ANALISIS TRANSIEN PADA BOILER BERBASIS SOLAR THERMAL COLLECTOR DAN BIOGAS UNTUK SISTEM ORGANIC RANKINE CYCLE

Abstract

Sistem Organic Rankine Cycle (ORC) merupakan teknologi potensial untuk mengonversi sumber panas tingkat rendah menjadi energi listrik. Namun, pemanfaatan Solar thermal sebagai sumber panas utama seringkali terkendala oleh fluktuasi intensitas radiasi matahari, sehingga diperlukan sistem pemanas hybrid menggunakan energi biogas serta analisis perpindahan panas pada kondisi transien. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik analisis transien pada boiler dengan sistem ORC melalui pendekatan numerik Computational Fluid Dynamics (CFD). Simulasi dilakukan dengan memvariasikan skenario input panas Solar Thermal dan Biogas serta kecepatan aliran fluida kerja (0 m/s, 0,5 m/s, dan 1 m/s). Hasil simulasi menunjukkan adanya fenomena delay time pada kurva respons temperatur yang diakibatkan oleh tingginya inersia termal (thermal inertia) pada material penyusun boiler. Dari segi performa pemanasan, skenario hybrid Solar Thermal On dan Biogas On secara konsisten menghasilkan distribusi output thermal yang stabil dan tinggi. Selain itu, kecepatan aliran fluida teridentifikasi sebagai parameter paling signifikan dalam meningkatkan laju perpindahan panas. Peningkatan kecepatan fluida menjadi 1 m/s terbukti memperbesar bilangan Reynolds dan memicu turbulensi yang secara efektif. Kondisi ini menyebabkan naiknya koefisien perpindahan panas konveksi sehingga mampu mengkompensasi singkatnya waktu kontak (residence time) fluida, yang menghasilkan penyerapan panas yang lebih maksimal dibandingkan kecepatan 0,5 m/s.