# Alief Rizki Azhar

Introduction Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh My introduction is Alief Rizki Azhar with NPM 2106731094 from the 2021 Marine Engineering Department. I come from Jakarta, to be precise, in South Jakarta, Mampang Prapatan. my school origin is SMK Negeri 29 Jakarta. I am the first child of 3 siblings.

## Desain Optimasi Sistem Penyimpanan Hidrogen

Mendesain dan Mengoptimalkan Tekanan dari Penyimpanan Hidrogen dengan Kapasitas  : 1 L, Tekanan  : 8 bar,dan Biaya tidak boleh lebih dari Rp.500.000.

To design and optimize hydrogen storage pressure, several factors need to be considered, including safety, reliability and cost. In this case, we will try to design a hydrogen storage with a capacity of 1 liter and a pressure level of 8 bar, with a maximum cost limit of Rp. 500,000.

The following are steps that can be taken in designing and optimizing hydrogen storage:

1.Determine design requirements and limitations:

```• Storage capacity: 1 liter
• Pressure level: 8 bar
• Maximum fee: Rp. 500,000
```

2. Choose the right material:

```• To withstand the high pressure levels, you will need a material that is strong and resistant to corrosion.
• Materials commonly used for hydrogen storage at high pressure are carbon fiber or special aluminum alloys.
```

3.Calculate the tank wall thickness:

```• To determine a safe tank wall thickness, you need to calculate the maximum internal pressure that the tank must withstand.
• Use the simple cylindrical tank pressure equation: P = 2 * t * S/D where P is the pressure in Pascals (Pa), t is the thickness of the tank wall in meters (m), S is the allowable safe stress for the material (Pa), and D is the tank diameter in meters (m).
• In your case you want to make sure the tank is capable of withstanding a pressure of 8 bar or about 800,000 Pa.
```

4. Choose a tank that is available on the market:

```• Look for a commercially available hydrogen tank that fits your needs.
• Check available tank specifications and prices to ensure they meet your capacity, pressure and budget.
```

5. Consider safety factors:

```• The tank design must consider safety factors such as safety valves to prevent overpressure and thermal protection to prevent overtemperature.
```

6. Cost evaluation:

```• Compare the price of a hydrogen tank that meets your specifications with a predetermined maximum budget (Rp 500,000).
• Choose a tank that meets the technical specifications and is also affordable according to your budget.
```

7. Test and validation:

```• After selecting a suitable tank, be sure to test and validate the safety and performance of the hydrogen tank.
• Perform pressure test, leak test and environmental resistance test to ensure the tank is functioning properly.
```

It should be noted that the design and optimization of hydrogen storage involves complex technical factors and often requires specialized knowledge in this field. It is advisable to consult experts or engineers experienced in hydrogen storage to ensure a safe and efficient design.

## Final Report of Pressurised Hydrogen Storage

Membuat laporan akhir tentang penyimpanan hidrogen bertekanan dengan spesifikasi tekanan sebesar 8 bar, volume sebesar 1 liter, dan batasan harga maksimum sebesar Rp500,000

-Dimensi Tabung Untuk mencari dimensi tabung yang sesuai dengan persyaratan yang diberikan, kita perlu mempertimbangkan beberapa faktor seperti tekanan, material, dan budget. Namun, untuk mempermudah, kita dapat mengasumsikan tabung sebagai silinder dengan diameter dan tinggi yang sama.

Berikut adalah contoh kode Python untuk mencari dimensi tabung yang memenuhi persyaratan tersebut:

```  import math
from scipy.optimize import minimize
def objective(x):
def constraint(x):
return math.pi * radius ** 2 * height - 1000
initial_guess = [1, 10]  # Initial guess for the height and radius
# Define the bounds for the height and radius
bounds = [(0, None), (0, None)]
# Define the volume constraint
volume_constraint = {'type': 'eq', 'fun': constraint}
# Minimize the surface area subject to the volume constraint
result = minimize(objective, initial_guess, method='SLSQP', bounds=bounds,
constraints=volume_constraint)
optimal_height = result.x[1]
min_surface_area = result.fun
```
```  print(f"\n\nOptimal Radius: {optimal_radius} cm")
print(f"Optimal Height: {optimal_height} cm")
print(f"Minimum Surface Area: {min_surface_area} cm²\n\n")
```

Hasil yang didapat :

```  Optimal Radius: 5.41926151761526 cm
Optimal Height: 10.838518131840956 cm
Minimum Surface Area: 553.5810443870101 cm²
```

-Menentukaan Prameter Bahan yang digunakan dan Biaya" yang di keluarkan Material yang saya gunakaan adalah Stainless steel 316 dengan yield strength adalah 205 Mpa dan Tensile Strength adalah 515 Mpa de perhitungan yang dilakukan Menggunakan Rumus Hoop Strees σ_hoop = P * D / (2 * t)

di mana :σ_hoop adalah tegangan lingkaran (hoop stress) dalam satuan Pa (Pascal) atau psi (pound per square inch).

```        P adalah tekanan internal dalam silinder dalam satuan Pa atau psi.
D adalah diameter dalam satuan meter (m) atau inci (in).
t adalah ketebalan dinding silinder dalam satuan meter (m) atau inci (in).
```
```   r = 5.41e-2
p = 800000
atm = 101300
Y_Strength = 205
```
```   import math
volume = 1.0  # Volume dalam liter
pressure = 8.0  # Tekanan dalam bar
budget = 500000  # Budget maksimum dalam rupiah
r_material = 0.0541  # Jari-jari tabung dalam meter
yield_strength = 215e6  # Kekuatan luluh material dalam pascal
# Konversi satuan
volume *= 1e-3  # Konversi volume menjadi meter kubik
pressure *= 1e5  # Konversi tekanan menjadi pascal
# Inisialisasi variabel
r = 0.0  # Jari-jari tabung
t = 0.0  # Tebal dinding tabung
hoop_stress = 0.0  # Tegangan lingkaran maksimum yang diizinkan
# Mencari dimensi dan tegangan lingkaran maksimum yang diizinkan
for thickness in range(1, 1001):  # Melakukan iterasi pada tebal dinding dari 1 mm hingga 1000 mm
t = thickness * 1e-3  # Konversi tebal dinding menjadi meter
r = math.sqrt(volume / (math.pi * t))  # Menghitung jari-jari tabung berdasarkan volume dan tebal dinding
hoop_stress = (pressure * r) / t  # Menghitung tegangan lingkaran maksimum yang diizinkan
if hoop_stress <= yield_strength and math.pi * r_material**2 * t <= budget:
break
```
```   # Menampilkan hasil
print("Hasil Perhitungan:")
print("Jari-jari tabung (r):", round(r, 4), "meter")
print("Tebal dinding tabung (t):", round(t, 4), "meter")
print("Tegangan lingkaran maksimum yang diizinkan:", round(hoop_stress, 2), "pascal")
```

hasil yang di dapatkan :

```   Hasil Perhitungan:
Jari-jari tabung (r): 0.3989 meter
Tebal dinding tabung (t): 0.002 meter
Tegangan lingkaran maksimum yang diizinkan: 159576912.16 pascal
```

-Biaya yang dikeluarkan

```   import math
```
```   volume = 1.0  # Volume dalam liter
budget = 500000  # Budget maksimum dalam rupiah
r_material = 0.0541  # Jari-jari tabung dalam meter
# Konversi satuan
volume *= 1e-3  # Konversi volume menjadi meter kubik
# Inisialisasi variabel
r = 0.0  # Jari-jari tabung
t = 0.0  # Tebal dinding tabung
# Mencari dimensi tabung yang sesuai dengan budget
for thickness in range(1, 1001):  # Melakukan iterasi pada tebal dinding dari 1 mm hingga 1000 mm
t = thickness * 1e-3  # Konversi tebal dinding menjadi meter
r = math.sqrt(volume / (math.pi * t))  # Menghitung jari-jari tabung berdasarkan volume dan tebal dinding
if math.pi * r_material**2 * t <= budget:
break
# Menghitung biaya yang dikeluarkan
cost_per_unit_area = 1000  # Harga per unit luas permukaan dalam rupiah
surface_area = 2 * math.pi * r * (r + t)  # Menghitung luas permukaan tabung
total_cost = cost_per_unit_area * surface_area  # Menghitung total biaya yang dikeluarkan
```
```   # Menampilkan hasil
print("Total biaya yang dikeluarkan:", round(total_cost, 2), "rupiah")
```

Total biaya yang dikeluarkan: 203.54 rupiah

Semua perhitungan yang telah kita lakukan dapat kita simpulkan dimana dengan menggunakan Material Stainless steel 316 dengan yield strength adalah 205 Mpa dan Tensile Strength adalah 515 Mpa, kita dapat mendesain sebuah tangki yang teroptimasi dengan radius 5.41926151761526 cm, tinggi 10.838518131840956 cm, luas permukaan 553.5810443870101 cm², dan ketebalan 0.002 meter mengeluarkan biaya Rp203.540 perhitungan ini saya buat sesadar-sadarnya dan mendapatkan hasil biaya dibawah Rp500.000 tetapi perhitungan yang saya kerjaan belom tentu benar karena saya pribadi masi banyak belajar oleh kareana itu, bila ada kesalahaan perhitungan saya mohon di koreksi supaya saya dapet pembeljaran yang bermanfaat untuk diri saya maupun orang disekitar saya.