STUDI KOMPARASI KINERJA KOMPRESOR SCROLL DAN ROTARY VANE SEBAGAI KANDIDAT EXPANDER PADA SISTEM ORGANIC RANKINE CYCLE (ORC)

Abstract

Pemanfaatan energi panas bumi bersuhu rendah atau sumber panas buang berpotensi dikembangkan sebagai pembangkit listrik skala kecil melalui teknologi organic rankine cycle (ORC). Namun, ketersediaan komponen expander komersial skala kecil di pasar masih sangat terbatas dan harganya relatif mahal, sehingga modifikasi kompresor AC komersial menjadi solusi alternatif yang ekonomis. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kinerja kompresor tipe scroll dan rotary vane yang dimodifikasi menjadi kandidat expander pada sistem ORC. Modifikasi dilakukan dengan membalik arah aliran fluida pada kedua kompresor, sehingga motor bawaannya dapat difungsikan secara langsung sebagai generator. Pada penelitian ini, simulasi pengujian untuk fluida bertekanan menggunakan udara bertekanan dari kompresor eksternal sebagai sumber energi input expander modifikasi. Pengujian dilakukan pada variasi tekanan udara 6, 8, dan 10 barg dengan parameter tekanan masuk, temperatur, laju aliran udara, tegangan keluaran, serta kemampuan menyalakan beban lampu pijar (100 W, 220–240 V) sebagai indikator keberhasilan modifikasi kompresor menjadi expander. Untuk memfungsikan motor induksi bawaan kompresor sebagai generator, sebuah kapasitor 45 µF diintegrasikan sebagai pemantik eksitasi awal. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kompresor scroll lebih efektif digunakan sebagai kandidat expander untuk sistem ORC dibandingkan dengan rotary vane. Pada tekanan 10 barg, scroll expander menghasilkan tegangan 228,7 V dan mampu menyalakan lampu pijar secara stabil, sedangkan expander jenis rotary vane menghasilkan tegangan sekitar 0,6 V dan belum mampu menyalakan lampu pijar. Secara keseluruhan, peningkatan tekanan udara masuk expander modifikasi terbukti berbanding lurus dengan peningkatan tegangan keluaran pada scroll expander, di mana putaran poros mekanis yang dihasilkan memadai untuk memicu sistem eksitasi kapasitor dalam membangkitkan daya elektrik yang stabil. Keberhasilan pengujian membuktikan bahwa kompresor scroll hasil modifikasi prospektif untuk diintegrasikan dalam pembangunan prototipe sistem ORC pada penelitian lanjutan.