analisis pengaruh pemasangan alat penghemat energi listrik pada

ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN ALAT PENGHEMAT ENERGI
LISTRIK PADA BEBAN PERALATAN ELEKTRONIK RUMAH
TANGGA DITINJAU DARI POTENSI PENGHEMATAN DAYA LISTRIK
Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat
Menyelesaikan pendidikan Diploma III
Pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
OLEH
TISI ARYANI
0613 3031 0884
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2016
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN ALAT PENGHEMAT ENERGI
LISTRIK PADA BEBAN PERALATAN ELEKTRONIK RUMAH
TANGGA DITINJAU DARI POTENSI PENGHEMATAN DAYA LISTRIK
OLEH
TISI ARYANI
0613 3031 0884
Palembang,
Juli 2016
Pembimbing I
Pembimbing II
Nofiansah, S.T., M.T.
Ir. Kasmir, M.T.
NIP. 197011161995021001
NIP.196511101992031028
Mengetahui,
Ketua Jurusan
Ketua Program Studi
Teknik Elektro
Teknik Listrik
Yudi Wijanarko, S.T., M.T.
NIP. 196705111992031003
Mohammad Noer, S.S.T., M.T.
NIP. 196505121995021001
Motto:
 Cita – cita itu memang berasal dari mimpi, tapi anda jangan lupa bangun untuk
meraihnya (Achmad Yudi Cahyadi)
 Selalu lakukan yang terbaik semampu yang kita bisa, selagi kita masih
mempunyai kesempatan.
 Pentingkan kebahagiaan orang yang menyayangi kita, maka tidak akan ada
penyesalan.
 Karena penyesalan selalu datang terlambat, maka kita harus selalu tepat
waktu.
 Kenali dan pahami diri kita sendiri, karena yang paling mengerti tentang kita
adalah diri kita sendiri. Bukan orang lain.
 Jika suatu hal itu kau anggap baik, maka lakukanlah dan jangan ragu meskipun
orang berpendapat lain, karena mereka tidak berada pada kondisi yang sama
dengan yang kita hadapi tersebut.
 Berhentilah jika hanya menjadi penonton, tapi jadilah pemeran utamanya.
 Jangan bertengkar dengan orang yang tidak senang kepada kita, tapi jadikan
mereka deretan orang yang akan menonton keberhasilanmu.
 Jangan membalas apa yang dilakukan oleh orang yang berada dibawah derajat
kita. Karena hal itu hanya akan membuat kita terlihat sama derajatnya dengan
mereka.
Kupersembahkan Untuk :
 Kedua orang tua terhebat dalam hidupku, Ayah dan Ibu yang sangat aku
cintai, yang tanpa henti mendo’akanku disetiap sujudnya, selalu memberi
nasihat, dan memberi dukungan sehingga aku selalu semangat untuk menjalani
hidup ini.
 Kakak Novi Maha Putra dan Ulung Jaya, ayuk Nisma Nurlista dan
Lusiana, adik Wahyu Yudistra, dan saudara – saudaraku yang selalu
mendampingi, mendukung, dan membuatku yakin untuk dapat menyelesaikan
laporan akhir ini.
 Dosen pembimbingku yang selalu memberiku saran dan nasihat yang bijak.
 Orang yang selalu membuatku tetap memilih untuk terbangun di pagi hari.
 Teman – teman seperjuanganku teknik elektro khususnya program studi teknik
listrik yang sudah membantu proses penyelesaian laporan akhir ini.
 Almamaterku.
ABSTRAK
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN ALAT PENGHEMAT ENERGI
LISTRIK PADA BEBAN PERALATAN ELEKTRONIK RUMAH TANGGA
DITINJAU DARI POTENSI PENGHEMATAN DAYA LISTRIK
(2016 : 51 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Lampiran)
Tisi Aryani
0613 3031 0884
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang
ABSTRAK
Penelitian mengenai pengaruh pemasangan alat penghemat energi listrik ini
dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kebenaran dari kinerja yang dijanjikan
oleh alat tersebut. Penelitian ini dilakukan terhadap beban peralatan elektronik
rumah tangga. Contoh beban yang digunakan pada penelitian ini adalah kipas
angin, lemari es, AC, dispenser, dan lampu. Pengambilan data dilakukan dengan
cara melakukan pengukuran arus, tegangan, dan energi listrik yang terpakai secara
langsung pada rangkaian instalasi listrik rumah tangga saat semua peralatan
elektronik rumah tangga tersebut dihidupkan. Pengukuran tersebut dilakukan pada
4 keadaan, yaitu pertama, pengukuran dilakukan sebelum dipasang alat
penghemat energi listrik. Kedua, dipasang alat penghemat energi listrik1. Ketiga,
dipasang alat penghemat energi listrik 2. Keempat, dipasang alat penghemat
energi listrik 3. Data akan diolah untuk mendapatkan nilai daya aktif, daya semu,
daya reaktif, faktor daya, dan energi listrik yang dipakai pada masing – masing
keadaan berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus dan
membandingkannya. Hasilnya menunjukkan bahwa, alat penghemat energi listrik
tersebut memang mempunyai pengaruh terhadap pemakaian energi dan daya
listrik, serta faktor daya pada rangkaian, ada yang mengalami kenaikan dan ada
yang mengalami penurunan seperti pada hasil yang didapatkan, jumlah pemakaian
energi listrik pada masing-masing keadaan secara berurutan 2,537 Kwh, 2,554
Kwh, 2,485 Kwh, 2,524 Kwh. Dengan Cos φ secara berurutan 0,69, 0,75, 0,7, dan
0,76. Hal ini dikarenakan rating kapasitor yang terdapat pada alat penghemat
energi listrik tersebut nilainya tidak tepat. Sehingga, disarankan agar sebelum
membeli alat penghemat energi listrik dilakukan perhitungan nilai kapasitor yang
tepat untuk dipasang pada rangkaian listrik rumah tangga terlebih dahulu.
Kata kunci: Alat penghemat energi listrik, Beban Listrik Rumah Tangga,
Faktor daya, dan Kapasitor
ABSTRACT
ANALYSIS OF INFLUENCE OF MOUNTING ELECTRICAL ENERGY SAVER
EQUIPMENT ON THE LOAD OF ELECTRONIC EQUIPMENT OF
HOUSEHOLD REVIEWED FROM THE POTENTIAL ELECTRIC POWER
AUSTERITY
(2016 : 51 Pages + Pictures List + Table List + Enclosure)
Tisi Aryani
0613 3031 0884
Electrical Engineering Department
State Polytechnic of Sriwijaya Palembang
ABSTRACT
Research influence of installation electrical energy saving devices do with
the purpose to know the truth of the performance promised by the tool. The
research was conducted on the load of household electronic equipment. The
sample of the research is fan, refrigerator, AC portable, dispenser, and lamp. The
data were collected by measuring current, voltage, and the electrical energy used,
directly in electrical circuit household when all of the electronic equipment is
turned on. The measurement were carried out in four condition, first, the
measurement before electrical energy saving devices installed. Second, the
measurement when electrical energy saving devices 1 installed. Third, the
measurement when electrical energy saving devices 2 installed. Fourth the
measurement when electrical energy saving devices 3 installed. The data will be
processed to obtain active power, reactive power, apparent power, power factor,
and the electrical energy used in each condition based on the calculation by using
the formula and compare it, The results show that, the electrical energy saving
devices does have an influence on the energy, electrical power consumption and
power factor of electricity in the circuit, there is increased and there is decreased.
As the results obtained, the amount of electrical energy consumption in each state
sequentially 2,537 kWh, 2,554 kWh, 2,485 kWh, 2.524 Kwh. Cos φ sequentially
with 0.69, 0.75, 0.7, and 0.76. This is because the rating of capacitor which are at
saving tool, not appropriate, so it is suggested before buy the electrical saving
device must be calculated the right rating capacitor to be installed at electrical
circuit of household first.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis haturkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,
yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul “Analisis Pengaruh Pemasangan
Alat Penghemat Energi Listrik pada Beban Peralatan Elektronik Rumah
Tangga Ditinjau dari Potensi Penghematan Daya Listrik”
yang disusun
sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan
Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Palembang.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima
kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwijaya Palembang.
2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
3. Bapak Herman Yani, S.T.,M.Eng. selaku Sekretaris Jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
4. Bapak Mohammad Noer, S.S.T., M.T. Selaku Ketua Program Studi
Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
5. Bapak Nofiansah, S.T., M.T. selaku Pembimbing I.
6. Bapak Ir. Kasmir, M.T. selaku Pembimbing II.
7. Semua pihak yang ikut serta dalam membantu penyusunan laporan akhir
ini.
Apabila terdapat kekurangan, dalam pembuatan laporan ini, maka penulis
sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua
pihak. Akhir kata penulis berharap semoga nantinya Laporan Akhir ini dapat
bermanfaat bagi banyak orang khususnya bagi ilmu kelistrikan.
Palembang,
Penulis
Juli 2016
DAFTAR ISI
halaman
HALAMAN JUDUL............................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
MOTO ................................................................................................................iii
ABSTRAK .......................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii
DAFTAR ISI ....................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................xiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 LatarBelakang ............................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3 Tujuan dan Manfaat ...................................................................................... 3
1.3.1 Tujuan ................................................................................................. 3
1.3.2 Manfaat ............................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah............................................................................................ 4
1.5 Metode Penulisan .......................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... 6
2.1 EnergiListrik ................................................................................................. 6
2.2 AlatPenghematEnergiListrik ......................................................................... 6
2.3 ArusListrik .................................................................................................... 7
2.4 Tegangan ....................................................................................................... 8
2.5 Sifat –sifat Komponen Listrik ....................................................................... 8
2.5.1 Resistor ............................................................................................... 8
2.5.2 Kapasitor ............................................................................................. 9
2.5.3 Induktor ............................................................................................... 9
2.6Beban – BebanListrik ..................................................................................... 9
2.6.1 BebanResistif (R) .................................................................................. 9
2.6.2 BebanInduktif (L) ................................................................................ 10
2.6.3 BebanKapasitif (C) .............................................................................. 11
2.7 KlasifikasiBeban ......................................................................................... 12
2.7.1 BebanRumahTangga ........................................................................... 12
2.7.2 BebanKomersial .................................................................................. 12
2.7.3 BebanIndustri ...................................................................................... 13
2.7.4 BebanFasilitasUmum .......................................................................... 13
2.8 KarakteristikBebanListrik ........................................................................... 13
2.8.1 BebanPuncak (Peak Load) .................................................................. 14
2.8.2 Beban Rata – Rata ............................................................................... 15
2.8.3 BebanTerendah .................................................................................... 15
2.8.4 FaktorBeban (load factor) ................................................................... 15
2.9DayaListrik ................................................................................................... 16
2.9.1 DayaNyata (P) ..................................................................................... 17
2.9.2 DayaSemu (S)...................................................................................... 17
2.9.3 DayaReaktif (Q) .................................................................................. 18
2.10 SegitigaDaya ............................................................................................. 18
2.11 FaktorDaya ................................................................................................ 19
2.12 PenyebabFaktorDayaRendah .................................................................... 19
2.13KerugianAkibatFaktorDayaRendah ........................................................... 19
2.14 PerbaikanFaktorDaya ................................................................................ 20
2.15 Kapasitor ................................................................................................... 21
2.16PengisiandanPengosonganKapasitor.......................................................... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.......................................................... 24
3.1 TempatdanWaktuPenelitian ........................................................................ 24
3.2 Peralatan yang Digunakan........................................................................... 24
3.2.1 AlatPenghematEnergiListrik ............................................................... 25
3.2.2 Kwh Meter ........................................................................................... 26
3.2.3 Tang Ampere ....................................................................................... 26
3.2.4 BebanPeralatanElektronikRumahTangga ........................................... 27
3.3 Diagram Blok .............................................................................................. 28
3.4 Diagram AlurPenelitian .............................................................................. 29
3.5 GambarRangkaianPenelitian ....................................................................... 30
3.6 LangkahKerja .............................................................................................. 31
3.6.1 LangkahKerjauntukPenelitianTanpaMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik ................................................................... 31
3.6.2 LangkahKerjauntukPenelitiandenganMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik 1 padaRangkaian ...................................... 32
3.6.3 LangkahKerjauntukPenelitiandenganMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik 2 padaRangkaian ...................................... 32
3.6.4 LangkahKerjauntukPenelitiandenganMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik 3 padaRangkaian ...................................... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 32
4.1Data HasilPengukuran.................................................................................. 32
4.1.1 Data HasilPengukuranpadaPenelitianTanpaMenggunakan
AlatPenghematEnergiListrik ............................................................ 33
4.1.2 Data HasilPengukuranpadaPenelitianMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik 1 ................................................................ 34
4.1.3 Data HasilPengukuranpadaPenelitianMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik 2 ................................................................ 34
4.1.4 Data HasilPengukuranpadaPenelitianMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik 3 ................................................................ 35
4.2 Perhitungan ................................................................................................. 36
4.2.1 Perhitunganuntuk Mengetahui Pengaruh Pemasangan Alat
Penghemat Energi Listrik Terhadap Pemakaian Daya Listrik
dan Perbaikan Faktor Daya (Cos φ) .................................................. 36
4.2.1.1 PerhitunganpadaPenelitianTanpaMenggunakanAlat
PenghematEnergiListrik .......................................................... 36
4.2.1.2 PerhitunganPemakaianEnergiListrikpadaPenelitian
denganMenggunakanAlatPenghematEnergiListrik 1 ............. 38
4.2.1.3 PerhitunganPemakaianEnergiListrikpadaPenelitian
denganMenggunakanAlatPenghematEnergiListrik 2 ............. 39
4.2.1.4 PerhitunganPemakaianEnergiListrikpadaPenelitian
denganMenggunakanAlatPenghematEnergiListrik 3 ............. 40
4.2.2 PerhitunganuntukMengetahui Pengaruh yang Terjadi
Terhadap Pemakaian Energi Listrik saat Dipasangkan Alat
Penghemat Energi Listrik ................................................................. 43
4.2.2.1 PenelitianTanpaMenggunakanAlatPenghemat
EnergiListrik ......................................................................... 43
4.2.2.2 Penelitian dengan Menggunakan Alat Penghemat
Energi Listrik 1 ..................................................................... 43
4.2.2.3 Penelitian dengan Menggunakan Alat Penghemat
Energi Listrik 2 ..................................................................... 43
4.2.2.4 Penelitian dengan Menggunakan Alat Penghemat
Energi Listrik 3 ..................................................................... 44
4.2.3 Perhitunganuntuk Menentukan Nilai Kapasitor yang Tepat
untuk Memperbaiki Cos φ Menjadi 0,9 ............................................ 44
4.2.3.1 PenelitianTanpa MenggunakanAlatPenghemat
EnergiListrik ........................................................................... 45
4.3 Grafik Data HasilPerhitungan ..................................................................... 47
4.4 Pembahasan ................................................................................................. 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 51
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 51
5.2 Saran ............................................................................................................ 51
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1 AlatPenghematEnergiListrik ........................................................... 7
Gambar 2.2 Tegangan, Arus,danDayapadaBebanResistif ................................ 10
Gambar 2.3 Tegangan, Arus,danDayapadaBebanInduktif ............................... 11
Gambar 2.4 Tegangan, Arus, danDayapadaBebanKapasitif ............................. 12
Gambar 2.5 BebanPuncak ................................................................................. 14
Gambar 2.6 SegitigaDaya ................................................................................. 18
Gambar 2.7 SimbolKapasitor ............................................................................ 21
Gambar 2.8 PengisiandanPengosonganKapasitor ............................................. 22
Gambar 2.9 AliranArussaatPengisiandanPengosonganKapasitor .................... 23
Gambar 2.10 GrafikPengisiandanPengosonganKapasitor ................................ 23
Gambar 3.1 AlatPenghematEnergiListrik 1 ...................................................... 25
Gambar 3.2 AlatPenghematEnergiListrik 2 ...................................................... 25
Gambar 3.3 AlatPenghematEnergiListrik 3 ...................................................... 26
Gambar 3.4 Kwh Meter yang Digunakan ......................................................... 26
Gambar 3.5 Tang Ampere yang Digunakan ..................................................... 27
Gambar 3.6 Diagram Blok PercobaanTanpaAlatPenghematEnergiListrik ...... 28
Gambar 3.7 Diagram Blok PercobaanMenggunakanAlatPenghematEnergi
Listrik ........................................................................................... 28
Gambar 3.8 RangkaianPenelitianTanpaMenggunakanAlatPenghemat
EnergiListrik ................................................................................ 30
Gambar 3.9 RangkaianPenelitiandenganMenggunakanAlatPenghemat
EnergiListrik 1 ............................................................................. 30
Gambar 3.10 RangkaianPenelitiandenganMenggunakanAlatPenghemat
EnergiListrik 2 ........................................................................... 30
Gambar 3.11 RangkaianPenelitiandenganMenggunakanAlatPenghemat
EnergiListrik 3 ........................................................................... 31
Gambar4.1 GrafikPemakaianEnergiListrikpadaMasing-masing
Keadaan ........................................................................................ 47
Gambar 4.2 GrafikPengaruhSebelumdanSesudahPemasangan Alat
Penghemat Energi Listrik .............................................................. 48
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 3.1 Peralatanyang Digunakan PadaPenelitian ......................................... 24
Tabel 3.2 BebanPeralatanElektronikRumahTangga ......................................... 27
Tabel 4.1 Data HasilPengukuranpadaPenelitianTanpaMenggunakan
AlatPenghematEnergiListrik ............................................................ 33
Tabel 4.2 Data HasilPengukuranpadaPenelitiandengan Menggunakan
AlatPenghematEnergiListrik 1 ......................................................... 34
Tabel 4.3 Data HasilPengukuranpadaPenelitiandengan Menggunakan
AlatPenghematEnergiListrik 2 ......................................................... 35
Tabel 4.4 Data HasilPengukuranpadaPenelitiandengan Menggunakan
AlatPenghematEnergiListrik 3 ......................................................... 36
Tabel 4.5 HasilPerhitungan untuk Mengetahui Pengaruh Pemakaian
Daya Listrik dan Perbaikan Cos φ pada Masing - masing
Keadaan ............................................................................................. 42
Tabel 4.6 HasilPerhitungan Pemakaian Energi Listrik pada Masing –
masing Penelitian ............................................................................. 44