The utilization of waste heat in a power plant system—which would otherwise be released back to the environment—in order to produce additional power increases the efficiency of the system itself. The purpose of this study is to present an energy and exergy analysis of Kalina Cycle System (KCS) 11, which is proposed to be utilized to generate additional electric power from the waste heat contained in geothermal brine water available in the Lahendong Geothermal power plant site in North Sulawesi, Indonesia. A modeling application on energy and exergy system is used to study the design of thermal system which uses KCS 11. To obtain the maximum power output and maximum efficiency, the system is optimized based on the mass fraction of working fluid (ammonia-water), as well as based on the turbine exhaust pressure. The result of the simulation is the optimum theoretical performance of KCS 11, which has the highest possible power output and efficiency. The energy flow diagram and exergy diagram (Grassman diagram) was also presented for KCS 11 optimum system to give quantitative information regarding energy flow from the heat source to system components and the proportion of the exergy input dissipated in the various system components.

Bahasa Abstract

Analisis Energi dan Eksergi Siklus Kalina untuk Pemanfaatan Limbah Panas di dalam Air Garam untuk Ladang Panas Bumi Indonesia. Pemanfaatan limbah panas pada sistem pembangkit tenaga listrik, yang sebetulnya akan dikembalikan ke alam, untuk memproduksi tambahan tenaga listrik akan meningkatkan keefisienan sistem itu sendiri. Penelitian ini bertujuan untuk menampilkan analisis energi dan eksergi Sistem Siklus Kalina (Kalina Cycle System atau KCS) 11 yang kami ajukan agar dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga listrik tambahan dari limbah panas yang terkandung di dalam air garam panas bumi yang terdapat di situs pembangkit listrik tenaga Panas Bumi Lahendong, Sulawesi Utara, Indonesia. Penerapan model sistem energi dan eksergi digunakan untuk mengkaji rancangan sistem termal yang menggunakan KCS 11. Untuk menghasilkan keluaran tenaga listrik yang maksimal dan keefisienan yang maksimal, sistem itu akan dioptimalkan berdasarkan fraksi massa cairan yang digunakan (air amonia) dan tekanan keluar turbin. Simulasi ini menghasilkan performa KCS 11 yang optimal secara teoretis, yang menunjukkan keluaran tenaga listrik dan keefisienan yang paling tinggi. Diagram aliran energi dan diagram eksergi (diagram Grassman) juga disajikan di dalam sistem KCS 11 yang telah dioptimalkan itu untuk menyediakan informasi kuantitatif tentang aliran energi dari sumber panas menuju komponen-komponen sistem dan tentang proporsi masukan eksergi yang tersebar di berbagai komponen dalam sistem itu.


H.A. Mlcak, European Geothermal Energy Council, 2nd Business Seminar EGEC, 2001.

A. Bejan, G. Tsatsaronis, M. Moran, Thermal Design and Optimization, John Wiley & Sons, New York, 1996, p.542.

J. Ahrendts, Energy Int. J. 5 (1980) 667.

Cycle-Tempo R.5, Delft University of Technology (TU Delft), 2006.



To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.