analisis konsumsi energi listrik pada berbagai jenis lampu dan

-
I
- I
/I),;
.
I REKAYASA I
LAPORAN PENELITIAN IDBAH UNGGULAN
OEl\<RT~MEN PENOIOllWIDAN 1(£8UOA.YMH
ANALISIS KONSUMSI ENERGI LISTRIK PADA
BERBAGAI JENIS LAMPU DAN KOMPUTER UNTUK
ACUAN DALAM AUDIT ENERGI
Oleb:
Paulus Sukusno, ST, MT*
Ir. Wasiati Sri Wardani, MMBAT
Dibiayai Deogan : Dana DIP A
Peoelitian Unggulan
Nomor Kootrak: 25a/K.7.BISPK/2010
Politelmik Negeri Jalau1a
Tahun Anggaran 2010
.
I
JURUSAN TEKNK MESIN
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
OKTOBER 2010
I REKAYASA I
LAPORAN PENELITIAN HIBAH UNGGULAN
ANALISIS KONSUMSI ENERGI LISTRIK PADA
BERBAGAI JENIS LAMPU DAN KOMPUTER UNTUK
ACUAN DALAM AUDIT ENERGI
Oleh:
Paulus Sukusno, ST, MT*
Ir. Wasiati Sri Wardani, MMBAT
Dibiayai Dengan : Dana DIPA
Penelitian Unggulan
Nomor Kontrak : 25a/K7.B/SPK/2010
Politeknik Negeri Jakarta
Tabun Anggaran 2010
JURUSAN TEKNK MESIN
POLITEKNIK NEGERI JAKAR:E:~===~
OKTOBER 2010
PERPUSTAKAAN
BAPPENAS
Acl'. No.
L_ 1~1 -
;JOI/
Class
: ·········/ .. ·j··:···;·· .. ·· .. ········"'
·
}..
.
Checked
~:::?.t.:~: : '.t:: :: · 'J:?.e::: :
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Penelitian
2. Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap
b. Jenis Kelamin
c. NIP/Golongan
d. Jabatan Fungsional
e. Jabatan Struk:tural
f. Bidang Keahlian
g. Falkutas /Jurusan
h. Perguruan Tinggi
i. Tim Peneliti
No.
I.
2.
3.
a.
b.
c.
LAPORAN AKHIR
: Analisis Konsumsi Energi Listrik pada Berbagai Jenis Lampu
dan Komputer Untuk Acuan Dalam Audit Energi
Paulus Sukusno, ST, MT
Laki-laki
19610801 198903 1 001
Lektor
Staf Pengajar, Kepala UPT Energi
Teknik Mesin I Teknik Konversi Energi
: Teknik Mesin
Politeknik Negeri Jakarta
Nam a
Bidang Keahlian
Paulus Sukusno, ST, MT. Teknik Mesin
Teknik Konversi Energi
Ir. Wasiati Sri
Teknik lndustri
Wardani, MMBAT
Managemen Bisnis dan
Administrasi Teknologi
Falkutas
/Jurusan
Teknik
Mesin
Teknik
Mes in
Perguruan Tinggi
Politeknik Negeri
Jakarta
Politeknik Negeri
Jakarta
Pendanaan dan Jangka Waktu Peoelitiao
Jangka waktu penelitian yang diusulkan
: 6 bu Ian
Biaya total yang disulkan
: Rp. 15.000.000,Biaya yang disetujui tahun I
: Rp. 15.000.000,Depok, 1 3 Oktober 2010
Mengetahui,
Direktor Politeknik Negeri Jakarta
Ketua Peneliti,
Prof. Dr. Ir. Johny W yuadi M. Soedarsono, DEA
NlP 19560917 198603 1 003
Paulus Sukusno, ST, MT
NIP 19610801 198903 l 001
(
-
RINGKASAN DAN SUMMARY
Dalam
rangka
mendukung
serta
ikut
berperan
mensukseskan
Pemerintah khususnya Direktorat Jenderal Listrik dan Pengembangan
program
Energi (DJL-
PE) yaitu dalam hal hemat energi. Salah satu usaha yang telah dilakukan
adalah
melakukan audit energi dibeberapa bangunan gedung dan industri. Dalam penelitian
ini melakukan pengukuran
pijar kaca bening,
pada berbagai jenis lampu penerangan ( 12 buah lampu
12 buah lampu pijar kaca putih (dop),
12 lampu hemat energi
(LHE), dan 6 buah lampu TL ) dan l 0 buah komputer monitor LCD dan 10 buah
komputer monitor biasa (tabung). Pada lampu jenis TL yang menggunakan
trafo
elektromagnetik
yang
dianalisis dalam penelitian
kemudian
diganti
dengan
ballast
ballast
elektronik.
Yang
ini adalah besar konsumsi energi listrik pada berbagai jenis
lampu dan komputer.
Penelitian pada lampu penerangan. Besar intensitas cahaya dari berbagai jenis
lampu daya 25 Watt Lampu Pijar (kaca bening) 70 Lux, Lampu Pijar (kaca putih, dop)
60 Lux, Lampu LHE 470 Lux, Lampu TL Ballast Elektromagnetik
TL Ballast Elektromagnetik
335 Lux, Lampu
+ kapasitor 753 Lux, dan Lampu TL Ballast Elektronik
552 Lux. Keperluan daya dari berbagai jenis lampu penerangan 200 Lux untuk setiap
luas ruangan 2x2 m2 dapat diperkirakan
sebagai berikut;
Lampu Pijar (kaca bening)
3x25 Watt, Lampu Pijar (kaca putih, dop) 4x25 Watt, Lampu LHE 11 Watt, Lampu
TL Ballast Elektromagnetik
+ kapasitor 7 Watt, Lampu TL Ballast Elektromagnetik
15 Watt, dan Lampu TL Ballast Elektronik 9 Watt.
Urutan
penggunaan
jenis Jampu paling hemat berdasarkan
kebutuhan
kuat
cahaya/penerangan (intensitas 200 Lux) sebagai berikut:
Ruangan 2x2 m2 (Watt)
Jenis Lampu
No
7
1.
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
2.
Lampu TL Ballast Elektronik
9
3.
Lampu Uffi
11
4.
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
15
5.
Lampu Pijar (kaca bening)
3 x25
6.
Lampu Pijar (kaca putih, dop)
4 x 25
+ kapasitor
ii
Penelitian pada komputer. Besar konsumsi energi listrik 10 unit komputer
CPU monitor 17'' LCD kondisi aktif 760 Watt, kondisi stand-by 254 Watt. Besar
konsumsi energi listrik 10 unit komputer CPU monitor 14" - 15" biasa Genis tabung)
kondisi aktif 1132 Watt, kondisi stand by 632 Watt.
Hasil penelitian
ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam
melakukan kegiatan konservasi energi khususnya audit energi. Dengan demikian
dapat diharapkan program audit energi khususnya dalam menentukan besar potensi
penghematan energi dapat diperhitungkan dengan jelas.
iii
PRAKATA
Dengan mengucap puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
karuniaNya, sehingga penelitian yang berjudul " Analisis Konsumsi Energi Listrik
pada Berbagai Jenis Lampu dan Komputer Untuk Acuan Dalam Audit Energi " ini
dapat terselesaikan dengan baik dan selarnat.
Kami menyadari bahwa penelitian ini masih banyak kekurangan dan masih
belum dapat memenuhi standar penelitian, karena keterbatasan sarana, waktu, dan
biaya. Dalam hal ini penulis sudah berusaha untuk dapat menyampaikan data yang
sebenarnya sesuai dengan kemampuan yang ada.
Kami mengucapakan terimakasih kepada : Penyandang Dana DIPA Penelitian
Unggulan Politeknik Negeri Jakarta, ke-tiga mahasiswa, dan teknisi yang telah
membantu dalam pembuatan alat peneliti dan membantu dalam mengambil data, serta
karni juga berterima kasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga
terselesainya laporan penelitian ini.
Akhir kata, semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi kami dan siapa
saja yang berminat mernpelajari dan mengetahui tentang penghematan energi pada
lampu penerangan dan komputer.
Depok, 13 Oktober 2010.
Penulis,
Paulus Sukusno, ST, MT
iv
DAFTARISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN
.
RINGKASAN DAN SUMM.ARY
II
PRA_KATA
rv
DAFT AR ISi
v
DAFT AR TABEL ······························································································
VI
DAFTAR GAMBAR
Vil
BAB 1
PENDAHULUAN
1
TLNJAUAN PUSTAKA
3
BAB
n
BAB 1II TUJUAN DAN MANFAAT PENELIT.IAN
18
BAB IV METODE PENELTTIAN
19
BAB V HASlL DAN PEMNBAHASAN
23
BAB VI KESlMPULAN DAN SARAN
41
DAFTAR PUSTAKA
43
LAMP IRAN.........................................................................................................
44
v
DAFTAR TABEL
Ha lam.an
Tabet 5.1 Daya Aktif Terhadap Ballast Elektromagnetik dan Kapasitor
23
Tabet 5.2 Daya ReaktifTerhadap Ballast Elektromagnetik dan Kapasitor
26
Tabet 5.3 Daya Nyata Terhadap Ballast Elektromagnetik dan Kapasitor
27
Tabel 5.4 Power Factor Terhadap Ballast Elektromagnetik dan Kapasitor
31
Tabel 5.5 Tingkat Pencahayaan dengan Ballast Elektromagnetik
32
Tabel 5.6 Lampu TL [18 W] dengan Ballast Elektronik
32
Tabel 5.7 Konsumsi energi listrik pada Lampu Hemat Energi [ 18 watt]
34
Tabel 5.8 Konsumsi energi listrik pada lampu pijar [25 watt]
35
Tabel 5.9 Lampu LHE dan Lampu Pijar
36
Tabel 5.10 Ballast Elektromagnetik dengan Ballast Elektronik
37
Tabel 5.11 Intensitas Cahaya dari berbagaijenis lampu [25 Watt]
37
Tabel 5.12 Keperluan daya dari berbagaijenis lampu penerangan (200 Lux)
37
Tabet 5.13 Data pengukuran pada 10 unit komputer
39
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Ballast Elektromagnetik
6
Gambar 2.2. Ballast Elektronik
7
Gambar 2.3. Komposisi spectrum Cahaya
8
Gambar 2.4. Konstruksi Lampu Incandescent
9
Gambar 2.5. Konstruksi Lampu Fluorescent
11
Gambar 2.6. Lampu Compact Fluorescent dengan Ballast
13
Gambar 2.7. Lampu Compact Fluorescent
14
Gambar 2.8. Segitiga Daya
16
Gambar 4.1 Unit alat pengukur berbagai jenis lampu penerangan
19
Gambar 4.2. Skema proses metodolagi penelitian
22
Gambar 5.1. Alat yang dibuat untuk penelitian
23
Gambar 5.2. Diagram Daya Aktif dengan Ballast Elektromagnetik
24
Gambar 5.3. Diagram Daya Reaktif dengan Ballast Elektromagnetik
26
Gambar 5.4. Diagram Daya Nyata dengan Ballast Elektromagnetik
27
Gambar 5.5. Diagram Power Factor (PF) Terhadap Ballast Elektromagnetik
31
Gambar 5.6. Diagram Tingkat Pencahayaan
32
Gambar 5.7. Diagram Lampu TL [18 W] menggunakan ballast elektronik
33
Gambar 5.8. Mengukur tingkat pencahayaan dengan Lux-meter
34
Gambar 5.9. Diagram Konsumsi energi listrik pada LHE [18 watt]
34
Gambar 5.10. Diagram Konsumsi energi listrik pada lampu pijar [25watt]
35
Gambar 5.11. Diagram Analisa Lampu LHE dengan Lampu Pijar
36
Gambar 5.10. Diagram Ballast Elektromagnetik dengan Ballast Elektronik
37
Gambar 5.13. Besar intensitas cahaya dari berbagaijenis lampu daya 25 Watt
38
Gambar 5.14. Power Quality Analizer (Alat ukur konsumsi energi listrik)
38
Gambar 5.15. Komputer jenis CPU, Monitor LCD 17" tahun 2010
39
Gambar 5.16. Komputer jenis CPU, Monitor biasa 15" tahun 2004
39
Gambar 5.17. Besar konsumsi energi listrik dari I 0 unit komputer
40
vii
BAB 1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Departemen
Departernen
diterbitkan
1997.
Pendidikan
lnduk Konservasi
terus berjalan
Kegiatan
kepercayaan
Peralatan
yang sejalan
dengan INPRES
Selanjutnya
rnelalui
(RI KEN) pada tahun
rnulai
di lingkungan.
dari kegiatan
Pada tahun 2005, PT
pekerjaan
rnelaksanakan
no.
dan hasil
10
capaian
pada bulan
tentang
"Audit
Juli
hernat
Indonesia)
Energi
2005. Namun
energi
dan
Depdiknas".
pada
belum optimal.
lnpres RI No.2 tahun 2008 tentang Penghematan
RI no. 059/P/2008 tentang Pernbentukan
Energi clan Air di I ingkungan
satu
energi sejak
Hema! Energi pada Gedung di Lingkungan
Air, Keputusan Mendiknas
Penghernaian
salah
bernama PT EMI (Energy management
untuk
gerakan
Nasional
secara berkesinarnbungan
lrnplementasi
kenyataanya
adalah
kegiatan konservasi
Energi
audit energi. dan irnplementasi
KONEBA (Persero) sekarang
cliberi
(Depdiknas)
yang telah mengirnplernentasikan
Rencana
sosialisasi,
Nasional
Energi dan
Gugus Tugas
Depd iknas, Tips Hern al Listrik
"Cara
Praktis Hernat Energi" dari PT PLN. dan lain-lain.
Untuk
lebih
mernbudayakan
peralatan
dapat
mengoptimalkan
penghematan
yang hernat energi dan atau menggunakan
dengan dernikian
Selanjuinya
umum.
energi listrik dan air di lingkungan
alat yang dapat menghernat
peralatan yang hemat energi dan alat yang
dapat menghemat energi dalarn upaya penghernatan
masyarakat
selain
hernat energi tentunya juga perlu menggunakan alat atau
perilaku
energi (kapasitor),
energi,
dapat
energi rnutlak diperlukan oleh
diharapkan
pelaksanaan
Depdiknas dan di lnstitusi
penghernatan
lain dapat berjalan
dan berhasil lebih optimal.
Urgensi (Keutamaan)
Penelitian
Energi rnernegang
peranan yang sangat penting di berbagai segala sektor
usaha, antara lain; sektor industri.
dan transportasi.
Penghematan
sektor bangunan komersial,
penggunaan energi
sektor pendidikan,
rnerupakan
tindakan
yang
sangat bijaksana
yang
dan sangat
menggunakan
efektif
dan
energi
efisien
penting
untuk menekan
listrik,
sehingga
diharapkan
dapat
biaya produksi
dengan
rnenaikan
penggunaan
produktivitas
dan
atau operasi
energi
yang
daya
saing
produk atau jasa yang dihasilkan.
Segala sektor usaha tersebut di atas semuanya
tentu
penerangan
memerlukan
(pengolahan
larnpu
untuk
data), melakukan
penghemat
dan komputer yang digunakan
listrik
dan
bagi
energi
pembangkit
listrik
puncak),
sehingga
listrik
energi
komputer
listrik
Dari
pada akhirnya
alat
kontor
bagi pengguna
energi
Pemerintah
khususnya
PT PLN,
dengan
tentunya
akan dapat
mengurangi
beban
yang efisien
yang akhir-akhir
untuk
pada lampu penerangan
tentu sangat menguntungkan
Pemerintahan.
penggunaan
dan
ini
sudah semakin
kebutuhan
energi
kritis (berada pada beban
listrik
dapat terpenuhi
secara
untuk mengukur
besar konsumsi
energi
merata.
Inti utama
a.
peiingnya
dari penelitian
Mernbuat alat penelitian
listrik
dari
berbagai
dapat menghemat
jenis
energi,
yang dapat
larnpu
ini adalah
penerangan,
perhitungan
komputer,
ditinjau dari
dan peralatan
kualitas
pengguna,
yang
biaya,
dan waktu.
b.
l.aporan hasil
audit
energi
penelitian
khususnya
penghematan
energi
basil
audit
energi
laporan
ini dapat digunakan
dalarn
dari berbagai
energi
sebagai
perhitungan
jenis larnpu
yang benar akan
acuan
dan
penerangan
rnembawa
dalam kegiatan
rnenentukan
dan komputer.
besar
Dari
dampak penghernatan
yang optimal.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Audit energi adalah suatu kegiatan dengan maksud untuk rnengetahui pola
penggunaan
energi
digunakan,
atau
sehingga
rnengidentifikasi
dapat
dirnana
rnenernukan
dan berapa besar energi
dan menentukan
berbagai
potensi
penghematan
energi yang layak dan dapat dilaksanakan secara wajar dengan tidak
mengurangi
tingkat
kenyamanan
dan
penghematan energi yang digunakan
mesin produksi, sistem penerangan,
Untuk mengetahui
kesehatan.
Misal
menernukan
besar
pada; sistem tata udara (rnesin AC), mesinperalatan kanror dan lain-lain.
atau mengidentifikasi
dimana dan berapa besar energi
digunakan pada sistern penerangan (berbagai jenis lampu penerangan). maka perlu
dilakukan
pengamatan
penerangan
tersebut. Untuk
diperoleh melalui
Peralatan
dan atau mengukur
mengetahui
buku-buku referensi
yang akan dipergunakan
langsung
pada berbagai jenis larnpu
besar penggunaan
energi
dapat juga
dan buku manual dari alat-alat
tersebut.
untuk rnengkaji penggunaan energi listrik dan
untuk melakukan audit encrgi di bidang penerangan
( Filzi R, 2005: 5 - 7 ), antara
lain:
I. Kapasitor, dipergunakan
listrik.
terutama
untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi
pada peralatan
yang rnenggunakan
beban aliran arus listrik kurang seirnbang,
kumparan sehingga
atau dapat dipergunakan
pada
lampu penerangan jenis TL (neon).
2. CT (Current Transformer), dipergunakan
untuk
mengubah
dengan prinsip induksi listrik. Arus keluar dari CT kernudian
Dranezt yang akhirnya
diubah
menjadi besaran Watt. Selain
besar arus
rnasuk ke
itu alat-alat
ini juga dapat mengukur besaran faktor daya, k Wh, daya VAR, dan lainya
secara bersarnaan.
3.
EUM2000, dipergunakan untuk mengukur energi listrik
masing-masintg
antara lain
titik pengukuran.
sanggup untuk
Peralatan
mengukur
di bangunan pada
ini rnempunyai
lebih dari satu titik
kelebihan
ukur secara
bersamaan.
3
4.
Lux-meter,
dipergunakan
ruangan.
Data
penerangan
Petikan
Energi
minyak
mahal
dalam
sekali
kita
I 0 Agustus
dan pasang
yang
b). Hindari
monitor
selalu aktif.
Energi
masih
otornatis,
daya
Dirnana
kapasiror
ballast
" kita tahu harga
BBM dan listrik
besar sekali
penerangan
tidak
untuk
jenis
kita juga tahu
air".
Dan "Tips
dan kornputer:
Penerangan;
jika
dan
.... ,
a). Gunakan
digunakan,
lampu
c).
Gunakan
TL (neon),
benar-benar
lampu
lampu hemat
ballast
d). Nyalakan
ge lap dan segera
rurnah larnpu dari debu
dan
a).
wall paper
e). Matikan
Matikan
layar
monitor
karena akan rnernbuat
warna
kornputer
hitam/gelap.
ketika
setting layar
d). Atur power
(CPU) bila tidak
digunakan
rnenit).
tugas akhir yaitu
dalarn
Monas
boros energi
screen saver,
c). Gunakan
pelaksanaan
yaitu
sistem
Penghematan
air bersih dan air minum,
Pada bab II ini. akan membahas
golongan
untuk
pada Komputer:
dalam waktu lama ( atau ~ 15
listrik.
kinerja
penerangan.
penggunaan
agar off secara
lapangan
e). Bersihkan
tingkat
Penghernatan
cahaya/penerangan
mengevaluasi
rum ah pad a saat sudah
terang.
yang dapat mengurangi
istirahat,
lampu
kondensator
saat hari rnulai
setting
2008,
pada Lampu
Matikan
lam pu teras dan halaman
matikan
untuk
kekurangan
tergolong
Energi
b).
intensitas
RI pada acara Penggiatan
dari PT PLN pada larnpu
(LHE).
elektronik
Presiden
memiliki
Penghematan
energi
ditujukan
.... , kita tahu subsidi
Indonesia
Hemat Energi"
mengukur
bangunan.
Nasional
kita tahu kita masih
bangsa
tersebut
dari sambutan
dan Air
untuk
tinjauan
mengenai
ballast,
hal ini, penulis
elektrornagnetik
akan
dan
pustaka
yang digunakan
lampu.
kapasitor
mernbahas
ballast
Ballast
elektronik.
dalam
dan kualitas
menjadi
dua
pengaplikasian
pada larnpu TL serta kualitas daya listrik.
Ballast'
Fungsi
aliran
arus listrik
dibutuhkan.
terhadap
1
utama
agar rangkaian
Ballast
umur
dari ballast
hendaknya
larnpu
serta
Arnold Edward, Lamps and lighting,
pada lampu Fluorescent
larnpu
harus
bekerja
efisien,
mendukung
sesuai
sederhana,
proses
adalah
dengan
untuk mernbatasi
range daya yang
tidak rnernbawa
start dan
operasi
darnpak
pada lampu.
Great Britain : The Pitt Man Press, 1983, P280.
4
Dalam hal ini penulis akan membedakan
elektromagnetik
yaitu
elektromagnetik
atau trafo. Prinsip
ketika
tegangan
dua golongan
tegangan
AC 220 [V]
di ujung-ujung
menjadi
oleh
kond is i
starter "closed"
lampu
TL, sehingga
dikenal
masyarakat
dihubungkan
ke satu
starter yang dalarn kondisi
karenanya
gas menjadi
dingin
gas didalarn
tabung
lampu
tersebut
akan open
lapisan
akan berulang
tidak
kernbali
ballast
lompatan
Fluorescent
ketika gas dalam
pada
Selain
besar rnaka walaupun
menyebabkan
starting
mernbuat
gas
seterusnya
impedansinya
lampu
tabung
elektron
didalamnya
ratusan
terionisasi
ratusan
TL. Selain
dari
Berikut
Pada saat gas
didalam
tabung starter
spike
kedua
tegangan
elektroda
dan
Peristiwa
ini
penuh sehingga
larnpu TL tersebut.
satu elektroda
Larnpu akan
(panas)
dalam
ohm. lrnpedansi
Jika
proses
starter cukup
sehingga
kondisi
tetap tidak akan
tersebut.
di ujung-ujung
impedansi
starter
steady
untuk
closed.
state yaitu
Dan
sampai
akan turun dari ratusan mega
trafo ballast
stater akan berubah
untuk menyebabkan
adalah
dalarn
ti lament ta bung
TL tersebut.
itu karena tidak ada sinkronisasi
saat tegangan AC turun rnendekati
elektromagnetik
akan
ohm saja pada saat kondisi steady state. Arus yang ditarik
rnaka ada kernungkinan
tidak cukup
dan
starter
dari induksi ballast tersebut tidak cukup
pada salah
lampu TL masuk
TL tergantung
larnpu
(deionisasi)
dari
lampu
filament
maka tegangan
turun sampai
ohm sarnpai
"open"
tabung larnpu TL tidak terionisasi
itu jika tegangan
berhasil
sampai
normalnya
tabung larnpu TL rersebut sudah terionisasi
lompatan
up tidak
elektron
TL maka
gas ditabung
akan menghasilkan
tabung
terdapar cukup arus yang melewati
nampak berkedip.
dari
sehingga
akan mengakibatkan
mernudarkan
set lampu
TL terionisasi.
tabung starter sudah cukup dingin maka bimetal
ballast
pada lampu TL
in i terdapat a I iran arus yang rnernanaskan
didalarn
yang
sebagai
elektromagnetik
starter sudah cukup untuk membuat
sehingga
"closed",
banyak
kerja dari ballast
panas (terionisasi),
tinggi
yaitu ballast
dan ballast elektronik.
Ballast
magnetis
ballast dalam
pada kondisi
nol sehingga
lornpatan
seri
dengan
irnpedansi
dengan tegangan
closed ke open terjadi
tegangan yang dihasilkan
elektron
input
ballast
pada tabung lampu TL. ballast
dapat dilihat pada Gambar 2.1.
kelemahan
dari ballast.elektromagnetik:
5
Arus ± 0,45 [ampere]
I 40 [watt].
•
Pemborosan
•
Umur neon lebih pendek akibat banyaknya flicker dan arus picu pada
filarnen.
•
Tidak akan menyala sempurna pada tegangan rendah dibawah 200 [V].
•
Sering timbul suara dengung.
•
Adanya tlicker/kedipan
pada lampu
yang mengganggu
penglihatan
dan
mernperpendek umur lampu TL.
•
Harus rnemakai Starter.
•
Pada saat saklar dinyalakan
harus dipicu
larnpu TL tidak langsung menyala
terlebih dahulu sehingga terdapat kedipan/flicker
rnelainkan
yang dapat
mernperpendek umur TL (pada bagian ujung lampu TL biasanya berwarna
h itarn ).
•
Arus dan Tegangan
kurnparan
ballast.
tidak stabil
akibat
induksi
rnedan
magnet
pada
Cos phi (power factor) sangat rendah ± 0,48 (dibawah
standar PLN yaitu 0,85), hal ini yang rnenyebabkan listrik menjadi boros.
Garnbar 2.1. Ballast Elektromagnetik
Usaha
untuk mernperbaiki
factor
daya dengan
ballast
elektronik
yaitu
dengan cara rnengatur frekuensi switching ballast agar mendekati frekuensi tangki
resonansi (L dan C). Penggunaan
20 [kHz])
menjadi
menghasilkan
frekuensi switching yang tinggi (lebih besar dari
ukuran inductor
tangki
resonansi
kecil sehingga ukuran geornetri ballast elektronik
dengan makin
elektronikpun
populernya
penggunaan ballast elektronik,
ballast
elektronik
menjadi kecil. Seiring
karakteristik
ballast
diperbaik i.
6
Gambar 2.2. Ballast Elektronik
Dengan
menggunakan
sebagai komponen
semikonduktor
bahan
semikonduktor
material pada ballast
elektronik,
modern adalah untuk melakukan
lampu fluorescent.
Contoh ballast
elektronik
Beberapa keuntungan atau keunggulan
modern
yang digunakan
maka fungsi dari bahan
start dan supply
dapat dilihat
yang didapat
listrik
pada
pada Garnbar 2.2.
dari ballast elektronik
antara
lain adalah :
I. Meningkatkan
efisiensi
dari rangkaian yang bertujuan untuk mengurangi
losses yang ditirnbulkan dari ballast.
2.
Mengurangi
bcrat dari ballast,
dari pernasangan
sehingga dapat menarnbah nilai ekonornis
larnpu, khususnya
larnpu fluorescent yang berukuran
bcsar.
3.
Mengurangi
noise suara pada ballast.
4.
Mengurangi iimbulnya
harrnonisa
yang lebih bagus jika dibandingkan
5.
Mempersingkat
pada arus dan rnernpunyai
factor kerja
dengan ballast elektromagnetik.
waktu yang dibutuhkan
untuk start dan restart pada
lampu.
6.
Menigkatkan
luminous efficacy
atau perbandingan
jurnlah lumen yang
dihasilkan dengan daya listrik yang diserap.
7. Mengh i langkan
fenornena
larnpu berkedip
penggu naan ballast elektrornagneti
8.
Mampu
untuk rnengontrol
yang sering terjad i pada
k.
tegangan dan arus yang dihendaki
dengan
lebih akurat.
9.
Mengontrol
keadaan start
dan
operas:
dengan
lebih
baik
sehingga
mernperpanjang masa kerja akti f lampu.
7
Lampo
Secara umum konsep dasar dari sebuah lampu adalah salah satu bentuk
pemanfaatan radiasi etektromagnetik yang dihasilkan dari transfer energi baik
yang bersifat fisik maupun kimiawi yang terjadi pada saat lampu menyata. Radiasi
elektromagnetik tidak semuanya dapat rnudah terlihat oleh mata manusia, untuk
menghasilkan radiasi elektromagnetik yang dapat terlihat oleh manusia dengan
mata telanjang tanpa bantuan apapun, dipilihlah
radiasi dengan
panjang
gelombang antara 380 [nm] sampai dengan 780 [nm], karena pada panjang
gelombang inilah radiasi gelombang elektromagnetik lebih efisien untuk dapat di
ubah menjadi terlihat oleh manusia. Gambar 2.3 merupakan spectrum cahaya.
Gelombang yang dapat terlihat o!eh manusia itu1ah yang selanjutnya merupakan
cahaya yang dihasilkan oleh lampu.
Gambar 2.3. Komposisi spectrum Cahaya
Sumber: Paschal John MPE. Step By Step To Lighting, Piramedia lnertec : 1998, P 129.
a. Ballan Material Lampu
Daya kerja lampu pada umumnya sangat dipengaruhi oleh kerakteristik
pembuatnya.
Dengan sernakin banyaknya fungsi dan kegunaan
lampu pada
kondisi yang berbeda-beda, tidak menutup kemungkinan adanya penggunaan
bahan material yang beraneka ragam.
Hingga saat ini, empat material dasar yang banyak dipakai untuk memproduksi
lampu yaitu :
I. Kaea
2. Keramik
3. Logam
4. Gas
8
b. Macam-macam
Lampu
Jenis Lampu2
berdasarkan
cara
kerjanya
dapat
dibedakan
menjadi
beberapa
kelompok antara lain :
I. Lampu Incandescent dan Larnpu Hallogen
2. Lampu Fluorescent I Lampu TL
1. Lampu Incandescent (Lampu Pijar)
Larnpu jenis incandescent ini lebih dikenal masyarakat
lampu pijar atau DOP. termasuk juga lampu yang ditemukan
Edison
pertama
kali. Sedangkan
Lamps) merupakan
pengembangan
prinsip kerja diantara keduajenis
dengan sebutan
o!eh Thomas Alva
Ha/logen (Tungsten-Hallogen
lampu jenis
dari lampu incandescent tersebut sehingga
lampu ini sama.
Lampu Incandescent dan lampu Hallogen ini menghasilkan
arus listrik melewati
filament kemudian
memanasi
filament
cahaya ketika
tersebut, semakin
panas filament rnaka akan semakin terang pula cahaya yang dipancarkan. Dalam
perkembangan
penggunaan
lampu jenis ini, filament dari kawat tungsten lebih
banyak dipakai sebagai standart lampu jenis ini karena warna yang dihasilkan
putih hangat dan memiliki
titik lebur yang tiggi dan mempunyai
rata-rata
relativitas yang rendah pada keadaan suhu yang sangat tinggi.
.• D
E.
. c
»:
•
B
• A
Gambar
2.4. Konstruksi Lampu Incandescent
Sumber : Service Guaranteed Lamps. Incandescent Lamps Operation and Construction, 2juli
2009. (Hllp:·/www.Ldmvshl.com.)
Hal yang harus diperhatikan
bertambahnya
2
pada lampu incandescent
adalah semakin
panas maka sernakin bertambah cepat pula proses evaporasi logam
Karlen Mark james Benya, Lighting Design Basic, New Jersey, 2004, P 14.
9
dari
bahan
evaporasi
pembentuk
mengakibatkan
filament
timbulnya
tersebut.
Filament
bercak-bercak
yang
telah
mengalami
hitam pada dinding
tabung
lampu. Konstruksi lampu incandescent dapat dilihat pada Garnbar 2.4.
Pada setiap lampu incandescent terdiri atas beberapa bagian utama yakni
bulb, base, dan filament.
A. Brass Base - Pada bagian ini berfungsi sebagai tempat masuk lampu
pada soket, bagian ini didesain agar tidak meleleh atau tidak korosi
akibat arus listrik yang mengalirinya.
B. Filament Siem Base - Pada bagian ini terbuat dari kaca yang berfungsi
sebagai pembungkus dasar filament kawat sebagai isolator serta sebagai
pondasi berdirinya kawat filament, kaca yang dimaksudkan adalah kaca
yang memiliki ketahanan panas yang tinggi dan tidak mudah pecah.
C. Filament Stem - berfungsi sebagai penopang filament kawat dan
menjaga posisi filament kawat sehingga dapat tetap tegak berdiri,
sehingga perfonna !ampu tetap terjaga.
D. Lamp Gases - gas murni yang digunakan untuk mengisi ruang udara
didalam tabung kaca.
E. Filament Support - pada bagian ini berfungsi sebagai penyangga
filament kawat agar tidak bersentuhan antar bagian, terdiri atas lima
sampai enam kawat penyangga.
Lampu Incandescent memiliki rnasa aktif antara 750 hingga 1000 Liam]
dengan temperature tabung umumnya terlalau panas untuk disentuh, yakni 2700
[kelvin], dan standart cahaya yang dihasilkan antara 5 hingga 20 [lumens/watt].
Tetapi kebanyakan aplikasinya, lampu ini diletakkan jauh dari kemungkinan
terjadinya kontak fisik dengan manusia.3
Penggunaan larnpu incandescent banyak digunakan untuk penerangan pada
rumah tinggal, dekorasi dan hotel karena proses pemasangannya yang mudah,
serta dapat diletakkan pada berbagai posisi · dan waktu start dan warm up
berlangsung dalam waktu yang bersamaan serta dapat diaplikasikan dimmer yakni
pengaturan intensitas nyala lampu.
2. Lampu Fluorescent (Lampu Tl)
3
Arnold Edward, Lamps and lighting, Great Britain : The Pitt Man Press, 1983, P160.
10
Lampu fluorescent
lebih dikenal masyarakat Indonesia dengan istilah
lampu TL. Lampu ini dikembangkan sejak tahun 1980, bekerja menggunakan
media gas jl.uor untuk menghasilkan cahaya, dimana energy listrik akan
membangkitkan gas didalam tabung lampu sehingga akan timbul sinar ultra
violet, dari sinar ultra violet itu akan membangkitkan phosphors yang kemudian
akan bercampur dengan mineral lainnya yang telah dilukiskan pada tabung !ampu
sehingga akan timbu! cahaya. Phosphors didesaiin untuk meradiasikan cahaya
putih sehingga sebagian besar lampu model jenis ini berwarna putih. Konstruksi
lampu Fluorescent dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Lampu fluorescent
ini sangat peka terhadap temperature
keadaan
sekitarnya, karena temperature tabung lampu sangat berpengaruh terhadap cahaya
yang akan dihasilkan. Jadi, apabila suhu ruangan terlalu dingin dibandingkan
dengan suhu lampu, maka ada kemungkinan lampu jenis ini tidak akan menyala.
Pada umumnya temperature udara minimum pada sebuah lampu bergantung dari
ballast lampu itu sendiri, dan sudah tercantum jelas pada spesifikasi ballast
tersebut. Tidak seperti larnpu jenis incandescent, lampu jenis fluorescent juga
akan mengalami panas, namun masih bisa disentuh tanpa terluka.
: '"•. •• I ,l. o&o •l•-~---
•;.__--~~-l--~-~-~---.c--==-~==--=----==---..,.,~~
<~'
,,;;.?.-'S:.:...--~-~-~-~
. .,,,.....,_,
-~\~-t'~. - - - s: -
$:
.:!-7J.
f
I•~·
c ~.-... •
•11t
I • "rJ••
-·~-~•'t
...... t
I
111 ~· •ti O •I
I
l I• • • 1•
~ '"'
~~•IHIL
~ 1...
-.u-: =w
-:~~1 · __)
"'-.-
,
,11
, ..
Garn bar 2.5. Konstruksi Lampu Fluorescent
Sumber: Phillps lighting, Phillips TL5 lamps, 29 oktober 2005.
(H llp:. :·w1rl1'. em·. light i11g. pl1ilips.com/contacts/contavts.shnu. )
Pada sebuah rangkaian lampu fluorescent umumnya terdiri dari beberapa
bagian komponen, salah satunya lamp holder :
Model lamp holder yang paling banyak digunakan adalah model lurus
memanjang dengan ukuran 12, 15, 24, dan 48 [inch]. Terdapat 4 pin (2 pin pada
11
setiap
sisi) untuk menghubungkan
digunakan
sebagai penerangan
dengan
rangkian
pada model ini banyak
pada rumah tangga serta gedung
perkantoran.
Ukuran 48 [inch] untuk saat ini rnenjadi ukuran yang palng besar yanga ada pada
penggunaan lampufluorescent, selain itujuga terdapat lamp holder dengan bentuk
U, ataupun lingkaran (circular).
Bentuk standar dari lampu jenis fluorescent ini adalah lurus memanjang
dengan panjang yang bervariasi tergantung dari besar daya yang dihasilkan,
namun ada beberapa bentuk tertentu yang disesuiakan dengan kegunaannya.
Umurnnya lampu fluorescent memiliki label-label yang terdiri dari kombinasi
huruf dan angka yang mengidentifikasikan bentuk, ukuran, serta warna yang
dihasilkan. Secara umum penulisan label-label tersebut mempunyai format ukuran
FSWWCCC-TDD4 (dapat juga bervariasi), contoh penulisan label-label tersebut
adalah 'F40CW-Tl2'
atau 'FCl2-TIO'.
Dimana:
F
Fluorescent lamp. G untuk Germisidal shortwave UV lamp.
S
Style (bentuk lampu)
Tan pa huruf mengidentifikasikan bentuk normal lurus
mernanjang(norma/ straight tube), C untuk bentuk bulat
(circ/ine).
WW
CCC
Besar nominal daya lampu dalarn [watt] 4, 5, 8, 12, 20, 30, 40.
-
Warna yang dihasilkan (color), dinyatakan dalam bahasa lnggris.
W;;; White
WW;;; Warm light
CW;;; Cool white
BL/BLB;;; Black light
T
Tubular bulb.
DD
Diameter tube pada lampu, dinyatakan dengan nominal
delapan untuk setiap [inch]. T8 adalah I [inch], Tl 2 adalah 1,5 [inch],
dan lain-lain.
Penggunaan pada lampu fluorescent ini sangat dekat dengan kehidupan
rnanusia karena banyak digunakan oleh konsumen baik dari masyarakat umum,
komersial dan industri sebagai penerangan. Seiring dengan berkembangnya
4
Samuel M. Gold Wasser, Fluorescent lamps, Ballast and Fixtures, 29 juni 2009
H llp://repa i rfag .ece. d rexd .cd u/ sam/ll amp. ht m
12
jaman,
lampu fluorescent banyak mengalami perkembangan,
beberapa jenis
terbaru diperkenalkan dengan perubahan mendasar pada bentuk dan ukuran yang
lebih kecil, lebih ringkas serta lebih efisien.
Salah satu bentuk pengembangan
tersebut adalah
lampu compact
fluorescent atau yang lebih dikenal dengan lampu hemat energi (LHE). Lampu
hemat energi memiliki bentuk yang lebih kecil dan lebih sederhana jika
dibandingkan dengan lampu fluorescent. Dikatakan lebih kecil karena ukuran
tabung lampu yang digunakan relatif lebih kecil dan lebih sederhana karena
umumnya pada sebuah rangkaian lampu ini sudah terdapat ballast yang lebih kecil
dan praktis (integral ballast) baik itu magnetis maupun elektronik, dan ballast
tersebut terpasang secara permanen dengan lampu. Garnbar 2.6 dan Gambar 2.7
dibawah ini merupakan lampu compact fluorescent dengan ballast.
i
·I
Garn bar 2.6. Lampu Compact Fluorescent dengan Ballast
Sumber : International
Rectifier. power light Reference Design: Compact Ballast, 14 juli
2009. Htlp://w\\'w.irl".com
Namun beberapa macarn lampu hernat energi ini berbentuk modul terpisah
yang terdiri atas tabung lampu dan ballast, sehingga dapat digantikan dengan
mudah apabila pada salah satu modul mengalami kerusakan.
Bagian dasar pada lampu hemat energi didesain dengan bentuk uliran
seperti lampu incandescent sehingga dapat dengan mudah dipasangkan pada
soket-soket lampu incadescent yang sudah terpasang.
13
Gambar
2.7. Lampu Compact Fluorescent
Cahaya yang dihasilkan
pada lampu fluorescent bergantung dari beban
larnpu, besar dissipated area per unit dari tabung lampu, dan tipe dari phosphor
yang digunakan dalam tabung. Cahaya terbaik yang dihasilkan oleh lampu adalah
pada saat lampu tersebut mencapai suhu kerja, tidak lama setelah lampu
dinyalakan. Tetapi setelah 100 [jam] pertama lampu itu berkerja, kualitas cahaya
yang dihasilkan akan menurun sebesar 2% hingga 4%, kemudian pada saat masa
kerja lampu mencapai 2000 [jam], kualitas cahaya akan mengalami penurunan
yang lebih besar lagi yakni sebesar 5% hingga 10%, bergantung pada rating lampu
dan komposisi phosphor yang dipakar'.
Masa kerja dari sebuah lampujluorescent pada umurnnya berakhir ketika
emisi material yang terdapat pada salah satu atau kedua elektron habis sehingga
tidak mampu rnenghasilkan elektron yang cukup untuk menyalakan lampu. Pada
saat lampu bekerja, sejumlah kecil emisi material akan berangsur-angsur habis
pada kedua elektrode lampu, sedangkan pada proses lampu dinyalakan (pada
circuit-start) umumnya mengurangi jumlah emisi material dalam jumlah yang
relatif besar dari kedua elektrode. Sehingga salah satu faktor lain yang dapat
memperpendek umur lampu adalah kuantitas dari start lampu, jadi semakin sering
lampu yang dimatikan dan dinyalakan maka akan ·semakin banyak pula emisi
material yang akan terpakai dan membuat umur lampu menjadi semakin pendek.
s Arnold Edward, Lamps and lighting, Great Britain : The Pitt Man Press, 1983, P191.
14
Efisiensi
yang terdapat
pada
[ampu fluorescent untuk menghasilkan
cahaya 2 hingga 4 kali lebih besar, dan dengan masa kerja aktif I 0.000 hingga
20.000 [jam] jika dibandingkan dengan lampu incandescent yang memiliki masa
kerja aktif 750 hingga l.000 Dam].
Kualitas Daya Listrik
Bentuk gelombang arus dan tegangan jarang keduanya sinusoidal akibat
dari harmonisa yang ditimbulkan dalarn system tenaga. Sedangkan syarat-syarat
listrik yang balk untuk suatu gedung adalah :
>
Suplai listrik hams kontinyu
> Harmonisa arus dan tegangan kecil
Tegangan
Tegangan harus konstan supaya kualitas daya listrik di suatu gedung baik.
Tetapi pada kenyataan tegangan tidak selalu konstan (beban listrik yang
digunakan tidak selalu hidup dengan kata lain beban listrik hidup mati), sehingga
dapat menyebabkan tegangan tersebut suatu saat naik dan suatu saat turun.
Arus
Arus harmonisa dibangkitkan
oleh banyaknya pemakaian peralatan
elektronika dalam system tenaga antara lain inverter dan converter yang termasuk
beban-beban nonlinier,
Frckucnsi
Frekuensi harus konstan supaya kualitas daya listrik baik, yaitu 50 [Hz].
Sama halnya dengan tegangan, ferekuensi juga tidak selalu konstan (beban listrik
yang digunakan tidak selalu hidup dengan kata lain beban listrik hidup rnati),
Sehingga suatu saat frekuensi naik dan suatu saat frekuensi turun. Toleransi
frekuensi boleh naik atau boleh turun yang diijinkan adalah ± O, l % - 0,3% [Hz].
Daya Listrik
Daya listrik adalah energi yang dibutuhkan peralatan listrik untuk bekerja
secara normal. Segitiga daya dapat dilihat pada Gambar 2.8. Secara umum rum us
daya listrik adalah sebagai berikut :
P=Vx
Dimana:
I
(2.1)
P = daya listrik [watt]
V = tegangan kerja [volt)
I"' arus yang mengalir [ampere]
15
Daya listrik terbagi dalam 3 macam yaitu daya aktif, daya reaktif, dan
daya nyata.
I . Daya aktif
Yang dimaksud
daya aktif adalah daya yang melakukan
energi yang sebenarnya.
Daya aktif selalu mengalir
usaha atau
dari sumber
ke
beban6• Satuan daya aktifdinyatakan dalam [watt}.
P =V X I
X COS(jl
(2.2)
2. Daya reaktif
Yang dimaksud dengan daya reaktif adalah daya yang diperlukan untuk
pembentukan medan magnet. Daya reaktif ini disalurkan kedalam sistem
bersama daya aktif Satuan daya reaktif dinyatakan dalam (Y Ar}.
Q = V x I x sin cp
(2.3)
3. Daya kompleks
Daya yang ditimbulkan
oleh sumber listrik. Daya kompleks mt
dinyatakan dalam [VA].
S= VxI
(2. 4)
p
Gambar 2.8. Segitiga Daya
Faktor daya
Faktor daya merupakam rasio perbandingan dari daya aktif dengan daya
kompleks. Secara umum faktor daya dapat dituliskan sebagai berikut:
6
Wildi Theodore, Electrical machines drives and power systems, sperika EnterPrises ltd, New
Jersey: 2002, P137.
16
Faktor daya I Power Factor=
Dimana:
p
s
(2.5)
P = daya aktif [watt]
S = daya kompleks [VA]
Kapasitor
Kapasitor adalah suatu alat listrik yang terdiri dari dua keping konduktor
(electrodes) yang dipisahkan oleh suatu medium (dielektrik), dimana ketika diberi
tegangan Iistrik dapat menyimpan energy elektrostatis pada sistem tersebut.
Medium ini dapat berupa udara, tetapi pada umumnya dapat diisi dengan bahan
isolasi (bahan dielektrik) yang ketika diberi tegangan listrik dapat menyimpan
energy. Kemampuan bahan dielektrik untuk menyimpan energy elektrostatis
disebut permittivity atau dielektrik constan, dan merupakan perbandingan dari
energy yang disimpan oleh bahan dielektrik dengan energy yang disimpan jika
menggunakan udara.
Kapasitor banyak digunakan dalam industri untuk memperbaiki kualitas
dari system listrik, yaitu dengan memperbaiki faktor kerja dari system tersebut.
Faktor kerja dari sini berkaitan dengan jenis beban, daya, arus dan tegangan yang
timbul dalam suatu system listrik.
Penggunaan kapasitor sebagai ballast akan mengurangi rugi-rugi listrik
yang rendah sehingga effisien dapat diperoleh hampir 100%. Kapasitor sulit untuk
menjadi panas sehingga terjadinya noise atau suara bissing akan dapat diperkecil.
Pada frekuensi yang cukup tinggi keuntungan-keuntungan dapat diperoleh tetapi
pada frekuensi rendah, dimana tegangan lampu masih berbentuk gelombang segi
ernpat, sehingga kapasitor tidak dapat digunakan karena adanya distorsi dari arus
lampu. Ketidaksesuaian kapasitor pada frekuensi rendah juga disebabkan oleh halhal yang lain. Salah satu contohnya adalah tegangan Iampu yang berubah secara
tidak kontinyu. Hal ini dapat dianggap bahwa perubahan membutuhkan waktu
yang singkat, utama tetap konstan sehingga perubahan tegangan ditanggung oleh
kapasitor.
17
BAB III
TUJUAN DAN MANFAA T PENELITIAN
3.1. Tujuan Penelitian
Tujuan khusus dalam melakukan kegiatan penelitian ini ada!ah:
I. Mernbuat "prototype" unit alat yg dapat pengukur konsumsi energi listrik pada
berbagaijenis lampu penerangan dan kornputer,
2. Mengukur berbagai jenis lampu penerangan dan komputer untuk mengetahui
besar konsumsi energi listrik yang dapat digunakan sebagai acuan dalam audit
energi dalam upaya mengoptimalkan penghematan energi.
3.2. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah
I.
Dapat membuat sebuah unit alat frototype yang dapat mengetahui dan atau
menghemat energi listrik pada berbagai jenis lampu penerangan khususnya
pada lampu jenis TL, dan dapat untuk mengukur besar konsumsi energi listrik
dari berbagai jenis lampu dan komputer.
2. Laporan hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan dalam kegiatan
audit
energi
khususnya
dalam
perhitungan
dan
menentukan
besar
penghematan energi dari berbagai jenis lampu penerangan dan komputer. Dari
hasil laporan audit energi yang benar akan membawa dampak penghematan
energi yang optimal.
18
BABIV
METODE PENELITIAN
Metode yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah :
4.1. Persiapan Alat:
Persiapan alat dimaksudkan untuk mempersiapkan peralatan yang akan
dipergunakan untuk mengambil data yang dibutuhkan dalam penelitian, yaitu
diperlukan langkah-langkah persiapan sebagai berikut:
a. Pernbuatan, Pernbelian, dan pengadaan peralatan
I.
Pernbuatan tempat dudukan berbagai jenis lampu penerangan
2. Alat ukur; ampermeter, voltmeter, wattmeter, dan luxmeter.
3. Pera Iatan; kapasitor, sakelar, berbagai jenis lampu, dan lai-lain,
4. Power Quality Analyzer ( sewa)
Garn bar 4.1 Unit alat pengukur berbagai jenis lampu penerangan
19
Keterangan: I. Panel
2. Meja
3. Saklar Utarna
4. Larnpu TL
5. Ballast
Kapasitor
Saklar
9. Lampu pijar dan LHE
10. Starter
I I. Voltmeter
7.
8.
elektrornagnetik
6. Ballast Elektronik
a. Merangkai sistern kelistrikan
12.
Arnpermeter
dengan berbagai alat ukur termasuk
kapasitor,
b. Uji coba kelayakan semua alat ukur yang akan dipergunakan dalam
penelitian, revisi dan perbaikan bila ada yang kurang.
c. Pengambilan data-data untuk penelitian siap dilakukan.
4.2. Pengambilan dan Pengumpulan Data :
Pengambilan data dilakukan pada berbagai jenis lampu penerangan, untuk
jenis lampu yang menggunakan kumparan perlu diperbandingan dengan yang
dilengkapi kapasitor. Untuk
mengetahui
dan menentukan
berbagai potensi
penghematan energi yang dituangkan secara kumulatif, perlu adanya analisa data
dan perhitungan-perhitungan
yang didasarkan pada buku-buku referensi, jurnal
dan makalah sehingga didapatkan nilai tertentu dan dituangkan dalam bentuk
tabel dan grafik.
a. Deskripsi Pengujian
Pengumpulan data yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah terdiri dari
I. Membuat model prototipe untuk alat penelitian.
2. Mencatat langsung pada objek yang diteliti dari data-data alat ukur. Serta
spesifikasi dan karakteristik komponen yang digunakan, seperti : lampu
TL dan ballast.
3. Pengukuran pada cahaya dan Perhitungan pada alat yang telah dibuat,
meliputi : tegangan, arus, daya dan power faktor.
Alat ukur yang digunakan untuk
pengambilan data pada tugas akhir ini
adalah Voltmeter, ampererneter, dan luxmeter. Alat ukur ini digunakan untuk
mengukur besarnya tegangan, arus, dan cahaya yang keluar dari lampu.
Pada alat ini terdapat 6 lampu TL I 8 [watt] (4 ballast elektromagnetik., 4
ballast elektromagnetik dengan kapasitor, dan 2 ballast elektronik) dan 9 lampu
20
hemat energi (LHE) serta 3 lampu pijar yang dirangkai sedemikian rupa. Dimana
untuk
Iampu TL dipasangkan
dengan
3 macam
elektromagnetik,
lampu
variasi,
TL
yaitu
lampu TL
menggunakan
ballast
menggunakan
Ballast
elektromagnetik
dengan kapasitor, dan lampu TL menggunakan ballast elektronik.
Yang diukur pada saat hanya I lampu yang menyala.
Hal ini dilakukan 'untuk mempermudah
pengambilan data guna mengetahui
pengaruh kapasitor terhadap arus dan faktor daya serta perbedaan antara ballast
elektromagnetik
dengan
ballast
elektronik.
Adapun
pertimbangan
dalam
pemilihan kapasitas kapasitor untuk kondisi resistif sesuai dengan rekomendasi.
Pada lampu hemat energi (LHE) akan dibandingkan
3 macam lampu dengan
merk berbeda dan dengan lampu pijar. Hal ini dilakukan untuk mengetahui berapa
konsumsi energi pada Jampu hemat energi dan lampu pijar.
Pengukuran untuk setiap kondisi dilakukan sebanyak 3 kali percobaan agar
data yang diambil lebih akurat. Dan untuk kondisi yang memakai
setelah
pengukuran
harus
menunggu
beberapa
menit
kapasitor,
(± I 0 men it) untuk
pengosongan kapasitor.
Jumlah sampel yang dilakukan pengujian adalah 6 buah lampu TL, 12 buah
lampu pijar kaca bening dan 12 buah lampu pijar kaca bening, 12 buah
lampu LHE yang prosedur pengujian alat dilakukan sebagai berikut:
I. Larnpu TL 18 [watt] dengan ballast elektromagnetik.
2. Lampu TL 18 [watt] dengan ballast elektromagnetik+variasi kapasitor.
3. Lampu TL 18 [watt] dengan ballast elektronik.
4. Lampu pijar kaca bening (incandescent) daya 15 [Watt].
5. Lampu pijar kaca putih (incandescent) daya 15 [Watt].
6. Lampu hemat energi (LHE) daya 15 (Watt].
21
I
I
Program Pemerlntah tentang penghematan
energi llstrik dan air
I
I
lnstltusl Pemerlntah. swasta, dan masyarakat
perlu melakukan ttndakan penghernatan energl
I
I
Salah satu upaya rnolakuk an hemat energl adalah
menggunakan p eralatan yang hemat energl atau
peralatan yang dapat menghemat energi.
Anrara lain pada lampu penerangand:an
komputer.
!
Masyarakat kamous oertu melakukan penolitian pada
lampu penerangan, komputer, dan peralatan hemat energ1
-
'
Perlu alat untuk peneliti::in (alat penelltian harus dibuat)
Proses Penelitian
I
I
Analisa data
I
I
umum penu tahu lampu penerangan yang
Masyarakat
hemat energi dan alat yang dapat menghemat
energi
I
I
Dapat menentukan
Bes ai konsumst energi hstl'ik pada berhagal [enls
lampu penerangan dan komputer
Besar penghemalan 1merg1 yang dapat doperolah
dalam menggunakan peralatan tersebut
I
I
Kesimpulan I Lap oran
I
Dapat d1gunak:m sebaga1 acuan dalarn kegiatan konservasl
energl
Garn bar 4.2. Skema proses metodolagi penelitian
4.3. Analisa Data :
Data-data yang telah didapatkan, diselesaikan dengan teknik analisis
berdasarkan buku-buku referensi, jurnal dan makalah sehingga didapatkan nilai
tertentu atau optimal, selanjutnya dituangkan dalam bentuk tabel dan grafik dalam
buku laporan penelitian "Analisis Konsumsi Energi Listrik pada Berbagai Jenis
Lampu dan komputer Dalam Upaya Mengoptimalisasikan Penghematan Energi".
Luaran dari penelitian ini adalah sebuah alat frototype yang dapat
menghemat energi listrik pada berbagai jenis lampu penerangan khususnya pada
lampu jenis TL, dan dapat untuk mengukur besar konsumsi energi listrik dari
berbagai jenis larnpu dan komputer.
22
BABV
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Pengujian pada Lampu Jenis TL
Pengujian pada larnpu jenis TL (Tube Lamp) daya 18 [W] Menggunakan
Ballast Elektromagnetik
Data pengukuran yang ada dapat dibuat grafik konsumsi daya untuk semua
merk ballast, untuk analisa daya ada 3 macam daya yang dianalisa yaitu ; daya
aktif, daya reaktif dan daya nyata,
Garn bar 5.1. Alat yang dibuat untuk penelitian
Daya Aktif (Watt)
Daya yang melakukan usaha atau energi yang sebenarnya. Dengan data
perhitungan yang ada, rnaka grafik konsumsi daya dapat dilihat pada Gambar 5.1
dan grafik 5.1.
Tabel 5.1 Daya AktifTerhadap Ballast Elektromagnetik dan Kapasitor
No
Merk
Ballast
Daya Aktif [watt]
Tan pa
Kapasitor
3.5 [µF]
4 [µF]
4.5 [µF]
5 [µF]
1
Phillips
27.72
11.165
11.935
12.166
13.09
2
Os ram
26.95
11.55
11.935
11.935
12.705
23
3
Bright G
20.79
8.855
11.55
13.09
16.17
4
M Fith
21.95
11.165
11.55
13.09
15.785
Daya Aktif
30
-·-l-
is
20
• Phillips
15
l
• Osram
10
11
Brighl
G
• M Filh
0
l
T.rnp.1
K.>p,1silOI"
3.S l~tF]
4.5 (~tF]
5 [µF]
Gambar 5.2. Diagram Daya Aktif dengan Ballast Elektromagnetik
Analisa perhitungan
untuk daya aktif:
a. Pada saat tanpa kapasitor
P
b.
= V.
l. Cos
o
===
220[V]. 0.36[A] . 0.35
=
27.72 [watt]
Dengan variasi kapasitas kapasitor
);;>Kapasitor 3.5 [µF]
>:-
P = V . I . Cos cp
);>
=
220[Y].O. l45[A] .0.35
=
11.165 [watt]
Kapasitor 4.5 [µF]
P = V . l . Cos <p
= 220[V].0.158[A].
0.35
= 12.166 [watt}
Kapasitor 4 [µF]
~
P = V . I . Cos cp
= 220[V].O. I 55[A]
= 11.935 [watt]
.0.35
Kapasitor 5 [µF]
P
=
V . I . Cos cp
= 220(V]. O. I 7[A]
= 13.09 [watt]
. 0.35
Dari data hasil perhitungan terlihat bahwa semakin besar kapasitas
kapasitor, daya aktif semakin kecil. Dengan kapasitas kapasitor yang over
membuat beban bersifat leading dan factor daya semakin kecil, bila factor daya
kecil maka besar daya aktif akan semakin besar sesuai dengan perhitungan.
24
Analisa perhitungan
untuk konsumsi energi :
a. Pada saat tanpa kapasitor
W=V. I .t
= 220 [V] . 0.36 [A]. I 0 [jam]
= 792 [Wh/hari]
Dengan asumsi t = I 0 [jam/hari]
b. Dengan variasi kapasitas kapasitor
)>
Kapasitor 3.5 [µF]
W1=V.
)>
l>
I. t
Kapasitor 4.5 [µF]
W3= V. I. t
=220[Y]. 0.145[A].!O[jam]
= 220[V]. 0.158[A].1 O[jam]
= 319 [Wh/hari]
= 347.6 [Wh/hari]
Kapasitor 4
»
[µF]
W2= V. I. t
Kapasitor 5 [µFJ
W4= V. I. t
= 220[V]. O. I 55[A]. ! O[jam]
= 341 [Wh/hari]
= 210 [Y]. 0.17 [A].1 O[jam]
==
374 [Wh/hari]
Jadi efisiensi energi yang didapat adalah:
;,;. Dengan kapasitor 3.5 [µF]
''
'I
.•
1l
. . ll'
11
1'W
}>
=
'1
'
.
= ._ 1
1' I I'
= 11-
.
1
-
Jt)
x 10:1 c;,:
3411
) x 100 c.•~
792.
.
-
= 36 .9 c.;.
347.6
- --)
792
1:H' = 56.1 c;;~
.r l 00 c.:-.
JI',\
:1W
Ii'~'.
nH' = {_1 - ll'~} x 100 °-i:
I
\
= I. l - -319
792) I
= 39.7 c.;-
Dengan kapasitor 4.5 [µF]
.
1~-~
- -lli_\l
l l' .v,. ll•I• ~.;.•
Dengan kapasitor 4 [µF]
'
1'lt'
l>
nJ.['
., .
)>
= (._' l
X
100 c~
Dengan kapasitor 5 [µF]
nl
., V
= {._. 1 '
w)
l l' .r 100
--2
374
--::; )
79,_
nW::: 52.7%
71W
= (. 1 -
C;r
,
x 100 °le
1. Daya Reaktif [V Ar]
Dengan melihat data perhitungan daya reaktif terhadap kapasitas kapasitor
dapat dilihat jika terlalu kapasitif akan membuat ni!ai daya reaktif semakin besar.
Tetapi jika dipasang kapasitor yang sesuai besarnya, maka daya reaktifnya kecil.
Berikut adalah grafik daya reaktif terhadap kapasitas kapasitor pada saat
lampu menyala :
25
Tabel 5.2 Daya ReaktifTerhadap
Ballast Elektromagnetik
dan Kapasitor
Daya Reaktif [VAr]
No
Merk Ballast
I
2
Phillips
Os ram
3
Bright G
4
M Fith
Tanpa Kapasitor
3.5 [µF]
4 [µF]
4.5 [µF]
5 [µF]
74.29
8.93
19.51
26.11
31.49
72.23
9.24
19.51
25.61
30.56
55.72
58.81
7.08
8.93
18.88
18.88
28.09
28.09
38.9
37.97
Daya Rea ktif
-·
11
Phillips
• o sram
30
20
.
10
ri11~ra1
0
T,rnp,1
3 5 [11F)
llHI
4 [pF]
lilll]llt.
4.5 [1-1F]
tt
Bright G
., M F1th
5 [1-1F)
Kc1µ.i~itor
Garn bar 5.3. Diagram Daya Reaktif dengan Ballast Elektromagnetik
Analisa data daya reaktif:
I . Pada saat tanpa kapasitor
Q = V. I. Sin <p
= 220[V] . 0.36[A]
= 74.29 [V Ar]
. 0.938
2. Dengan Variasi Kapasitas Kapasitor
~
Kapasitor 3.5 [µF]
= 19.505 [VAr]
Q = V. I. Sin <p
= 220[V].0.145[A].
= 8.932 [Y Ar]
~
);:>-
Kapasitor 4.5 [µF]
Q = V . I . Sin cp
0.28
=220[V].O. I 58[A].0.75 I
=26.1 [VAr]
Kapasitor 4 [µF]
Q = V. I. Sin <p
=220[V].O. I 55[A].0.572
);:>-
Kapasitor 5 [µF)
Q = V . I . Sin q>
26
=220[V].O. I 7[A] . 0.842
=
3 l.49 fVArl
Dari data hasil perhitungan terlihat bahwa pemberian kapasitas kapasitor
yang sesuai (menjadi mendekati resistif) dapat mengurangi daya reaktif yang
diserap. Tetapi pemasangan kapasitor yang berlebihan menyebabkan
beban
menjadi leading dengan daya reaktif menjadi semakin besar.
3. Daya Nyata [VA)
Daya yang ditimbulkan oleh sumber listrik. Terlihat bahwa daya nyata
sebagai penjumlahan vektor dari daya aktif dan daya reaktif. Berikut adalah
Gambar 5.3. grafik daya nyata terhadap kapasitas kapasitor pada saat lampu
menyala:
Tabel 5.3 Daya Nyata Terhadap Ballast Elektromagnetik + Variasi Kapasitor
Daya Nyata [VA]
No
Merk Bal last
Tanpa Kapasitor
3.5 [µF]
4 [µF]
4.5 [µF]
5 [µF]
79.2
31.9
34.1
34.76
37.4
77
33
34.l
34.1
36.4
59.4
25.3
33
37.4
46.2
62.7
31.9
33
37.4
45.I
Phillips
I
2
Os ram
3
Bright G
4
M Fith
Daya Nyata
80
70
60
50
-~
~L Pl.-- JllllJIH Jllt-1111_~
11
Phillips
• Osrarn
•Bright
G
• M F1th
_m_
T.:i11p,1
3.5 [µF]
4 [~IF I
4.5 [~1F]
S[µF]
K.:ip•1~itor
Gambar 5.4. Diagram Daya Nyata dengan Ballast Elektromagnetik
27
Analisa data daya nyata :
l. Pada saat tanpa kapasitor
S=V. I
=
220[V] . 0.36[A]
= 79.2
[VA]
2. Dengan variasi kapasitor
~
Kapasitor 3.5 [µF]
~
Kapasitor 4.5 [µF]
~
S=V. I
= 220[V] _ O. l 58[A]
= 34.76 [VAJ
Kapasitor 5 [µF]
S= V. I
=
220[V] . 0.145[A]
=31.9 (VA]
~
Kapasitor 4 [µF]
S= V. I
= 220[V] . 0.17[A)
= 37.4 [VA]
S= V. I
= 220[VJ . 0.155[A]
.:c: 34.1 [VA]
Berdasarkan
analisa yang dilakukan dapat diambil kesimpulan
saat kondisi resist if (faktor daya mendekati
bahwa pada
1) nilai daya nyata paling rendah,
karena pada kondisi ini pula nilai daya reaktif yang diserap paling kecil sehingga
besarnya hampir sama dengan daya aktif Ketika pemasangan
kapasitor berlebihan
daya nyata menjadi semakin besar, daya reaktif yang dapat ditirnbulkan juga
semakin besar.
4. Efek Pemasangan Kapasitor
Dengan menggunakan
persamaan 2.6 besarnya nilai kapsitor yang bisa
menaikkan faktor daya lampu sesuai dengan yang diinginkan
Misalnya, selama ini PF dari sebuah ballast elektrornagnetik
standart yang ditetapkan
dapat diketahui.
= 0.35,
sedangkan
adalah PF min 0.85-1. Maka dengan menggunakan
persamaan dapat dicari nilai kapasitor yang sesuai untuk lampu TL 18 [watt].
Berikut ini adalah proses perhitungannya
Diketahui :
P = 18 [watt]
Pfi , 0,35
---t
:
cp1 ""'69,512°
Pf2 = I
---t <p1 = 0
= 220 [volt]
F = 50 [Hz]
C""'
?
---t
---t
tg 69,512°
= 2,676
tg 0 = 0
V
Ditanya:
28
Jawab :
C
=
3185 :: P
(tg.p1
•
c=
c=
-
t9(():)
T •:
3185 x 13 (2,676 - 0)
220=
3185 x 18 x 2.676
c = 3.169
.+a-too
[~iF)
Maka pemilihan penggunaan kapasitor untuk keadaan mendekati
kapasitasnya adalah 3.5 [µF] dan untuk keadaan mendekati kapasitif adalah 5 [µF].
Analisa Perbandingan Faktor Daya Terhadap Kapasitas Kapasitor dengan
Hasil Perhitungan Sesuai persamaan 2.6 dapat dihitung nilai PF yang didapat dari
pemasangan
kapasitor.
a) Berikut anal isa hasi I perhitungan untuk penggunaan kapasitor 3.5 [µF]
• Hasil Perhitungan:
Diketahui :
P = 18 [watt]
Pf1 =0,35
--. <pi= 69,512° - tg 69,512° = 2,676
C = 3.5 [µF]
V = 220 [volt]
F = 50 (Hz]
Ditanya : PF2 ??
Jawab:
3185 .\' p (tP.<.?1 - t.Q<.i':)
C=
r
3.5 ~({
1·:
=
3135
X
18 ::~.O 76 - r:g i.p:)
220·
.
169.~00 = 57.330 :~.676-~a~-·,
..... - "'
2.::155
~.6 76 - ~g <P:
t£ rf}: = 2.955 __:_ 2.676
=
t£ r.p:
'P:
Cos
= 0.279
= l~.~tl~
o-. =0.96
b) Berikut analisa hasil perhitungan untuk penggunaan kapasitor 4 [µF]
• Hasil
Perhitungan
Diketahui :
P = 18 [watt]
Pf1=0,35
-<p1=69,512°
C = 4 [µF]
V = 220 [volt]
F = 50 [Hz]
-tg69,512°=2,676
29
Ditanya : Pf 2 ??
Jawab:
. C = 3185 x P (t91.,?1
-
tBl.P:)
l'.:
=
4~1F
193.6i)O
3.377
=
ts;'{).:
3185 x 18 l).676 - tg ({.:)
..,_20-57.330 (:2.676 - tg 'P-.:.)
to ({}.:
= 2.676 -
= 3.3 77
- ~.6 76
= O.iOl
<P.: = 35.03'
t9<P.:
Co!'().:.=0.818
c) Berikut analisa hasil perhitungan
untuk penggunaan
kapasitor 4.5 [µF]
• Hasil Perhitungan
Diketahui :
P = 18 [watt]
Pf1 = 0,35
-+ cp1=69,5l2°
-+
tg 69,512° = 2,676
C = 4.5 [µF]
V = 220 [volt]
F = 50 [Hz]
Ditanya : Ph??
Jawab:
3185
C=
+.5 !iF
=
x P (tgt.:>1
-
t[J<P:.)
t -;
318 5 ::: 18 : 2.6 76 - !9
'.'l,
_.:l1
v-)
-
217.:300 = 5!.330 :2.676 - ':g w.::
3.199 = 2.676 - ':9 l.P:
tg.p,: - J.799 - ~.(;7tj
:g 'P.: = 1.123
cp~ = 48.316'
Cos ifi.: = 0.66
d) Berikut analisa hasil perhitungan
untuk penggunaan
kapasitor 5 [µF]
• Hasi! Perhitungan
Diketahui :
P = 18 [watt]
Pf1 = 0,3 5
C"" 5 [µF]
Ditanya:
-+
cp1 = 69,512°
-+
tg 69,512°
= 2,676
V = 220 [volt]
F = 50 [Hz]
PF2??
Jawab:
30
5·F µ
-
3185X18 ~-2.676 - t a tj.)
.
<:I'
; '0:
_242.000 == 57.330 (2.676 - rg 'IJ:)
4.221 = .::.676 - ~9 '{):.
t;; !1"= = .l_.,.,, - "l.fi7<i
rg 'P: = 1.454
'P: = 57.087'
Cos sp-. = 0.5-t
Dari hasil ana!isa faktor daya diatas, maka dapat disimpulkan bahwa nilai
Power Factor (PF) a tau faktor daya berubah-ubah sesuai dengan kapasitas
kapasitor. Hal ini dapat dilihat pada Garnbar 5.4. tentang perbaikan power faktor.
Tabel 5.4 Power Factor Terhadap Bal last Elektromagnetik dan Kapasitor
~
Merk
Ballast
No
Power Factor (Cos cp)
3.5 [µF]
4 [µF]
4.5 [µF]
5 [µF]
I
Phillips
0.96
0.82
0.66
0.54
2
Os ram
0.95
0.81
0.67
0.57
3
Brighi G
0.97
0.78
0.64
0.5
4
M Fith
0.93
0.8
0.65
0.51
Power Aktif
. --
1
0.9
0.8
-
. ..
0.7
.,_
• Phillip~
0.G
0.5
-
• Osrarn
0.4
1111·
0.3
0.2
0.1
0
3.'> [µF)
4 (11F]
4.5 [~LF]
• BrighL G
,. M F1th
S (~1F)
Gambar 5.5. Diagram Power Factor (PF) Terhadap Ballast Elektromagnetik
31
Analisa Tingkat Pencahayaan
Penggunaan
kapasitor
pada lampu TL tidak merubah
Hal ini dapat dilihat pada Gambar
Tabel
5.5 Tingkat
5.5 tentang intensitas
Pencahayaan
tingkat pencahayaan.
cahaya.
dengan Ballast Elektromagnetik
No
Merk ballast
Tanpa Kapasitor
3.5 [µF]
4 [µF]
4.5 [µF]
1.
Phillips
360
360
360
360
5
[µF]
360
2.
Os ram
382
382
382
382
382
3.
Bright G
305
305
305
305
305
4.
M Fith
310
310
310
310
310
Lux
400
350
r
300
250
"' Phdli p~.
200
111 Osr<1n1
150
mB1ightG
100
a
50
M Fil11
0
T.-1np,1
4 (11 r)
3.r, [pF)
4,S[~tF]
5 [~tFJ
K.1p.-i 51 LOI
Garn bar 5.6. Diagram Tingkat Pencahayaan
Data Ballast Elektronik
Pada Tabel 5.7 dan Gambar 5.9, dapat diamati bahwa ballast elektronik merk
Phillips mempunyai daya yang lebih besar, namun tingkat pencahayaannya masih
lebih besar merk Phillips.
Tabet 5.6 Lampu TL daya [ 18 W] menggunakan ballast elektronik
No
I.
2.
Merk Ballast
Phillips
Gold Star
[
[ampere]
0.08
0.075
PF
0.95
0.85
p [watt]
16.72
14.025
Lux
380
190
32
380
400
r
350
,.
300
I
250
• Pliilliµs
200
•Gold
'
Gold Star
St ar
150
100
<'
••
so , · ,. , o.a's->~
O.BS
O,~S ~
.-
0 •'
I (arupore)
PF
- 1~
lS.84 -~
-
-?'
P (W.1\t)
t.ux
Gambar 5.7. Diagram Lampu TL [ 18 W] menggunakan ballast elektronik
../ Beruku adalah analisa perhitunan konsumsi energi untuk ballast elektronik:
a. Merk Phillips
W=V.1.t
b. Merk Gold Star
W=Y.l.t
=220[V]. 0.08[A]. I O[jam]
=220[V].0.075 [A]. I Ojjarn]
= 176 [Wh/hari]
= 165 [Wh/haril
Dengan asurnsi t = l 0 [jam/hari]
5.2. Pengujian pada Lampu Hemat Energi
Garn bar 5.8: Mengukur tingkat pencahayaan dengan Lux-meter
Hasil Pengujian pada Lampu Hemat Energi (LHE), gambar 5.7 adalah foto
saat melakukan pengukuran pada larnpu LHE. Tabel 5.7 dan Gambar 5.8 dapat
diamati bahwa masing masing merk lampu mempunyai power faktor diatas 0.85
namun pada merk Phillips mempunyai power faktor dan pencahayaan yang \ebih
33
baikjika dibandingkan dengan yang lainnya. Daya yang diukur merk China lebih
rendah dan pencahayaannya lebih rendah pula.
Tabet 5.7 Konsumsi energi listrik pada Lampu Hemat Energi [ 18 watt]
No
Merk Lampu
I.
Phillips x 3
Osrarn x 3
M. China x 3
2:
3.
I
[ampere]
0.24
0.3
0.145
p
PF
Lux
(watt]
0.96
0.95
725
50.688
62.7
29.348
0.92
800.
700
600
500
-100
~00
715
188
• F'hllhp~x.3
• M. Ch11l.J x 3
200
100
0
5
(.A.Ul
l)l'I')
?I
P
(vv.ar r)
Lu
111:
Gambar 5.9. Diagram Konsumsi energi listrik pada LHE [ 18 watt]
./ Berikut adalah analisa perhitungan konsurnsi energi untuk lampu hemat
energi (LHE) :
a. Merk Phillips
b.
W=V .1.t
Merk Osram
W=V.l.t
=220[VJ.0.24 [A].1 O[jam]
= 528 [Wh/hari]
=220 [V). 0.3(A]. I 0 [jam]
= 660 [Wh/hari]
c. Merk China
W=V. l .t
= 220[V].
O. I 45[A]. I 0 Dam]
Dengan asumsi t = 10 [jarn/hari]
= 319 [Wh/hari]
5.3. Hasil Pengujian pada Lampu Pijar
Berdasarkan hasil pengukuran dan perhitungan yang dapat dilihat pada
Tabel 5.9, dapat diamati bahwa pada lampu merk Osram mempunyai besar daya,
34
arus yang lebih tinggi, namun pencahayaannya
paling tinggi dibandingkan
dengan
yang lainnya. Bentuk Diagram dapat dilihat pada Gambar 5.1 l.
Tabel 5.8 Konsumsi energi listrik pada lampu pijar [25watt]
No
Merk Lampu
I [ampere]
PF
P [watt]
Lux
l.
2.
Phillips x 3
Osrarn x 3
0.285
0.3
0.87
0.87
54.549
57.42
147
189
3.
M.China x 3
0.27
0.9
53.46
180
!
200
150
100
so
Merk China x 3
Osramx
0
I [Anvpor}
3
Phillips x 3
l'F
P (Vll.:tll)
Garn bar 5.10. Diagram Konsumsi
Lux
energi listrik pada lampu pijar [25watt]
../ Berikut adalah analisa perhitungan konsumsi energi untuk larnpu pijar:
a.
Merk Phillips
W::o:V.J.t
=220[V].0.285(A].
= 627
I Ouam]
[Wh/hari]
b. Merk Osrarn
W=V.1.t
=220[V]. OJ(A]. l Ojjarn]
==
660 [Wh/hari]
35
c. Merk China
W=V.1.t
=220[V].0.27[AJ.
Dengan asumsi t = I 0 [jam/hari]
l OOam]
= 594 [Wh/hari]
5.4. Pengukuran pada Lampu Hemat Energi (LHE)
Analisa Perbandingan !ampu LHE 18 [watt] dengan Lampu Pijar 25 [watt].
Tabel 5.10. merupakan data tentang lampu LHE dan lampu Pijar, meskipun berbeda
dengan daya yang tercantum pada larnpu, !ampu LHE mempunyai pencahayaan yang
jauh !ebik baik.
Tabel 5.9. Lampu LHE dan Lampu Pijar
No
·Merk Lampu
I.
Phillips (LHE)
2.
Phillips (Pijar)
I
[ampere}
0.24
0.285
PF
0.96
0.87
r·
p
[watt]
Lux
50.688
54.549
. - - . ---· ---··----·
725
147
- --· - - ·1
I
Ii
I
\
800
l
725
!I
700
i
600
500
400
300
g
.
Phillip~ (Lil[)
m Phillips
(P1j.'.l()
200
50.688
lOO
0
:
~
.,
0.24 0.28$
-~ -.._....._....
0.96
0.87
mimJ
..---....--.PF
S<l.549
P
(VV<.Hl)
Lux
Gambar S.11. Diagram Analisa Lampu LHE dengan Lampu Pijar
S.S. Perbandingan Basil Analisa Data pada Berbagai Jenis Lampo Penerangan
Analisa Perbandingan daya pada berbagai jenis lampu terhadap intensitas
penerangan (cahaya) dan besar intensitas terhadap daya yang diperlukan.
Ballast Elektromagnetik dengan Ballast Elektronik, larnpu LHE dengan lampu pijar.
Dari Tabel 5.9 maka didapat data tentang kedua ballast. Ballast Elektronik
36
mempunyai
power faktor dan pencahayaan
dengan ballast Elektromagnetik
serta arus
yang jauh
lebih tinggi dibandingkan
yang sangat rendah sehingga
daya yang
dihasilkan juga rendah.
Tabel 5.10. Ballast Elektromagnetik
No
Merk Ballast
I.
Phillips
(Elektromagnetik)
Phillips
(Elektronik)
2.
dengan Ballast Elektronik
I [ampere]
PF
p [watt]
Lux
0.36
0.35
27.72
360
0.08
0.95
16.72
380
400
300
'
11
200
Pllilhps (Konvcnsronat)
m Phifhps (Elcktronik)
100
0
•
PF
Gambar
P
(Wall)
Lux
5.12. Diagram Analisa Ballast Elektromagnetik
dengan Ballast Elektronik
Tabel 5.11. lntensitas Cahaya dari berbagai jenis lampu daya 25 Watt
No
Jenis Lampu
Daya
(Watt)
25
Intensitas Cahaya
(Lux)
70
l
Lampu Pijar (kaca bening)
2
Lampu Pijar (kaca putih, dop)
25
60
3
Lampu LHE
25
470
5
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
25
335
6
Lampu TL Ballast Elektron ik
25
552
7
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
+ kapasitor
25
753
37
Tabel 5.12. Keperluan daya dari berbagaijenis lampu penerangan (200 Lux)
No
Jenis Lampu
Intensitas
(Lux)
Pada Setiap Luas Ruangan
2x2 m2 Perin Daya (Watt)
3 x 25.
I
Lampu Pijar (kaca bening)
200
2
Lampu Pijar (kaca purih, dop)
200
4 x 25
3
Lampu LHE
200
11
5
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
200
15
6
Larnpu TL Ballast Elektronik
200
9
7
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
+ kapasitor
200
7
.....
)(
:J
.J
ro
>
ro
..c
ro
v
V)
.~~
V)
e
(1)
.....
=
800
700
600
500
400
300
200
100
0
-+-Daya [ 25 Watt)
-f.l-lntensitas (Lux)
Garn bar 5.13. Besar intensitas cahaya dari berbagai jenis lampu daya 25 Watt
5.5. Pengujian pada Komputer
Pengujian pada kornputer dilakukan pada 2 jenis komputer, yaitu komputer
jenis CPU monitor LCD luas layar 17" jumlah I 0 unit cfan CPU monitor biasa luas
layar 14"-JS"jumlah 10 unit. Pengukuran daya konsumsi listrik menggunakan alat
Power Quality Analizer.
38
I
I
i
J"
Garn bar 5.14. Power Quality Analizer (Aiat ukur konsumsi energi listrik)
Gambar 5.15. Kornputer jenis CPU. Monitor LCD 17" tahun 20 I 0
Garn bar 5.16. Korn puter jen is CPU, Monitor biasa 15" tahun 2004
39
Tabet 5.13. Data pengukuran dari I 0 unit kom puter
No
Jenis Komputer
Jml
v
A
w
I.
CPU monitor LCD kondisi aktif
10
203
5,5
760
2.
CPU monitor LCD kondisi stand by
10
203
1,8
254
3.
CPU monitor biasa kondisi aktif
10
215
8,3
I 132
4.
CPU monitor biasa kondisi stand by
10
215
4,6
632
Keterangan : CPU - Core 2 duo, Windows 7 Ultimate, Monitor LCD 17" tahun 2010.
CPU - Pentium 4, Windows XP, monitor 14" - I 5" tahun 2004-2009.
Konsumsi
......
......
Cl)
Energi dari 10 Unit l<omputer
"'E
1200
1000
800
600
400
200
c
0
5
,_
(l}
c
0.0
LU
;l
V'l
0
::.::
EJAktif
[Watt]
: l'DStand By [Watt]~
!
Monitor LCD
Th ZOlO
760
--
Aktif dan Stand By
;
Monitor Biasa ~-]
Th 2002-2004
-r-------1132-~
+ ----
254
•
-
-
- --------
632
- --·-·. ·----
---
--1
.J
Gambar 5.17. Grafik besar konsurnsi energi dari JO unit komputer
40
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan
penelitian
dari hasil pengukuran,
perhitungan,
dan analisa
data dalam
ini dapat disirnpulkan, bahwa penggunaan jenis lampu penerangan
dari yang paling hemat berdasarkan kebutuhan kuat cahaya/penerangan
urutan
(intensitas 200
Lux) dan perkiraan keperluan daya untuk ruangan 2x2 m2 adalah sebagai berikut:
No
Jenis Lampu
Daya Lampu [Watt]
+ kapasitor
I.
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
2.
Lampu TL Ballast Elektronik
9
3.
Lampu LHE
11
4.
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
15
5.
Larnpu Pijar (kaca bening)
3 x 25
6.
Lampu Pijar (kaca putih, dop)
4 x 25
Berdasarkan
hasil penelitian
dari berbagai jenis lampu penerangan
Watt urutan dari yang paling kuat cahaya/penerangan
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
adalah sebagai berikut:
+ kapasitor
753
2
Lampu TL Ballast Elektronik
552
3
Lampu LHE
470
5
Lampu TL Ballast Elektromagnetik
335
6
Lampu Pijar (kaca bening)
70
7
Lampu Pijar (kaca putih, dop)
60
Berasarkan
hasil penelitian dari I 0 unit komputer CPU monitor LCD 17'' dan
l 0 unit monitor 14" - 15" biasa Genis tabung) dapat disimpulkan
No
daya 25
lntensitas Cahaya [Lux]
Jenis Lampu
No
7
Jenis Komputer
seperti berikut:
Daya Input [Watt]
I.
CPU monitor LCD kondisi aktif
760
2.
CPU monitor LCD kondisi stand by
254
3.
CPU monitor biasa kondisi aktif
1132
4.
CPU monitor biasa kondisi stand by
632
41
Saran
Hasil penel itian ini masih dalam bentuk perbandingan hal ini dimaksudkan
agar lebih tleksibel, para pemakai dalam upaya menghitung besar penghematan energi
dapat meng-konversi sendiri yang disesuaikan dengan jenis lampu yang diganti dan
yang akan digunakan serta lama waktu penggunaan baik pada lampu penerangan
maupun pada komputer.
Penghematan energi dapat tercapai apa bila ada usaha nyata yang dapat
dilakukan oleh; diri sendiri, dalam keluarga, dan karyawan dalam institusi. Walaupun
usahanya kecil bila dilakukan dalarn jumlah yang banyak, maka hasilnya akan terlihat
nyata dan besar.
42
DAFT AR PUST AKA
•
Arnold Edward, l 983. Lamps and lighting, Great Britain : The Pitt Man Press.
•
Filzi R., dkk. 2005. Audit Energi dan Implementasi Peralatan Hemat Energi
pada Gedung Kantor di Lingkungan DepDikNas, PT. KONEBA (Persero),
Jakarta.
•
lndartorno Y.S .• dkk. 2009. Energi dan Lingkungan Sebuah Keterkaitan yang
Erat. Prosiding Seminar Nasional 4- 5 Maret 2009 Dies Emas ITB, Bandung.
•
Sukusno P., 2005. Kriteria Kondisi Nyarnan Dalam Menggunakan Mesin AC
di Lingkungan PNJ, Jurnal Poli Teknologi Vol.4 No. 3 UP2M Politeknik
Negeri Jakarta, Depok.
•
Yoshuaki
UDA, 1999. Energy Management, New Energy
and
Industrial
Technology Development Organization Training Program on Industry and
Evironmental Protection for ASEAN (Program on Energy Conservation).
•
........ , 2005. Laporan Akhir Perkerjaan audit Energi Sektor lndustri dan
Bangunan Komersial pada Pelanggan PT PLN (persero),
PT. KONEBA
(Persero), LAP!-ITB, UPPM-TGP-FTUI, Jakarta.
•
www.pln-jabar.co.id, 2009. Tips Hemat Listrik, PT PLN (persero).
•
l-/ftp:/l11•w1l'.(!Ur./igh1i11g.f)hilips.c:omlconlactslcon1avts.shm1.
2009.
Philips
Lighting. Philips TL5 Lamps, 29 Juni 2009.
•
2005. La po ran Akhir Perkerjaan audit Energi Sektor lndustri dan
Bangunan Komersial pada Pelanggan PT PLN (persero),
PT. KONEBA
(Persero), LAPl-!TB. UPPM-TGP-FTUI, Jakarta.
43
LAMPIRAN
44
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Ketua Peneliti
1. Nama Lengkap
2. NIP
Pangkat/Go longan
3. Jabatan Fungsional
4. Jabatan Struktural
5. Unit Kerja
Alamat
Telepon/Hf'
6.
E-mail
Alamat Kantor
Telepon/Faks
Riwayat Pendidikan
: Paulus Sukusno, ST, MT
19610801 198903 I 001
: Penata Tk I I Ill d.
: LektorTk I
: Staf Pengajar I Kepala UPT Energi
: Politeknik Negeri Jakarta
: Kampus Baru UI, Depok. 16425
: (021 )7865788 I 08567343842
: [email protected]
: Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta
Kampus Baru UI, Depok. 16425
7863530 I Faks (021) 7270034
03 Teknik Mesin, UGM
SI Teknik Mesin, UJ
S2 Teknik Mesin, UP, Jakarta.
7. Peudidikan Non Formal
1. Pendidikan ( Akta V ) dan Latihan untuk Staf Pengajar Politeknik pada Bidang
Teknik Energi di Pusat Pendidikan dan Pengernbangan Politeknik ( PEDC ) di
Bandung ( selama I 0 bu Ian ), tahun 1987 /I 988.
2. Training Berbagai Mes in Konversi Energi di Politeknik Ul, pada tahun 1990/1991.
3. PenJidikan SI+ (plus) uncuk Spesialisasi Desain dan Perancangan di ·ITS Surabaya
dan mangang, dt PT Beton Perkasa Wijaksana bekerja sama dengan EEDF (selama
6 bulan) pada tahun 1997/1998.
4. Training Of Trainer Operator Boiler, Penyelenggara ITS Surabaya bekerja sama
dengan DE?NAKER-RI (selama 16 hari) pada tahun 1999.
5. Pendidikan Operator Boiler Kelas I (satu), Penyelenggara ITS Surabaya bekerja
sama dengan DEPNAKER_Rl (selama 16 hari) pada tahuri 1999.
6. Training Basic Mechanic Alat-alat Berat di Trakindo Utama ( 9 minggu), pada
15 Januari - 17 Maret tahun 2007.
7. Mata Kuliah yang Diampu:
•
Praktikum Ilrnu Dasar
•
•
•
•
Termodinamika
Sistem Distribusi Energi dan Sistem Proteksi
Laboratorium Sistem Energi
Power Train (Trakindo-Carterpillar)
8. Riwayat Pekerjaan :
•
•
•
•
Dosen
Dosen
Dosen
Dasen
Tetap
Tidak
Tidak
Tidak
di Politeknik UI - PNJ, tahun 1988 s.d. sekarang.
Tetap di Universitas pancasila Jakarta, tahun 1989 s.d. sekarang.
Tetap di ISTN Jagakarsa, Jakarta Selatan, tahun 1989 s.d. 1999.
Tetap di STT-J (Universitas Tama Jagakarsa) Jakarta, 1999 s.d. 2008.
•
•
•
•
Pengajar Pelatihan Bidang Sistem Tata Udara (AC) dan Sistem Perpipaan Track
One Jakarta, tahun 2002 5/d 2006
Konsultan Ahli Drafter di PT Beton Perkasa Wijaksana Cikupa, Tangerang, tahun
1997 s/d 1998.:
Auditor Audit Energi, Bidang Mekanikel, PT Koneba sekarang PT EMI (Energi
Manajemen Indonesia), tahun 2005 s/d 2007.
Kepala UPT Energi Politeknik Negeri Jakarta, tahun 2008 s/d sekarang,
10. Pengalaman
Penelitian
:
No.
Judul Penelitian
1
Perubahan Karakteristik pada
Mesin Pendingin Akibat
Penggantian Fluida Kerja R-12
Diganti R-l 34a
Menentukan Perbedaan
Karakteristik Mesin Pengkondisian
Udara (AC) Menggunakan Fluida
Kerja R-22 Dengan HydroCarbon
(HC) di PNJ.
Fengaruh Tekanan Aliran Ternadap
Daya Hisap Yang Dihasilkan
Khususnya Pada Proses pengecatan
Kriteria Kondisi Nyaman Dalam
Menggunakan Mesin AC di
3
4
5
Jabatan
Peneliti
Tahun
Sumber
Dana
Publikasi
Ketua
1999
DIK-s
DIPA PNJ.
Jurnal Politek
Vol. I No.2,
Mei 2002. PNJ
Ketua
2004
DI Ks
DIPA PNJ.
Jumal Politek
Vol.4 No.I,
Jan.2005. PNJ
Ketua
2005
DIP DIPA
PNJ.
Ketua
2005
DIK-s
OIPA PNJ.
Ketua
2006
DMSKW
DIKTI.
'.W07
(SIB ERMAS)
OIKTJ.
Anggota
2008
HP DIPA
PNJ.
Ketua
2008
DIPA PNJ.
2009
STRANAS
DIKTI
DlPA PNJ.
Lingkungan
(\
'
7
8
9
10
Analisa Pernanfaatan Panas pada
Mesin Refrigerator (AC) Sebagai
Pemanas Air
Pembuatan Alat Untuk Proses
Pembentukan Sampah Menjadi
Kornpos (Komposter)
Analisa Peningkatar. Torsi clan
Sistem Pembagian Tenaga dalam
Planetary Gear Set
Audit Energi di Gedung Adan
Lampu Malam PNJ (Laporan
Pekerlaan UPT Energi PNJ)
Sistem Pembangkit Listrik Tenaga
Mikro Hidro (PL TMH) yang Praktis
dan Handal Head 2 dan 3 m
Ketua
Ketua
Jurnal Politek
Vol.4 No.3,
Sep. 2005. - PNJ
Jurnal Politek
Vo!.4 No.3,
Sep. 2005. PNJ
Prosiding
SeminarNas.
Jan. 2008. PNJ
Prosiding
Seminar Nas,
Peb. 2009. PNJ
Prosiding
Seminar Nas.
Des.2009. PNJ
Demikian daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya
Depok, 08 Pebruari 20 I 0.
Pa~MT
Daftar Riwayat Hidup
Anggota Peneliti (:
1.
Nama Lengkap
: W asiati Sri W ardani , IR. MMBA T
2.
NIP
: 19550725 198103 2 001
Pangkat/Golongan
: Penata Tk I /III D
3.
J abatan Fungsional
: Lektor
4.
Jabatan
: Staf Pengajar
5.
UnitKerja
: Politeknik Negeri Jakarta
Alamat
: Karnpus Barn UI, Depok 16425
Telepon/HP
: 4528888/0816813171
E-mail
: wasiati.s.w(@.gmail.com
Alamat Kantor
: Teknik Mesm Politeknik Negeri Jakarta
Kampus Baro UI, Depok 16425
Telepon/Fsks
: 7863530/Pax 7270034
Riwayat Pendi<likan
: Sl Teknik Industri , ITB Bandung
6.
S2, Magister Management Business
Administration Technology, ITB Bandung
7.
Mata Kuliah yang diampu
•
•
S tatistika
Kendall Mutu
•
Manajemen Perusahaan
8. Riwayat Pekerjaan:
•
•
•
•
•
Dosen
Dosen
Dosen
Dosen
Dosen
.
Tetap
Tidak
Tidak
Tetap
Tetap
ITS - Surabaya, tahun 1980 - 1983
Tetap UNTAG·Surabaya, tahun 1981 -1983
Tetap Univ Bung Hatta Padang, tahun 1983-1988
Univ Andalas Padang, tahun 1988-1995
Politeknik Negeri Jakarta , 1995 - sekarang
•
•
Associate Lembaga Manajemen Fakultas Ekonomi UL 1993 -1995
Dosen Tidak Tetap Jurusan Mesin Fakultas Teknik UI, 1993-1995
9. Pengalarnan Penelitian :
•
•
•
Analisa Hubungan Pendidikan Teknik Sipil dan Pekerjaan Teknik Sipil di
Sumatera Barat 1986.
Pengendalian Mutu Keluaran Proses Belajar Mengajar di Jurusan Teknik
Mesin Politeknik Negeri Jakarta 1997
Pengendalian Mutu Hasil Produksi Kerajimin Logam di Ciwedey Bandung
1999
Demikian Daftar Riwayat Hidup ini dibuat dengan sebenamya.
Jakarta, 8 Maret 20 IO
Wasiati Sri Wardani, IR. MMBAT