TUGAS AKHIR AUDIT ENERGI DI GEDUNG TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO Disusun dalam Memenuhi Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang ANAFI DWI APRIANTO C.411.12.0028 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEMARANG SEMARANG 2017 i
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS AKHIR
AUDIT ENERGI DI GEDUNG TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
Disusun dalam Memenuhi
Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Semarang
ANAFI DWI APRIANTO
C.411.12.0028
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEMARANG
SEMARANG
2017
i
HALAMAN PENGESAHAN
AUDIT ENERGI DI GEDUNG FAKULTAS TEKNIK
KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO
NAMA : ANAFI DWI APRIANTO
NIM : C.411.12.0028
Disusun dalam Memenuhi
Syarat guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Semarang
TELAH DIPERIKSA DAN DISETUJUI
SEMARANG,………………………
PEMBIMBING I PEMBIMBING II
Karnoto ST,MT. Harmini ST, M,Eng
NIP.196907091997021001 NIS.06557003102136
KETUA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Budiani Destyningtias, ST, M.Eng
NIS : 06557003102045
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun
dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : ANAFI DWI APRIANTO
Nim : C.411.12.0028
Tanda Tangan :
Tanggal :
Yang menyatakan,
(ANAFI DWI APRIANTO)
iii
iv
ABSTRAK
Penghematan energi listrik harus dilakukan untuk mengatasi permasalahan krisis energi
ini. Penghematan energi listrik dapat dilakukan dengan mencari peluang penghematan
energi listrik dengan melakukan audit energi.
Audit energi adalah proses evaluasi pemanfaatan energi dan identifikasi peluang
penghematan energi serta rekomendasi peningkatan efisiensi pada suatu gedung. Audit
energi merupakan langkah awal untuk memulai manajemen energi yang baik. Hasil data
eksisting dapat dianalisa dan prosedur yang harus ditempuh dalam penghematan energi.
Hasil dari audit energi di Gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro adalah
konsumsi energi dalam sebulan sebesar 4.592 kWh dan jumlah nilai IKE sebesar 1,57
kWh/m2/bulan, pengehematan total daya lampu dalam sebulan 949,96 kWh/bulan dan
penghematan total daya AC bila menggunakan refrigerant musicool MC-22 8.455,04
kWh/bulan.
Kata kunci : energi listrik, audit energi, intensitas energi listrik (IKE)
v
ABSTRACT
Electrical energy savings should be made to overcome the problems of the energy
crisis. Electrical energy savings can be made by looking for opportunities electrical energy
savings by conducting energy audits.
Energy audit is an evaluation process energy utilization and energy savings
opportunity identification and recommendations on improving the efficiency of a building.
Energy audit is the first step to start a good energy management. Results can be analyzed
existing data and procedures to be followed in energy savings.
The results of the energy audits at building Chemical Engineering of Diponegoro
University on one a month amount of energy consumption is 4592kWh and total value of
1,57 IKE kWh/m2/month, total savings lamp power within a month 949,96 kWh/month and
saving AC power when using the total refrigerant Musicool MC-22 8.455,04 kWh/month.
Keywords: electrical energy, energy audits, electrical energy intensity (IKE)
vi
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan karunia, sehingga penulis diberi kekuatan untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir ini dimaksudkan guna
memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan sarjana (S1)
Program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang.
Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini yang tidak terlepas dari
dukungan dan bantuan dari berbagai pihak baik langsung maupun tidak langsung.
Oleh karena itu perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang
sebesar – besarnya kepada :
1. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan doa dan restunya serta
yang menjadi sumber motivasi.
2. Bapak Prof.Dr.H.Pahlawansjah Harahap,SE,ME, Selaku Rektor Universitas
Semarang.
3. Bapak Ir. Supoyo, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Semarang.
4. Ibu Budiani Destyningtias, ST. M.Eng, selaku Ketua Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas Semarang.
5. Bapak Karnoto, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia
meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran, dan
bimbingan materi serta kemudahan yang memungkinkan dalam
terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini.
6. Ibu Harmini ST. M.Eng, selaku Dosen Pembimbing II yang telah bersedia
meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran, dan
bimbingan materi serta kemudahan yang memungkinkan dalam
terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini.
7. Untuk teman-teman saya teknik elektro angkatan 2012 yang selalu
mensuport dan menjadi penyemangat dari awal sampai akhir.
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.
vii
Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu
kritik dan saran sangat diharapkan demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga
Penelitian ini dapat memberikan manfaat untuk para akademisi, praktisi ataupun
untuk penelitian-penelitian selanjutnya. Akhir kata penulis mohon maaf atas
kekurangan dan kesalahan yang ada pada penyusunan laporan ini. Semoga
laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua terutama bagi pihak yang
Tabel 4.18 Investasi Penggantian AC menggunakan Refigerant Musicool MC-22...71
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi listrik semakin hari semakin meningkat tetapi pasokan
energi listrik sangatlah terbatas. Terbatasnya sumber energi listrik disebabkan
pembangkit sebagai pemasok sumber energi masih tergantung pada pembangkit
konvensional yang menggunakan sumber energi dari bahan bakar minyak dan
hasil fosil. Sumber energi pembangkit konvensional berasal dari sumber energi
yang tidak dapat diperbarui sehingga jika digunakan terus–menerus akan habis
dan dapat menyebabkan krisis energi. Penghematan energi listrik harus dilakukan
untuk mengatasi permasalahan krisis energi ini. Penghematan energi listrik dapat
dilakukan dengan mencari peluang penghematan energi listrik dengan melakukan
audit energi.
Audit energi adalah proses evaluasi pemanfaat energi dan identifikasi
peluang penghematan energi serta rekomendasi peningkatan efisiensi pada suatu
perusahaan. Audit energi merupakan langkah awal untuk memulai manajemen
energi yang baik. Pelaksanaan audit energi akan memperoleh data yang konkrit
mengenai kondisi eksisting peralatan yang ada pada bangunan atau gedung,
biaya operasional kebutuhan energi, manajemen energi yang dipakai pada
bangunan atau gedung. Hasil data eksisting dapat dianalisa dan diidentifikasi
peluang untuk penghematan energi dan langkah - langkah yang harus ditempuh
dalam penghematan energi. Peluang penghematan energi diimplementasikan
2
lewat simulasi untuk mengetahui sejauh mana penghematan energi akan dicapai
dan nilai uang yang dapat dihemat. dari audit energi ini adalah berupa
rekomendasi-rekomendasi yang harus dilakukan untuk manajemen energi yang
baik agar dapat meningkatkan efisiensi dan akhirnya akan menekan biaya
operasional energi listrik.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas, penelitian dilakukan untuk
mengetahui karakteristik beban, konsumsi energi listrik, dan upaya penghematan
energi listrik. Perumusan masalah pada penelitian audit energi ini adalah :
1. Bagaimana Intensitas Konsumsi Energi ( IKE ) dari data bangunan dan
data pengukuran
2. Bagaimana karakteristik jaringan kelistrikan di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro
3. Bagaimana jumlah konsumsi energi yang digunakan di Gedung Teknik
Kimia Universitas Diponegoro
4. Bagaimana upaya peluang penghematan energi listrik di Gedung Teknik
Kimia Universitas Diponegoro
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1. Untuk mengetahui Intensitas Konsumsi Energi ( IKE ) di Gedung Fakultas
Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
2. Untuk mengetahui karakteristik jaringan kelistrikan di Gedung Teknik
Kimia Universitas Diponegoro.
3. Untuk mengetahui jumlah konsumsi energi yang digunakan di Gedung
Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
3
4. Untuk mengetahui upaya peluang penghematan energi listrik di Gedung
Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
1.4 Batasan Masalah
Agar perancangan pembahasan dalam tugas akhir ini tidak terlalu luas dan jauh
dari topik yang telah ditentukan maka penulis membatasi permasalahan sebagai
berikut :
1. Perhitungan Intensitas Konsumsi Energi (IKE) di Gedung Fakulas Teknik
Kimia Universitas Diponegoro.
2. Karakteristik jaringan kelistrikan di Gedung Teknik Kimia Universitas
Diponegoro.
3. Jumlah konsumsi energi yang digunakan di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro.
4. Upaya peluang penghematan energi listrik di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro.
1.5 Metodeologi Penelitian
Untuk mendapatkan data-data sebagai analisa dan pembahasan maka
metodologi yang digunakan adalah :
1. Intentensitas Konsumsi Energi (IKE)
2. Karakteristik jaringan kelistrikan Outgoing Trafo yang diukur dari jam
11:00 - 10:50 Wib (15-16 september 2016)
3. Konsumsi energi pencahayaan dan Ac di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro
4. Menentukan peluang penghematan
4
1.6 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab pendahuluan berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan
dan manfaat, batasan masalah, metodologi penelitian
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang landasan teori mengenai audit energi,
Antara lain :
1. Perhitungan Intensitas Konsumsi Energi (IKE) pencahayaan dan
AC
2. Karakteristik jaringan kelistrikan
3. Konsumsi energi listrik pencahayaan dan AC
4. Peluang penghematan energi
BAB III METODEOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang gambaran umum audit energi, data-data beban, hasil
pengukuran, kebutuhan energi yang dibutuhkan di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro dan peralatan-peralatan yang digunakan pekerjaan
audit energi,yang terdiri dari :
Gedung A,B,C terdiri dari 3 lantai.
Dan peralatan – peralatan yang digunakan untuk pekerjaan
audit energi.
BAB IV ANALISIS DATA
Bab ini berisi tentang analisis data mengenai rekaman data pengukuran
listrik, hasil karakteristik beban, analisa peluang hemat energi.
5
BAB V PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan dan saran yang berhubungan dengan pekerjaan
Audit Energi di Gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Umum
Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro (JTKU) berdiri pada tahun 1965.
Pada saat itu, Rektor Universitas Diponegoro dijabat oleh Prof. Sunaryo, SH.
Berdirinya JTKU memperluas bidang ilmu yang sudah dimiliki oleh Fakultas
Teknik-Universitas Diponegoro, yaitu Teknik Sipil dan Arsitektur. Pendirian JTKU
tersebut merupakan wujud dari respon terhadap perkembangan industri terutama
industri kimia yang pesat, baik di tingkat nasional maupun di wilayah Jawa Tengah.
Gagasan pendirian JTKU tersebut berasal dari Ir. Nisyamhhuri dan Ir. Basit
Wachid yang kemudian menjadi pendiri JTKU. Gagasan tersebut sangat tepat,
terbukti dengan tingginya respon dan minat lulusan SMA untuk melanjutkan
pendidikan teknik kimianya di JTKU. Pada saat penerimaan mahasiswa baru dibuka
untuk pertama kalinya, terdapat 340 peminat dari 27 kursi yang tersedia (rejection
rate >90%). Sedangkan pada saat itu, tenaga pendidik yang ada meliputi 10 orang
dosen tetap yang dibantu oleh 7 orang dosen luar biasa dari Universitas Gadjah
Mada, dan 10 orang dosen luar biasa dari industri dan lembaga pemerintah. Tenaga-
tenaga pendidik lain yang bertugas memberikan mata kuliah pendukung, berasal dari
Fakultas Teknik dan fakultas-fakultas lain di lingkungan Universitas Diponegoro.
Bangunan gedung yang memiiliki luas sebesar 3298 m2 , selama 45 tahun
terakhir JTKU telah mengalami dinamika yang positif untuk menyesuaikan diri
dengan perkembangan zaman, terutama dalam merespon perkembangan dunia
pendidikan teknik kimia, kebutuhan industri/masyarakat, dan kebijakan pemerintah.
7
Pada tanggal 12 September 2008 Jurusan Teknik Kimia telah terakreditasi A melalui
SK BAN-PT No. 029/BAN-PT/Ak-XI/S1/XI/2008. Sebagai respon terhadap visi
Universitas Diponegoro menjadi universitas riset pada tahun 2020, program pasca
sarjana pun telah didirikan, yaitu program Magister Teknik Kimia (S2) pada tahun
2005. Pada tahun 2012 ini, program Doktor Teknik Kimia (S3) direncanakan dibuka.
Hingga saat ini, JTKU sudah menghasilkan lebih dari 3000 lulusan sarjana (S1) dan
kurang lebih 30 lulusan pasca sarjana (S2) yang telah bekerja di industri, lembaga
pemerintah, BUMN, swasta maupun asing, serta menjadi wirausahawan.
Tenaga pendidik di JTKU juga mengalami perkembangan positif, di mana dari
42 orang dosen tetap yang dimiliki, sebanyak 50% telah berkualifikasi akademik S3,
dan 10% di antaranya telah bergelar profesor. Kerjasama riset, publikasi dan aplikasi
teknologi juga telah banyak dilakukan baik dengan institusi dari dalam maupun luar
negeri. System pendidikan di JTKU juga mengalami perkembangan yang pesat
ditandai dengan diraihnya nilai terakreditasi A (dalam 15 tahun terakhir) dari Badan
Akreditasi Nasional Perguruan Tinggi (BAN PT), dan dalam proses penilaian
internasional oleh ASEAN University Network (AUN) Assessment Committee.
2.2. Audit Energi[3]
Audit energi adalah teknik yang dipakai untuk menghitung besarnya konsumsi
energi pada bangunan gedung dan mengenali cara-cara penghematannya. Bila
gedung telah dibangun dan digunakan, tentunya perlu mengetahui sejauh mana
efisieni penggunaan energi bangunan tersebut.
8
Kegiatan audit energi merupakan kegiatan pengecekan berkala untuk menjamin
apakah energi digunakan secara tepat, efisien dan rasional. Audit energi digunakan
untuk mengidentifikasi kebocoran atau pemborosan energi dapat dilacak dan
ditelusuri yang kemudian ditentukan langkah-langkah perbaikan (retrofitting).
Lingkup kegiatan audit energi mencakup hal-hal sebagai berikut:
1) Melakukan identifikasi penggunaan energi khususnya yang berkaitan
dengan jenis energi, komponen penggunaan energi, sistem pemakaian dan
biaya energi.
2) Observasi tingkat penggunaan energi sesuai dengan kondisi bangunan dan
jenis penggunaanya.
3) Mengetahui dimana potensi terbesar untuk memperbaiki efisiensi
penggunaan energi yang dapat dilakukan.
4) Bagaimana melakukan perbaikan efisiensi tersebut. Audit didefinisikan
sebagai proses mengevaluasi sebuah bangunan dalam penggunaan serta,
mengidentifikasi peluang untuk mengurangi konsumsi energi.
2.2.1 Prosedur Audit Energi Pada Bangunan Gedung
Kegiatan audit energi dilakukan secara bertahap yang terdiri dari audit
energi awal dan audit energi rinci.
1. Audit Energi Awal
Kegiatan audit energi awal meliputi pengumpulan data konsumsi
energi gedung yang sudah tersedia dan tidak memerlukan
pengukuran. Audit energi awal pada prinsipnya dilakukan
berdasarkan data rekening pembayaran energi dan pengamatan
9
visual. Kegiatan yang dilakukan pada saat audit energi awal adalah
sebagai berikut:
Dokumen bangunan merupakan gambar teknik bangunan yang
sesuai dengan pelaksanaan konstruksi (as built drawing), terdiri
dari:
a. Tapak, denah dan potongan bangunan gedung seluruh
lantai.
b. Denah instalasi pencahayaan bangunan seluruh lantai
c. Diagram satu garis listrik, lengkap dengan penjelasan
penggunaan daya listriknya dan besarnya penyambungan
daya listrik PLN serta besarnya daya listrik cadangan dari
Diesel (jika ada).
Pembayaran rekening listrik bulanan bangunan gedung selama
satu tahun terakhir.
Tingkat hunian bangunan (occupancy rat)
2. Audit Energi Rinci
Audit energi rinci dilakukan bila nilai IKE (Intensitas Konsumsi
Energi) Iebih besar dari nilai target yang ditentukan
a. Audit energi rinci perlu dilakukan bila audit energi awal
memberikan gambaran nilai IKE listrik lebih dari target yang
ditentukan
b. Audit energi rinci perlu dilakukan untuk mengetahui profil
penggunaan energi pada bangunan gedung sehingga dapat
10
diketahui peralatan pengguanaan energi apa saja yang
pemakaian energinya cukup besar
c. Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian enegi adalah
mengumpulkan dan meneliti sejumlah masukan yang dapat
mempengaruhi besarnya kebutuhan energi banmgunan
gedung dari hasil penelitian dan pengukuran energi
2.2.2 Audit Energi Sistem Pencahayaan Pada Bangunan Gedung[1]
Audit energi sistem pencahayaan bertujuan untuk mengetahui tingkat
kuat penerangan dalam suatu ruangan.Tingkat kuat penerangan dalam suatu
ruangan harus disesuaikan dengan jenis aktifitas didalam ruangan tersebut.Jika
aktifitasnya membutuhkan ketelitian yang tinggi, maka tingkat kuat
penerangan yang dibutuhkan juga semakin besar.Audit energi sistem
pencahayaan juga bertujuan untuk mengetahui efisiensi penggunaan energi
untuk sistem pencahayaan dalam suatu ruangan.
1. Tingkat Kuat Penerangan[1]
Selain tingkat penerangan, hal-hal yang harus diperhatikan pada ruangan
adalah kualitas warna cahaya lampu, yang dibedakan menjadi:
1) Warna cahaya lampu ( Correlted Colour Temperature = CCT)
Warna cahaya lampu tidak merupakan indikasi tentang efeknya cahaya
terhadap warna obyek, tetapi lebih banyak memberi suasana. Warna
cahaya lampu dikelompokkan menjadi:
a) Kelompok 1 (<3.300 K)
Warna putih kekuning-kuningan (warm white)
11
b) Kelompok 2 (3.300-5.000 K)
Warna putih netral (cool white)
c) Kelompok 3(>5.000K)
Warna putih(daylight)
Pemilihan warna lampu tergantung pada tingkat iluminasi yang
diperlukan agar diperoleh pencahayaan supaya nyaman.Lampu yang
digunakan adalah jenis lampu dengan CCT sekitar >5.000 K
(daylight) sehingga tercipta pencahayaan dengan baik. Kebutuhan
tingkat iluminasi tidak terlalu tinggi, warna lampu yang digunakan
<3.300 K (warm white).
2) Renderensi Warna
Efek suatu lampu kepada warna obyek akan berbeda-beda. Lampu
diklasifikasikan dalam kelompok renderensi warna yang dinyatakan
dengan Ra indeks, sebagai berikut:
a. Efek warna kelompok 1 : Ra indeks 80 – 100 %
b. Efek warna kelompok 2 : Ra indeks 60 – 80 %
c. Efek warna kelompok 3: Ra indeks 40 – 60 %
d. Efek warna kelompok 4 : Ra indeks < 40 %
12
Tabel 2.1 Rekomendasi tingkat kuat penerangan secara horizontal (horizontalilluminance recommendation) berdasarkan Badan Standarisasi Nasional (PUIL 2000)No.75 Tahun 2002 SNI-04-2000 [11].
Jenis SistemLevel Iluminasi (lux) Tempat atau Jenis Kegiatan
Penerangan
20 Minimum area bebas
General Lighting Untuk 30 Gudang/toko di luar bangunan50 Jalan setapak luar bangunan, area parkir mobilruangan Atau Area
150Ruang stok barang, toko, Area bebas Indoorindistri
200 Minimum pada benda kerja
300Ruang kerja kasar, Ruang mesin, industrymakanan, General proses pada industri kimia,
General Lighting UntukRuang kerja medium, kantor perakitan
500 kendaraan bermotor, Ruang mesin cetak, ruangruang kerja kantor umum, toko.dalam ruangan 750 Ruang gambar, Laboratorium, Ruang kantor
dengan mesin khusus.
1000 Ruang kerja halus, Ruang pemeriksaan gambar,Atau membedakan warna, ruang instrument perakitan,
lebih tinggi ruang kerja presisi lainnya.Penerangan Tambahan 2000 Ruang kerja yang membutuhkan presisi tinggi,untuk jenis Penerangan Atau Ruang operasi.Terlokalisir lebih tinggi
2. Perhitungan Tingkat Kuat Penerangan[1]
Tingkat kuat penerangan (E) dinyatakan dalam satuan lux (lm/m2). Flux
cahaya yang diperlukan untuk suatu bidang kerja seluas A m2,
ditunjukkan pada persamaan 2.1
= E x A ..............................................................(2.1)
Dimana :
= flux cahaya berguna untuk mencapai bidang kerja , langsung
13
atau tidak langsung setelah dipantulkan oleh dinding langit-langit.
E = Intensitas penerangan yang diperlukan dibidang kerja (lux).
A = Luas bidang kerja (m2).
Tabel 2.2 Rekomendasi tingkat penerangan berbagai jenis ruang dalam
bangunan Menurut Badan Standarisasi Nasional (PUIL 2000) No.75
Tahun 2002 SNI-04-2000 [11].
Jenis BangunanFungsi Ruangan Level Iluminasi/lux
Teras, garasi 60
Ruang tamu 120 – 150Ruang makan
120 – 250
Rumah tinggal Ruang kerja 120 – 250Kamar tidur 120 – 250Kamar mandi 250Dapur 250Garasi 60Ruang Direktur 350
Ruang kerja 350Perkantoran Ruang computer 350
Ruang rapat 300Ruang gambar 750Gudang arsip 150Ruang arsip aktif 300
Lembaga PendidikanRuang kelas 250
Perpustakaan 300
Laboratorium 500Ruang gambar 750Kantin 200
RumahMasjid 200
Ibadah Gereja 200Vihara 200
Flux cahaya yang dipancarkan lampu-lampu tidak semuanya
mencapai bidang kerja. Untuk menentukan flux cahaya yang diperlukan
14
harus diperhitungkan efisiensi dan rendemennya. Efisiensi ditentukan
dengan persamaan 2.2= ................................................................(2.2)
Dimana:
= flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya didalam
ruangan.
= flux cahaya berguna untuk mencapai bidang kerja , langsung atau
tidak langsung setelah dipantulkan oleh dinding langit-langit.
rumus flux cahaya ditentukan dengan persamaan (2.3).
= ᶯ ᶩ m ...................................................................(2.3)
Dimana :
A = Luas bidang kerja (m2)
E = Intensitas penerangan yang diperlukan dibidang kerja (lux)
ᶯ= Efisiensi penerangan
Perhitungan daya maksimum lumen per meter persegi untuk masing –
masing ruangan di gedung Fakultas Teknik Sipil Universitas Diponegoro
Pasokan energi dengan frekuensi yang berkualitas baik akan
menghindarkan peralatan konsumen dari kerusakan dan ketika tejadi keadaan
dimana frekuensi < 50 Hz dapat dilakukan dengan cara menambahkan jumlah
total energi yang di suplai ke sistem melalui cara menambah unit pembangkit
yang bekerja.
4.2.3 Arus Listrik
Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan
berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron dibeberapa
lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.
Frekuensi Hz
Min 49,86
Rata-rata 50,00
Max 50,19
51
Grafik 4.4 Hasil Pengukuran Arus Outgoing Trafo
Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan di Gedung Teknik
Kimia Universitas Diponegoro pada tanggal 15-16 September 2016 pukul
11:00-10:50 wib di outgoing trafo didapatkan hasil, arus rata – rata fasa R
sebesar 49,24 Ampere, fasa S sebesar 32,14 Ampere, fasa T sebesar 39,70
Ampere, dan N sebesar 23,33 Ampere. Berdasarkan data hasil pengukuran
memberi gambaran bahwa besarnya fluktuasi arus sebesar 0,3000 Ampere –
113,8 Ampere.
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Arus
020406080
100120
11:0
0:00
12:2
0:00
13:4
0:00
15:0
0:00
16:2
0:00
17:4
0:00
19:0
0:00
20:2
0:00
21:4
0:00
23:0
0:00
0:20
:00
1:40
:00
3:00
:00
4:20
:00
5:40
:00
7:00
:00
8:20
:00
9:40
:00
Ampe
reFluktuasi Arus
RSTN
Arus
(Ampere)
R S T N
Min 15,10 0,3000 12,70 15,70
Rata-rata 49,24 32,14 39,70 23,33
Max 113,8 78,00 89,70 43,50
52
4.2.4 Power Factor (Faktor Daya)
Faktor daya merupakan pergeseran fasa antara tegangan dan arus, faktor
daya yang rendah dapat menimbulkan efek-efek merugikan, seperti memperbesar
rugi-rugi saluran, pemborosan kapasitas sistem (VA), mengurangi efisiensi
sistem (W).
Grafik 4.5 Hasil Pengukuran Power Factor ( cos phi )
Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro pada tanggal 15-16 September 2016 (jam 11:00-10:50
wib) di outgoing trafo didapatkan hasil tegangan rata-rata fasa R 0,963, fasa S
sebesar 0,851, fasa T sebesar 0,894. Berdasarkan Tabel 4.5 hasil pengukuran
memberikan gambaran bahwa besarnya fasa R 0,920 - 0,983, fasa S 0,637 - 0,971,
fasa T 0,765 - 0,979.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
11:0
0:00
12:1
0:00
13:2
0:00
14:3
0:00
15:4
0:00
16:5
0:00
18:0
0:00
19:1
0:00
20:2
0:00
21:3
0:00
22:4
0:00
23:5
0:00
1:00
:00
2:10
:00
3:20
:00
4:30
:00
5:40
:00
6:50
:00
8:00
:00
9:10
:00
10:2
0:00
Pf
Faktor Daya
R
S
T
53
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Power Factor
Power Factor
(Pf)
R S T
Min 0,920 0,637 0,765
Rata-rata 0,963 0,851 0,894
Max 0,983 0,971 0,979
Nilai batas minimum power faktor dari PLN yaitu 0,85 tertinggal dalam
tagihan tenaga listrik[12]. Dapat dikatakan bahwa power faktor di Gedung Teknik
Kimia Universitas Diponegoro masih diijinkan. Perawatan Power Factor yang
baik, diharapkan dapat mengurangi rugi – rugi daya pada instalasi listrik serta
dapat meningkatkan kualitas daya di Gedung Teknik Kimia Universitas
Diponegoro. Dengan pemasangan capacitor bank dapat memperbaiki tegangan
jaringan dan untuk menyuplai daya reaktif ke beban yang berfungsi untuk
memperbaiki nilai faktor daya dari sistem.
4.2.5 Total Harmonic Distortion (THD)
Total Harmonic Distortion (THD) merupakan nilai prosentase antara total
komponen harmonisa dengan komponen fundamentalnya. Semakin besar
prosentase THD ini menyebabkan semakin besarnya risiko kerusakan peralatan
akibat harmonisa yang terjadi pada arus maupun tegangan.
54
Gambar 4.1 Gelombang THD arus dan THD tegangan
THDV menyatakan THD tegangan listrik dan THDI menyatakan THD
arus listrik. Indeks ini didefenisikan sebagai perbandingan nilai rms komponen
harmonik terhadap komponen dasar dan biasanya dinyatakan dalam persen.
Kualitas tegangan ditentukan oleh sumber sedangkan kualitas arus ditentukan oleh
beban. Sumber biasanya telah dirancang supaya tegangannya mendekati
sinusoidal murni sehingga nilai THD tegangan yang diijinkan jauh lebih kecil
dibanding THD arusnya. Standar untuk bentuk gelombang distorsi total harmonisa
tegangan (THDV) tidak boleh melebihi batas 5% (Standar IEEE No. 519-1992)
[4]. Grafik 4.5 menunjukkan hasil pengukuran THD di sisi outgoing trafo Gedung
Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
55
Grafik 4.6 Hasil Pengukuran THD Tegangan
Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro pada bulan September 2016 di outgoing trafo didapatkan
hasil,tegangan harmonik rata – rata fasa R sebesar 1,047 %, fasa S sebesar 0,8285
%, fasa T sebesar 0,8312 %. Berdasarkan data hasil pengukuran memberi
gambaran bahwa besarnya fluktuasi tegangan harmonik sebesar 0,8000 – 1,100
%. Nilai ini masih dibawah standar yaitu THD sebesar 5%[4], maka dapat
disimpulkan bahwa THD tegangan di Gedung Teknik Kimia Universitas
Diponegoro masih dalam batas yang diijinkan.
Tabel 4.6 Hasil Pengukuran THD Tegangan
THD (%) R
(%)
S
(%)
T
(%)
Min 0,8000 0,5000 0,6000
Rata-rata 1,047 0,8285 0,8312
Max 1,300 1,100 1,100
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
11:0
0:00
12:2
0:00
13:4
0:00
15:0
0:00
16:2
0:00
17:4
0:00
19:0
0:00
20:2
0:00
21:4
0:00
23:0
0:00
0:20
:00
1:40
:00
3:00
:00
4:20
:00
5:40
:00
7:00
:00
8:20
:00
9:40
:00
%
Tegangan Harmonik
U1 THD
U2 THD
U3 THD
56
Arus harmonik merupakan gelombang distorsi yang merusak bentuk
gelombang fundamental (sinusoidal) arus, bentuk gelombang arus menjadi tidak
sinusoidal murni. Penyebab utama timbulnya harmonik adalah peralatan yang
bersifat non-linier, seperti komputer, peralatan elektronik, robotics (sistem
kontrol), ballast lampu elektronik, variable speed drives, frequency inverters,
UPS (Uninterruptable Power Supply), DC drives, battery chargers. Arus
harmonik ini akan menyebabkan beberapa kerugian pada operasi peralatan
diantaranya overheating, netral overloading, penurunan life time peralatan dan
peningkatan konsumsi kWh. Standar untuk bentuk gelombang arus tidak
sinusoidal dengan distorsi total harmonisa arus (THDI) tidak boleh melebihi batas
15%.
Gambar 4.7 Grafik Hasil Pengukuran Arus Harmonik
Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro pada bulan September 2016 di outgoing trafo didapatkan
hasil, arus harmonisa rata – rata fasa R sebesar 9,331 %, fasa S sebesar 8,215 %,
0
5
10
15
20
11:0
0:00
12:1
0:00
13:2
0:00
14:3
0:00
15:4
0:00
16:5
0:00
18:0
0:00
19:1
0:00
20:2
0:00
21:3
0:00
22:4
0:00
23:5
0:00
1:00
:00
2:10
:00
3:20
:00
4:30
:00
5:40
:00
6:50
:00
8:00
:00
9:10
:00
10:2
0:00
%
Arus Harmonik
A1 THD
A2 THD
A3 THD
57
fasa T sebesar 8,757 %. Berdasarkan data hasil pengukuran memberi gambaran
bahwa besarnya fluktuasi arus harmonisa sebesar 4,600 – 13,50 %. THD arus
rata–rata di gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro masih dalam batas
yang diijinkan, nilainya masih dibawah batas standar yaitu kurang dari 15%[4],
tetapi pada fasa T perlu adanya perhatian lebih lanjut, besar THD maksimal di
fasa T sudah mencapai nilai sebesar 13,50 %, sudah akan mencapai ambang batas
nilai standar yaitu 15%. Perlu adanya perhatian khusus apabila dibiarkan dapat
mengakibatkan terjadinya penambahan rugi daya ahibat arus harmonisa. Arus
harmonisa ini dapat dikurangi dengan cara memasang filter diinstalasi listrik.
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Arus Harmonik
THD (%) R
(%)
S
(%)
T
(%)
Min 4,600 0,5000 4,600
Rata-rata 9,331 8,215 8,757
Max 17,90 16,40 13,50
4.3. Konsumsi Energi Di Gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro
4.3.1 Perhitungan kebutuhan kapasitas Pencahayaan pada Gedung Teknik
Kimia Universitas Diponegoro
Sistem pencahayaan di Gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro
menggunakan jenis lampu TL dan SL, dapat dilihat pada lampiran B (Tabel 4.8
Sistem pencahayan di Gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro).
58
Tabel 4.9 Total Kebutuhan energi untuk sistem pencahayaan di Gedung
Teknik Kimia Universitas Diponegoro
Total Daya Lampu Terpasang 9,202 kWatt
Pencahayaan Lampu Perhari 73,616 kWh
Pencahayaan Lampu Perbulan 2.208,48 kWh
Biaya untuk pencahayaan perbulan(Rp)
Rp 2.454.372,163
Berdasarkan tabel 4.9 data yang diperoleh dari pengukuran, total daya yang
dibutuhkan untuk sistem pencahayaan di Gedung Teknik Kimia Universitas
Diponegoro adalah sebesar 9,202 kWatt.
Pencahayaan lampu perhari = 9,202 kWatt x 8 jam (perhari)
= 73,616 kWh/hari
Pencahayaan lampu perbulan = 9,202 kWh x 22 hari (perbulan)
= 2208,48 kWh/bulan
= 2208,48 kWh/bulan x Rp 1.111,34 (TDL
bulan September)
= Rp 2.454.372,1632 kWh/bulan
Perhitungan daya maksimum lumen per meter persegi untuk masing–masing
ruangan di Gedung Teknik Kimia Universitas Diponegoro dapat dicari dengan
menggunakan persamaan 4.1
……......…….....(4.1)
59
1. Contoh perhitungan yang sesuai, diambil dari Ruang Lab. Pengolahan
Limbah Gedung A Teknik Kimia Universitas Diponegoro
Ruang Lab. Pengolahan Limbah
Daya Terpasang = 216 Watt
Luas Ruangan = 144 m2216144 = 1,5 /m2Hasil perhitungan kebutuhan pencahayaan setiap w/m2 untuk Ruang
Lab. Pengolahan Limbah Gedung A Teknik Kimia dengan ukuranadalah sebesar 1,5 w/m2. Standar daya pencahayaan maksimumw/m2 untuk Ruang Auditorium adalah sebesar 25 w/m2 [11].
Pencahayaan Ruang Lab. Pengolahan Limbah memenuhi kebutuhan
kapasitas pencahayaan, berdasarkan perhitungan tidak melebihi standar
daya pencahayaan maksimum ruangan
2. Contoh perhitungan yang tidak sesuai diambil dari Ruang Perpustakaan
Gedung B Teknik Kimia Universitas Diponegoro
Ruang Perpustakaan
Daya Terpasang = 450 Watt
Luas Ruangan = 88 m2648 w72 m2 = 5,1 w/m2Hasil perhitungan kebutuhan pencahayaan setiap w/m2 untuk Ruang
Perpustakaan Gedung B Teknik Kimia Universitas Diponegoro dengan
ukuran adalah sebesar 9 w/m2. Standar daya pencahayaan
60
maksimum w/m2 untuk Ruang Santai adalah sebesar 1 w/m2 [11].
Pencahayaan Ruang Perpustakaan melebihi kebutuhan kapasitas
pencahayaan, berdasarkan perhitungan melebihi standar daya
pencahayaan maksimum ruangan.
3. Hasil perhitungan keseluruhan untuk masing–masing ruangan di Gedung
Teknik Kimia Universitas Diponegoro dapat dilihat pada lampiran C
(Tabel 4.10 Daya Pencahayaan Maksimum di Gedung Teknik Kimia
Universitas Diponegoro).
4.3.2 Perhitungan kebutuhan kapasitas AC pada Gedung Fakultas Teknik
Kimia Universitas Diponegoro.
Parameter yang digunakan untuk menghitung kebutuhan AC yaitu[10] :
1 meter = 3,28 kaki
P = Panjang ruangan
L = Lebar ruangan
T = Tinggi ruangan
I = Jika lantai dasar Nilai = 10
Jika lantai atas Nilai = 18
E = Arah penempatan AC
Utara = 16
Selatan = 18
Timur = 17
Barat = 20
61
Perhitungannya menggunakan rumus sebagai berikut :( , ) ( , ) ( , )= ……………….... (4.2)
1. Contoh perhitungan yang sesusai diambil dari Ruang Lab. Rekayasa
Pengolahan Limbah Fakultas Teknik Kimia Universitas Diponegoro
Gedung A lantai 1 dan arah penempatan AC menghadap ke arah utara.