Electronic Theses and Dissertation

Pemanfaatan sumber energi baru terbarukan seperti halnya biomassa belum optimal dalam rangka mengurangi ketergantungan pemakaian sumber energi fosil. Pemakaian sumber energi biomassa masih sangat rendah yaitu hanya 4,7% dari total energi yang saat ini. Biomassa yang masih melimpah saat ini berasal dari industri kelapa sawit, karena Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit terbesar di dunia dengan menguasai 46% pasar dunia. Sekitar 45% limbah biomassa yang dihasilkan berupa serat, cangkang dan tandan kosong memiliki peluang yang sangat besar untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi yang ramah lingkungan. Pembakaran biomassa untuk menghasilkan energi adalah salah satu cara meningkatkan pemanfaatan biomassa sehingga menghasilkan sumber energi panas yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik dan desalinasi air laut.
Pemanfaatan biomassa sebagai sumber energi baru melalui simulasi dan eksperimen pada combustor serta penentuan skenario polygeneration sistem menjadi fokus penelitian. Simulasi dilakukan pada proses pembakaran dengan menggunakan biomassa turunan kelapa sawit yaitu cangkang sawit, tandan kosong kelapa sawit, pelepah sawit dan serat fiber sebagai bahan bakar. Simulasi pembakaran biomassa tersebut menggunakan software Aspen Plus Versi 9.0. Sedangkan eksperimen pembakaran dilakukan pada combustor dengan variabel yang diuji yaitu komposisi biomassa TKKS:PKS:SS:CS (35%:30%:20%:15%) sebanyak 1, 2 dan 3 kg dan laju alir udara 0,625, 0,9375 dan 1,25 m3/s, dengan waktu pembakaran adalah 14-16 menit. Simulasi pemodelan lanjutan dengan menggunakan beberapa software yaitu HOMER dan ROSA 9.0 untuk mendapatkan perhitungan energi dari hasil hybrid beberapa sumber energi dari skema poligenerasi yang disimulasikan.
Hasil percobaan pada penelitian yang telah dilakukan adalah profil suhu terbaik ditemukan pada biomassa 2 kg dengan kecepatan udara 0,9375 m3/s pada 90,1%. Sedangkan efisiensi pembakaran diperoleh dari 3 kg biomassa dengan laju aliran udara 1,25 m3/s yaitu 950oC (95%). Kadar O2 minimum dan CO2 maksimum tercatat dalam pembakaran biomassa 3 kg dengan kecepatan udara 1,25 m3/s masing-masing diperoleh 0,2% dan 19,9%. Efisiensi pembakaran maksimum diperoleh dari 1 kg biomassa pada kecepatan udara 0,625 m3/s pada 94,9%. Kelebihan air terbaik diperoleh pada saat proses pembakaran biomassa sebesar 3 kg dengan laju aliran udara 1,25 m3/s. Hasil simulasi scenario terbaik yang didapatkan adalah Sistem tenaga PV-biomassa hibrida yang terdiri dari panel PV 240 kW, generator biomassa 200 kW, 119 bank baterai, dan konverter 99 kW dan Sistem tenaga hibrida PV-angin-biomassa yang terdiri dari panel PV 150 kW, turbin angin 250 kW, generator biomassa 200 kW, 115 bank baterai dan konverter 122 kW.

Utilization of new renewable energy sources such as biomass has not been optimal in order to reduce dependence on the use of fossil energy sources. The use of biomass energy sources is still very low, which is only 4.7% of the current total energy. Biomass which is still abundant today comes from the palm oil industry, because Indonesia is the largest palm oil producing country in the world, controlling 46% of the world market. Around 45% of the biomass waste produced in the form of fiber, shells and empty fruit bunches has a very large opportunity to be used as an environmentally friendly energy source. Burning biomass to produce energy is one way to increase the utilization of biomass so as to produce a source of heat energy that can be used as a source of electrical energy and seawater desalination. Utilization of biomass as a new energy source through simulations and experiments on combustors as well as determining scenarios for polygeneration systems is the focus of research. Simulations were carried out on the combustion process using palm oil derived biomass, namely palm shells, oil palm empty fruit bunches, palm fronds and fiber as fuel. The biomass combustion simulation uses Aspen Plus Version 9.0 software. While the combustion experiment was carried out on the combustor with the variables tested, namely the composition of OPEFB biomass: PKS: SS: CS (35%:30%:20%:15%) as much as 1, 2 and 3 kg and air flow rates of 0.625, 0.9375 and 1.25 m3/s, with a burning time of 14-16 minutes. Advanced modeling simulation using several software, namely HOMER and ROSA 9.0 to obtain energy calculations from the hybrid results of several energy sources from the simulated polygeneration scheme. The experimental results in the research that has been carried out is that the best temperature profile is found in 2 kg biomass with an air velocity of 0.9375 m3/s at 90.1%. While the combustion efficiency is obtained from 3 kg of biomass with an air flow rate of 1.25 m3/s which is 950oC (95%). The minimum O2 and maximum CO2 levels recorded in the combustion of 3 kg biomass with an air velocity of 1.25 m3/s were obtained at 0.2% and 19.9%, respectively. The maximum combustion efficiency is obtained from 1 kg of biomass at an air velocity of 0.625 m3/s at 94.9%. The best excess water is obtained during the biomass combustion process of 3 kg with an air flow rate of 1.25 m3/s. The best scenario simulation results obtained are a hybrid PV-biomass power system consisting of a 240 kW PV panel, a 200 kW biomass generator, 119 battery banks, and a 99 kW converter and a PV-wind-biomass hybrid power system consisting of a 150 kW PV panel. , 250 kW wind turbine, 200 kW biomass generator, 115 battery banks and 122 kW converter.