Raihan Asrijaya Putra

Introduction

Hydrogen Storage Optimization

Hydrogen Storage Optimization adalah suatu pendekatan yang bertujuan untuk mengembangkan strategi dan teknik yang efisien, aman, dan ekonomis dalam menyimpan hidrogen. Hidrogen dianggap sebagai bahan bakar masa depan yang potensial karena dapat menghasilkan energi dengan emisi nol ketika digunakan dalam sel bahan bakar atau mesin hidrogen. Namun, salah satu tantangan utama dalam pemanfaatan hidrogen adalah penyimpanan yang efisien karena sifat alaminya yang memiliki kepadatan massa rendah.

Beberapa cara untuk merancang sistem penyimpanan hidrogen 1 liter yang ramah anggaran, dioptimalkan untuk tekanan 8 bar, dengan batas pengeluaran maksimum Rp500.000

1. Material yang digunakan Pada tahap ini, perlu dilakukan seleksi bahan yang terjangkau secara ekonomis dan memenuhi persyaratan penyimpanan hidrogen. Misalnya, pilih tangki yang terbuat dari plastik kuat dan sesuai dengan tekanan hidrogen. Material seperti polimer tahan tekanan dapat menjadi pilihan yang baik karena harganya yang relatif terjangkau.

2. Bentuk dari tangki hidrogen Lakukan perancangan tangki dengan kapasitas 1 liter yang mampu menahan tekanan 8 bar. Pilih desain yang sederhana namun efisien, seperti tangki silinder dengan penutup yang kokoh dan aman. Gunakan perangkat lunak desain seperti AutoCAD untuk memodelkan geometri tangki dengan tepat sesuai persyaratan dan meminimalkan kehilangan material.

3. Cara produksi Pilih cara produksi yang efisien dan ekonomis untuk membuat tangki. Misalnya, pertimbangkan teknik blow molding atau injeksi plastik yang dapat menghasilkan tangki plastik dengan biaya produksi yang lebih rendah dibandingkan metode lainnya. Dengan menggunakan metode produksi yang tepat, Anda dapat menghemat biaya produksi yang signifikan.

4. Sistem Penyegelan Pastikan sistem penyegelan pada tangki cukup kuat untuk menahan tekanan hidrogen yang diinginkan. Gunakan metode penyegelan yang efektif dan hemat biaya, seperti penyegelan berulir atau pemanfaatan sealant yang sesuai. Pemilihan metode penyegelan yang tepat sangat penting untuk mencegah kebocoran dan menjaga tekanan hidrogen yang stabil.

5. Komponen Tambahan Selain tangki utama, pertimbangkan penggunaan komponen tambahan yang diperlukan, seperti katup pelepas tekanan sesuai dengan tekanan operasional yang diinginkan, manometer untuk memonitor tekanan dalam tangki, dan konektor yang mudah digunakan dan aman. Pastikan komponen-komponen ini memenuhi standar keamanan dan kualitas yang sesuai dengan penggunaan penyimpanan hidrogen.

6. Quality Control Lakukan Quality Control yang komprehensif untuk memastikan tangki memenuhi standar keamanan dan kinerja. Lakukan uji kebocoran hidrogen dan uji tekanan maksimum untuk memverifikasi kemampuan tangki dalam menahan tekanan yang diinginkan. Pengujian ini penting untuk memastikan bahwa tangki aman dan handal saat digunakan.

7. Pemerhatian pengeluaran Selama proses perancangan dan produksi, perhatikan pengeluaran dan biaya yang terkait. Evaluasi pilihan bahan, metode produksi, dan komponen tambahan untuk mencapai tujuan dengan biaya yang sesuai dengan batasan anggaran. Perlu juga mempertimbangkan negosiasi

Final Report of Design & Optimization of Pressurized Hydrogen Storage

import numpy as np
from scipy.optimize import minimize

def objective(x):
    # x[0] represents the radius, x[1] represents the height
    radius = x[0]
    height = x[1]

    # Calculate the surface area of the cylindrical structure
    surface_area = 2 * np.pi * radius * (radius + height)

    return surface_area
def constraint(x):
    # x[0] represents the radius, x[1] represents the height
    radius = x[0]
    height = x[1]

    # Calculate the internal volume of the cylindrical structure
    volume = np.pi * radius**2 * height

    # Return the difference between the volume and the desired value (1000 cubic centimeters)
    return volume - 1000

# Initial guess for the radius and height
x0 = [1.0, 10.0]

# Define the bounds for the variables (radius and height)
bounds = [(0, None), (0, None)]

# Define the constraint dictionary
constraint_dict = {'type': 'eq', 'fun': constraint}

# Use the minimize function to optimize the objective function subject to the constraint
result = minimize(objective, x0, method='SLSQP', bounds=bounds, constraints=constraint_dict)

# Print the optimized results
print("Optimization Results:")
print("Radius: {:.2f} cm".format(result.x[0]))
print("Height: {:.2f} cm".format(result.x[1]))
print("Surface Area: {:.2f} cm^2".format(result.fun))

Ketebalan Tangki

r = 5.51e-2 #vessel radius
p = 800000  #8 bar pressure constraint
t = 2.7e-3  #minimum thickness

while t < 11.05e-3:
  hoop = (p * r)/(t)
  print('Untuk ketebalan', t, 'hoop stress =', hoop, "Pa")
  t += 1e-3
  if hoop > 215e9: #Yield Strength of AISI 304
    break