## JSTI

## Jurnal Sistem Teknik Industri
*Corresponding author at: Jalan Raya Tlogomas 246 Malang
E-mail address: restuputri@umm.ac.id, dikawahyudin8@gmail.com
Copyright © 2019 Published by Talenta Publisher, ISSN: 1411-5247 e-ISSN: 2527-9408 Journal Homepage: http://talenta.usu.ac.id/jsti

## Analisa Performansi Pembangkit Listrik Siklus Rankine Organik Sederhana Dengan Sumber  Panas Uap Geothermal Berkualitas Rendah
Andianto Pintoro 1 , Achmad Husein Siregar 2
1,2 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
Abstrak. Pada tulisan ini dipaparkan tentang suatu kajian eksperimental yang telah dilakukan untuk menganalisa performansi dari sebuah unit pembangkit listrik sistim siklus Rankine organik ( Organic Rankine Cycle ) skala kecil yang memanfaatkan uap panas bumi berkualitas rendah sebagai sumber panas penggerak. Komponen-komponen utama dari unit pembangkit tersebut terdiri dari pompa tipe vane yang digunakan untuk menaikkan tekanan fluida kerja, evaporator dan kondensor sebagai alat  penukar kalor serta turbin sebagai alat  ekspansi, yang dibuat dari memodifikasi kompresor pendingin udara mobil jenis scroll . Sedangkan fluida kerja organik yang digunakan adalah R134a. Dari hasil pengujian ini didapat efisiensi termal sistim tertinggi sebesar 5,34% dan daya keluaran bersih sebesar 1.523,42 watt. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunakan uap panas bumi berkualitas rendah pada sebuah sistim pembangkit listrik ORC ini layak untuk digunakan dengan kinerja yang dapat diterima.
Kata  Kunci:  Uap  panas bumi, Organic Rankine cycle ,  Energi baru  terbarukan,  Sistim pembangkit tenaga
Abstract. This paper describes an experimental study that has been carried out to analyze the performance of a small-scale Rankine Cycle (Organic Rankine Cycle) power generation unit that utilizes low-quality geothermal steam as a driving heat source. The main components of the generating unit consist of a vane type pump which is used to increase the working fluid pressure, evaporator and condenser as a heat exchanger and turbine as an expansion device, which is made from modifying the scroll air compressor type scroll. While the organic working fluid used is R134a. From the results of this test, the highest thermal efficiency of the system is 5.34% and the net output power is 1,523.42 watts. The test results show that the use of low quality geothermal steam in an ORC power plant system is feasible to use with acceptable performance.
Keywords:  Geothermal vapor,  Organic Rankine cycle,  Renewable new energy,  Power generation system
Received 2 January 2019 | Revised 11 January 2019 | Accepted 11 January 2019

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan  akan  energi  listrik  sudah  merupakan  suatu  kebutuhan  mendasar  pada  kehidupan masyarakat  di  Indonesia.  Ketersediaan  energi  listrik  selalu  berhubungan  dengan  ketersediaan sumber  energi  penggerak  primernya,  yang  mana  bahan  bakar  fosil  masih  memainkan  peran yang dominan sebagai sumber energi primer untuk menghasilkan energi listrik tersebut. Dalam Indonesia  Energy  Outlook  2018  yang  diterbitkan  oleh  Badan  Pengkajian  dan  Penerapan Teknologi (BPPT) Indonesia, dituliskan bahwa 88% dari total kebutuhan sumber energi untuk menghasilkan energi listrik di Indonesia berasal dari bahan bakar fosil (54% dari batu bara dan 34%  dari  BBM  dan gas).  Ironisnya  pada  bagian lain disebutkan  bahwa  cadangan  bahan bakar fosil  di  Indonesia  terus  mengalami  pengurangan  akibat  dieksploitasi,  sebagai  contoh diperkirakan bahwa cadangan terbukti dari minyak bumi akan habis dalam kurun waktu 9 tahun. Hal ini seharusnya sudah menjadi pemikiran bagi kita untuk mulai mengurangi ketergantungan terhadap sumber  energi  fosil,  selain  penggunaan  bahan  bakar fosil  akan  menyebabkan  banyak masalah  lingkungan  seperti  pemanasan  global  dan  polusi  atmosfer.  Sumber  energi  baru terbarukan  dapat  dijadikan  sebagai  sumber  energi  alternatif  untuk  mengurangi  penggunaan sumber energi fosil, karena ketersediaannya cukup besar di Indonesia dan penggunaannya lebih bersahabat terhadap lingkungan.
Sebagaimana  diketahui,  Indonesia  memiliki  banyak  sekali  sumber-sumber  energi  alami  yang potensial dan dapat dikembangkan untuk dikonversi menjadi energi listrik, seperti, energi angin, energi  gelombang  laut,  energi  matahari  dan  energi  panas  bumi.  Di  antara  berbagai  sumber- sumber  energi  tersebut,  sumber  energi  panas  bumi  merupakan  sumber  energi  panas  yang jumlahnya  cukup  besar  di  Indonesia  yakni  terdapat  disebanyak  256  lokasi  yang  tersebar  di Indonesia dan memiliki kapasitas sumber panas bumi potensial yang setara dengan 29,544 GW. Kapasitas  ini  merupakan  40%  dari  potensi  geothermal  dunia.  Tetapi  yang  baru  berhasil dimanfaatkan  hanyalah  sebesar  1,438  GW  atau  hanya  sekitar  4,87%  saja,  Indonesia  Energy Outlook  2018,  BPPT.  Salah  satu  hal  yang  harus  diatasi  dalam  memanfaatkan  uap  panas  bumi tersebut adalah kualitas uap panas bumi yang ada tersebut banyak yang berkualitas rendah (P < 3  bar  dan  T  <  200oC),  yang  mana  uap  dalam  kondisi  seperti  ini  tidak  dapat  digunakan  untuk menggerakkan turbin seperti pada sistim pembangkit tenaga yang biasa digunakan di Indonesia, yakni  sistim  pembangkit  tenaga  yang  menggunakan    siklus  Rankine  konvensional.  Sumber panas  berkualitas  rendah  seperti  ini  sebenarnya  masih  dapat  dimanfaatkan  untuk membangkitkan  energi  listrik,  tetapi  siklus  pada  sistim  pembangkit  yang  digunakan  harus dimodifikasi  sedikit  agar  dapat  digunakan.  Siklus  Rankine  organik  ( Organic  Rankine  Cycle, ORC )  adalah  suatu  siklus  yang  sudah  terbukti  pemakaiannya  dalam  mengkonversikan  sumber panas bersuhu rendah menjadi energi listrik, siklus ini merupakan mofifikasi dari siklus Rankine konvensional  dengan  merubah  fluida  kerjanya  menjadi  fluida  organik  (contoh  : refrigerant R245fa, R123 ) menggantikan air.
Sistim pembangkit listrik ORC ini mempunyai kelebihan  dapat  memanfaatkan  sumber  panas bersuhu  rendah  karena  sifat  alami  dari  fluida  organik  yang  digunakan  yaitu  mempunyai  titik didih  cukup  rendah  (R245fa  mempunyai  titik  didih  pada  T=15 o C  dan  P= 1,01bar).  Sedangkan
kelemahannya  adalah  nilai  efisiensi  termal  sistim  yang  rendah  berkisar  dalam  rentang  4% hingga 8%.
Telah  banyak  dilakukan  kajian-  kajian  tentang  sistim  pembangkit  tenaga  yang  menggunakan ORC  sebagai  siklus  penggerak,  diantaranya  adalah  Yamamoto  T.  et  al.  secara  eksperimental telah menunjukkan bahwa penggunaan fluida kerja yang memiliki titik didih rendah pada sistem ORC, seperti R-123, dapat menghasilkan kinerja siklus yang lebih baik daripada menggunakan air untuk suhu saluran masuk turbin di bawah 120oC. Sedangkan A.A. Lakew and O. Bolland menganalisa kemampuan produksi daya dan persyaratan ukuran peralatan untuk beberapa fluida organik  seperti  R123,  R227ea,  R245fa,  R290  dan  n-pentane.  Mereka  menggunakan  siklus Rankine organik pada keadaan subkritis tanpa pemanasan lanjut dan menggunakan suhu sumber panas  dalam  kisaran  suhu  dari  80oC  hingga  200oC  serta  menggunakan  tekanan  evaporator sebagai parameter independen. Hasil studi mereka menunjukkan bahwa pemilihan fluida kerja tergantung  pada  jenis  sumber  panas,  tingkat  suhu  dan  tujuan  desain.  Qiu  et  al.  memberi gambaran tentang perangkat ekspansi/turbin untuk sistem ORC mikro- CHP dan menyimpulkan bahwa kompresor jenis scrool dan vane yang dimodifikasi baik digunakan sebagai turbin pada sistim pembangkit ORC dengan kisaran daya keluaran antara 1-10 kW.
Kajian  penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  performansi/kinerja  dari  sistim  pembangkit tenaga  listrik yang dirancang, dengan menggunakan sistem Organic Rankine Cycle (ORC) dan memanfaatkan  sumber  panas  dari    uap  panas  bumi  berkualitas  rendah  sebagai  sumber  energi penggerak.  Metode  yang  digunakan  adalah  pendekatan  analisa  kualitatif  dengan  studi eksperimental.

## Figure 1 Blok Diagram Analisa Performansi Sistem ORC

## 2. Landasan Teori
Sistem  Organic  Rankine  Cycle  (ORC)  adalah  suatu  siklus  Rankine  konvensional  yang dimodifikasi dengan menggunkan fluida kerja dari jenis fluida organik menggantikan air yang digunakan  pada  siklus  Rankine  konvensional.  Fluida  organik  ini  mempunyai  sifat  fisik  yang menguap pada suhu yang cukup rendah sehingga tidak memerlukan sumber panas yang tinggi untuk  merubah  fasenya  menjadi  uap  panas  lanjut  (superheated).  Sedangkan  komponen  utama yang  digunakan  adalah  sama  dengan  siklus  Rankine  konvensional,  seperti  pompa,  evaporator, turbin dan kondensor. Dapat dilihat pada Gambar1 skema diagram dari sistim ORC, fluida kerja dalam keadaan cair jenuh, titik (1), dinaikkan tekanannya oleh pompa sirkulasi fluida kerja, titik (2),  dan  masuk  ke  evaporator  untuk  dipanaskan  oleh  sumber  panas  bersuhu  rendah,  akibat
pemanasan pada tekanan tetap di evaporator, fluida kerja berubah fase menjadi uap jenuh, titik (3),  kemudian  fluida  kerja  yang  telah  dalam  fase  uap  jenuh  dan  bertekanan  ini  diekspansikan hingga ke tekanan kondensasi titik (4), yang mana proses ekspansi ini menghasilkan kerja pada poros  turbin/ekspander  yang  disambung  langsung  dengan  generator  listrik  sehingga  putaran poros  generator  tersebut  akan  menghasilan  listrik,  di  kondensor  panas  yang  dikandung  fluida kerja dibuang kelingkungan hingga fluida kerja berubah fase kembali menjadi cair jenuh, titik (1).

## Figure 2 Skema Sistem ORC

## 3. Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboraturium  Power  Plant  Departemen  Teknik  Mesin,  Fakultas Teknik  Universitas  Sumatera  Utara  mulai  dari  bulan  Maret  2018  hingga  bulan  Oktober  2018. Metode  yang  digunakan  adalah  eksperimental  kualitatif  dimana  peralatan  uji  dirancang, dibangun dan diuji untuk dapat melakukan analisa performansinya. Suhu uap sumber panas (uap panas bumi) dijadian variabel bebas yang dibuat berubah-ubah dalam rentang suhu antara 80oC hingga  100oC,  sedangkan  tekanan  dan  suhu  fluida  masuk  turbin  dijadikan  sebagai  variabel terikat.  Untuk  laju  aliran  massa  fluida  kerja,  uap  pemanas,  media  pendingin  dan  tekanan kondensor ditentukan berdasarkan kondisi maksimum yang dapat dicapai.

## 3.1. Analisa Termodinamik dari Sistem ORC
Gambar  3  menggambarkan  proses  termodinamika  untuk  sistim  ORC,  merupakan  tahapan- tahapan proses pada siklus Rankine teoritis  yang terdiri dari proses-proses sebagai berikut: 1 -> 2: Proses menaikkan tekanan fluida kerja pada pompa sirkulasi; 2 -> 3: Proses pemanasan fluida kerja pada tekanan tetap di evaporator; 3 -> 4: Proses ekspansi fluida kerja pada turbin; 4 -> 1:
Proses pembuangan panas dari fluida kerja di kondensor.
Analisa siklus terdiri dari penerapan keseimbangan massa dan energi untuk setiap proses yang disebutkan di atas. Proses 1 → 2 adalah pekerjaan yang dilakukan oleh pompa sirkulasi fluida kerja dimana besarnya kerja yang dilakukan pompa sirkulasi aadalah sebesar:
𝑊 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 = (ℎ 2 − ℎ 1 ) 𝜂 𝑝 ⁄ (1)
Proses 2 → 3 adalah proses pemanasan fluida kerja oleh sumber panas di evaporator, dimana besarnya panas yang ditransfer adalah sebesar:
𝑄 𝑒𝑣𝑎𝑝. = (ℎ 3 − ℎ 2 ) (2)
Prooses 3 → 4 adalah besar kerja/ekspansi aktual dari fluida kerja di turbin, yakni sebesar:
𝑊 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛 = (ℎ 3 − ℎ 4 ). 𝜂 𝑚 . 𝜂 𝑠 (3)
Proses  4  →  1  adalah  proses  kondensasi  atau  pelepasan  panas  yang  dikandung  fluida  kerja hingga  menjadi  fase  cair  jenuh  di  kondensor  dengan  menggunakan  media  pendingin,  dan besarnya panas yang dilepas adalah sebesar:
𝑄 𝑘𝑜𝑛𝑑. = (ℎ 4 − ℎ 1 ) (4)
Besarnya keluaran daya listrik yang dibangkitkan pada sistim ORC ini adalah sebesar:
𝑊 𝑠𝑖𝑘𝑙𝑢𝑠 = 𝑊 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛 − 𝑊 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎1 − 𝑊 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 (𝑐𝑤) (5)
Sedangkan besarnya effisiensi termal dari sistim ORC adalah :
𝜂 𝑠𝑖𝑘𝑙𝑢𝑠 = 𝑊 𝑠𝑖𝑘𝑙𝑢𝑠 𝑄 𝑒𝑣𝑎𝑝. ⁄ (6)

## 3.2. Experimental Set-Up dan Sistem Pengukuran
Berdasarkan  dari  disain  sistim  pembangkit  yang  direncanakan,  prototipe  pembangkit  listrik sistim ORC skala kecil dirancang, dibangun, dan diuji. Gambar 3 adalah diagram skematik dari experimental  Set-Up.  Prototipe  alat  uji  eksperimental  terdiri  dari  evaporator,  steam  generator, turbin  (ekspander)  yang  dibuat  dari  sebuah  kompresor  AC  mobil  jenis  scroll  yang  telah dimodifikasi,  kondensor,  pompa  umpan,  menara  pendingin  (cooling  tower)  dan  pompa  air pendingin. Fluida kerja organik yang digunakan dalam penelitian ini adalah R134a.
Sistim pengukuran dan akuisisi data yang digunakan dalam penelitian ini adalah menggunakan thermocoupel  untuk  mengukur  suhu,  pressure  transducer  untuk  penukuran  tekanan,  digital turbine  flowmeter  untuk  pengukuran  laju  aliran  massa  fluida  yang  diletakkan  pada  tempat- tempat yang ditentukan seperti pada Gambar 2. Kesemuaan alat ukur tersebut terhubung dengan data  logger  merek  Cole  Palmer tipe  18200-20  yang  terhubung  dengan  sebuah  PC  untuk merekam data hasil pengukuran.
Figure 4 Diagram Experimental Set-Up
Gambar  3  menggambarkan  proses  termodinamika  untuk  sistim  ORC,  merupakan  tahapan- tahapan proses pada siklus Rankine teoritis  yang terdiri dari proses-proses sebagai berikut: 1 -> 2: Proses menaikkan tekanan fluida kerja pada pompa sirkulasi; 2 -> 3: Proses pemanasan fluida kerja pada tekanan tetap di evaporator; 3 -> 4: Proses ekspansi fluida kerja pada turbin; 4 -> 1:
Proses pembuangan panas dari fluida kerja di kondensor.
Komitmen  diperlukan  pada  suatu  proses  perbaikan  kualitas  agar  perbaikan  yang  melibatkan secara seimbang antara sisi manusia dan sisi teknologi. Kaizen adalah istilah dari bahasa Jepang pada  konsep Continous  Incremental  Improvement .  Kai  yang  memiliki  arti  perubahan  dan  Zen memiliki arti baik. Kaizen yaitu penyempurnaan dan berkesinambungan yang mana melibatkan semua  orang.  Kaizen  merupakan  suatu  kesatuan  pandangan  yang  yang  komprehensif  dan terintegrasi  yang  bertujuan  untuk  melaksanakan  perbaikan  secara  terus-menerus.  Pengertian falsafah 5S yaitu (Gaspersz & Fontana, 2007) :
a. Seiri  adalah  dengan  menyisihkan  barang  yang  dianggap  tidak  diperlukan  dan  barang  yang dianggap  tidak  diperlukan  di  tempat  kerja  dibuang.  Merupakan  langkah  awal  dalam menjalankan budaya 5S, yaitu membuang/menyortir/ menyingkirkan barang-barang, file-file yang  tidak digunakan  lagi ke  tempat  pembuangan.  Semua  barang  yang ada  di  lokasi  kerja, hanyalah  barang  yang  benar-benar  dibutuhkan  untuk  aktivitas  kerja.  Tindakan  dilakukan agar  tempat  penyimpanan  menjadi  lebih  efisien,  karena  dipergunakan  untuk  menyimpan barang atau file yang memang penting dan dibutuhkan, serta bertujuan juga agar tempat kerja terlihat  lebih  rapi  dan  tidak  berantakan.  Keuntungan  yang  akan  didapat  dalam  menerapkan Seiri (Ringkas-Sisih– Keteraturan-Pemilahan–Sort):
1. Kuantitatif:
a. Penghematan pemakaian ruangan.
b. Persediaan dan produk barang yang bermutu.
c. Kecepatan waktu pencarian barang/dokumen  yang dibutuhkan.
2. Kualitatif :
a. Tempat kerja lebih aman.
b. Suasana kerja lebih nyaman.
c. Mencegah tempat/alat/bahan menjadi rusak lebih awal .
b. Seiton  (susun)  adalah  dengan  menata  peralatan  kerja  yang  digunakan  dengan  rapi  dan menghilangkan kegiatan mencari agar alat-alat tersebut bisa dengan mudah ditemukan secara cepat.  Setelah  menyortir  semua  barang  atau  file  yang  tidak  dipergunakan  lagi,  pastikan segala  sesuatu  harus  diletakkan  sesuai  posisi  yang  ditetapkan,  sehingga  selalu  siap digunakan pada saat diperlukan. Pastikan bahwa:
1. Setiap barang punya tempat.
2. Setiap tempat punya nama untuk barang tertentu.
3. Buat menjadi terorganisir dan sistematis.
4. Beri nama pada setiap tempat penyimpanan yang mudah diingat, dapat
5. menggunakan kode pada tempat penyimpan:
a. Bila berbentuk barang, berikan label dengan nama atau visual sebagai ciri khas.
b. Bila berbentuk file atau softcopy data, atur semua folder di komputer.
c. Pastikan  agar  mudah  mengidentifikasi,  saat  file,  barang  ataupunbenda  tersebut dibutuhkan, sehingga tidak perlu membuang banyak waktu untuk mencarinya.
c. Seiso  adalah  dengan  memelihara  kebersihan  pada  tempat  kerja.  Setelah  menjadi  rapi, langkah  berikutnya  adalah  membersihkan  tempat  kerja,  ruangan  kerja,  peralatan  dan lingkungan kerja.  Tumbuhkan pemikiran bahwa  kebersihan merupakan hal yang fital  dalam kehidupan, jika kita tidak menjaga kebersihan, lingkungan akan menjadi kotor dan menjadi faktor  utama  terjangkitnya  penyakit  tidak  nyaman.  Menyebabkan  berkurangnya produktivitas dan berakibat banyak kerugian. Lakukanlah pembersihan harian, pemeriksaan kebersihan dan pemeliharaan kebersihan.
Seiketsu adalah dengan mempertahankan seiri, seiton, dan seiso agar proses tersebut bisa berlangsung  secara  terus-menerus.  Tahap  ini  adalah  tahap  yang  sukar.  Untuk  menjaga ketiga tahap  yang sudah dijalankan sebelumnya secara rutin. Tahap ini dapat juga disebut tahap  perawatan,  merupakan  standarisasi  dan  konsistensi  dari  masing-masing  individu untuk melakukan tahapan-tahapan  sebelumnya.  Membuat  standarisasi  dan semua individu harus patuh pada standar yang telah ditentukan. Dapat dimotivasi dengan memberikan hadiah atau hukuman.
d. Setsuke  adalah  suatu  bentuk  kedisiplinan  yang  mana  hal  tersebut  menjadi  kebiasaan, sehingga  para  pekerja  menjadi  biasa  mematuhi  peraturan  dan  dilaksanakan  penyuluhan kepada  para  pekerja  agar  dapat  bekerja  dengan  profesional.  Pemeliharaan  kedisiplinan pribadi meliputi suatu kebiasaan dan pemeliharaan program 5S yang sudah berjalan. Bila berada pada posisi sebagai atasan, buatlah standarisasi 5S serta berikan pelatihan 5S, agar
seluruh  karyawan  perusahaan  dapat  mengerti  akan  kegunaan  dari  5S  sebagai  dasar kemajuan  perusahaan,  karena  dengan menerapkan  5S  yang praktis dan ringkas  bertujuan pada  efisiensi,  pelayanan  yang  baik,  keamanan  bekerja  serta  peningkatan  produktivitas dan profit.
Manfaat dari penerapan budaya 5R (5S) di tempat kerja yaitu :
a. Produktivitas  menjadi  lebih  meningkat  disebabkan  pengaturan  di  tempat  kerja  yang lebih efisien.
b. Kenyamanan  menjadi  lebih  meningkat  disebabkan  pada  tempat  kerja  menjadi  selalu bersih serta lebih luas dan lapang.
c. Bahaya yang ada di tempat kerja menjadi lebih berkurang hal ini disebabkan kualitas pada tempat kerja menjadi lebih baik.
d. Penghematan bertambah hal  ini  dikarenakan  dapat  pemborosan  di  berbagai  tempat kerja  dapat dikurangi.
Konsep  5R  /  5S  yaitu  merupakan  proses  perubahan  sikap  dengan  cara  menerapkan  aspek penataan,  kebersihan  dan  kedisiplinan  di  tempat kerja.  Dengan  menerapkan  prinsip  “ A  place for everything and every thing in  its  place” maka setiap anggota organisasi  dibiasakan bekerja dalam lingkungan kerja dengan standar tempat yang jelas (Hirano, 1996).
Pada konsep 5R / 5S juga bagian dari konsep kaizen yang memiliki arti penyempurnaan secara berkesinambungan  pada  kehidupan  pribadi,  kehidupan  di  keluarga,  lingkungan  sosial  ataupun juga tempat kerja (Imai, 1986). Konsep 5R/5S juga mengenai budaya bagaimana pekerja dapat memperlakukan tempat kerja dengan benar. Jika pada tempat kerja dapat tersusun dengan rapi, bersih,  tertib  sehingga  kemudahan  bekerja  perorangan  bisa  diciptakan.  Hal  ini  berarti  pada kemudahan bekerja dapat dicapai empat bidang sasaran pokok industri yang meliputi :
- Efisisensi Kerja
- Produktifitas dalam bekerja
- Kualitas dalam bekerja
- Keselamatan dalam bekerja yang bisa lebih mudah dipenuhi.
Pemenuhan  dalam  saran  pokok  ini  adalah  syarat  pada  industri  dalam  bertumbuh  kembang sehingga  manfaatnya  dapat  dinikmati  bukan  bagi  perusahaan  saja,  tetapi  juga  bagi  pekerja. Untuk  kegiatan  5S  sebelum  dimulai,  ada  hal  yang  harus  dilakukan  pertama  kali  yaitu  dengan mengambil  foto  di  tempat  kerja.  Hal  ini  akan  memiliki  manfaat  sebagai  perbandingan  dengan keadaan sebelumnya jika konsep 5R/5S dapat dikerjakan sepenuhnya (Hirano, 1996).

## 4. Hasil dan Pembahasan
Pada  percobaan  ini,  untuk  pengambilan  data  performansi  sistim,  dilakukan  dalam  waktu  10 menit dengan keadaan sistim berada dalam keadaan steady-state. Setiap kondisi operasi seperti perbedaan tekanan, putaran turbin serta keadaan fluida kerja pada saluran masuk turbin dalam
keadaan uap panas lanjut (superheated) dilakukan dengan mengontrol temperatur sumber panas, laju  aliran  massa  sistim  dan  beban  generator.  Pada  Gambar  5  dapat  dilihat  variasi  efisiensi sistim    dan    net    power    output  akibat  pengaruh  dari  perubahan  suhu  sumber  panas,  semakin bertambahnya  suhu  sumber  panas  maka  nilai  effisiensi  sistim  dan  net  power  output  semakin naik, yang mana dalam rentang suhu uap sumber panas yang  diujikan  effisiensi sistim terbaik didapat pada suhu sumber panas sebessar 100 o C yakni sebesar 5,34% dan besarnya daya output bersih 1.523,42 watt.
Figure 5 Pengaruh Perubahan Suhu Uap Pemanas Terhadap Net Power Output Dan Effisiensi Sistim
Sedangkan pada Gambar 6 dapat kita lihat bahwa semakin naik suhu uap pemanas di evaporator maka akan semakin tinggi suhu dan tekanan fluida kerja masuk ke  turbin/ekspander sehingga menyebabkan  naiknya  net  output  power  sistim.  Naiknya  suhu  dan  tekanan  fluida  kerja  ini berarti  nilai  entropy  fluida  kerja  juga  bertambah  besar  sedangkan  tekanan  kondensasi  dibuat konstan pada 4 bar.
Figure 6 Pengaruh Perubahan Suhu Uap Pemanas Terhadap Suhu Dan Tekanan Pada Saluran Masuk Turbin
Pada  Gambar  7  kita  lihat  pengaruh  dari  kenaikan  suhu  uap  pemanas  terhadap  kerja  pompa sirkulasi,  dimana  daya  dikonsumsi  pompa  sirkulasi  fluida  kerja  semakin  besar  seiring  dengan kenaikan  suhu  uap  pemanas  evaporator,  hal  ini  menunjukkan  semakin  besar  kerja  pompa sirkulasi  untuk  menaikkan  tekanan  pada  evaporator  dan  juga  berarti  bertambahnya  laju  aliran massa fluida kerja untuk setiap perubahan suhu uap pemanas.
Figure 7 Pengaruh Dari Kenaikan Suhu Uap Pemanas Terhadap Kerja Pompa Sirkulasi

## Dan Net Power Output

## 5. Kesimpulan
Studi eksperimental yang bertujuan untuk menganalisa performansi atau unjuk kerja dari sistim pembangkit  listrik  yang  menggunakan  siklus  Rankine  organik  dan  memanfaatkan  uap  panas bumi  berkualitas  rendah  sebagai  sumber  panas/penggerak  telah  dilakukan.  Sistim  ini memanfaatkan  kompresor  AC  mobil  jenis  scrool  yang  telah  dimodifikasi  sebagai turbin/ekspander.  Sedangkan  fluida  kerja  organik  yang  dipakai  adalah  dari  jenis  refrigeran R134a dan disirkulasikan oleh sebuah pompa sirkulasi jenis pompa vane. Untuk sumber panas, digunakan  pembangkit  uap  (steam  generator)  mini  sebagai  tiruan  dari  sumber  uap  panas geothermal.  Adapun  hasil  analisa  performansi  dari  sistim  pembangkit  ini  diperoleh  sebagai berikut.
a. Siklus dioperasikan dalam keadaan panas lanjut (superheated).
b. Efisiensi siklus meningkat dengan meningkatnya suhu pemanasan.
c. Efisiensi  siklus  maksimum  yang  daya  keluaran  bersih  (Net  Power  Output)  adalah  sebesar 1.523,42 watt dengan kecepatan rotasi 1535 lebih kurang 40 RPM dan tekanan kondensasi dibuat konstan sebesar 4 bar.
d. Laju  aliran  massa  fluida  kerja,  laju  aliran  massa  uap  pemanas  dan  laju  aliran  massa  air pendingin dikondisikan pada keadaan maksimum.

## R EFERENSI
[1] BPPT, Indonesia Energy Outlook 2018, Center for Assessment of Process and Energy Industries, 2018
[2] Yamamoto T, Furuhata T, Arai N, Mori K. Design and testing of the Organic Rankine Cycle, Energy 2001; 26:239-251.
[3] A A Lakew A A, Bolland O. Working fluids for low-temperature heat source, Applied Thermal Engineering 2010; 30:1262-1268
[4] Qiu  G,  Liu  H,  Riffat  S. Expanders  for  micro-CHP  systems  with  organic  Rankine cycle, Applied Thermal Engineering 2011; 31:3301-3307
[5] Lemort  V,  Declaye  S,  Quoilin  S, Experimental  characterization  of  a  hermetic  scroll expander  for  use  in  a  micro-scale  Rankine  cycle. Proc.  IMechE  Part  A:  Journal  of Power and Energy 2011; 226: 126-136
[6] Moran  M  J,  Shapiro  H  N, Fundamentals  of  Engineering  Thermodynamics, Second Edition, SI Version, John Wiley & Sons. Inc.New York 1993
[7] Chang  J  C,  Hung  T  C,  He  Y  L,  Zhang  W. Experimental  study  on  low-temperature organic  Rankine  cycle  utilizing  scroll type  expander .Applied  Energy  2015;  155:150- 159
[8] Badr  O,  O’Callaghan  PW,  Hussein  M,  Probert  S  D. Multi-vane  expanders  as  prime movers for low- grade organic Rankine cycle engines. Applied Energy 1984; 16:129– 146
[9] Madhawa H D, Golubovic M, Worek W M, Ikegami Y. Optimum Design Criteria for an  ORC  using  Low-Temperature  Geothermal  Heat  Sources .  Energy  2007;  23:1698- 1706
[10] Quoilin  S,  Lemort  V,  Lebrun  J, Experimental  study  and  modeling  of  an  Organic Rankine Cycle using scroll expander , Applied Energy 2010; 87:1260–1268
[11] Wang J, Yan Z, Wang M, Ma S, Dai Y, Thermodynamic analysis and optimization of an (organic Rankine cycle) ORC using low grade heat source , Energy 2013; 49:356– 365