Prinsip Kerja Siklus Rankine Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Siklus Rankine adalah suatu siklus dalam bidang termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panas diperoleh secara proses eksternal pada aliran tertutup, dengan menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus Rankine menghasilkan 80% dari keseluruhan energi listrik yang dihasilkan di dunia. Siklus ini dinamai berdasarkan penemunya yaitu ilmuwan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine.

siklus rankine sederhana

Siklus Ra

nkine adalah suatu model operasi mesin uap panas yang secara umum sering dijumpai pada pembangkit listrik. Sumber panas utama yang digunakan dalam siklus Rankine adalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari. Siklus Rankine dapat pula diaplikasikan sebagai siklus Carnot, terutama dalam proses menghitung efisiensi. Perbedaannya yaitu siklus ini menggunakan fluida yang bertekanan, bukan menggunakan gas.

Pada siklus Rankine uap akan memasuki turbin pada temperatur 565o C dan kondenser pada temperatur sekitar 30o C. Hal tersebut memberikan efisiensi Carnot secara teoritis sebesar 63%, namun pada kenyataannya efisiensi pada pembangkit listrik tenaga batu bara uumnya hanya sebesar 42%. 

Fluida pada Siklus Rankine mengikuti aliran yang tertutup dan digunakan secara konstan dan terus menerus. Beberapa jenis fluida dapat digunakan pada siklus ini, namun umumnya air dipilih karena berbagai karakteristik yang paling ideal pada proses siklus tersebut. Siklus Rankine merupakan siklus yang ideal untuk siklus tenaga uap. Serupa dengan siklus Brayton, pada siklus Rankine terdapat pula proses kompresi isentropik, penambahan panas isobarik, ekspansi isentropik serta pelepasan panas isobarik. Perbedaan antara keduanya terletak pada fase fluida kerja yang digunakan. Pada siklus Rankine terdapat dua fase fluida, yaitu cair (liquid) dan uap (vapor), sedangkan pada siklus Brayton menggunakan tenaga gas sebagai siklus.

Siklus Rankine Diagram T-S

1. Proses 1-2 : Fluida kerja (misalnya air) dipompa dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Pada tahap ini fluida kerja berfase cair sehingga hanya membutuhkan energi yang relatif kecil untuk proses pemompaan.

2. Proses 2-3 : Air bertekanan tinggi memasuki boiler untuk dipanaskan. Di sini air berubah fase menjadi uap jenuh. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan.

3. Proses 3-4: Uap jenuh berekspansi pada turbin sehingga menghasilkan kerja berupa putaran turbin. Proses ini menyebabkan penurunan temperatur dan tekanan uap, sehingga pada suhu turbin tingkat akhir kondensasi titik air mulai terjadi.

4. Proses 4-1: Uap basah memasuki kondenser dan didinginkan sehingga semua uap berubah menjadi fase cair.

Share :