Search Result  ::  Save as CSV :: Back

"ABSTRAKTujuan dari penelitian ini adalah untuk melakukan simulasi dan optimisasi berdasarkan energi dan eksergi dari kepala sumur ke pembangkit listrik and membandingkan apakah analisis berdasarkan energi dan eksergi memberikan hasil yang sama. Perubahan kondisi fluida panas bumi yang mengalir dari kepala sumur ke pembangkit listrik melalui perpipaan diperhitungkan. Siklus flash-binary diajukan sebagai siklus pembangkit listrik dengan Organic Rankine Cycle (ORC) sebagai siklus binary. Beberapa kombinasi campuran zeotropik digunakan sebagai fluida kerja ORC. Siklus yang diajukan dibandingkan dengan siklus yang sudah ada di Sibayak, yakni siklus single flash, dari segi ekonomi dan performa termodinamika. Sumur panas bumi disimulasikan menggunakan WellSim, sementara perpipaan dan pembangkit listrik disimulasikan menggunakan UniSim Design. Hasil simulasi yang diperoleh dioptimisasi dengan metode Genetic Algorithm (GA) di MATLAB untuk memaksimumkan Net Present Value (NPV) dan meminimumkan Levelized Cost per Unit Exergy of Overall System . Analisis parametrik dilakukan untuk menguji pengaruh tekanan kepala sumur, tekanan separator, dan komposisi fluida kerja terhadap fungsi objektif. Sebagai perbandingan antara ekonomi dan performa termodinamika, optimisasi untuk memaksimumkan produksi listrik dan efisiensi eksergi dilakukan. Optimisasi NPV dan memberikan hasil yang sama di mana siklus flash-binary dengan R601 murni sebagai fluida kerja ORC adalah siklus yang paling ekonomis. Dari performa termodinamika, campuran zeotropik sebagai fluida kerja ORC menghasilkan produksi listrik dan efisiensi eksergi yang maksimum. Hasil optimisasi menunjukkan bahwa sistem yang paling ekonomis tidak dapat memperoleh sistem dengan performa termodinamika terbaik dan berlaku sebaliknya. Penggunaan ORC sebagai bottoming cycle siklus single flash memberikan NPV yang lebih tinggi dan yang lebih rendah dibandingkan siklus single flash, Selain itu, penggunaan ORC dapat mengurangi kehilangan eksergi oleh brine dari 30,65 menjadi 17,85 dari total eksergi yang masuk ke sistem. Efisiensi energi dan eksergi dari pembangkit listrik juga meningkat masing-masing dari 8,47 menjadi 10,05 dan 33,37 menjadi 39,60. Hasil analisis merekomendasikan siklus flash-binary untuk pembangkit listrik di Sibayak.

---

ABSTRACTThe purposes of this research are to conduct simulation and optimization based on energy and exergy from wellhead to power plant and compare whether analysis based on energy and exergy give the same results. Changes of geothermal fluid condition that transmitted from wellhead to power plant by pipelines are also considered. A flash-binary cycle is proposed as geothermal power plant cycle with organic Rankine cycle (ORC) as the binary cycle. Various combinations of zeotropic mixtures are used as ORCs working fluid. The proposed cycle is compared to existing cycle in Sibayak, that is single flash cycle, from economic and thermodynamic performance. The geothermal wells are simulated using WellSim, while the pipelines and power plant are simulated using UniSim Design. The obtained results are optimized with Genetic Algorithm (GA) method in MATLAB for maximizing Net Present Value (NPV) and minimizing Levelized Cost per Unit Exergy of Overall System . Parametric analysis is performed to examine the effects of wellhead pressure, separator pressure, and working fluid composition on the objective function. As a comparison between economic and thermodynamic performance, optimization to maximize net power output and exergy efficiency are also conducted. The NPV and optimizations give a same result where a flash-binary cycle with pure R601 as ORCs working fluid is the most economic cycle. From thermodynamic performace, zeotropic mixtures as ORCs working fluid give maximum net power output and exergy efficiency. Optimization results implied that the most economically effective system cant obtain the best system thermodynamic performance and vice versa. Utilization of ORC as bottoming cycle of single flash cycle gives higher NPV and lower compared to single flash cycle. Moreover, utilization of ORC can reduce exergy loss caused by brine from 30,65 to 17,85 of overall exergy input. The energy and exergy efficiency of power plant is also increased from 8,47 to 10,05 and 33,37 to 39,60, respectively. The results of analysis recommend a flash-binary cycle for Sibayak power plant."

"Penggunaan refrigeran khususnya klorofluorokarbon (CFC), Hidrofluorokarbon (HFC), dan Hidroklorofluorokarbon (HCFC) pada kulkas berkontribusi besar dalam pemanasan global, sementara penggunaan Hidrokarbon sudah terbukti menjadi pilihan yang lebih baik. Penelitian ini menunjukkan hasil analisa berbasis eksergi dari siklus refrigerasi pada kulkas rumah tangga menggunakan refrigeran hidrokarbon (R600a) sesuai dengan standar SNI ISO15502:2008. Dengan menerapkan metode Taguchi pada desain eksperimen dan melalui penetapan parameter eksergi diantaranya entalpi, entropi, laju alir massa, coefficient of performance (COP), tipe susunan beban pendingin, sehingga penggunaan optimum dapat diperoleh. Model analisis yang digunakan adalah siklus yang mengikutsertakan irreversibilitas dari perpindahan kalor melalui perbedaan temperature terbatas, kebocoran kalor, dan disipasi internal. Pendekatan dilakukan dengan mengkombinasikan persamaan matematis atau simulasi siklus dalam Engineering Equation Solver (EES) dengan eksperimentasi secara langsung pada kulkas yang berada didalam ruang uji lingkungan dimana keadaan lingkungan sudah dikondisikan sesuai ketetapan yang berlaku.

---

The use of refrigerant specifically Chlorofluorocarbons (CFC), Hydrofluorocarbons (HFC), and hydrochlorofluorocarbons (HCFC) in refrigerators greatly contribute to global warming, while the choice of hydrocarbon refrigerant proves to be a better option. This research shows the results of an exergy-based analysis of the irreversible refrigeration cycle on household refrigerators using hydrocarbon refrigerant (R600a) in accordance with SNI ISO15502: 2008 standard. By applying Taguchi Method for experimental design and through parameters of determinants of exergy such as enthalpy, entropy, mass flow rate, the coefficient of performance (COP), load array types, therefore the optimum use of refrigerant can be obtained. The model analyses used is cycle that include irreversibility of heat transfer across finite temperature differences, heat leakage, and internal dissipation. The approach is done by combining mathematical modelling or simulation cycle in engineering equation solver (EES) software with experiment directly on refrigerator inside environmental chamber where environment has been conditioned according to the prevailing provisions."

"Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimasi produksi hidrogen hijau melalui sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi dengan bantuan perangkat lunak Engineering Equation Solver (EES). Sistem yang dikembangkan mengintegrasikan siklus gabungan flash-binary pada pembangkit listrik panas bumi dengan sistem elektrolisis Proton Exchange Membrane (PEM). Validasi model dilakukan terhadap data jurnal acuan, mencakup parameter entalpi, entropi, dan eksergi, serta efisiensi sistem secara menyeluruh. Hasil penelitian menunjukkan Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi sistem mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya laju alir massa fluida geothermal, di mana efisiensi tertinggi dicapai pada laju alir yang rendah karena konversi eksergi berlangsung lebih optimal. Peningkatan temperatur masuk turbin isobutana berkontribusi terhadap penurunan nilai biaya, karena meningkatnya energi listrik yang dihasilkan. Di sisi lain, kenaikan kerapatan arus pada unit PEM electrolyzer menunjukkan penurunan efisiensi sistem, akibat hubungan terbalik antara kerapatan arus dan laju produksi hidrogen. Analisis Pareto Front mengindikasikan adanya trade-off antara efisiensi biaya dan dampak lingkungan, dengan titik kompromi optimal berada pada rentang Final Cost rate 12–18 dan Final Environmental rate 0.4–0.6 sebagai representasi solusi yang seimbang secara teknis dan keberlanjutan.

---

This study aims to optimize green hydrogen production through a geothermal power generation system using the Engineering Equation Solver (EES) software. The developed system integrates a combined flash-binary cycle geothermal power plant with a Proton Exchange Membrane (PEM) electrolysis unit. Model validation was carried out using reference journal data, including parameters such as enthalpy, entropy, exergy, and overall system efficiency. The results indicate that system efficiency decreases with increasing geothermal fluid mass flow rate, where the highest efficiency is achieved at lower flow rates due to more optimal exergy conversion. An increase in the inlet temperature to the isobutane turbine contributes to cost reduction, as higher electricity output is generated. Conversely, increasing the current density in the PEM electrolyser leads to a decline in system efficiency, due to the inverse relationship between current density and hydrogen production rate. The Pareto Front analysis reveals a trade-off between cost efficiency and environmental impact, with optimal compromise points found in the range of Final Cost rate 12–18 and Final Environmental rate 0.4–0.6, representing a balanced solution in terms of technical and sustainability performance."