OPTIMASI PENGGUNAAN ENERGI PADA SISTEM PENCAHAYAAN GEDUNG REKTORAT UNIVERSITAS LAMPUNG DALAM RANGKA KONSERVASI ENERGI

ABSTRAK

OPTIMASI PENGGUNAAN ENERGI PADA SISTEM PENCAHAYAAN GEDUNG REKTORAT UNIVERSITAS LAMPUNG DALAM RANGKA

KONSERVASI ENERGI

Oleh

Muhammad Irfan Santoso

Sistem pencahayaan di gedung rektorat Universitas Lampung (Unila) memiliki intensitas cahaya yang kecil akibat penambahan sekat pada ruangan gedung, karenanya perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan kondisi optimal pada sistem pencahayaan.

Penelitian ini diawali dengan pengukuran Intensitas Konsumsi Energi (IKE), pengukuran intensitas cahaya ruang dan konsumsi energi pencahayaan kemudian mecari rekomendasi pengoptimalan penggunaan energi listrik pada sistem pencahayaan dengan metoda lumen. Nilai hasil pengukuran IKE, intensitas cahaya serta hasil pengoptimalan dibandingkan dan dianalisis.

Dari hasil pengukuran dan perhitungan diperoleh, nilai IKE gedung rektorat unila sebesar 3,13 kWh/m² per bulan, nilai ini merupakan hasil yang sangat efisien berdasarkan PerMen ESDM No.13 tahun 2012. Untuk nilai intensitas cahaya, terdapat 93,18% ruangan yang tidak sesuai dengan dengan SNI 03-6197-2010. Keadaan ini termasuk pada kondisi tidak nyaman, kareananya perlu dilakukan optimasi dengan beberapa alternatif. Setelah dilakukan optimasi dengan alternatif tersebut, alternatif yang paling efisien dan memenuhi intensitas cahaya ruangan yang sesuai dengan SNI 03-6197-2010 dengan nilai IKE 3,299 kWh/m² per bulan adalah alternatif dengan menggunakan lampu LED T8 16.5T8/48-3500 IF 10/1. Kata Kunci : Intensitas konsumsi energi, sistem pencahayaan, gedung rektorat,

konservasi energi, PerMen ESDM No.13 tahun 2012, SNI 03-6197-2010.

ABSTRACT

ENERGY CONSUMPTIONS OPTIMIZATION ON LIGHTING SYSTEM IN GEDUNG REKTORAT OF LAMPUNG UNIVERSITY FOR

CONSERVATION ENERGY

By

Muhammad Irfan Santoso

The lighting system in Gedung Rektorat of Lampung University has low light intensity due to addition of insulation inside the bulding rooms. Therefore, it is necessary to do a research in order to obtain the optimal condition of the lighting system.

This research begins with measuring the Intensity of Energy Consumption (Intensitas Konsumsi Energi/IKE), light intensity inside the room, energy consumptions on lightening system and looking for recommendation of optimization electrical energy consumptions on the lightening system by lumen method. The IKE measurement result, light intensity and optimization result are compared and analyzed.

Based on the result of measurement and calculation, the value of IKE in Gedung Rektorat of Lampung University is 3.13 kWh/m² per month, based on the ministerial decree (PerMen ESDM 13 tahun 2012) this value is very efficient. For light intensity, there are 93.18% room not in accordance with SNI 03-6197-2010. This is influenced by uncomfortable condition, therefore it is necessary to do optimization with several alternatives. After optimization, the most efficient alternative and fulfill the light intensity corresponding to SNI 03-6197-2010 with 3.299 kWh/m² per month of IKE is an alternative which used LED T8 16.5T8/48-3500 IF 10/1.

KeyWords : Intensity of energy consumption, lighting system, energy conservation, PerMen ESDM No.13 tahun 2012, SNI 03-6197-2010.

OPTIMASI PENGGUNAAN ENERGI PADA SISTEM PENCAHAYAAN GEDUNG REKTORAT UNIVERSITAS LAMPUNG DALAM RANGKA

KONSERVASI ENERGI

Oleh

MUHAMMAD IRFAN SANTOSO

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2014

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta, pada tanggal 29 Maret 1990. Penulis merupakan anak

pertama dari empat bersaudara dari pasangan Bapak (Alm.) Suharjo dan Ibu Itoh

Muhitoh yang diberi nama Muhammad Irfan Santoso.

Riwayat Pendidikan lulus Sekolah Dasar (SD) di SDN Jombang I Kota Tangerang

Selatan pada tahun 2001, lulus Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) di SMP

Negeri 3 Ciputat pada tahun 2004, lulus Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA

Negeri 1 Ciputat pada tahun 2007 dan diterima di Jurusan Teknik Elektro Universitas

Lampung (Unila) pada tahun 2007 melalui jalur Seleksi Nasional Mahasiswa

Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN).

Selama menjadi mahasiswa, pada semester 5 penulis memilih Konsentrasi Sistem

Energi Elektrik sebagai fokus dalam perkuliahan dan penelitian, penulis aktif di

Organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro (Himatro) Fakultas Teknik periode

2007-2010 sebagai anggota Departemen Sosial Ekonomi Divisi Ekonomi. Selain itu

penulis juga menjadi Asisten Laboratorium Sistem Tenaga Elektrik pratikum Dasar

Sistem Tenaga Listrik periode 2011. Penulis juga pernah melakukan Kerja Praktik

(KP) selama satu bulan (20 Januari s.d 20 Februari 2011) di PT. PLN (Persero) UPT

Tanjung Karang, dengan mengambil judul “PENGUJIAN RASIO BELITAN

TRANSFORMATOR ARUS MENGGUNAKAN VANGUARD EZCT 2000A

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk:

1. Ibu dan Ayahku tercinta, yang telah memberikan dorongan moril maupun materil dalam penyelesaian skripsi dan perkuliahanku.

2. Saudaraku tersayang, Eki, Aris dan Desi yang telah memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi dan perkuliahanku.

Motto

“Iqro”

“

Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu

dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat”

(QS. Al Mujadilah : 11)

"Janganlah beriri hati, melainkan dalam dua keadaan : Orang yang diberi

oleh Allah harta benda dan memanfaatkannya kedalam kebaikan dan orang

yang diberi oleh Allah ilmu dan memanfaatkan ilmu itu serta

mengajarkannya".

SANWACANA

Bismillahirahmanirrahim_…

Segala puji bagi Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya telah

memberikan kekuatan dan kemampuan berpikir kepada penulis dalam

penyelesaian penulisan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis

sampaikan kepada Rasulullah SAW karena dengan perantaranya kita semua dapat merasakan nikmatnya kehidupan.

Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Optimasi Penggunaan Energi Pada Sistem

Pencahayaan Gedung Rektorat Universitas Lampung Dalam Rangka Konservasi Energi”, ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

Selama pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan pengalaman

yang sangat berharga. Penulis juga telah mendapat bantuan baik moril, materi,

bimbingan, petunjuk serta saran dari berbagai pihak baik secara langsung maupun

tidak langsung. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknik.

2. Bapak Agus Trisanto, Ph. D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

xi

4. Bapak Herri Gusmedi, S.T., M.T. selaku Pembimbing Utama, atas

kesediaannya meluangkan waktu untuk memberikan nasihat, arahan,

bimbingan, saran dan kritik kepada penulis dalam proses penyelesaian tugas

akhir ini.

5. Ibu Dr. Eng. Dikpride Despa, S.T., M.T. selaku Pembimbing Kedua, atas

kesediaannya meluangkan waktu untuk memberikan nasihat, arahan,

bimbingan, saran dan kritik kepada penulis dalam proses penyelesaian tugas

akhir ini.

6. Bapak Dr. Eng. Lukmanul Hakim, S.T., M.Sc. selaku Penguji Utama tugas

akhir. Terima Kasih untuk masukan dan saran-sarannya dalam tugas akhir ini; 7. Ibu Nining Purwasih, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik atas

kesediaannya membimbing penulis.

8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung atas pengajaran

dan bimbingannya yang diberikan selama ini kepada penulis.

9. Mbak Ning beserta seluruh jajarannya atas semua bantuannya menyelesaikan

urusan administrasi di Teknik Elektro Universitas Lampung selama ini.

10. Kedua orang tua penulis, Almarhum Ayahanda dan Ibunda tercinta yang

senantiasa memberikan do’a, dukungan, cinta dan kasih sayang sehingga

penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini.

11. Adik penulis, Eki, Aris dan Fikar serta seluruh keluarga besarku yang tidak dapat disebut satu persatu, atas segala kasih sayang, perhatian, dukungan dan

pengorbanannya selama penulis menyelesaikan kuliah.

12. “Dia” yang selalu setia menemani dan sabar menanti, memberikan semangat

xii

13. Seluruh angkatan Teknik Elektro 2007 “Terimakasih” atas kebersamaan dan

dukungannya dari awal studi hingga batas akhir, kalian adalah keluarga

Elektro yang luar biasa.

14. Seluruh Keluarga Besar Kostan Cengkeh No.12 yang telah bersama-sama

sebagai penghuni kostan dengan segala keriangannya.

15. Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah

hingga terselesaikannya tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per

satu.

16. Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah.

Semoga kebaikan, kemurahan hati dan bantuan yang telah diberikan semua pihak

mendapat balasan yang setimpal dari ALLAH SWT dan semoga hari-hari kita

selalu indah dan menjadi lebih baik lagi.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh

dari kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang

membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang.

Akhirnya, semoga Tugas Akhir ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.

Amin.

Bandar Lampung, Oktober 2014

Penulis,

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

HALAMAN JUDUL ... iii

LEMBAR PERSETUJUAN ... iv

LEMBAR PENGESAHAN ... v

RIWAYAT HIDUP ... vii

PERSEMBAHAN ... viii

SANWACANA ... x

DAFTAR ISI ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xvi

DAFTAR TABEL ... xviii

I. PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 2

1.3. Manfaat Penelitian ... 2

1.4. Rumusan Masalah ... 3

1.5. Batasan Masalah ... 3

1.6. Hipotesis ... 3

xiv

II. TINJAUAN PUSTAKA _{... 6}

2.1. Kualitas Daya Listrik ... 6

2.2. Besaran Listrik Dasar ... 8

2.2.1. Beda Potensial ... 8

2.2.2. Arus Listrik ... 9

2.2.3. Frekuensi ... 9

2.2.4. Energi Listrik, Daya dan Faktor Daya ... 10

2.3. Pencahayaan ... 13

2.3.1. Cahaya ... 14

2.3.2. Istilah dan Definisi ... 15

2.3.3. Jenis Lampu ... 18

2.3.4. Konservasi Energi Terhadap Penerangan ... 20

2.4. Intensitas Konsumsi Energi (IKE) ... 23

III. METODE PENELITIAN _{... 25}

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 25

3.2. Alat dan Bahan ... 25

3.3. Tahap Penelitian ... 26

3.4. Diagram Alir Penelitian ... 30

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN _{... 32}

4.1. Denah dan Luas Bangunan ... 32

4.2. Hasil Pengukuran Daya Terpasang ... 33

4.3. Data Historis Rekening Konsumsi Energi ... 33

xv

4.4.1. Berdasarkan Data Historis ... 34

4.4.2. Berdasarkan Data Pengukuran ... 36

4.5. Analisa Hasil Pengukuran Intensitas Cahaya ... 36

4.6. Analisa Hasil Pengukuran Kualitas Daya Listrik ... 42

4.7. Rekomendasi ... 47

V. SIMPULAN DAN SARAN ... 51

5.1. Simpulan ... 51

5.2. Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Gelombang Sinusoidal ... 10

2.2. Segitiga Daya ... 12

2.3. Spektrum Elektromagnetik Radiasi yang Tampak ... 15

2.4. Lampu Pijar dan Diagram Perubahan Energi ... 19

3.1. Power AnalyzerHIOKI 3169 ... 28

3.2. Rangkaian Pengukuran pada LVMDP ... 29

3.3. Diagram Alir Penelitian ... 31

4.1. Nilai IKE Tahun 2011-2012 ... 36

4.2. Perbandingan Pengukuran Intensitas Cahaya pada lt.1 ... 38

4.3. Perbandingan Pengukuran Intensitas Cahaya pada lt.2 ... 39

4.4. Perbandingan Pengukuran Intensitas Cahaya pada lt.3 ... 40

4.5. Perbandingan Pengukuran Intensitas Cahaya pada lt.4 ... 41

4.6. Perbandingan Pengukuran Intensitas Cahaya pada lt.5 ... 42

4.7. Daya Aktif per-Phasa Gedung Rektorat Unila ... 44

4.8. Daya Reaktif per-Phasa Gedung Rektorat Unila ... 45

4.9. Daya Semu per-Phasa Gedung Rektorat Unila ... 45

4.10. Faktor Daya Gedung Rektorat Unila ... 46

xvii

4.12. Tegangan Gedung Rektorat Unila ... 48 4.13. Arus Gedung Rektorat Unila ... 48

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Tingkat penerangan rata-rata, rederansi dan temperatur warna ... 22

2.2. Kebutuhan Penerangan Berdasarkan Aktifitas ... 22

4.1. Luas Bangunan Gedung Rektorat Unila ... 33

4.2. Data Konsumsi Energi Listrik Tahun 2011 dan 2012 ... 34

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sistem pencahayaan digunakan ketika penerangan alami tidak dapat memenuhi persyaratan penerangan ruang dalam bangunan. Dilihat dari penggunaan energi listrik suatu bangunan, penggunaan energi listrik sistem pencahayaan menempati urutan terbesar kedua setelah sistem tata udara. Sistem pencahayaan pada gedung rektorat Universitas Lampung (Unila) telah dirancang sejak awal pembangunan gedung, akan tetapi penambahan sekat yang terjadi pada ruang gedung tidak memperhitungkan sistem pencahayaan dimana titik penerangan tidak sesuai terhadap luas ruang yang mengakibatkan nilai intensitas penerangan ruang menjadi kecil. Untuk itu perlu dilakukan perhitungan ulang sistem pencahayaan yang dimaksudkan guna mengoptimalkan penggunaan energi listrik terhadap fungsi dan luas ruangan serta intensitas penerangannya.

Sebagai upaya nyata mengoptimalkan penggunaan energi listrik pada sistem pencahayaan di gedung rektorat Unila adalah dengan manajemen energi dan salah satu diantaranya yaitu audit energi. Audit energi merupakan sebuah proses evaluasi pemanfaatan energi dan identifikasi peluang penghematan energi serta rekomendasi pada pengguna energi listrik dalam rangka konservasi energi. Audit energi listrik pada gedung rektorat Unila diawali dengan mengumpulkan data historis, data dokumentasi gedung yang tersedia, observasi dan pengukuran,

2

perhitungan Intensitas Konsumsi Energi (IKE) serta rekomendasi potensi penghematan energi. Dari hasil perhitungan IKE tersebut akan diketahui tingkat penggunaan energi listrik pada gedung rektorat Unila. Penggunaan energi untuk sistem pencahayaan dapat dioptimalkan dengan mengurangi daya dengan memilih lampu yang berefikasi tinggi. Besar intensitas penerangan ruang serta besar daya yang dibutuhkan telah diatur dalam SNI 03-6197-2010.

Untuk mengoptimalkan penggunaan energi di gedung rektorat Unila maka perlu dilaksanakan kegiatan penelitian melalui audit energi. Setelah dilakukan perhitungan konsumsi energi listrik kemudian memberikan rekomendasi dalam penggunaan energi listrik dan penurunan biaya energi listrik.

1.2. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menghitung besarnya IKE pada gedung rektorat Unila.

2. Mengetahui sistem pencahayaan pada gedung rektorat Unila yang sesuai dengan SNI 03-6197-2010.

3. Mengetahui penggunaan energi listrik pada gedung rektorat Unila.

4. Mengoptimumkan penggunaan energi listrik pada sistem pencahayaan gedung rektorat Unila tanpa mengurangi produktifitas dan kenyamanan penghuninya.

1.3. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan penelitian ini adalah :

1. Mencegah pemborosan tanpa mengurangi kenyamanan penghuni gedung. 2. Mengetahui profil penggunaan energi listrik.

3

3. Mengetahui kualitas energi listrik.

4. Mengoptimumkan penggunaan energi listrik pada sistem pencahayaan.

5. Memberikan rekomendasi kepada Unila tentang peluang penghematan energi yang dapat dilakukan pada gedung rektorat Unila dalam rangka konservasi energi.

1.4. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Bagaimana mengukur nilai IKE pada sistem tata udara di gedung rektorat Unila.

2. Bagaimana mengukur kualitas daya listrik di gedung rektorat Unila.

3. Bagaimana mengoptimumkan pemakaian energi listrik pada sistem pencahayaan di gedung rektorat Unila.

1.5. Batasan Msalah

Penelitian ini memiliki beberapa batasan masalah antara lain : 1. Penelitian ini hanya dilaksanakan di gedung rektorat Unila.

2. Penelitian ini hanya mengukur kualitas daya serta tingkat penerangan ruangan pada gedung rektorat Unila.

1.6. Hipotesis

Dengan adanya studi melalui optimasi penggunaan energi pada sistem pencahayaan yang dilakukan di gedung rektorat Unila maka akan mengetahui intensitas pencahayaan gedung yang berdasarkan dengan SNI 03-6197-2010,

4

secara langsung dapat menetukan tingkat penggunaan energi listrik pada sistem pencahayaan dan secara tidak langsung memberikan masukan kepada Unila tentang peluang penghematan energi yang dapat dilakukan pada gedung rektorat Unila dalam rangka konservasi energi.

1.7. Sistematika Penulisan

Dalam penulisan Tugas Akhir ini sistematika penulisan yang dibuat mengacu pada aturan penulisan skripsi Jurusan Teknik Elektro yaitu sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjabarkan aspek latar belakang yang relevan dengan tujuan tugas akhir yang terdiri atas: latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Menjabarkan tentang teori pendukung penelitian, yang diperoleh dari jurnal, makalah ilmiah ataupun buku-buku pelajaran. Teori pendukung yang ditulis terkait dengan audit energi.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi tentang pembahasan dan hasil penelitian audit energi awal, dan audit energi rinci, serta pencarian peluang penghematan energi.

5

BAB V SIMPULAN

Menjabarkan tentang kesimpulan dari hasil pembahasan dan analisis masalah. Kesimpulan diikuti oleh saran yang berguna untuk pengembangan penelitian lanjutan.

Daftar Pustaka

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kualitas Daya Listrik

Perhatian terhadap kualitas daya listrik dewasa ini semakin meningkat seiring dengan peningkatan penggunaan energi listrik dan utilitas kelistrikan. Istilah kualitas daya listrik telah menjadi isu penting pada industri tenaga listrik sejak akhir 1980-an. Istilah kualitas daya listrik merupakan suatu konsep yang memberikan gambaran tentang baik atau buruknya mutu daya listrik akibat adanya beberapa jenis gangguan yang terjadi pada sistem kelistrikan [3].

Terdapat empat alasan utama, mengapa para ahli dan praktisi di bidang tenaga listrik memberikan perhatian lebih pada isu kualitas daya listrik [3], yaitu :

1. Pertumbuhan beban-beban listrik dewasa ini bersifat lebih peka terhadap kualitas daya listrik seperti sistem kendali dengan berbasis pada mikroprosesor dan perangkat elektronika daya.

2. Meningkatnya perhatian yang ditekankan pada efisiensi sistem daya listrik

secara menyeluruh, sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan

penggunaan peralatan yang mempunyai efisiensi tinggi, seperti pengaturan kecepatan motor listrik dan penggunaan kapasitor untuk perbaikan faktor daya. Penggunaan peralatan – peralatan tersebut dapat mengakibatkan peningkatkan terhadap tingkat harmonik pada sistem daya listrik, di mana para

7

ahli merasa khawatir terhadap dampak harmonisa tersebut di masa mendatang yang dapat menurunkan kemampuan dari sistem daya listrik itu sendiri.

3. Meningkatnya kesadaran bagi para pengguna energi listrik terhadap masalah kualitas daya listrik. Para pengguna utilitas kelistrikan menjadi lebih pandai dan bijaksana mengenai persoalan seperti interupsi, sags, dan peralihan transien dan merasa berkepentingan untuk meningkatkan kualitas distribusi daya listriknya.

4. Sistem tenaga listrik yang saling berhubungan dalam suatu jaringan interkoneksi, di mana sistem tersebut memberikan suatu konsekuensi bahwa kegagalan dari setiap komponen dapat mengakibatkan kegagalan pada komponen lainnya.

Terdapat beberapa definisi yang berbeda terhadap pengertian tentang kualitas daya listrik, tergantung kerangka acuan yang digunakan dalam mengartikan istilah tersebut. Sebagai contoh suatu pengguna utilitas kelistrikan dapat mengartikan kualitas daya listrik sebagai keandalan, di mana dengan menggunakan angka statistik 99,98%, sistem tenaga listriknya mempunyai kualitas yang dapat diandalkan. Suatu industri manufaktur dapat mengartikan kualitas daya listrik adalah karakteristik dari suatu catu daya listrik yang memungkinkan peralatan-peralatan yang dimiliki industri tersebut dapat bekerja dengan baik. Karakteristik yang dimaksud tersebut dapat menjadi sangat berbeda untuk berbagai kriteria.

Kualitas daya listrik adalah setiap masalah daya listrik yang berbentuk penyimpangan tegangan, arus atau frekuensi yang mengakibatkan kegagalan ataupun kesalahan operasi pada peralatan-peralatan yang terjadi pada konsumen energi listrik. Daya adalah suatu nilai dari energi listrik yang dikirimkan dan

8

didistribusikan, di mana besarnya daya listrik tersebut sebanding dengan perkalian besarnya tegangan dan arus listriknya. Sistem suplai daya listrik dapat dikendalikan oleh kualitas dari tegangan, dan tidak dapat dikendalikan oleh arus listrik karena arus listrik berada pada sisi beban yang bersifat individual, sehingga pada dasarnya kualitas daya adalah kualitas dari tegangan itu sendiri [3].

2.2. Besaran Listrik Dasar

Terdapat tiga buah besaran listrik dasar yang digunakan di dalam teknik tenaga listrik, yaitu beda potensial atau sering disebut sebagai tegangan listrik, arus listrik dan frekuensi. Ketiga besaran tersebut merupakan satu kesatuan pokok pembahasan di dalam masalah – masalah sistem tenaga listrik. Selain ketiga besaran tersebut, masih terdapat satu faktor penting di dalam pembahasan sistem tenaga listrik yaitu daya dan faktor daya.

2.2.1. Beda Potensial

Ketika suatu muatan listrik ( ) positif mengalami perpindahan sepanjang lintasan ( ℓ) di dalam medan listrik ( ), maka energi potensial ( ) elektrostatiknya adalah :

= − ∫ ℓ ... (2.1) Beda potensial sebagai kerja (sumber dari luar) yang digunakan untuk memindahkan suatu muatan listrik positif dari suatu titik ke titik lain adalah perubahan energi potensial listrik yang sebanding dengan muatan listriknya :

9

Beda potensial dinyatakan dalam satuan Joule per Coulomb yang didefinisikan sebagai Volt, sehingga beda potensial sering disebut sebagai voltase atau tegangan.

2.2.2. Arus Listrik

Arus listrik didefinisikan sebagai laju aliran sejumlah muatan listrik yang melalui suatu luasan penampang melintang. Menurut konvensi, arah arus listrik dianggap searah dengan aliran muatan positif. Arus listrik diukur dalam satuan Ampere (�), adalah satu Coulomb per detik. Arus listrik dirumuskan :

=�_� ... (2.3) 2.2.3. Frekuensi

Tegangan dan arus listrik yang digunakan pada sistem kelistrikan merupakan listrik bolak-balik yang berbentuk sinusoidal. Tegangan dan arus listrik sinusoidal merupakan gelombang yang berulang seperti pada gambar 2.1, sehingga gelombang sinusoidal mempunyai frekuensi. Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang waktu yang diberikan. Satuan frekuensi dinyatakan dalam hertz ( ) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik, di mana frekuensi ( ) sebagai hasil kebalikan dari periode ( ), seperti rumus di bawah ini :

= ... (2.4) Di setiap negara mempunyai frekuensi tegangan listrik yang berbeda-beda. Frekuensi tegangan listrik yang berlaku di Indonesia adalah 50 . Untuk Indonesia, aturan jaringan sistem tenaga listrik telah diatur dalam Permen ESDM

10

No. 37 Tahun 2008 yang menyebutkan bahwa frekuensi nominal sebesar 50 ,

diusahakan untuk tidak lebih rendah dari 49,5 atau lebih tinggi dari 50,5 dan selama waktu keadaan darurat (emergency) dan gangguan, frekuensi sistem diizinkan turun hingga 47,5 atau naik hingga 52 .

Gambar 2.1. Gelombang Sinusoidal

2.2.4. Energi Listrik, Daya dan Faktor Daya

Energi Listrik ( ) merupakan bentuk energi yang dapat diubah menjadi bentuk energi lainnya, seperti energi listrik menjadi energi cahaya, energi panas, energi gerak dan sebagainya. Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang memilik hambatan , maka energi akan terserap pada penghantar tersebut dalam interval waktu ( ). Jika tegangan listrik ( ), kuat arus yang mengalir pada penghantar ( ) dan waktu atau lamanya arus mengalir ( ), maka persamaan energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk :

= ... (2.5) Daya listrik ( ) adalah suatu ukuran terhadap penggunaan energi listrik yang dialirkan pada rangkaian tertutup dalam suatu waktu tertentu, di mana :

11

Terdapat tiga macam daya listrik yang digunakan untuk menggambarkan penggunaan energi listrik, yaitu daya nyata atau daya aktif, daya reaktif serta daya semu atau daya kompleks. Daya nyata atau daya aktif adalah daya listrik yang digunakan secara nyata, misalnya untuk menghasilkan panas, cahaya atau putaran pada motor listrik. Daya nyata dihasilkan oleh beban - beban listrik yang bersifat resistif murni. Besarnya daya nyata sebanding dengan kuadrat arus listrik yang mengalir pada beban resistif dan dinyatakan dalam satuan Watt, di mana :

= ... (2.7)

Daya reaktif dinyatakan dengan satuan � (Volt Ampere Reaktan) adalah daya

listrik yang dihasilkan oleh beban-beban yang bersifat reaktansi. Terdapat dua jenis beban reaktansi, yaitu reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif. Beban-beban yang bersifat induktif akan menyerap daya reaktif untuk menghasilkan medan magnet. Contoh beban listrik yang bersifat induktif antara lain transformator, motor induksi satu fasa maupun tiga fasa yang biasa digunakan untuk menggerakkan kipas angin, pompa air, lift, eskalator, kompresor, konveyor dan lain-lain. Beban-beban yang bersifat kapasitif akan menyerap daya reaktif untuk menghasilkan medan listrik. Contoh beban yang bersifat kapasitif adalah kapasitor. Besarnya daya reaktif sebanding dengan kuadrat arus listrik yang mengalir pada beban reaktansi, di mana :

= ... (2.8) = �− �

Daya kompleks atau lebih sering dikenal sebagai daya semu adalah penjumlahan secara vektor antara daya aktif dan daya reaktif, di mana :

12

Daya kompleks dinyatakan dengan satuan � (Volt Ampere) adalah hasil kali antara besarnya tegangan dan arus listrik yang mengalir pada beban, di mana :

= ... (2.10) Hubungan ketiga buah daya listrik yaitu daya aktif ( ), daya reaktif ( ) serta daya kompleks ( ), dinyatakan dengan sebuah segitiga yang disebut segitiga daya seperti pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Segitiga Daya

Dari gambar segitiga daya tersebut, hubungan antara ketiga daya listrik dapat dinyatakan sebagai berikut :

= √ + ... (2.11) = sin ∅

= sin ∅ = sin ∅ = sin ∅

cos ∅ = = � ... (2.12) ∅ adalah sudut antara daya aktif dan daya kompleks ( ), sehingga cos ∅ didefinisikan sebagai faktor daya ( ). Untuk beban yang bersifat induktif,

13

lagging di mana arusnya tertinggal dari tegangannya. Dan untuk beban yang bersifat kapasitif, leading di mana arusnya mendahului tegangannya.

2.3. Pencahayaan [11]

Sejak dimulainya peradaban, manusia menciptakan cahaya hanya dari api, walaupun lebih banyak sumber panasnya daripada cahaya yang dihasilkan. Kini kita masih menggunakan prinsip yang sama dalam menghasilkan cahaya, salah satunya adalah melalui lampu pijar.

Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk penerangan menjadi lebih canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa pemakaian energi oleh penerangan adalah 20 - 45% untuk pemakaian energi total oleh bangunan komersial dan sekitar 3 - 10% untuk pemakaian energi total oleh industri.

Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli penghematan energi dalam sistim penerangan. Seringkali, penghematan energi yang cukup berarti dapat didapatkan dengan investasi yang minim dan masuk akal. Mengganti lampu uap merkuri atau sumber lampu pijar dengan logam halida atau sodium bertekanan tinggi, sehingga akan menghasilkan pengurangan biaya energi dan meningkatkan jarak penglihatan. Memasang dan menggunakan kontrol foto, pengaturan waktu penerangan dan sistim manajemen energi juga dapat memperoleh penghematan yang luar biasa. Walau begitu, dalam beberapa kasus mungkin perlu mempertimbangkan modifikasi rancangan penerangan untuk mendapatkan penghematan energi yang dikehendaki. Penting untuk dimengerti

14

bahwa lampu-lampu yang efisien, belum tentu merupakan sistim penerangan yang efisien.

2.3.1. Cahaya

Cahaya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan frekuensi tertentu, yang nilainya dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam spektrum elektromagnetisnya.

Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:

 Pijar, benda padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan sampai suhu tertentu. Intensitas meningkat dan penampilan menjadi semakin putih jika suhu naik.

 Muatan Listrik, jika arus listrik dilewatkan melalui gas,maka atom dan molekulnya akan memancarkan radiasi, dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen yang ada.

 Electro Luminescence, cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor.  Photo luminescence, radiasi pada salahsatu panjang gelombang diserap,

biasanya oleh suatu padatan dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat, maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence.

15

Gambar 2.3. Spektrum Elektromagnetik Radiasi yang Tampak [11]

Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.3, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet ( ) dan energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan. Oleh karena itu, penglihatan memerlukan mata yang berfungsi dan cahaya yang nampak.

2.3.2. Istilah dan Definisi

 Lumen

Satuan lumen adalah flux cahaya; flux dipancarkan didalam satuan unit sudut padatan oleh suatu sumber dengan intensitas cahaya yang seragam satu candela. Satu lux adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan

fotometrik dari watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt =

683 lumens pada panjang gelombang 555 nm.  Efficacy beban terpasang

Merupakan iluminasi/terang rata-rata yang dicapai pada suatu bidang kerja yang datar per watt pada pencahayaan umum didalam ruangan yang dinyatakan dalam lux/W/m².

16

 Luminaire

Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu atau beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan perlindungan lampu-lampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya.

 Lux

Merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya rata-rata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting: Merupakan tinggi peralatan atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya terhitung: Perbandingan keluaran lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung dinyatakan dalam lumens per watt.

 Intensitas Cahaya

Satuan intensitas cahaya adalah candela ( ) juga dikenal dengan international

candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya, yang jatuh pada setiap meter persegi ( ) pada lingkaran dengan radius satu meter (1 ) jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar sama ke seluruh arah) merupakan pusat isotropik lingkaran. Dikarenakan luas lingkaran dengan jari-jari r adalah

4πr2_{, maka lingkaran dengan jari-}jari 1m memiliki luas 4πm2_{, dan oleh karena itu}

flux cahaya total yang dipancarkan oleh sumber 1- cd adalah 4π1m. Jadi flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya isotropik dengan intensitas I adalah: ��ℎ� � = 4� � ��ℎ� � ... (2.13)

17

 Temperatur Warna Cahaya Lampu

Suhu warna, dinyatakan dalam skala Kelvin (K), adalah penampakan warna dari lampu itu sendiri dan cahaya yang dihasilkannya. Bayangkan sebuah balok baja yang dipanaskan secara terus menerus hingga berpijar, pertama-tama berwarna

oranye kemudian kuning dan seterusnya hingga menjadi “putih panas”. Sewaktu -waktu selama pemanasan, kita dapat mengukur suhu logam dalam Kelvin (Celsius + 273) dan memberikan angka tersebut kepada warna yang dihasilkan. Hal ini merupakan dasar teori untuk suhu warna. Untuk lampu pijar, suhu warna

merupakan nilai yang “sesungguhnya”; untuk lampu neon dan lampu dengan

pelepasan intensitas tinggi (HID), nilainya berupa perkiraan dan disebut korelasi suhu warna. Di Industri,“suhu warna” dan “korelasi suhu warna” kadang-kadang digunakan secara bergantian. Suhu warna lampu membuat sumber cahaya akan

nampak “hangat”, “netral” atau “sejuk”. Umumnya, makin rendah suhu, makin

hangat sumber, dan sebaliknya.

Temperatur warna cahaya lampu dikelompokkan menjadi :

 kelompok 1, warna putih kekuningan (warm) (< 3.300 Kelvin)

 kelompok 2, warna putih netral (warm-white) (3.300 Kelvin ~ 5.300 Kelvin)

 kelompok 3, warna putih (cool-daylight) (> 5.300 Kelvin)

Pemilihan temperatur warna lampu bergantung pada tingkat iluminans yang diperlukan agar diperoleh pencahayaan yang nyaman. Makin tinggi tingkatkan iluminasi yang diperlukan, maka temperatur warna lampu yang disarankan berkisar di angka 4000 - 6500 Kelvin sehingga tercipta pencahayaan yang nyaman bagi pengguna didalamnya. Sedangkan untuk kebutuhan tingkat iluminasi yang

18

tidak terlalu tinggi, maka temperature warna lampu yang digunakan disarankan berkisar di angka 2300-3.500 Kelvin.

 Rederasi Warna

Kemampuan sumber cahaya merubah warna permukaan secara akurat dapat diukur dengan baik oleh indeks perubahan warna. Indeks ini didasarkan pada ketepatan dimana serangkaian uji warna dipancarkan kembali oleh lampu yang menjadi perhatian relatif terhadap lampu uji. Pengaruh suatu lampu kepada warna obyek akan berbeda-beda. Lampu diklasifikasikan dalam kelompok renderasi warna yang dinyatakan dengan Ra indeks sebagai berikut :

 pengaruh warna, kelompok 1 : Ra indeks 81% ~ 100%

 pengaruh warna, kelompok 2 : Ra indeks 61% ~ 80%

 pengaruh warna, kelompok 3 : Ra indeks 40% ~ 60%

 pengaruh warna, kelompok 4 : Ra indeks < 40%

2.3.3. Jenis Lampu

 Lampu Pijar (Incandescent)

Suatu filamen yang dipanaskan oleh arus listrik menghasilkan cahaya. Lampu ini jenis lampu yang tidak efisien, yang mana 90% listriknya dirubah menjadi panas seperti pada gambar 2.4. Lampu pijar mempunyai masa pakai yang pendek (kira-kira 1000 jam), sementara itu biaya awalnya rendah dan indek renderingnya (Ra) optimal.

19

Gambar 2.4 Lampu Pijar dan Diagram Perubahan Energi

 Lampu Halogen

Lampu halogen adalah lampu pijar yang ditambahkan gas halogen (iodine, klorine, bromide). Karena panas yang tinggi dari filament yang berpijar maka halogen dengan prinsip siklus regeneratif mencegah penghitaman lampu. Lampu halogen mempunyai umur lebih panjang dan efisiensi lebih tinggi dibandingkan lampu pijar. (+20% ~ 50%)

 Lampu Fluoresen

Lampu fluoresen terdiri dari tabung kaca yang tersekat, dilapisi warna putih di dalamnya dan diisi dengan gas inert dan sedikit mercury. Jenis yang umum adalah lampu fluoresen dan lampu fluoresen kompak. Semua lampu fluoresen membutuhkan ballast untuk menyalakan (start) dan mengontrol proses pencahayaan.

Efisiensi lampu fluoresen melebihi lampu pijar 5 sampai 8 kali, tergantung pada sistem pencahayaan. Lampu fluoresen membutuhkan investasi tinggi (sampai 10 kali), tetapi umur pemakaiannya 10 sampai 15 kali lebih lama. Lampu fluoresen

20

memberikan indeks Renderisasi (Ra) mulai 60% sampai 85%. Lampu fluoresen cocok digunakan untuk perkantoran dan area komersial.

 Lampu LED

Lampu LED merupakan sumber cahaya yang efisien pengunaan energinya. LED menghasilkan lebih banyak cahaya per watt dibandingkan lampu incandescent. Efisiensi tidak dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran seperti lampu fluoresen. LED dapat memancarkan cahaya untuk warna yang dikehendaki tanpa menggunakan filter warna yang bisanya dipakai pada sistem pencahayaan konvensional. LED berukuran kecil ( lebih kecil 2mm² ) dan dapat ditempatkan dengan mudah.

2.3.4. Konservasi Energi Terhadap Penerangan

Besarnya taraf penerangan alami yang didapat, dipengaruhi oleh luas lubang cahaya, posisi lubang cahaya, warna permukaan ruangan ada tidaknya penghalang cahaya masuk diluar bangunan (seperti peneduh). Untuk bangunan dengan tebal tidak lebih dari 10 meter, diperlukan luas bukaan bersih minimum 1/10 dari luas lantai masing-masing sisi yang akan diterangi. Perlu diperhatikan bahwa makin jauh jarak lubang cahaya, lebel penerangan (tingkat terangnya cahaya) akan makin berkurang. Untuk itu diperlukan adanya tambahan penerangan buatan yang penggunaannya seefisien mungkin misalnya dengan mengatur cara penyalaan lampu. Level penerangan alami siang hari di Indonesia antara jam 8.00 – 16.00 mempunyai harga minimum sekitar 10.000 lux.

Jika ambang batas level penerangan rata-rata untuk beberapa kegiatan adalah 200 lux, maka faktor penerangan siang hari rata-rata adalah 2%. Untuk mendapatkan harga besaran ini diperlukan luas lubang cahaya bersih minimum sebesar 10% dari luas lantai yang akan diterangi. Besaran diatas dipengaruhi oleh :

21

 Warna permukaan dalam ruangan

 Alat peneduh

 Posisi lubang cahaya

Makin cerah atau muda warna permukaan dalam ruangan dan makin tinggi posisi lubang cahaya dan tidak terhalang oleh alat peneduh, maka faktor penerangan siang hari yang diperoleh makin besar.

Pada penerangan buatan, pendekatan langkah demi langkah pengkajian opsi-opsi perbaikan dalam pencahayaan pada berbagai fasilitas dapat melibatkan tahap-tahap berikut ini:

 Inventarisasi elemen sistim pencahayaan dimana parameter yang diambil seperti alat pencahyaan jenis ballast dan nilai watt lampu

 Dengan bantuan pengukur lux, ukur dan dokumentasikan besarnya lux di berbagai lokasi, yakni nilai lux pada area kerja yang digunakan

 Dengan bantuan alat portable load analyzer, ukur dan dokumentasikan pemakaian tegangan dan daya

 Bandingkan nilai lux terukur dengan nilai standar. Gunakan nilai sebagai acuan dan tentukan lokasi pada areal nyala dan nyala berlebih.

 Analisa laju kegagalan lampu, balass dan tingkat harapan hidup yang sebenarnya dari data lampau.

 Berdasarkan pengkajian dan evaluasi yang cermat, akan menghasilkan opsi-opsi perbaikan

Untuk nilai standar yang digunakan pada penarangan minimal yang didapat dapat dilihat pada tabel 2.1 dan tabel 2.2 [9].

22

Tabel 2.1 Tingkat penerangan rata-rata, renderansi dan temperatur warna [9]

Fungsi Ruangan Tingkat Pencahayaan (Lux) Kelompok renderansi warna Temperatur warna Warm White <3300 K Cool White 3300 K-5300 K Daylight <5300 K Perkantoran : Ruang

Direktur 350 1 atau 2 • •

Ruang kerja 350 1 atau 2 • •

Ruang

Komputer 350 1 atau 2 • •

Ruang Rapat 300 1 • •

Ruang

gambar 750 1 atau 2 • •

Gudang arsip 150 1 atau 2 • •

Ruang arsip

aktif 300 1 atau 2 • •

Lembaga Pendidikan

Ruang kelas 250 1 atau 2 • •

Perpustakaan 300 1 atau 2 • •

Laboratorium 500 1 • •

Ruang

gambar 750 1 • •

Kantin 200 1 • •

Tabel 2.2 Kebutuhan Penerangan berdasarkan aktivitas [9]

Aktifitas Kebutuhan

penerangan 1. Berjalan di koridor, agar bisa membedakan

barang-barang. 20 lux

2. Memeriksa serta menghitung stok barang secara

kasar, merakit barang-barang besar. 100 lux

3. membaca, menulis, dan pengaturan arsip dikantor. 200 lux 4. memeriksa daftar angka , merakit barang-barang

23

2.4. Intensitas Konsumsi Energi (IKE)[8]

IKE merupakan istilah yang digunakan untuk mengetahui besarnya pemakaian energi pada suatu sistem (bangunan). Energi yang dimaksudkan dalam hal ini adalah energi listrik. Pada hakekatnya IKE ini adalah hasil bagi antara konsumsi energi total selama periode tertentu (satu tahun) dengan luas bangunan. Satuan IKE adalah kWH/m2 per tahun.

Menghitung IKE diambil dari data total konsumsi energi dan data luas bangunan. Berikut ini adalah perhitungan IKE :

� = �ℎ _� �ℎ/2 ... (2.14)

Menurut hasil penelitian yang dilakukan oleh ASEAN-USAID pada tahun 1987 yang laporannya baru dikeluarkan 1992, target besarnya IKE listrik untuk Indonesia adalah sebagai berikut :

 IKE untuk perkantoran (komersil) : 240 kWH/m2 per tahun  IKE untuk pusat belanja : 330 kWH/m2 _{per tahun}

 IKE untuk hotel / apartemen : 300 kWH/m2 per tahun  IKE untuk rumah sakit : 380 kWH/m2 _{per tahun}

Berdasarkan Pedoman pelaksanaan konservasi energi dan pengawasan

dilingkungan Depdiknas (2004)., diperoleh nilai IKE listrik, sebagai berikut :  4,17-7,92 kWh/m2/bln berkriteria sangat efisien.

 7,92-12,08 kWh/m2/bln berkriteria efisien.

 12,08-14,58 kWh/m2/bln berkriteria cukup efisien.

 14,58-19,17 kWh/m2/bln berkriteria agak boros.

24

 23,75-37,5 kWh/m2/bln berkriteria sangat boros.

Dan besarnya target IKE diatas merupakan nilai IKE listrik per satuan luas bangunan gedung yang dikondisikan.

Besarnya IKE hasil perhitungan dibandingkan dengan IKE standar atau target IKE. Apabila hasilnya ternyata sama atau kurang dari target IKE, maka kegiatan audit energi rinci dapat dihentikan atau bila diteruskan dengan harapan dapat diperoleh IKE yang lebih rendah lagi. Namun sebaliknya jika hasilnya lebih besar dari target IKE berarti ada peluang untuk melanjutkan proses audit energi berikutnya guna memperoleh penghematan energi.

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

Tugas akhir ini dilakukan di gedung rektorat Unila. Proses tugas akhir dilakukan dengan penyiapan alat dan bahan, pengumpulan data bangunan, hingga menyusun dan menganalisis data. Tugas akhir ini dilaksanakan dari bulan September 2013 sampai bulan Mei 2014.

3.2. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini antara lain: 1. Luxmeter

Alat ukur cahaya yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya dalam ruangan. Alat ini menggunakan sebuah sensor cahaya dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital.

2. Digital Multimeter

Alat pengukur listrik ini digunakan untuk mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (ampere-meter).

3. Power Analyzer

Digunakan untuk mengukur besarnya kualitas energi listrik yang meliputi daya aktif, daya reaktif, daya nyata, tegangan, arus serta harmonisa.

26

4. As built drawingatau denah fakultas untuk melihat luas tiap-tiap gedung. 5. Pembayaran rekening listrik bulanan bangunan gedung selama satu tahun

terakhir.

3.3. Tahap Penelitian

Tahapan yang dilakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini antara lain: 1. Studi Literatur

Pada studi literatur dilakukan pencarian dan pengumpulan informasi baik dari buku, jurnal maupun sumber-sumber lainnya yang berkaitan dengan penelitian ini diantaranya:

a. Energi Listrik b. Sistem Energi Listrik c. Sistem pencahayaan d. Kualitas Energi Listrik.

2. Pengumpulan Data

Data yang perlu dikumpulkan meliputi : - Denah seluruh lantai.

- Rekening listrik (konsumsi energi, biaya penggunaan energi dengan basis bulanan).

- Parameter sistem pencahayaan seperti intensitas cahaya dan beban pencahayaan.

27

3. Pengukuran sistem cahaya

Prosedur umum untuk melakukan pengukuran pada pencahayaan yaitu dilakukan pada siang hari yaitu pada pukul 10.00 WIB atau pada saat ruangan sedang digunakan dengan cara meletakan alat ukur lux meter pada meja yang digunakan, setelah itu sensor alat ukur lux meter akan membaca berapa lux cahaya pada ruangan tersebut. Data hasil pengukuran yang didapatkan akan dibandingkan dengan SNI 03-6197-2010, untuk melihat apakah keadaan dalam ruangan tingkat kenyaman sudah sesuai dengan standar.

4. Pengukuran Kualitas Daya

Untuk mengetahui kulitas daya pada gedung Rektorat Universitas Lampung maka dilakukan pengukuran pada LVMDP (Low Voltage Main Distribution Panel) menggunakan Power Analyzer. Power Analyzer yang digunakan pada pengukuran ini adalah HIOKI 3169. Power Analyzer merek HIOKI serta rangkaian pengukuran dapat dilihat pada gambar 3.1. dan gambar 3.2.

28

Gambar 3.2. Rangkaian Pengukuran pada LVMDP

5. Analisis Data

Dalam analisis data kegiatan yang dilakukan antara lain membuat : a. Tabulasi data operasi berdasarkan area pemanfaatan, yaitu :

- Rincian luas bangunan dan luas total bangunan (m2). - Daya listrik total yang dibutuhkan.

- Daya listrik terpasang per m2untuk keseluruhan bangunan. - Intesitas Konsumsi Energi bangunan.

- Biaya pemakaian energi bangunan. b. Neraca energi

c. Perhitungan intensitas pencahayaan dengan metode lumen : - Intensitas pencahayaan (E)

ܧ =ி

஺ ... (3.1) Dimana :

E : Intensitas penerangan (lux) F : Fluks cahaya (luman) A : Luas bidang kerja (m2)

29

- Indeks ruang

݇ = ௣ ௫ ௟

௧್(௣ ା ௟)... (3.2)

k : Indeks ruang

p : Panjang ruangan (m) l : lebar ruangan (m)

tb : tinggi sumber cahaya diatas bidang kerja (m)

- Efisiensi penerangan

Nilai k hasil perhitungan indeks ruang digunakan untuk menentukan nilai efisiensi penerangan lampu (kp). Bila nilai k angkanya tidak ada (tidak tepat) pada tabel, maka untuk menghitung efisiensi (kp) dengan interpolasi berikut :

݇௣=݇௣ ଵ+_௞௞ ି ௞_{మି ௞}భ_భ(݇௣ ଵ−݇௣ ଶ)... (3.3) d. Evaluasi Potensi Penghematan Energi.

Saat peluang penghematan energi sudah diidentifikasi maka evaluasi kelayakan ekonomis perlu dilakukan khususnya tentang rekomendasi untuk penghematan energi.

30

3.4. Diagram Alir

31

Gambar 3.3 merupakan diagram alir penelitian. Pada diagram alir tersebut hal yang pertama kali dilakukan pada penelitian ini adalah pengumpulan dan penyusunan data yang berupa data historis gedung, diantaranya adalah denah gedung, rekening pembayaran listrik satu tahun terakhir serta intensitas pencahayaan ruangan dan beban pencahayaan. Setelah mendapatkan data, selanjutnya menentukan tingkat pencahayaan minimum setiap ruangan. Kemudian dilanjutkan dengan menghitung beban pencahayaan dan nilai IKE gedung. Nilai IKE dibandingkan dengan Per Men ESDM no.13 tahun 2012 dan nilai intensitas serta beban pencahayaan dibandingkan dengan SNI 03-6197-2010. Jika salah-satu nilai dari kedua parameter tersebut tidak sesuai dengan target, maka dilakukan pengkondisian dan pengoptimalan pada sistem pencahayaan serta penghitungan ulang. Apabila nilai IKE dan sistem pencahayaan sesuai target, penelitian dilanjutkan dengan mencari sistem pengkondisian pencahayaan paling baik, dengan melihat nilai parameter IKE serta intensitas pencahayaan.

V. KESIMPULAN

5.1. Simpulan

Setelah mendapatkan hasil pengukuran pada penerangan ruangan dan menganalisis data yang telah dituangkan dalam bentuk tabel dan kurva, maka dapat diambil beberapa kesimpulan berikut:

1. Intensitas konsumsi energi (IKE) listrik pada gedung rektorat Universitas Lampung (Unila) sebesar 3,13 kWh/m² per bulan. Nilai ini adalah sangat efisien berdasarkan PerMen ESDM No.13 tahun 2012 termasuk pada kriteria sangat efisien.

2. Berdasarkan hasil pengukuran intensitas cahaya ruangan di gedung rektorat Unila, diperoleh hasil 93,18% ruangan yang berada dibawah nilai standar intensitas cahaya yang ditetapkan dalam SNI 03-6197-2010.

3. Berdasarkan hasil perhitungan beban pencahayaan terpasang per meter persegi di gedung rektorat Unila, ditemukan 10,61% ruangan melebihi nilai standar beban pencahayaan per meter persegi maksimum yang ditetapkan dalam SNI 03-6197-2010.

4. Pemakaian energi untuk sistem pencahayaan pada gedung rektorat Unila adalah 12,9% dari total pemakaian energi

52

5. Berdasarkan hasil perhitungan dan temuan pada sistem pencahayaan gedung rektorat Unila, maka perlu dilakukan optimasi pencahayaan dengan skema sebagai berikut :

a. Penggunaan lampu LED T8 16.5T8/48-3500 IF 10/1 dimana intensitas penerangan rata-rata pada bidang kerja disesuaikan dengan kondisi eksisting hasil pengukuran.

b. Penggunaan jenis lampu menggunakan lampu TL-D 36W/830 1SL diamana intensitas penerangan rata-rata pada bidang kerja berdasarkan SNI 03-6197-2010.

c. Penggunaan jenis lampu LED T8 16.5T8/48-3500 IF 10/1 dimana intensitas penerangan rata-rata pada bidang kerja berdasarkan SNI 03-6197-2010.

6. Dari hasil optimasi yang dilakukan, skema c adalah skema yang paling direkomendasikan karena dapat memenuhi nilai intensitas cahaya ruangan yang sesuai dengan SNI 03-6197-2010 dengan konsumsi energi listrik paling hemat dibandingkan dengan skema yang lainnya dengan nilai IKE 3,299 kWh/m² per bulan.

5.2. Saran

1. Sebaiknya dilakukan perawatan serta pembersihan pada armatur lampu agar intensitas pencahayaan yang dihasilkan tetap optimal.

2. Sebaiknya di gedung rektorat universitas lampung menggunakan lampu yang memiliki efikasi tinggi serta daya yang kecil, seperti lampu LED.

53

3. Agar hasil rekomendasi pada Tugas Akhir ini dapat diterapkan di gedung rektorat Unila sebagai salah satu upaya konservasi energi listrik.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arismunandar, A. dan Kuahara, S. 1973. Teknik Tegangan Tinggi.Jakarta (Jilid III).PT Dainippon Gitakarya Printing.

[2] Despa, Dikpride. Dr. 2013. Rancang Bangun Sistem Pemantauan Konsumsi Energi Listrik Unila untuk mendukung upaya Konservasi Energi. Bandar Lampung.

[3] Dugan, R.C, McGranaghan M.F, Beaty H.W. , 1996, Electrical Power System Quality, McGraw-Hill Book Company, New York.

[4] EECCHI. 2010. Efisiensi dan Konservasi Energi di Indonesia. Jakarta : Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral.

[5] HIOKI 9625 User Manual.

[6] PerMen ESDM No. 13 Tahun 2012. Kriteria penggunaan Energi di Gedung Perkatoran ber-AC.

[7] PerMen ESDM No. 37 Tahun 2008. Aturan Jaringan Sistem Tenaga Listrik.

[8] SNI 03-6196-2000. Prosedur Audit energi pada Bangunan Gedung. BSN : Jakarta.

55

[9] SNI 03-6197-2010.. Konservasi Energi Pada Sistem Pencahayaan. BSN : Jakarta.

[10] SNI 16-7062-2004. Pengukuran Intensitas Penerangan di Tempat Kerja. BSN : Jakarta.

[11] UNEP. Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia, Chapter-Peralatan Energi Listrik : Pencahayaan.

[12] Zuhal. 1995. Dasar Teknik Tegangan Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

31

Gambar 3.3 merupakan diagram alir penelitian. Pada diagram alir tersebut hal yang pertama kali dilakukan pada penelitian ini adalah pengumpulan dan penyusunan data yang berupa data historis gedung, diantaranya adalah denah gedung, rekening pembayaran listrik satu tahun terakhir serta intensitas pencahayaan ruangan dan beban pencahayaan. Setelah mendapatkan data, selanjutnya menentukan tingkat pencahayaan minimum setiap ruangan. Kemudian dilanjutkan dengan menghitung beban pencahayaan dan nilai IKE gedung. Nilai IKE dibandingkan dengan Per Men ESDM no.13 tahun 2012 dan nilai intensitas serta beban pencahayaan dibandingkan dengan SNI 03-6197-2010. Jika salah-satu nilai dari kedua parameter tersebut tidak sesuai dengan target, maka dilakukan pengkondisian dan pengoptimalan pada sistem pencahayaan serta penghitungan ulang. Apabila nilai IKE dan sistem pencahayaan sesuai target, penelitian dilanjutkan dengan mencari sistem pengkondisian pencahayaan paling baik, dengan melihat nilai parameter IKE serta intensitas pencahayaan.

V. KESIMPULAN

5.1. Simpulan

Setelah mendapatkan hasil pengukuran pada penerangan ruangan dan menganalisis data yang telah dituangkan dalam bentuk tabel dan kurva, maka dapat diambil beberapa kesimpulan berikut:

1. Intensitas konsumsi energi (IKE) listrik pada gedung rektorat Universitas Lampung (Unila) sebesar 3,13 kWh/m² per bulan. Nilai ini adalah sangat efisien berdasarkan PerMen ESDM No.13 tahun 2012 termasuk pada kriteria sangat efisien.

2. Berdasarkan hasil pengukuran intensitas cahaya ruangan di gedung rektorat Unila, diperoleh hasil 93,18% ruangan yang berada dibawah nilai standar intensitas cahaya yang ditetapkan dalam SNI 03-6197-2010.

3. Berdasarkan hasil perhitungan beban pencahayaan terpasang per meter persegi di gedung rektorat Unila, ditemukan 10,61% ruangan melebihi nilai standar beban pencahayaan per meter persegi maksimum yang ditetapkan dalam SNI 03-6197-2010.

4. Pemakaian energi untuk sistem pencahayaan pada gedung rektorat Unila adalah 12,9% dari total pemakaian energi

52

5. Berdasarkan hasil perhitungan dan temuan pada sistem pencahayaan gedung rektorat Unila, maka perlu dilakukan optimasi pencahayaan dengan skema sebagai berikut :

a. Penggunaan lampu LED T8 16.5T8/48-3500 IF 10/1 dimana intensitas penerangan rata-rata pada bidang kerja disesuaikan dengan kondisi eksisting hasil pengukuran.

b. Penggunaan jenis lampu menggunakan lampu TL-D 36W/830 1SL diamana intensitas penerangan rata-rata pada bidang kerja berdasarkan SNI 03-6197-2010.

c. Penggunaan jenis lampu LED T8 16.5T8/48-3500 IF 10/1 dimana intensitas penerangan rata-rata pada bidang kerja berdasarkan SNI 03-6197-2010.

6. Dari hasil optimasi yang dilakukan, skema c adalah skema yang paling direkomendasikan karena dapat memenuhi nilai intensitas cahaya ruangan yang sesuai dengan SNI 03-6197-2010 dengan konsumsi energi listrik paling hemat dibandingkan dengan skema yang lainnya dengan nilai IKE 3,299 kWh/m² per bulan.

5.2. Saran

1. Sebaiknya dilakukan perawatan serta pembersihan pada armatur lampu agar intensitas pencahayaan yang dihasilkan tetap optimal.

2. Sebaiknya di gedung rektorat universitas lampung menggunakan lampu yang memiliki efikasi tinggi serta daya yang kecil, seperti lampu LED.

53

3. Agar hasil rekomendasi pada Tugas Akhir ini dapat diterapkan di gedung rektorat Unila sebagai salah satu upaya konservasi energi listrik.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arismunandar, A. dan Kuahara, S. 1973. Teknik Tegangan Tinggi.Jakarta (Jilid III).PT Dainippon Gitakarya Printing.

[2] Despa, Dikpride. Dr. 2013. Rancang Bangun Sistem Pemantauan Konsumsi Energi Listrik Unila untuk mendukung upaya Konservasi Energi. Bandar Lampung.

[3] Dugan, R.C, McGranaghan M.F, Beaty H.W. , 1996, Electrical Power System Quality, McGraw-Hill Book Company, New York.

[4] EECCHI. 2010. Efisiensi dan Konservasi Energi di Indonesia. Jakarta : Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral.

[5] HIOKI 9625 User Manual.

[6] PerMen ESDM No. 13 Tahun 2012. Kriteria penggunaan Energi di Gedung Perkatoran ber-AC.

[7] PerMen ESDM No. 37 Tahun 2008. Aturan Jaringan Sistem Tenaga Listrik.

[8] SNI 03-6196-2000. Prosedur Audit energi pada Bangunan Gedung. BSN : Jakarta.

55

[9] SNI 03-6197-2010.. Konservasi Energi Pada Sistem Pencahayaan. BSN : Jakarta.

[10] SNI 16-7062-2004. Pengukuran Intensitas Penerangan di Tempat Kerja. BSN : Jakarta.

[11] UNEP. Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia, Chapter-Peralatan Energi Listrik : Pencahayaan.

[12] Zuhal. 1995. Dasar Teknik Tegangan Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.