Perpustakaan Digital ITB

Seiring dengan meningkatnya kebutuhan energi global dan tekanan untuk mengurangi emisi karbon, pengembangan teknologi konversi energi yang efisien dan ramah lingkungan menjadi semakin penting. Organic Rankine Cycle (ORC) merupakan salah satu solusi potensial yang memanfaatkan energi panas bersuhu rendah untuk menghasilkan daya. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan pemodelan dan simulasi ORC sederhana menggunakan pendekatan persamaan simultan guna mengevaluasi performa termodinamika sistem secara menyeluruh, baik dalam kondisi on-design maupun off-design. Pemodelan dilakukan terhadap empat komponen utama sistem ORC, yaitu ekspander, pompa, evaporator, dan kondensor, menggunakan pendekatan fungsi polinomial berbasis data performa dan properti termodinamika dari refrigeran R-245fa. Simulasi dijalankan secara numerik dengan bantuan bahasa pemrograman Python yang terintegrasi dengan pustaka CoolProp serta data termofisika dari REFPROP. Validasi hasil dilakukan melalui persamaan neraca energi sistem dengan toleransi akurasi ±5 W. Hasil simulasi menunjukkan bahwa daya maksimum ekspander mencapai 1850 W pada tekanan evaporator 13,7 bar dan tekanan kondensor 1,25 bar, dengan konsumsi daya pompa berkisar antara 1068 hingga 1300 W, tergantung pada tekanan diferensial. Efisiensi termal sistem tertinggi tercapai sebesar 3,76% pada kombinasi tekanan kondensor rendah, tekanan evaporator tinggi, dan temperatur sumber panas 110 °C. Simulasi dilakukan hingga 500.000 iterasi untuk mengeksplorasi rentang kondisi operasi secara menyeluruh. Pendekatan persamaan simultan terbukti mampu menghasilkan simulasi yang akurat dan fleksibel, serta menjadi dasar untuk optimalisasi sistem ORC berskala kecil.