Electric , 2011) Deskripsi ORegen Standard PLTGU Bebas air (water free) *** * Pemeliharaan (low maintenance) *** * Fleksibilitas tenaga (Power flexibility) *** * Investasi (Low investment) ** * Kesederhanaan pembangkit (Plant simplicity) *** * Pengurangan jejak Karbon *** * Fluida kerja (No replenishment of working fluid) *** * Kapabilitas personil (Unmanned Capability) *** * Output tambahan ** ***

## 3.3. Perbandingan Parameter beberapa tipe Turbine Gas GE
Hasil tenaga listrik untuk ORegen dari beberapa jenis pembangkit listrik Turbin Gas produksi dari GE ( General Electric ) yaitu sebagai berikut:

## Tabel 5.
Data-Data Berbagai Tipe Turbin Gas GE dan ORegen (Burrato, 2013)
Model Turbin Gas Turbin Gas Power (KW) Aliran Exhaust (kg/s) Suhu Exhaust (°C) Efisiensi Turbin Gas (%) ORegen Gross Output (Mwe) Efisiensi Sistem (%) PGT25 (*) 23.261 68,9 525 37,7 6,9 48,9 PGT25+ (*) 31.364 84,3 500 41,1 7,9 51,5 PGT25+ G4 (*) 33.973 89,0 510 41,1 8,6 51,5 MS5001 (*) 26,830 125,2 483 28,4 11,3 40,4 MS5002B (*) 26.100 121,6 491 28,8 10,8 40,7 MS5002C (*) 28.340 124,3 517 28,8 12,4 41,4 MS5002D (*) 32.580 141,4 509 29,4 13,8 41,9 MS5002E (*) 32.000 101.0 510 36,2 9,8 47,2 MS6001B (*) 43.530 145,0 544 33,3 15,6 45,2 MS7001E (*) 87.300 302,0 535 33,1 31,1 44,9 LM6000 (**) 43.397 125,6 454 41,7 9,7 51,1 LMS100 (**) 100.700 216,8 423 43,8 15,7 50,8
Data referensi: kondisi ISO, 100% beban Gas Turbin, konfigurasi satu-satu.
(*) Nilai pada poros Turbin Gas.
(**) Nilai pada terminal generator untuk LM6000PC dengan frekuensi generator 60 Hz.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Studi  dari  (Oyedepo  &  Fakeye,  2020)  menyatakan  bahwa  teknologi  pemanfaatan  gas  buang secara efektif dapat menghasilkan sekitar 16,8% tenaga listrik nominal dari pembangkit listrik Turbin Gas  serta  mengurangi  emisi  setiap  kW  yang  dibangkitkan,  hal  ini  sesuai  dengan  keberlanjutan lingkungan dan mempromosikan keamanan dan penghematan energi.
(Wang et al., 2012) memberikan pernyataan tentang unjuk kerja dan kelayakan dari ORC yaitu:
 Suhu  sumber  panas  yang  lebih  tinggi  tidak  berarti  unjuk  kerja  yang  lebih  baik  dari  beda suhu “ pinch ” yang sama.
 Sistem ORC tidak ekonomis untuk suhu sumber panas lebih rendah daripada 100°C.

## 4. Analisa

## 4.1. Kelebihan dan Kekurangan ORegen
Setiap sistem yang dikembangkan selalu ada sisi kelebihan maupun kekurangannya, demikian juga dengan pembangkit ORegen, hal tersebut dapat diuraikan sebagai berikut:
Kelebihan ORegen:
1) Pemanfaatan gas buang dengan metode ORegen yaitu sistem ORC ini dapat meningkatkan produksi listrik tanpa adanya bahan bakar tambahan.
2) Mengurangi konsumsi energi “ house load ” secara keseluruhan.
3) Sistem ORegen ini meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan.
4) Sistem ORegen ini ramah lingkungan serta mematuhi peraturan tentang lingkungan. Kekurangan ORegen:
1) Dengan sifat siklo pentana yang mudah terbakar maka perlu pemeriksaan dan pencegahan yang teliti untuk mencegah adanya kebocoran dan kebakaran.
2) Perlu  adanya  N 2 blanketting atau capping selama  pembangkit  ORegen  berhenti  beroperasi ( shutdown ) dalam waktu yang lama untuk preservasi.
Untuk  sistem  ORC  secara  umum  maka  (Lim  et  al.,  2017),  menjelaskan  beberapa  keuntungan dan kelemahan dari ORC yang beberapa diantaranya yaitu sebagai berikut:
Keuntungan dari sistem ORC :
1) Terdapat berbagai macam alternatif fluida kerja.
2) Fluida  kerja  hampir  merupakan  fluida  yang  kering.  Oleh  karena  itu  kondisi  panas  lanjut dapat secara mudah dijaga setelah proses ekspansi.
3) Fluida  kerja  secara  relatif  mempunyai  suhu  penguapan  yang  rendah,  maka  fluida  organik dapat  dipakai  untuk  memperoleh  energi  dari  sumber  panas  buangan,  sebagai  contohnya yaitu  panas  buang  dengan  suhu  yang  rendah  100-300°C  dari  industri,  perkapalan  dan geotermal.
Kelemahan dari sistem ORC :
1) Koefisien  perpindahan  panas  yang  kecil.  Maka  penukar  panas  tipe  ‘shell  and  tube’  dapat digunakan pada sistem ORC.
2) Kebanyakan  dari  fluida  organik  adalah  beracun  dan  mempunyai  sifat  mudah  terbakar, karena itu pengoperasian sistem harus dilakukan secara sangat berhati-hati.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332

## 4.2. Analisa Energi
Hukum  Termodinamika  pertama  tentang  konservasi  energi  yang  menyatakan  bahwa  energi tidak  dapat  diciptakan  ataupun  dimusnahkan  tapi  hanya  berubah  dari  suatu  bentuk  ke  bentuk lainnya.  Berdasarkan  konsep  inilah  maka  efisiensi  dari  sistem  dapat  didefinisikan  dimana  efisiensi adalah kerja output yang dihasilkan dibandingkan dengan energi input yang diberikan.
Secara  umum  (Fierro  et  al.,  2020),  mengatakan  bahwa  semakin  tinggi  suhu  buang  maka efisiensi  termal  dan  efisiensi  eksergi  dari  siklus  juga  akan  semakin  tinggi  demikian  juga  kerusakan total eksergi akan semakin berkurang.
(Wang  et  al.,  2017),  dalam  studinya  menyatakan  bahwa  modifikasi  konfigurasi  ORC  adalah suatu  metode  yang  efektif  untuk  mencapai  efisiensi  konversi  energi  yang  lebih  tinggi.  Hal  itu ditunjukkan oleh ORC dengan menggunakan regeneratif sehingga dapat menghasilkan nilai efisiensi yang lebih tinggi daripada ORC dasar.

## 4.3. Efisiensi Energi Termal
Dari  Hukum  pertama  Termodinamika  tentang  kekekalan  Energi:  (R.K  Rajput,  Engineering Thermodynamic, 2007):
in out U Q W    (1)
in out
dU Q W    
dQ dW 0  
 
Dengan adanya interaksi panas Q, maka:
out 0 W Q Q  
(2)
Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara output dengan input sehingga:
out W Q  
(3)
masukkan persamaan (2) ke dalam  persamaan (3) menjadi:
0 Q Q Q    (4) 0 Q 1 Q    Mesin kalor Carnot menyatakan bahwa:  ηreversible = f (TH, TL)  
reversible H L f T , T  
(5)
Sehingga
0 L in H Q T Q T  (6)
Masukkan persamaan (6), maka persamaan (4) dapat dituliskan dengan:
L H T 1 T   
(7)
Sehingga efisiensi mesin kalor Carnot dapat dinyatakan menjadi:
0 L
in H Q T 1 1
Q T      (8)
Adapun kerja output maksimum adalah diambil dari persamaan (3), sehingga menjadi:
out in W Q   (9)
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Kerja output maksimum yang dapat dilakukan yaitu:
L out in H T W 1 Q
T          (7)
dimana:
Q in
= panas yang masuk ke mesin kalor dari suhu lebih tinggi T H Q out = panas yang keluar dari mesin kalor ke suhu lebih rendah T out T H = suhu pada saat panas masuk ke mesin kalor T
L
= suhu pada saat panas dibuang dari mesin kalor
T o
= suhu referensi yang mengacu pada lingkungan
P o = tekanan referensi yang mengacu pada lingkungan
W out = energi yang tersedia dari interaksi panas pada suhu T H dengan referensi T o
(Ui-tao et al., 2012), menyatakan bahwa unjuk kerja ORC utamanya dipengaruhi oleh beberapa hal sebagai berikut:
 Sifat-sifat termodinamika dari fluida kerja
 Suhu panas buang
 Suhu “pinch point” di Evaporator
 Kapasitas panas jenis dari pembawa panas
 Suhu inlet Turbin yaitu pada suhu lingkungan
(Bo et al., 2019), menunjukkan bahwa beberapa faktor seperti suhu inlet turbin, rasio tekanan,
suhu  evaporasi,  dan  suhu  “ pinch ”  merupakan  ha-hal  yang  mempunyai  dampak  penting  terhadap unjuk  kerja  dari  sistem.  Metode  “ pinch  point ”  digunakan  untuk  perhitungan  proses  perpindahan panas di dalam evaporator maupun pada  penukar panas lainnya. Perbedaan  suhu  minimum  antara gas  keluaran  ( exhaust gas)  dan  fluida  kerja  disebut  sebagai  perbedaan  suhu  “ pinch  point ”.  Biasanya “ pinch point ” diperoleh pada titik gelembung (didih) dari fluida kerja.
(Li  et  al.,  2019)  mengusulkan  suatu  sistem  kombinasi  “ Trilateral  Cycle - Organic  Rankine  Cycle (TLC-ORC)  pada  pemanfaatan  panas  buang  untuk  memperoleh  unjuk  kerja  yang  lebih  baik  dari kesesuaian antara sumber panas dan fluida kerja.
Gambar 15. Skema proses pertukaran panas di dalam Evaporator (Li et al., 2019)
(Zhu, Kang, et al., 2015) menjelaskan bahwa untuk suhu penguapan di atas dari nilai optimal maka  keluaran  tenaga  bersih  (net  power  output)  adalah  berbanding  terbalik  secara  proporsional terhadap  efisiensi  termal,  sehingga  efisiensi  termal  bukanlah  satu-satunya  fokus  ketika  merancang sistem pembangkit listrik.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Ditinjau  dari  segi  efisiensinya  maka  kombinasi  sistem  ORC  tentu  saja  akan  meningkatkan efisiensi secara keseluruhan. Sebagaimana yang dilakukan oleh (Gotovskiy et al., 2012), yang meneliti kombinasi uap-air dan ORC untuk mencapai efisiensi yang lebih baik pada unit-unit Turbin Gas dan motor  pembakaran  dalam  dimana  pemanfaatan  panas  buang  dengan  menggunakan  fluida  kerja bertitik  didih  rendah  dapat  meningkatkan  efisiensi  menjadi  28-30%.  Jika  distribusi  pembangkitan listrik  atau  kombinasi  produksi  panas  dan  listrik  diimplementasikan  maka  efisiensi  listrik  dapat mencapai hingga 58-60% dengan faktor utilisasi panas bahan bakarnya sebesar 90%.
(Y.  qiang  Feng  et  al.,  2020),  juga  menjelaskan  bahwa  penambahan  regenerator  untuk memanfaatkan  panas  ekstra  dari  gas  keluaran  ( exhaust gas)  dapat  meningkatkan  unjuk  kerja  sistem secara keseluruhan.

## 5. Diskusi
Mengatasi  masalah  lingkungan  telah  menjadi  inisiatif  yang  utama  di  seluruh  dunia  pada  masa ini. Pengurangan emisi CO 2 dan NO x yang merupakan sumber polusi udara adalah hal penting dalam kontribusi untuk pencegahan perubahan iklim.
Sangat banyak proses-proses industri yang menghasilkan energi buang yang keluar ke cerobong suatu  pabrik,  kilang  atau  pembangkit  listrik  menuju  ke  atmosfir  dan  kemudian  hilang  begitu  saja. Energi yang dimanfaatkan dari panas buang dapat memberikan tambahan suplai listrik tanpa adanya biaya,  karena  tidak  diperlukan  bahan  bakar  lagi.  Karena  itu  pemanfaatan  panas  buang  Turbin  Gas akan  memberikan  kesempatan  yang  besar  untuk  menghemat  energi  secara  produktif  dan  sekalian juga menurunkan emisi CO 2 dan NO x .
Kombinasi pembangkitan sistem adalah suatu metode yang efektif untuk meningkatkan efisiensi menyeluruh dari sistem tersebut. (Qu et al., 2021) menjelaskan bahwa terdapat beberapa keuntungan dari  Turbin  Gas  seperti  efisiensi  yang  tinggi,  struktur  yang  sederhana  serta  teknologi  yang  mapan, serta:
 Suhu  gas  buang  yang  tinggi  setelah  keluaran  dari  Turbin  Gas  yang  digunakan  secara langsung sebagai sumber panas buang akan memberikan efisiensi yang lebih tinggi.
 Terdapat  berbagai  pilihan  Turbin  Gas  yang  terjangkau  biayanya,  bagaimanapun  juga disebabkan  oleh  pengaruh  kondensasi  asam  maka  supaya  gas  keluaran  dari  Turbin  Gas tersebut dapat dimanfaatkan maka suhu gas keluarannya tidak boleh terlalu rendah.
Pemakaian siklus Rankine (RC) sangat baik pada suhu sumber panas yang sedang, adapun siklus tekanan ganda Rankine telah digunakan lebih dari seabad lamanya dan teknologi ini telah digunakan secara  meluas  sehingga  rantaian  industri  yang  mapan  ini  dapat  mengurangi  biaya  secara  banyak. Bagaimanapun untuk sumber-sumber panas  buang yang bersuhu rendah, sistem uap  kurang efektif secara  biaya  dan  sumber  panas  yang  lebih  rendah  tidak  memberikan  cukup  energi  untuk menyediakan uap panas lanjut, sehingga dapat menimbulkan erosi pada sudu-sudu Turbin.
Susunan  ORC  hampir  mirip  RC  tapi  efisiensi  termalnya  lebih  tinggi  daripada  RC  pada  suhu menengah dan rendah, sebab fluida kerja organik memberikan unjuk kerja yang lebih baik pada suhu yang rendah karena disebabkan oleh:
 Panas laten penguapan dari fluida kerja organik lebih rendah daripada air.
 Suhu dan tekanan proses penguapan lebih rendah.
 Pada  fluida  kering  dan  isentropis,  proses  ekspansi  selesai  pada  daerah  panas  lanjut  atau daerah uap sehingga tidak ada resiko korosi pada sudu Turbin.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
 Perbedaan  suhu  antara  penguapan  dan  pengembunan  adalah  kecil  sehingga  penurunan tekanan  (pressure  drop)  juga  kecil  dan  Turbin  tingkat  tunggal  dapat  digunakan.  Namun demikian pemilihan dari ORC adalah suatu studi penting yang  harus  melibatkan kestabilan kimia, keselamatan dan faktor ramah terhadap lingkungan.
(Lei et al., 2021), telah menemukan suatu inovasi yang berkaitan dengan CPDR ( Critical Pressure Drop produced by Regenerator ) yang  merupakan suatu  kriteria efektif untuk mengevaluasi keefektifan termodinamika  dengan  adanya  penambahan  regenerator  di  dalam  sistem  ORC.  Nilai  CPDR  yang negatif mengindikasikan bahwa penambahan regenerator tidak akan berkontribusi terhadap efisiensi termodinamika  dari  sistem  ORC  sehingga  suatu  regenerator  yang  efektif  memerlukan  nilai  CPDR yang  positif.  Telah  ditemukan  juga  bahwa  suhu  penguapan  yang  lebih  rendah  atau  penggunaan fluida  kerja  dengan  suhu  kritis  yang  lebih  tinggi  cenderung  akan  mengurangi  nilai  dari  CPDR. Efisiensi  ekspander  yang  lebih  rendah,  suhu  penguapan  yang  lebih  tinggi  dan  keefektifan  dari regenerator  secara  umum  akan  meningkatkan  nilai  CPDR.  Berbagai  ketentuan  ini  mengindikasikan bahwa penambahan regenerator perlu pertimbangan yang hati-hati, untuk sistem ORC dengan suhu penguapan  yang  rendah  dan  suhu  kritis  fluida  kerja  yang  tinggi,  maka  penurunan  tekanan  yang dihasilkan  regenerator  juga  kondensor  dan  pipa-pipa  yang  berkaitan  harus  diatur  secara  teliti,  bila tidak  maka  hal-hal  tersebut  tidak  akan  meningkatkan  efisiensi  termodinamika  sistem  ORC  sama sekali.

## 6. Kesimpulan
 Penggunaan  instalasi  ORC  maupun  ORegen  pada  PLTG  akan  meningkatkan  kapabilitas aliran gas alam yaitu dengan memanfaatkankan gas buangan Turbin Gas.
 Menurut (Köse et al., 2020), pemilihan fluida kerja memainkan peran yang penting dan kritis terhadap unjuk kerja dari sistem ORC, maka sebelum merancang sistem dari ORC pemilihan fluida  kerja  yang  tepat  akan  membantu  mengurangi  ketidakefisiensian  termodinamika  dan mendapatkan tenaga bersih (MW) yang lebih tinggi dengan biaya kapital yang lebih rendah.
 Dari  hasil  penelitian  (Meng  et  al.,  2021),  didapatkan  bahwa  dengan  kenaikan  dari  suhu sumber panas maka nilai kondisi operasi yang optimal dari sistem juga akan meningkat yang seterusnya akan memperbaiki unjuk kerja termodinamika dan tekno-ekonomi secara berarti.
 (Wu  et  al.,  2014),  juga  menyimpulkan  bahwa  unjuk  kerja  sistem  ORC  akan  naik  dengan meningkatnya suhu inlet dari gas buang (flue gas). Bagaimanapun juga suhu inlet gas buang ( flue gas ) yang lebih tinggi tidak semestinya merupakan suhu optimal dari keluaran gas buang tersebut karena terdapat suhu masuk gas buang yang sedang ( moderate ) yang akan membuat suhu keluaran gas buang optimal untuk mendapatkan nilai maksimum.
 ORC dan ORegen dapat dan mampu untuk dipasangkan pada setiap sistem Turbin Gas siklus terbuka  (PLTG)  maupun  sistem-sistem  lainnya  yang  mempunyai  gas  buang  dengan  suhu rendah ,menengah ataupun tinggi.
 Sistem  ORC  dan  ORegen  dapat  bekerja  pada  beban  yang  sangat  rendah  dan  tidak  akan mempengaruhi operasional dari sistem.
 ORC  dan  ORegen  juga  dapat  beroperasi  pada  suhu  luar  ( ambient  temperature )  yang  sangat rendah.
 ORC  dan  ORegen  dapat  dioperasikan  tanpa  memerlukan  pengawasan  operasional  dalam waktu 24 jam terus menerus, tapi hanya memerlukan pemeriksaan rutin secara berkala saja.
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
 Dari  beberapa  tipe  Turbin  Gas  keluaran  GE  diperoleh  efisiensi  tertinggi  keseluruhan  dari sistem yaitu 51,5% dengan efisiensi Turbin Gas sebesar 41,1% yang diperoleh oleh Turbin Gas PGT25+ G4 dengan beban 34 MW dan ekstra listrik dari ORegen sebesar 8,6 MWe dan Turbin Gas  PGT25+  yang  juga  mempunyai  efisiensi  sistem:  51,5%  dengan  efisiensi  GT:  41,1%  pada beban 31,4 MW dan beban ORegen: 7,9 MWe.
 Efisiensi  sistem  terendah  yaitu  40,4%  diperoleh  oleh  GT  tipe  MS5001  dengan  efisiensi  GT: 28,4%, dengan beban ORegen 11,3 MW dan beban GT: 26,8 MW.
 Adapun  beban  Oregen  tertinggi  diperoleh  dari  tipe  Turbin  Gas  MS7001E  yaitu  31.1  MWe dengan efisiensi GT: 33.1% dan efisiensi sistem 44,9% dengan beban GT: 87,3 MW.
 Beban  ORegen  terendah  yaitu  6,9  MWe  didapat  oleh  GT  tipe  PGT25  dengan  efisiensi  37,7% dan efisiensi sistem 48,9% pada beban GT: 23,3 MW.

## 7. Saran
 Makalah  ini  dapat  ditindak  lanjuti  dengan  membuat  penelitian  lanjutan  untuk  suatu  studi kasus khusus pada pembangkit listrik tertentu sudah yang menggunakan fasilitas ORegen.
 Melakukan studi lebih lanjut terhadap sistem eksergi dimana (Moghimi & Khosravian, 2018) menyatakan  bahwa  usaha-usaha  penghematan  energi  karena  adanya  pengurangan  bahan bakar  fosil  serta  pemanasan  global  dapat  dilakukan  dengan  mencoba  menemukan  kembali kehilangan  energi  pada  berbagai  siklus.  Hal  itu  dapat  dilakukan  dengan  melakukan  analisa efisiensi eksergi terhadap sistem.
 Melakukan  analisa  biaya  dan  investasi  apabila  memungkinkan  tersedianya  data-data  yang diperlukan yang biasanya merupakan kerahasiaan dari suatu perusahaan.

## Daftar Pustaka
Ahmadi,  B.,  Golneshan,  A.  A.,  Arasteh,  H.,  Karimipour,  A.,  &  Bach,  Q.  V.  (2020). Energy  and exergy analysis and optimization of a gas turbine cycle coupled by a bottoming organic Rankine cycle . Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 141(1), 495–510. https://doi.org/10.1007/s10973-019-09088-6
Bo, Z., Zhang, K., Sun, P., Lv, X., & Weng, Y. (2019). Performance analysis of cogeneration systems based on micro gas turbine (MGT), organic Rankine cycle and ejector refrigeration cycle . Frontiers in Energy, 13(1), 54–63. https://doi.org/10.1007/s11708-018-0606-7 Burrato, A. (2013). ORegen TM Waste Heat Recovery: Development and Applications . Chen,  W.,  Feng,  H.,  Chen,  L.,  &  Xia,  S.  (2018). Optimal  Performance  Characteristics  of  Subcritical Simple  Irreversible  Organic  Rankine  Cycle .  Journal  of  Thermal  Science,  27(6),  555–562. https://doi.org/10.1007/s11630-018-1049-5
Dai,  X.,  Shi,  L.,  &  Qian,  W.  (2020). Material  Compatibility  of  Hexamethyldisiloxane  as  Organic Rankine  Cycle  Working  Fluids  at  High  Temperatures .  Journal  of  Thermal  Science,  29(1),  25–31. https://doi.org/10.1007/s11630-019-1147-z
Fan,  G.,  Gao,  Y.,  Ayed,  H.,  Marzouki,  R.,  Aryanfar,  Y.,  Jarad,  F.,  &  Guo,  P.  (2021). Energy  and exergy and economic (3E) analysis of a two-stage organic Rankine cycle for single flash geothermal power plant exhaust
exergy
recovery . Case Studies in Thermal Engineering, 28.
https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101554
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Fan, W., Han, Z., Li, P., & Jia, Y. (2020). Analysis of the thermodynamic performance of the organic Rankine cycle (ORC) based on the characteristic parameters of the working fluid and criterion for working fluid selection . Energy Conversion and Management, 211. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112746 Feng,  H.,  Chen,  W.,  Chen,  L.,  &  Tang,  W.  (2020). Power  and  efficiency  optimizations  of  an irreversible  regenerative  organic  Rankine  cycle .  Energy  Conversion  and  Management,  220. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113079
Feng,  Y.  qiang,  Wang,  X.,  Niaz,  H.,  Hung,  T.  C.,  He,  Z.  xia,  Jahan  Zeb,  A.,  &  Xi,  H.  (2020). Experimental  comparison  of  the  performance  of  basic  and  regenerative  organic  Rankine  cycles .  Energy Conversion and Management, 223. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113459
Fierro, J. J., Escudero-Atehortua, A., Nieto-Londoño, C., Giraldo, M., Jouhara, H., & Wrobel, L. C.  (2020). Evaluation  of  waste  heat  recovery  technologies  for  the  cement  industry .  International  Journal  of Thermofluids, 7–8. https://doi.org/10.1016/j.ijft.2020.100040
Ghasemian, E., & Ehyaei, M. A. (2018). Evaluation and optimization of organic Rankine cycle (ORC) with  algorithms  NSGA-II,  MOPSO,  and  MOEA  for  eight  coolant  fluids .  International  Journal  of  Energy and Environmental Engineering, 9(1), 39–57. https://doi.org/10.1007/s40095-017-0251-7
Gong, X. W., Wang, X. Q., Li, Y. R., & Wu, C. M. (2015). Thermodynamic performance analysis of a coupled  transcritical  and  subcritical  organic  Rankine  cycle  system  for  waste  heat  recovery .  Journal  of Mechanical Science and Technology, 29(7), 3017–3029. https://doi.org/10.1007/s12206-015-0632-x Gotovskiy, M. A., Grinman, M. I., Fomin, V. I., Aref’ev, V. K., & Grigor’ev, A. A. (2012). Use of combined steam-water and organic rankine cycles for achieving better efficiency of gas turbine units and internal combustion engines . Thermal Engineering, 59(3), 236–241. https://doi.org/10.1134/S0040601512030032
Herath,  H.  M.  D.  P.,  Wijewardane,  M.  A.,  Ranasinghe,  R.  A.  C.  P.,  &  Jayasekera,  J.  G.  A.  S.
(2020). Working  fluid  selection  of  Organic  Rankine  Cycles .  Energy  Reports,  6,  680–686. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.11.150
Khater, A. M., Soliman, A., Ahmed, T. S., & Ismail, I. M. (2021). Power generation in white cement plants from waste heat recovery using steam-organic combined Rankine cycle . Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 4. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2021.100138
Köse, Ö., Koç, Y., & Yağlı, H. (2020). Performance improvement of the bottoming steam Rankine cycle (SRC)  and  organic  Rankine  cycle  (ORC)  systems  for  a  triple  combined  system  using  gas  turbine  (GT)  as topping cycle . Energy Conversion and Management, 211.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112745
Kumar, A., & Rakshit, D. (2021). A critical review on waste heat recovery utilization with special focus on  Organic  Rankine  Cycle  applications .  In  Cleaner  Engineering  and  Technology  (Vol.  5).  Elsevier  Ltd. https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100292
Lei,  B.,  Zhang,  C.,  Zhang,  Y.,  Wu,  Y.,  Wang,  W.,  &  Ma,  C.  (2021). A  Theoretical  Criterion  for Evaluating  the  Thermodynamic  Effectiveness  of  Regenerators  in  Organic  Rankine  Cycle  Systems .  Journal  of Thermal Science, 30(6), 2027–2036. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1521-5
Li, Z., Huang, R., Lu, Y., Roskilly, A. P., & Yu, X. (2019). Analysis of a combined trilateral cycle  - Organic  Rankine  cycle  (TLC-ORC)  system  for  waste  heat  recovery .  Energy  Procedia,  158,  1786–1791. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.421
Liao, G., E, J., Zhang, F., Chen, J., & Leng, E. (2020). Advanced exergy analysis for Organic Rankine Cycle-based layout to recover waste heat of flue gas . Applied Energy, 266.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114891
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
Lim,  H.  S.,  Choi,  B.  S.,  Park,  M.  R.,  Hwang,  S.  C.,  Park,  J.  Y.,  Seo,  J.,  Bang,  J.  S.,  &  Kim,  B.  O. (2017). Performance  evaluation  of  two-stage  turbine  for  the  organic  rankine  cycle  system .  Journal  of Mechanical Science and Technology, 31(12), 5849–5855. https://doi.org/10.1007/s12206-017-1127-8
Meng,  N.,  Li,  T.,  Gao,  X.,  Liu,  Q.,  Li,  X.,  &  Gao,  H.  (2022). Thermodynamic  and  techno-economic performance  comparison  of  two-stage  series  organic  Rankine  cycle  and  organic  Rankine  flash  cycle  for geothermal power generation from hot dry rock . Applied Thermal Engineering, 200.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117715
Moghimi,  M.,  &  Khosravian,  M.  (2018). Exergy  optimization  for  a  novel  combination  of  organic Rankine  cycles,  Stirling  cycle  and  direct  expander  turbines .  Heat  and  Mass  Transfer/Waerme-  Und Stoffuebertragung, 54(6), 1827–1839. https://doi.org/10.1007/s00231-017-2270-6
Nasir,  M.  T.,  Ekwonu,  M.  C.,  Esfahani,  J.  A.,  &  Kim,  K.  C.  (2021). Performance  assessment  and multi-objective optimization of an organic Rankine cycles and vapor compression cycle based combined cooling, heating, and power system . Sustainable Energy
Technologies and Assessments, 47.
https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101457
ORegen* Waste Heat Recovery System for GE and other OEM Gas Turbines Get more from your Gas Turbines  ecomagination SM.  (n.d.).  Organic  Rankine  Cycle  and  Steam  Rankine  Cycle  for  Waste  Heat Recovery  in  a  Cement  Plant  in  Egypt:  A  Comparative  Case  Study.  (2020).  Water,  Energy,  Food  and Environment, 1(1), 19–42. https://doi.org/10.18576/wefej/010102
Oyedepo,  S.  O.,  &  Fakeye,  A.  B.  (2020).  Electric  power  conversion  of  exhaust  waste  heat recovery from gas turbine  power plant using organic  Rankine cycle. International Journal of Energy and Water Resources, 4(2), 139–150. https://doi.org/10.1007/s42108-019-00055-3
Qu,  J.,  Feng,  Y.,  Zhu,  Y.,  Zhou,  S.,  &  Zhang,  W.  (2021). Design  and  thermodynamic  analysis  of  a combined system including steam Rankine cycle, organic Rankine cycle, and power turbine for marine low-speed diesel engine waste heat recovery . Energy Conversion
and Management, 245.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114580
Rajput,  R. K. (2007). ENGINEERING THERMODYNAMICS T H I R D E D I T I O N SI Units Version. (n.d.). http://boilersinfo.com/
Ui-tao,  W.  H.,  Hua,  W.,  &  Zhu-min,  Z.  (n.d.).  •  ScienceDirect Optimization  of  Low-Temperature Exhaust Gas Waste Heat Fueled Organic Rankine Cycle . www.sciencedirect.com
Wang,  Z.  qi,  Zhou,  Q.  yu,  Xia,  X.  xia,  Liu,  B.,  &  Zhang,  X.  (2017). Performance  comparison  and analysis  of  a  combined  power  and  cooling  system  based  on  organic  Rankine  cycle .  Journal  of  Central  South University, 24(2), 353–359. https://doi.org/10.1007/s11771-017-3437-5
Wang, Z., Zhou, N., Zhang, J., Guo, J., & Wang, X. (2012). Parametric optimization and performance comparison  of  organic  Rankine  cycle  with  simulated  annealing  algorithm .  Journal  of  Central  South University, 19(9), 2584–2590. https://doi.org/10.1007/s11771-012-1314-9
Wu,  S.  Y.,  Li,  C.,  Xiao,  L.,  Li,  Y.  R.,  &  Liu,  C.  (2014). The  role  of  outlet  temperature  of  flue  gas  in organic  Rankine  cycle  considering  low  temperature  corrosion .  Journal  of  Mechanical  Science  and Technology, 28(12), 5213–5219. https://doi.org/10.1007/s12206-014-1145-8
Xu,  B.,  Rathod,  D.,  Yebi,  A.,  &  Filipi,  Z.  (2020). A  comparative  analysis  of  real-time  power optimization  for  organic  Rankine  cycle  waste  heat  recovery  systems .  Applied  Thermal  Engineering,  164.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.114442
Yang,  F.  bin,  Yang,  F.  F.,  Li,  J.,  Hu,  S.  Z.,  Yang,  Z.,  &  Duan,  Y.  Y.  (2021). Analysis  of  the thermodynamic  performance  limits  of  the  organic  Rankine  cycle  in  low  and  medium  temperature  heat  source
Vol. 3, No. 2, pp 99 – 120 doi: 10.14710/jebt.2022.13332
applications . Science China Technological Sciences, 64(8), 1624–1640. https://doi.org/10.1007/s11431-020- 1787-6
Yun,  E.,  Park,  H.,  Yoon,  S.  Y.,  &  Kim,  K.  C.  (2015). Dual  parallel  organic  Rankine  cycle  (ORC) system  for  high  efficiency  waste  heat  recovery  in  marine  application .  Journal  of  Mechanical  Science  and Technology, 29(6), 2509–2515. https://doi.org/10.1007/s12206-015-0548-5
Zhao, Y., Liu, G., Li, L., Yang, Q., Tang, B., & Liu, Y. (2019). Expansion devices for organic Rankine cycle  (ORC)  using  in  low  temperature  heat  recovery:  A  review .  In  Energy  Conversion  and  Management (Vol. 199). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.111944
Zhu,  J.,  Kang,  Z.,  An,  Q.,  &  Li,  T.  (2015). Parametric  optimization  of  organic  Rankine  cycle  with R245fa/R601a as working fluid . Transactions of Tianjin University, 21(1), 69–75.
https://doi.org/10.1007/s12209-015-2361-8
Zhu, J. ling, Bo, H. yu, Li, T. lu, Hu, K. yong, & Liu, K. tao. (2015). A thermodynamics comparison of subcritical and transcritical organic  Rankine cycle system for power generation . Journal of Central South University, 22(9), 3641–3649. https://doi.org/10.1007/s11771-015-2905-z