EVALUASI PENGGUNAAN LAMPU LED SEBAGAI PENGGANTI

16 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
EVALUASI PENGGUNAAN LAMPU LED SEBAGAI
PENGGANTI LAMPU KONVENSIONAL
Suharijanto 1), Abdullah Iskandar 2), Agus Supriyadi 3)
11)
2)
Dosen Fakultas Teknik Prodi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
Dosen Fakultas Teknik Prodi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
3)
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
ABSTRAK
Dalam perkembangannya di bidang penerangan, LED kini mulai digunakan sebagai lampu
penerangan baik untuk penerangan rumah maupun jalan. Di Indonesia sendiri penggunaan LED
dalam penerangan masih jarang digunakan, ini karena harga dari lampu LED yang cukup mahal jika
dibandingkan dengan lampu yang biasa digunakan. Pembuatan LED dilakukan berdasarkan
kebutuhan tegangan yang umumnya digunakan oleh konsumen, yaitu pada tegangan 220 V. Maka
susunan LED yang paling tepat adalah rangkaian seri, yaitu dengan 25 buah LED, LED ini sendiri
disuplai oleh tegangan 220V yang sudah disearahkan sehingga sesuai dengan kebutuhan dari total
LED yang dipasang. Sehingga tegangan keluaran dari suplai adalah tegangan searah, bukan lagi
tegangan bolak – balik. Pada percobaan dilakukan pengujian beban daya yang dibutuhkan untuk
mendapatkan data, dan efesiensi daya pada rumah tangga .
Kata Kunci : LED, efisiensi daya , Lampu konvensional
LED adalah sejenis dioda semikonduktor
istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED
terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor
yang diisi penuh, atau di-dop, dengan
ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah
struktur yang disebut p-n junction. Hyperlink,
Panjang gelombang dari cahaya yang
dipancarkan, dan warnanya, tergantung dari
selisih pita energi dari bahan yang membentuk
p-n junction.
Berpijak pada hal inilah penulis tertarik
melakukan studi mengenai LED. Dari hasil
studi ini kemudian dituangkan kedalam bentuk
laporan yang didalamnya berisi pengetahuan
menyangkut masalah LED tersebut, dengan
harapan laporan ini dapat digunakan sebagai
sumber informasi dan sekaligus sebagai
referensi khususnya bagi mahasiswa dan
umumnya bagi masyarakat luas yang ingin
mengetahui lebih jauh tentang LED sebagai
lampu penerangan.
elektromagnetik yang dipancarkan dalam
bagian spektrum yang dapat dilihat. Cahaya
yang tampak merupakan hasil kombinasi
panjang – panjang gelombang yang berbeda
dari energi yang dapat terlihat, mata bereaksi
melihat pada panjang – panjang gelombang
energi elektromagnetik dalam daerah antara
radiasi ultra violet dan infra merah. Cahaya
terbentuk dari hasil pergerakan elektron pada
sebuah atom.
Dimana pada sebuah atom, elektron
bergerak pada suatu orbit yang mengelilingi
sebuah inti atom. Elektron pada orbit yang
berbeda memiliki jumlah energi yang berbeda.
Elektron yang berpindah dari orbit dengan
tingkat energi lebih tinggi ke orbit dengan
tingkat energi lebih rendah perlu melepas energi
yang dimilikinya. Energi yang dilepaskan ini
merupakan bentuk dari foton sehingga
menghasilkan cahaya. Semakin besar energi
yang dilepaskan, semakin besar energi yang
terkandung dalam foton.
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh penggunaan LED
pada lampu penerangan dalam ruangan.
2. Mengetahui
konsumsi
daya
untuk
penggunaan lampu LED.
KAJIAN TEORI
LED
Cahaya
pada
ISSN : 2502-0986
LED
adalah
energi
Gambar 1. Perpindahan elektron pada sebuah
LED
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
17 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
LED Sebagai Sumber Cahaya Masa Depan
Sumber cahaya dari waktu ke waktu
semakin berkembang, mulai dari penemuan
lampu pijar oleh Edison dan dalam waktu yang
hampir bersamaan ditemukan juga lampu
fluorescence (TL) dan merkuri. Saat ini ada
beberapa jenis lampu yang digunakan manusia
untuk berbagai keperluan, yaitu lampu pijar,
TL, LED, Merkuri, Halogen, Sodium dan
sebagainya. Namun masih ada kekurangan pada
lampu generasi pertama sehingga lampu terus
dikembangkan agar bisa menghasilkan cahaya
yang terang, memberikan warna yang bagus,
hemat energi, portable (mudah dibawa) dan lain
sebagainya. Yang paling menarik dari beberapa
jenis lampu adalah LED.
Lampu TL, dan LHE
Diantara berbagai jenis lampu, lampu
neon termasuk kategori lampu hemat energi dan
banyak dipakai di perumahan dan perindustrian.
Lampu neon dapat berusia 10 ribu jam, sepuluh
kali usia lampu pijar. Namun dampaknya bagi
lingkungan, kedua jenis lampu ini cukup
berbahaya. Lampu pijar sangat boros dalam
efisiensi energi dan cahayanya tidak cukup
terang, sehingga di negara-negara maju lampu
ini sudah jarang dipakai lagi. Kandungan
merkuri pada lampu neon pun tidak baik bagi
kesehatan manusia maupun lingkungan.
Tingkat efisiensi energi yang rendah membawa
pengaruh bagi pemanasan global.
Gambar 2. Rangkaian lampu TL ( neon).
Adanya lampu neon kompak atau LHE yang
tersedia saat ini membuka seluruh pasar bagi
lampu neon. Lampu-lampu ini dirancang
dengan bentuk yang lebih kecil yang dapat
bersaing dengan lampu pijar dan uap merkuri
dipasaran lampu dan memiliki bentuk bulat atau
segi empat. Produk di pasaran tersedia dengan
gir pengontrol yang sudah terpasang (GFG)
atau terpisah (CFN).
ISSN : 2502-0986
Gambar 3. Lampu neon kompak atau LHE
Perhitungan Beban
Setiap beban pasti memiliki daya, daya
ini dihasilkan oleh beban pada saat terhubung
dengan suplai, begitu pula dengan lampu.
Lampu bisa menghasilkan cahaya karena dia
mengkonsumsi daya dalam jumlah tertentu
sesuai dengan standart dari masing – masing
produsen lampu tersebut. Daya tersebut
biasanya sudah dicantumkan pada setiap
produk, tetapi daya ini juga bisa didapat dengan
melalui pengukuran secara langsung pada
masing - masing lampu. Daya sendiri ada 3
jenis, yaitu daya aktif, daya reaktif dan daya
nyata.
1. Daya aktif
Daya aktif merupakan daya yang berupa
daya kerja seperti daya mekanik, panas,
cahaya, dan lainnya. Daya ini diperlukan
supaya mesin dapat melakukan kerja real
sesuai kapasitas dayanya. Daya aktif
dinyatakan dalam satuan watt (W).
2. Daya reaktif
Daya reaktif merupakan daya yang
diperlukan oleh listrik yang bekerja dengan
sistem elektromagnet. Daya ini dibutuhkan
oleh mesin untuk mempertahankan medan
magnetnya agar mesin dapat beroperasi
dengan baik. Daya ini dinyatakan dalam
satuan VAR.
3. Daya semu
Daya semu merupakan penjumlahan vektor
dari daya aktif dan daya reaktif. Daya ini
dinyatakan dalam satuan VA.
Maka daya listrik dapat digambarkan
sebagai segitiga siku - siku, yang secara
vektor adalah penjumlahan daya aktif dan
reaktif dan sebagai resultannya adalah
daya semua.
Efisiensi Daya
Efisiensi daya adalah merupakan
perbandingan daya yang dapat dibangkitkan
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
18 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
oleh mesin penetas telur dengan energi input .
Efisiensi yang digunakan adalah efisiensi sesaat
pada pengambilan data (Februari 2, 2011
fisikanyaman2) pada 20 juni 2015.
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penelitian dilakukan di bulan juni 2015
sampai dengan bulan juli 2015. Pelaksanaan
penelitian dilakukan di rumah peneliti. Yang
beralamat di desa dukuhagung kecamatan
Tikung Kabupaten Lamongan
Alat dan Bahan Penelitian
Berikut bahan - bahan yang digunakan dalam
penelitian yaitu:
1. lampu LED 5watt sebanyak 5 biji
2. lampu LHE 8watt sebanyak 5 biji
3. Multitester
Perancangan Rangkaian Daya/ Suplai
Perancangan rangkaian daya/ suplai ini
berfungsi untuk menyuplai daya ke rangkaian
LED yang digunakan sesuai dengan banyaknya
LED yang akan dipasang. Pada rangkaian ini
berisi dioda bridge, resistor dan kapasitor.
Penghitungan dengan daya semu
Daya semu merupakan daya listrik yang melalui
suatu penghantar transmisi atau distribusi. Daya
ini merupakan hasil perkalian antara tegangan
dan arus yang melalui penghantar.
Line to netral/ 1 fasa S = V x I
Line to line/ 3 fasa S = √3 x V x I
Ket :
S = Daya semu (VA)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus yang mengalir pada penghantar
(Amper)
Penghitungan dengan daya Reaktif(Q)
Daya reaktif merupakan selisih antara daya
semu yang masuk pada penghantar dengan daya
aktif pada penghantar itu sendiri, dimana daya
ini terpakai untuk daya mekanik dan panas.
Daya reaktif ini adalah hasil kali antara
besarnya arus dan tegangan yang dipengaruhi
oleh faktor daya.
Line to netral/ 1 fasa
Q = V x I x Sin Ø
Line to line/ 3 fasa
Q = √3 x V x I x Sin Ø
Ket :
Q = Daya reaktif (VAR)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Amper)
Sin T = Faktor Daya
Gambar 4. Rangkaian suplai LED
Metode Pengujian
Metode yang dilakukan dalam pengujian
dengan
menganalisa
tiap-tiap
lampu.
Penghitungan daya listrik yang dibutuhkan pada
ruangan menggunakan lampu LED
Penghitungan dengan daya nyata
Daya nyata merupakan daya listrik yang
digunakan untuk keperluan menggerakkan
mesin-mesin listrik atau peralatan lainnya.
Line to netral / 1 fasaP = V x I x Cos Ø
Line to line/ 3 fasaP = √3 x V x I x Cos Ø
Ket :
P
= Daya Nyata (Watt)V = Tegangan
(Volt)I = Arus yang mengalir pada penghantar
(Amper)Cos T = Faktor Daya
ISSN : 2502-0986
Dari penjelasan ketiga macam daya diatas
tersebut, dikenal juga dengan Segitiga Daya.
Dimana Pengertian umum dari Segitiga Daya
adalah suatu hubungan antara daya nyata, daya
semu, dan daya reaktif, yang dapat dilihat
hubungannya pada gambar bentuk segitiga di
bawah ini :
dimana :
P = S x Cos Ø (Watt)
S = √(P2 + Q2) (VA)
Q = S x Sin Ø (VAR)
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
19 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Berikut merupakan hasil dari penelitian,
menganalisa lampu LED dan lampu LHE
menggunakan Ampere Meter merk KYORITSU
tipe KEW SNAP 2009R.
Pengujian Lampu LED dan LHE
Pada penelitian ini dilakukan pengujian lampu
LED dan LHE pada ruangan pada malam hari.
Gambar
5 Pengujian
menggunakan ampere meter
lampu
LED
Gambar 6. Pengujian lampu
menggunakan ampere meter
LHE
Tabel Pengujian
Lampu LHE
Lampu
LED
dengan
Tabel 4.1 Perbandingan lampu LED dan
Lampu LHE pada ruangan.
Data
P(Watt)
S(VA)
Q(VAR)
V(Volt)
I(Ampere)
Cos
Jenis Lampu
LED
LHE
1
1
12
14
12
-3
-10
222,5
0,02
0,03
0,299
0,9
= 5,568 VA
Maka dalam satu hari energi yang dibutuhkan:
N
= S x 9 jam
= 5,568 x 9 jam
= 50.112 kVAh per hari
N
= (P x t)/cosφ
= (8 x 9)/ 0,9
= 80 kWh per hari
Sehingga dapat dihitung dalam satu bulan:
N
= 5,568 x 30 hari
= 167.04 kVAh per bulan
N
= 80 x 30 hari
= 2400 kWh per bulan
Tarif yang digunakan untuk lampu pada rumah
menurut aturan Perusahaan Listrik Negara
adalah termasuk golongan R1 dengan harga
Rp 833,-per kWh menggunakan biaya beban
juga energi minimum. Perhitungannya sebagai
berikut:
R1
Keterangan :
LED = Lampu LED yang dibeli dipasaran
dengan daya 5watt
LHE = Lampu LHE dibuat sebagai lampu
pembanding lampu LED
ISSN : 2502-0986
PEMBAHASAN
Untuk dapat menentukan biaya besarnya energi
listrrik yang harus dibayar, maka harus
ditentukan pemakain energi listrik selama
lampu menyala. Pemakaian energi listrik untuk
lampu diatur melalui time switch yang mulai
menyala pukul 16.00 dan mati pukul 22.00
kembali menyala pukul 05.00 dan mati kembali
pukul 07.00, sehingga lampu beroperasi selama
9 jam. Energi yang terpakai adalah:
Untuk lampu LHE 8W
W
= Plampu x I x cosφ
= 8 x 0,02 x 0,9
= 0,144W
Q
= V x I x sinφ
= 220 x 0,02 x 0,6
= 2,64 VAR
= 40 jam menyala x daya tersambung
(kVA) x biaya pemakaian
= 40 x 1,3 kVA x Rp 833,= Rp 43.316,-
Maka biaya bulanan yang harus dibayarkan
adalah:
Biaya bulanan R1
= biaya beban + ((daya dipakai kVAh) x Rp
833,-)
= Rp 43.316 + (2400x Rp 833,-)
= Rp 1999200
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
20 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
Untuk Lampu LED 5W
W = Plampu x I x cosφ
= 5 x 0,01 x 0,8
= 0,04 W
Q = V x I x sinφ
= 220 x 0,01 x 0,6
= 1,32 VAR
teknologi masing-masing produsen yang
berpengaruh pada intensitas penerangan.
3. LED memiliki kualitas penerangan yang
jauh lebih bagus dibanding lampu LHE akan
tetapi harga sulit dijangkau.
PUSTAKA
[1] Adimas Ari Irawan dan Sunggono Asi, K.
= 1,32 VA
Maka dalam satu hari energi yang dibutuhkan:
N = S x 9 jam
= 1,32 x 9 jam
= 11,8 kVAh per hari
N = (P x t)/cosφ
= (5 x 9)/ 0,8
= 56,25 kWh per hari
Sehingga dapat dihitung dalam satu bulan:
N
= 11,8 x 30 hari
= 354 kVAh per bulan
N
= 56,25 x 30 hari
= 1.687,5 kWh per bulan
Amien
S.1994.
Teknik
Komunikasi
Elektronika, Solo.CV. ANEKA.
[2] ALBERT PAUL MALVINO, PH,D., E.E.
2003. Prinsip – Prinsip Elektronika. Jakarta,
Salemba Teknika.
[3]Teknik Elektronika Teori Elektronika Pengertian
Daya
Listrik
dan
Rumus
untuk
Menghitungnya.http://teknikelektronika.com/p
engertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja
[4] Wahyu noersasongko. 1996. Koleksi Rangkaian
Elektronika. Pekalongan. Cv Gunung Mas.
Setelah
dilakukan
penelitian
ternyata
pemakaian daya pada lampu LED selama
1bulan adalah 1.687,5 kWh per bulan , dan jika
menggunakan LHE dengan tingkat daya yang
sama didapatkan daya ukur . 2400 kWh per
bulan.
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan
dapat ditarik simpulan sebagai berikut :
1. Didapatkan nilai daya listrik pada lampu
pada ruangan sebagai berikut: Untuk lampu
LED 5watt 1.687,5 kWh per bulan dan
lampu LHE 8 watt 2.400 kWh per bulan
2. Konsumsi daya dapat diketahui dengan cara
mengukur daya lampu LED dan LHE
selama 1 bulan menggunakan ampere meter
merk KYORITSU
Saran
1. Untuk pemakain energi listrik yang lebih
hemat
dalam
penggunaan
lampu
penerangan, maka pemakaian lampu hemat
energi LED adalah yang terbaik.
2. Pemilihan jenis lampu LHE agar
diperhatikan pada merk lampu dan tidak
terpancing dengan iklan, karena perbedaan
ISSN : 2502-0986
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan