Analisis Audit Energi Sebagai Upaya Peningkatan Efisiensi Penggunaan Energi Listrik (Aplikasi Pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara)

TUGAS AKHIR

ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK

(APLIKASI PADA GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SUMATERA UTARA)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

Dewi Riska Sari Barus NIM : 100402009

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK

(APLIKASI PADA GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SUMATERA UTARA)

Disusun Oleh :

DEWI RISKA SARI BARUS 100402009

Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP. 19540531 198601 1002

Diketahui Oleh :

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU

2015

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. NIP. 19540531 198601 1 002

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

i ABSTRAK

Pesatnya pertumbuhan kebutuhan energi listrik yang tidak diikuti dengan peningkatan pasokan energi listrik akan memicu terjadinya krisis energi listrik. Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah tersebut adalah dengan melakukan konservasi energi. Pelaksanaan konservasi di Indonesia diatur dalam Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tentang Konservasi Energi. Dengan diberlakukannya peraturan ini maka kegiatan konservasi energi di Indonesia bersifat wajib (mandatory), terutama bagi pengguna energi dalam jumlah besar. Konservasi energi dapat dilakukan melalui kegiatan audit energi, maka pada Tugas Akhir ini dilakukan kegiatan audit energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

Dari hasil perhitungan diperoleh intensitas konsumsi energi listrik Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU untuk ruangan non-AC 1,77 kWh/m2/bulan termasuk dalam kriteria cenderung tidak efisien dan 8,84 kWh/m2/bulan untuk ruangan dengan AC termasuk dalam kriteria efisien. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa sebagian besar ruangan pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara memiliki temperatur ruangan ideal namun masih banyak ruangan memiliki intensitas cahaya dibawah nilai standar. Efisiensi energi listrik di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara dapat ditingkatkan dengan menambah atau mengganti lampu di dalam ruangan yang intensitas cahayanya kurang, memperbaiki faktor daya juga menerapkan budaya hemat energi di lingkungan Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

ii KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala, atas berkah, rahmat dan kehendak-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad Shallallahu ‘Alaihi Wasallam.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Judul Tugas Akhir ini adalah :

“ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK (APLIKASI PADA

GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SUMATERA UTARA)”

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, Ketua Departemen Teknik Elektro dan Dosen Penasehat Akademis penulis, yang selalu memberikan bantuan, bimbingan dan nasehat yang sangat dibutuhkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Rahmad Fauzi, ST, M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU.

iii 3. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T. dan Bapak Ir. Raja Harahap, M.T. selaku

Dosen Penguji Tugas Akhir penulis.

4. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis.

5. Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi dan Laboratorium Konversi Energi atas nasehat dan bantuannya.

6. Staf Pegawai Biro Administrasi Pemeliharaan dan Pengembangan Aset Universitas Sumatera Utara dan Kasub. Bag. Perlengkapan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Ibu Kaimah, S.E, yang telah membantu dalam melengkapi data yang dibutuhkan oleh penulis.

7. Seluruh Staf Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT USU atas segala bantuannya.

8. Kedua orangtua, ayah dan ibu tercinta yang selalu menyayangi, menyemangati, menasehati, mendo’akan dan memberikan segala dukungan yang terbaik sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.

9. Adik-adikku tersayang, Zulanda Surya Barus, Nayna Az-Zahra Barus, Sylvana Oktaviani Barus, terima kasih atas do’anya.

10.Sahabat-sahabat terbaik, Dwi, Dila, Agil, Ola, Tari, Angel, Mbak Mayang, Dhuha, Diky, Dika, Rimbo, Bg Rizky, Sylvester, Fatih, Deny, Fadlan, Irsyad, Ryan, Lutphi, Mursyid, Andi atas kebersamaan dan dukungannya selama ini dan seluruh kawan-kawan stambuk 2010 yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, semoga silaturahmi kita terus terjaga.

iv 11.Senior dan adik-adik junior yang telah membantu dan mendukung penulis

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

12.Semua pihak yang mengisi setiap detik waktu bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan terima kasih.

Medan, Maret 2015

v DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR SINGKATAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4Batasan Masalah ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Energi Listrik, Daya Listrik dan Tarif Listrik ... 6

2.1.1 Energi Listrik ... 6

2.1.2 Daya Listrik... 7

2.1.3 Tarif Listrik ... 9

2.2 Manajemen Energi ... 11

2.3 Konservasi Energi ... 14

2.4 Audit Energi ... 15

2.4.1 Intensitas Konsumsi Energi Listrik ... 16

2.4.2 Jenis Audit Energi ... 18

2.5 Pengaruh Kualitas Daya Listrik Terhadap Penghematan Energi Listrik ... 20

vi

2.5.1 Faktor Daya ... 20

2.5.2 Harmonisa... 22

2.6 Efisiensi Pada Sistem Tata Udara ... 24

2.7 Efisiensi Pada Sistem Tata Cahaya ... 26

2.8 Peluang Hemat Energi ... 27

2.9 Rekomendasi Hemat Energi ... 28

BAB III METODE PENELITIAN ... 30

3.1Tempat dan Waktu... 30

3.2 Peralatan yang Digunakan ... 30

3.3 Variabel yang Diamati ... 30

3.4 Rangkaian Pengujian ... 30

3.5 Prosedur Pengujian ... 32

3.5.1 Pengujian Kualitas Daya Listrik ... 32

3.5.2 Pengujian Temperatur dan Kelembaban Ruangan ... 32

3.5.3 Pengujian Tingkat Intensitas Pencahayaan Ruangan ... 33

3.6 Prosedur Penelitian ... 33

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 36

4.1 Profil Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara ... 36

4.2 Kondisi Eksisting Kelistrikan Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara ... 39

4.2.1 Daya Listrik Terpasang ... 39

4.2.2 Diagram Satu Garis ... 40

vii

4.3 Hasil Pengukuran ... 40

4.3.1 Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Ruangan ... 44

4.3.2 Pengukuran Intensitas Pencahayaan ... 45

4.3.3 Pengukuran Kualitas Daya Listrik... 46

4.4 Intensitas Konsumsi Energi Listrik ... 55

4.5 Analisa Hasil Pengukuran ... 56

4.5.1 Tegangan ... 56

4.5.2 Faktor Daya ... 57

4.5.3 Harmonisa Arus ... 58

4.5.4 Harmonisa Tegangan ... 62

4.5.5 Temperatur dan Kelembaban Ruangan ... 67

4.5.6 Intensitas Pencahayaan ... 68

4.6 Rekomendasi Peningkatan Efisiensi Penggunaan Energi Listrik ... 69

4.6.1 Efisiensi Sistem Tata Udara ... 69

4.6.2 Efisiensi Sistem Tata Cahaya ... 70

4.6.3 Efisiensi Terhadap Sistem Kelistrikan ... 71

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 72

5.1 Kesimpulan ... 72

5.2 Saran ... 73

DAFTAR PUSTAKA ... 74 LAMPIRAN

viii DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Segitiga Daya... 9

Gambar 2.2 Perubahan Paradigma Pengelolaan Energi...12

Gambar 2.3 Perbaikan Faktor Daya...21

Gambar 3.1 Rangkaian Pengujian...31

Gambar 3.2 Titik Pengukuran Pada Panel Distribusi Tegangan Rendah...31

Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian...35

Gambar 4.1 Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU...36

Gambar 4.2 Diagram Satu Garis Panel Distribusi Tegangan Rendah Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU...40

Gambar 4.3 Grafik Tegangan Di Setiap Titik Pengukuran...58

Gambar 4.4 THD Arus Pada Setiap Titik Pengukuran...63

ix DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Standar Intensitas Konsumsi Energi...17

Tabel 2.2 Standar Harmonisa Arus Menurut EEC...24

Tabel 2.3 Spesifikasi Pengkondisi Udara (AC)...24

Tabel 2.4 Pendekatan BTU/hr yang Dibutuhkan Pada Ruangan Berdasarkan Luas Ruangan...25

Tabel 2.5 Daftar Intensitas Cahaya Beberapa Ruangan...26

Tabel 4.1 Daftar Nama Ruangan Gedung J16 DTE USU...37

Tabel 4.2 Konsumsi Beban Penerangan Per Hari...41

Tabel 4.3 Konsumsi Energi Pendingin Ruangan Per Hari...43

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Ruangan...44

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Intensitas Cahaya Ruangan...45

Tabel 4.6 Data Pengukuran Arus...47

Tabel 4.7 Data Pengukuran Tegangan...48

Tabel 4.8 Data Pengukuran Daya Aktif...48

Tabel 4.9 Data Pengukuran Daya Reaktif...49

Tabel 4.10 Data Pengukuran Daya Semu...49

Tabel 4.11 Data Pengukuran Faktor Daya...50

Tabel 4.12 Data Pengukuran Harmonisa Arus...50

Tabel 4.13 Data Pengukuran Harmonisa Tegangan...53

Tabel 4.14 Pemakaian Energi Listrik Fakultas Teknik USU...56

Tabel 4.15 Total Daya Aktif dan Daya Semu...59

x

Tabel 4.17 THD Arus Pada Setiap Titik Pengukuran...62

Tabel 4.18 IHD Tegangan Pada Setiap Titik Pengukuran...64

Tabel 4.19 THD Tegangan Pada Setiap Titik Pengukuran...66

Tabel 4.20 Kapasitas Pendingin Ruangan Berdasarkan Perhitungan...68

Tabel 4.21 Perbandingan intensitas cahaya hasil pengukuran dengan standar...69

xi DAFTAR SINGKATAN

DSM Demand Side Management SSM Supply Side Management IKE Intensitas Konsumsi Energi AEA Audit Energi Awal

AC Air Conditioning/ Pengkondisi Udara HVAC Heating, Ventilation, Air Conditioning IHD Individual Harmonic Distortion THD Total Harmonic Distortion EMO Energy Management Opportunity TOE Tonne of Oil Equivalent

i ABSTRAK

Pesatnya pertumbuhan kebutuhan energi listrik yang tidak diikuti dengan peningkatan pasokan energi listrik akan memicu terjadinya krisis energi listrik. Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah tersebut adalah dengan melakukan konservasi energi. Pelaksanaan konservasi di Indonesia diatur dalam Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tentang Konservasi Energi. Dengan diberlakukannya peraturan ini maka kegiatan konservasi energi di Indonesia bersifat wajib (mandatory), terutama bagi pengguna energi dalam jumlah besar. Konservasi energi dapat dilakukan melalui kegiatan audit energi, maka pada Tugas Akhir ini dilakukan kegiatan audit energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

Dari hasil perhitungan diperoleh intensitas konsumsi energi listrik Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU untuk ruangan non-AC 1,77 kWh/m2/bulan termasuk dalam kriteria cenderung tidak efisien dan 8,84 kWh/m2/bulan untuk ruangan dengan AC termasuk dalam kriteria efisien. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa sebagian besar ruangan pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara memiliki temperatur ruangan ideal namun masih banyak ruangan memiliki intensitas cahaya dibawah nilai standar. Efisiensi energi listrik di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara dapat ditingkatkan dengan menambah atau mengganti lampu di dalam ruangan yang intensitas cahayanya kurang, memperbaiki faktor daya juga menerapkan budaya hemat energi di lingkungan Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

1 BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Seiring dengan peningkatan konsumsi energi listrik oleh masyarakat, maka pihak penyedia energi listrik, dalam hal ini Perusahaan Listrik Negara (PLN), harus meningkatkan pasokan energi listrik atau kapasitas pembangkitannya. Hal ini dimaksudkan agar jumlah daya listrik yang tersedia dapat memenuhi permintaan konsumen akan energi listrik.

Di wilayah Sumatera Utara, energi listrik disuplai oleh unit-unit pembangkit yang ada di wilayah ini dengan kapasitas terpasang sebesar 1.881,4 MW. Pada tahun 2012 beban puncak di wilayah Sumatera Utara mencapai 1444 MW dengan cadangan daya hanya 95 MW, sedangkan cadangan daya idealnya sebesar 30% dari besarnya beban puncak. Kurangnya cadangan daya tersebut mengakibatkan terganggunya kontinuitas penyaluran energi listrik apabila terjadi kerusakan di salah satu pembangkit utama ataupun saat pembangkit sedang dalam masa pemeliharaan. Berdasarkan data dari Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (KESDM) tahun 2009, konsumsi energi di Indonesia tumbuh rata-rata sebesar 7% per tahun. Jika diasumsikan pertumbuhan kebutuhan energi listrik 7% per tahun, maka kebutuhan energi listrik di Sumatera Utara pada tahun 2015 mencapai 1768,96 MW [1] [2].

Berdasarkan kondisi diatas, peningkatan kapasitas pembangkitan mutlak dilakukan. Namun, banyak permasalahan yang muncul di dalam peningkatan kapasitas pembangkit antara lain besarnya biaya investasi dalam pembangunan

2 pembangkit baru, sulitnya menyelesaikan masalah penerbitan izin lokasi dan penerbitan izin pinjam pakai kawasan hutan (IPPKH), serta masalah pembebasan lahan. Permasalahan-permasalahan diatas kerap kali menjadi penyebab terjadinya krisis energi listrik.

Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah tersebut adalah dengan melakukan penghematan (mengefisiensikan) pemakaian energi listrik atau yang dikenal dengan istilah konservasi energi. Pada tahun 1985, Departemen Pekerjaan Umum memperkenalkan program DOE (Department of Energy, USA) yang mengawali sejarah konservasi energi pada bangunan gedung di Indonesia. Namun, perkembangan berikutnya nyaris tidak terdengar, hingga tahun 1987 negara-negara yang tergabung dalam Association of Southeast Asian Nations (ASEAN) bekerja sama dengan United States Agency for International Development (USAID) melakukan penelitian energi pada bangunan gedung dan sekaligus memperkenalkan program ASEAM (A Simplified Energy Analysis Method). Sejak saat itulah masalah konservasi energi di Indonesia mulai diperhatikan kembali [3].Konservasi energi di Indonesia diatur dalam Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tentang Konservasi Energi.

Konservasi energi dapat dilakukan melalui kegiatan audit energi. Pada Tugas Akhir ini, penulis melakukan audit energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara yang merupakan tempat perkuliahan yang sangat bergantung kepada ketersediaan energi listrik sebagai penunjang kegiatan belajar-mengajar. Melalui kegiatan audit energi listrik ini diharapkan dapat diketahui penggunaan-penggunaan energi listrik di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro yang belum optimal sehingga langkah-langkah

3 penghematan energi listrik dapat dikenali dan diimplementasikan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro. Selain itu, audit ini juga diharapkan dapat memberikan sedikit kontribusi dalam membantu mengatasi krisis listrik yang terjadi di wilayah Sumatera Utara dan dilihat dari segi ekonomi, audit ini diharapkan mampu mengurangi biaya tagihan listrik di Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah:

Bagaimana profil penggunaan energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, dimana letak pemborosan energi listrik, dan apa saja usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:

Mengenali cara-cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Univeristas Sumatera Utara.

1.4 Batasan Masalah

Pembatasan masalah yang dilakukan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

4 1. Audit energi listrik hanya dilakukan pada Gedung J16 Departemen Teknik

Elektro Universitas Sumatera Utara.

2. Pelaksanaan audit energi listrik berpedoman kepada SNI 03-6196-2000 tentang Prosedur Audit Energi Pada Bangunan Gedung.

3. Standarisasi sistem tata udara berpedoman kepada SNI 03-6090-2000 tentang Konservasi Energi Sistem Tata Udara Pada Bangunan Gedung.

4. Standarisasi sistem pencahayaan berpedoman kepada SNI 03-6197-2000 tentang Konservasi Energi Sistem Pencahayaan Pada Bangunan Gedung. 5. Membahas secara umum mengenai harmonisa.

1.5 Sistematika Penulisan

Penulis menyusun laporan ini dalam lima bab yang sistem penulisannya terangkum sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas tentang energi dan daya secara umum, manajemen energi, konservasi energi, audit energi, sistem tata cahaya dan sistem tata udara, peluang hemat energi, serta rekomendasi hemat energi.

BAB 3 METODE PENELITIAN

Bab ini berisi tentang waktu dan tempat penelitian, prosedur pengujian, dan prosedur penelitian.

5 BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi data-data hasil penelitian dan analisis pembahasan berdasarkan hasil olahan data.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan penulis mengenai pembahasan pada bab-bab sebelumnya serta saran dari penulis mengenai permasalahan di dalam penulisan Tugas Akhir ini.

6 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Energi Listrik, Daya Listrik dan Tarif Listrik 2.1.1 Energi Listrik

Energi didefenisikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan kerja. Ada berbagai jenis energi, misal energi mekanis, energi kimia, energi listrik, juga energi panas maupun energi cahaya. Energi-energi tersebut tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, namun sangat mudah untuk berubah bentuk. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan energi [4]. Satuan energi menurut Satuan Internasional adalah Joule, selain itu energi juga dinyatakan dalam kalori, BTU, atau Watt hour.

Dari segi pemakaian, energi diklasifikasikan menjadi dua golongan, yaitu energi

primer dan energi sekunder. Energi yang langsung diberikan oleh alam dalam wujud

aslinya dan belum mengalami perubahan (konversi) disebut sebagai energi primer.

Contoh dari energi primer ini adalah gas bumi, minyak mentah, tenaga air, batu bara,

dan lain-lain. Sementara energi sekunder adalah energi yang berasal dari energi primer

yang telah diubah melalui proses teknologi menjadi bentuk energi yang lebih

mudah/praktis digunakan. Contoh dari energi sekunder ini adalah minyak tanah, kokas,

listrik, dan lain-lain.

Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus yang biasanya dinyatakan dalam Watt hour. Energi yang digunakan oleh peralatan listrik merupakan laju penggunaan energi (daya) dikalikan dengan waktu selama peralatan tersebut digunakan [5]. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut [4]:

7

Power x Time = Energy (2.1)

Dimana :

Power merupakan daya peralatan listrik (Watt)

Time merupakan waktu selama peralatan digunakan (jam/hour) Energy merupakan energi listrik yang dikonsumsi peralatan listrik

(Watt hour).

2.1.2 Daya Listrik

Daya merupakan energi yang diperlukan untuk melakukan usaha/kerja. Daya listrik biasanya dinyatakan dalam Watt. Secara matematis, besarnya daya listrik dapat dituliskan sebagai berikut :

P = V I (2.2)

Dimana :

P : merupakan daya listrik (Watt) V : merupakan tegangan (volt) I : merupakan arus listrik (ampere)

Namun, pada sistem tenaga listrik bolak-balik dimana besaran tegangan dan arus berubah sepanjang waktu, rumus sederhana diatas menjadi lebih sedikit rumit. Besaran daya, arus dan tegangan merupakan bilangan kompleks dan persamaan diatas menjadi :

S= I*V (2.3)

dimana S merupakan daya semu dan tanda asterisk (*) menunjukkan konjugasi dari bilangan kompleks arus I, yang berarti bahwa dalam perhitungan tanda

8 (positif atau negatif) dari komponen imajiner bilangan kompleksnya harus dibalik (positif menjadi negatif dan sebaliknya).

Sedangkan daya sebenarnya yang dikonsumsi oleh beban atau suatu peralatan listrik adalah daya nyata (P) yang dinyatakan dalam watt. Dalam bentuk matematis, dirumuskan :

P= Irms Vrmscos φ (2.4)

Dimana :

P : daya nyata/daya aktif (Watt) Irms : arus rms (ampere)

Vrms : tegangan rms (volt)

φ : sudut yang dibentuk antara arus dan tegangan.

Ada sebuah komponen daya lainnya yang disebut dengan daya reaktif, yaitu daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Disimbolkan dengan Q, dinyatakan dalam Var dan secara matematis dituliskan :

Q= Irms Vrms sin φ (2.5)

Dimana :

Q : daya reaktif (Var) Irms : arus rms (ampere) Vrms : tegangan rms (volt)

9 Hubungan antara daya semu, daya aktif dan daya reaktif dapat dilihat melalui segitiga daya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 [6] :

Gambar 2.1 Segitiga Daya

2.1.3 Tarif Listrik

Tarif listrik merupakan tarif yang dikenakan kepada konsumen yang menggunakan energi listrik yang bersumber dari Perusahaan Listrik Negara (PLN). Berdasarkan Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Nomor 09 Tahun 2014, tarif tenaga listrik ditetapkan berdasarkan golongan tarif.

Tarif tenaga listrik dibedakan atas beberapa golongan, sebagai berikut:

1. Tarif tenaga listrik untuk keperluan Pelayanan Sosial

2. Tarif tenaga listrik untuk keperluan Rumah Tangga

3. Tarif tenaga listrik untuk keperluan Bisnis

4. Tarif tenaga listrik untuk keperluan Industri

5. Tarif tenaga listrik untuk keperluan Kantor Pemerintah dan Penerangan Jalan Umum

S = I V Q = I V sin φ

P = I V cos φ

10 6. Tarif tenaga listrik untuk keperluan Traksi pada tegangan menengah,

dengan daya diatas 200 kVA (T/TM) diperuntukkan bagi Perusahaan Perseroan (Persero) PT Kereta Api Indonesia [7].

Biaya listrik yang dibayarkan konsumen terdiri atas dua komponen, yaitu:

1. Biaya Awal

Untuk mendapatkan suplai listrik oleh pihak penyedia listrik pertama kali, maka konsumen harus membayar biaya awal. Biaya awal terdiri atas biaya penyambungan dan biaya jaminan listrik.

2. Biaya Perbulan (Pemakaian)

Biaya perbulan merupakan biaya yang dibayarkan oleh konsumen setiap bulan, biaya ini terdiri atas [8]:

a. Biaya Beban (Abonemen)

b. Biaya Pemakaian (kWh)

c. Biaya kelebihan Pemakaian kVarh

d. Biaya Pemakaian Trafo (jika ada)

e. Biaya lain-lain yang terdiri dari:

 Biaya Pajak Penerangan Jalan  Biaya Materai

11 2.2 Manajemen Energi

Salah satu solusi dari permasalahan krisis energi listrik yang terjadi adalah dengan melakukan pengelolaan energi listrik melalui konsep manajemen energi. Manajemen energi didefenisikan sebagai program terpadu yang direncanakan dan dilaksanakan secara sistematis untuk memanfaatkan sumber daya energi dan energi secara efektif dan efisien dengan melakukan perencanaan, pencatatan, pengawasan dan evaluasi secara kontinu tanpa mengurangi kualitas produksi/pelayanan [9]. Sedangkan menurut Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Nomor 14 Tahun 2012, Manajemen energi adalah kegiatan terpadu untuk mengendalikan konsumsi energi agar tercapai pemanfaatan energi yang efektif dan efisien untuk menghasilkan keluaran yang maksimal melalui tindakan teknik secara terstruktur dan ekonomis untuk meminimalisasi konsumsi bahan baku dan pendukung.

Manajemen energi diterapkan untuk memaksimalkan kapasitas pembangkit yang ada dalam memenuhi kebutuhan energi listrik, yaitu dengan melaksanakan program di sisi permintaan (Demand Side Management) dan di sisi penyediaan (Supply Side Management). Program Demand Side Management (DSM) dimaksudkan untuk mengendalikan pertumbuhan permintaan tenaga listrik, dengan cara mengendalikan beban puncak, pembatasan sementara sambungan baru terutama di daerah krisis penyediaan tenaga listrik, dan melakukan langkah-langkah efisiensi lainnya di sisi konsumen. Program Supply Side Management (SSM) dilakukan melalui optimasi penggunaan pembangkit tenaga listrik yang ada dan pemanfaatan captive power. Melalui upaya DSM dan

12 SSM ini diharapkan keseimbangan antara sisi penyedia dan sisi konsumen tetap terjaga [10].

Di Indonesia, kebijakan pengelolaan energi lebih diprioritaskan pada bagaimana menyediakan energi atau memperluas akses terhadap energi kepada masyarakat (SSM). Untuk itu, diperlukan perubahan paradigma konservasi energi dari Supply Side Management (SSM) ke arah Demand Side Management yang memfokuskan pada konservasi energi pada sektor pengguna [11].

Sumber: Paparan DJEBTKE Lokakarya Konservasi Energi Gambar 2.2 Perubahan Paradigma Pengelolaan Energi

Perubahan paradigma ini dimaksudkan agar para pengguna energi melakukan konservasi energi, sehingga dapat mengefisiensikan kebutuhan energi. Selain itu juga dapat memanfaatkan sumber energi terbarukan dan mengurangi energi fosil dengan mengubah peran energi fosil sebagai faktor penyeimbang, dan bukan faktor utama.

13 Hal yang dapat dilakukan dalam menerapkan program manajemen energi antara lain:

a. Pada anggaran energi untuk menyiapkan sumber-sumber energi yang dibutuhkan.

b. Mengumpulkan dan menganalisis data pemakaian energi saat ini.

c. Melaksanakan audit energi untuk mengetahui dimana dan bagaimana mengefektifkan pemakaian energi.

d. Menerapkan penghematan energi.

e. Secara berkala melaporkan penghematan yang telah dicapai.

Ada dua strategi pokok manajemen energi, yaitu: 1. Konservasi energi

Melalui konservasi energi pemakaian energi yang tidak perlu dapat dihindari serta diharapkan dapat mengurangi permintaan pada pelayanan yang berkaitan dengan energi.

2. Efisiensi energi

Pengurangan pemakaian energi pada saat penggunaan.

Beberapa hal yang sangat mempengaruhi kesuksesan dari program manajemen energi, yaitu [12]:

1. Komitmen menyeluruh dari seluruh bagian dalam organisasi tersebut, mulai manajer senior sampai ke bawahan.

2. Sistem pelaporan yang efektif dimana dapat dipertanggungjawabkan pada manajer dalam penggunaan energi.

14 3. Perhatian dari staf dan program pelatihan.

Program manajemen energi ini merupakan sebuah proses yang berkelanjutan. Program ini akan lebih efektif jika dilaksanakan secara rutin, dan ditinjau ulang bila diperlukan.

Di Indonesia, pelaksanaan manajemen energi diatur dalam Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia No. 14 Tahun 2012 Tentang Manajemen Energi. Pada Pasal 4 dalam peraturan ini dikatakan bahwa Pengguna sumber energi dan pengguna energi yang menggunakan sumber energi dan/atau energi kurang dari 6000 setara ton minyak per tahun agar melaksanakan manajemen energi dan/atau penghematan energi. Sedangkan pelaksanaan penghematan energi diatur secara terpisah dalam Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia No. 13 Tahun 2012 Tentang Penghematan Pemakaian Tenaga Listrik.

2.3 Konservasi Energi

Seperti yang telah disebutkan pada sub bab diatas bahwa konservasi energi merupakan salah satu strategi dalam manajemen energi dan juga merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengendalikan pertumbuhan permintaan tenaga listrik pada sisi konsumen. Konservasi energi dapat diartikan sebagai upaya yang dapat dilakukan untuk mencapai efisiensi pemakaian energi dan menghindari terjadinya pemborosan energi [3].

15 Selama ini, kegiatan konservasi energi hanya dilakukan sebatas sukarela (voluntary) saja. Namun, dengan diberlakukannya Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 70 Tahun 2009 Tentang Konservasi Energi, kegiatan ini bersifat wajib (mandatory), terutama bagi pengguna energi dalam jumlah besar [13]. Dimana menurut Pasal 12 Ayat (2) Peraturan Pemerintah tersebut, pengguna energi yang menggunakan energi lebih besar atau sama dengan 6000 TOE per tahun wajib melakukan konservasi energi melalui manajemen energi.

Selain itu, konservasi energi di Indonesia juga diatur dalam Instruksi Presiden No. 9 Tahun 1982 tentang Konservasi Energi. Undang-undang yang secara langsung terkait dengan konservasi energi adalah Undang-undang No. 30 Tahun 2007 tentang Energi. Undang-undang ini menjadi payung hukum bagi kebijakan energi nasional termasuk didalamnya kebijakan konservasi energi.

2.4 Audit Energi

Untuk menghitung besarnya konsumsi energi listrik pada bangunan gedung serta untuk mengenali atau mengetahui langkah-langkah penghematan energi yang dapat diambil agar tercapai efisiensi pemakaian energi listrik dapat dilakukan melalui kegiatan audit energi. Secara umum audit energi adalah kegiatan untuk mengidentifikasi dimana dan berapa energi yang digunakan serta langkah-langkah apa yang dapat dilakukan dalam rangka konservasi energi pada suatu fasilitas pengguna energi.

Dapat juga diartikan sebagai suatu prosedur pengukuran dan pencatatan penggunaan energi secara sistematis dan berkesinambungan, melalui

16 pengumpulan data kemudian diikuti dengan analisis dan kegiatan konservasi energi yang akan dilaksanakan.

Kegiatan audit energi dimulai dari survei data sederhana hingga pengujian data yang sudah ada secara rinci, dianalisis dan dirancang untuk menghasilkan data baru. Melalui audit energi, kita dapat memperoleh potret penggunaan energi pada sebuah gedung yaitu gambaran mengenai jenis, jumlah penggunaan energi, peralatan energi, intensitas energi, maupun data-data lainnya [3].

2.4.1 Intensitas Konsumsi Energi Listrik

Intensitas konsumsi energi listrik menggambarkan banyaknya energi listrik yang dikonsumsi per satuan luas bangunan dalam rentang waktu tertentu. IKE dapat dirumuskan sebagai berikut:

���= �������������_{���� ��������} (��ℎ)

(�2) (2.6)

Dari nilai IKE inilah nantinya ditentukan tingkat efisiensi penggunaan energi listrik berdasarkan standar yang digunakan.

Konsumsi energi spesifik per luas lantai menggunakan AC dan atau tidak menggunakan AC adalah sebagai berikut [14]:

a. Jika presentase perbandingan luas lantai yang menggunakan AC terhadap luas lantai total gedung kurang dari 10%, maka gedung tersebut termasuk gedung yang tidak menggunakan AC dan konsumsi energi perluas lantai adalah:

���1 = ����� �������� ������ (��ℎ)

17 b. Jika presentase perbandingan luas lantai yang menggunakan AC terhadap

luas lantai total gedung lebih dari 90%, maka gedung tersebut termasuk gedung yang menggunakan AC dan konsumsi energi perluas lantai adalah:

���2 =

������������� ������ (��ℎ)

���������� ����� (�2₎ (2.8)

c. Jika presentase perbandingan luas lantai yang menggunakan AC terhadap luas lantai total gedung lebih dari 10% dan kurang dari 90%, maka gedung tersebut termasuk gedung yang menggunakan AC dan tidak menggunakan AC dan konsumsi energi perluas lantai adalah:

• Konsumsi energi per luas lantai tidak menggunakan AC adalah:

���3 = ����� �������� ������

(��ℎ)_{−�������� ������ ��} (��ℎ)

���������� ����� (�2₎ (2.9)

• Komsumsi energi per luas lantai menggunakan AC adalah :

���

₄₌ �������� ������ ��

���� ������ ��� −��+����� ������������������ −�������������� ����� ������ ��

(2.10)

Standar IKE dari suatu bangunan gedung diperlihatkan pada Tabel 2.1 di bawah ini:

Tabel 2.1 Standar Intensitas Konsumsi Energi

Kriteria Ruangan Dengan

AC (kWh/m2/bln)

Ruangan Non AC (kWh/m2/bln)

Sangat Efisien 4,17 - 7,92 -

Efisien 7,92 - 12,08 -

Cukup Efisien 12,08 - 14,58 0,84 - 1,67 Cenderung Tidak Efisien 14,58 - 19,17 1,67 - 2,50 Tidak Efisien 19,17 - 23,75 2,50 – 3,34 Sangat Tidak Efisien 23,75 - 37,50 3,34- 4,17

Sumber: Pedoman Pelaksanaan Konservasi Energi dan Pengawasannya di Lingkungan Depdiknas 2002

18 Nilai Intensitas konsumsi energi dihitung berdasarkan data yang diperoleh dari kegiatan audit energi pada bangunan gedung yang bersangkutan.

2.4.2 Jenis Audit Energi

Secara umum, audit energi dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu audit energi awal dan audit energi rinci.

a. Audit Energi Awal

Untuk melakukan audit energi awal dibutuhkan data rekening pembayaran energi dan pengamatan visual. Hal ini dapat dilakukan oleh pemilik ataupun pengelola bangunan gedung yang bersangkutan. Kemudian dari data yang diperoleh, dapat dihitung Konsumsi Energi Bangunan Gedung dan Intensitas Konsumsi Energi Bangunan Gedung [3]. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah penggunaan energi pada suatu area masih dalam kategori efisien atau tidak.

Dalam Pedoman Teknik Audit Energi Dalam Implementasi Konservasi Energi Dan Pengurangan Emisi CO2 di Sektor Industri (2011), Survei Awal atau

Audit Energi Awal (AEA), terdiri dari dua bagian, yaitu: 1. Survei Manajemen Energi

Auditor energi atau surveyor mencoba untuk memahami kegiatan manajemen yang sedang berlangsung dan kriteria putusan investasi yang mempengaruhi proyek konservasi.

19 Bagian teknis dari AEA secara singkat mengulas kondisi dan operasi peralatan dari pemakai energi yang penting (misalnya sistem HVAC) serta instrumentasi yang berkaitan dengan efisiensi energi.

AEA sangat berguna untuk mengenali sumber-sumber pemborosan energi dan tindakan-tindakan sederhana yang dapat diambil untuk meningkatkan efisiensi energi dalam jangka pendek. Contoh tindakan yang dapat diidentifikasi dengan mudah ialah hilang atau cacatnya insulasi, peralatan yang tidak dapat digunakan, dll. AEA seharusnya juga mengungkapkan kurang sempurnanya pengawasan manajemen energi. Hasil yang khas dari AEA adalah seperangkat rekomendasi tentang tindakan berbiaya rendah yang segera dapat dilaksanakan dan rekomendasi audit yang lebih baik.

b. Audit Energi Rinci

Apabila nilai IKE yang didapatkan melalui Audit Energi Awal lebih besar dari nilai standar yang ditentukan, maka Audit Energi Rinci perlu dilakukan guna memperoleh profil penggunaan energi bangunan sehingga dapat diketahui peralatan-peralatan listrik apa saja yang penggunaan energinya cukup besar. Pada Audit energi Rinci, seluruh analisis energi dilakukan berdasarkan data yang diperoleh dari hasil pengukuran. Alat ukur yang digunakan adalah alat ukur yang telah terkalibrasi baik berupa alat ukur permanent pada instansi maupun alat ukur portable [3].

Audit energi dan kemungkinan penghematan energi yang diidentifikasikan dalam audit adalah penerapan yang paling baik dalam program manajemen energi dimana pengoperasiannya, secara formal telah diketahui, merupakan bagian yang

20 tidak terpisahkan dari keseluruhan aktivitas manajemen yang sedang berjalan pada suatu organisasi [12].

2.5 Pengaruh Kualitas Daya Listrik Terhadap Penghematan Energi Listrik Kualitas daya listrik adalah suatu konsep yang memberikan gambaran tentang baik atau buruknya mutu daya listrik akibat adanya beberapa jenis gangguan yang terjadi pada sistem kelistrikan [15]. Permasalahan yang berkaitan dengan kualitas daya diantaranya adalah fluktuasi tegangan, harmonisa yang mencakup Total Harmonic Distortion (THD), Individual Harmonic Distortion (IHD), dan K-Factor. Hal lain yang berkaitan dengan kualitas daya yaitu sag, swell, transient, variasi frekuensi, ketidakseimbangan tegangan, ketidakseimbangan arus pada sistem tiga fasa, beban induktif yang berdampak pada turunnya faktor daya, efisiensi beban rendah dan sebagainya. Masalah kualitas daya listrik ini dapat menimbulkan kerugian-kerugian seperti: kesalahan operasi peralatan, menaikkan arus netral pada jaringan bintang, menimbulkan rugi energi yang lebih besar, juga kerugian lainnya, sehingga penurunan kualitas daya dapat dikatakan sebagai salah satu komponen pemborosan energi listrik pada aspek teknis [16].

2.5.1 Faktor Daya

Faktor daya adalah ukuran keefektifan sebuah peralatan dalam mengubah arus dan tegangan menjadi daya aktif atau daya yang berguna. Faktor daya merupakan persentase dari total daya semu yang diubah menjadi daya aktif atau daya yang berguna. Faktor daya sebesar 0,8 menunjukkan 80% dari daya semu diubah menjadi daya yang berguna [16].

21

Faktor dayatermasuk dalampembahasankualitas dayakarena beberapa alasan. Yang menjadi masalah kualitas daya adalah faktor daya rendah yang dapat menyebabkan kegagalan peralatan. Selain itu,konsumen yang memiliki faktor daya rendah akan menanggung biaya energi listrik yang lebih tinggi karena penyedia tenaga listrik memberi denda kepada konsumen yang memiliki faktor daya rendah. Di Indonesia, PLN mengenakan denda bagi para konsumen yang memiliki faktor daya kurang dari 85%. Hal ini karena penyedia listrik (PLN) harus menyediakan daya kompleks (kVA) yang lebih besar untuk memenuhi kebutuhan energi listrik untuk daya aktif (kW) yang tetap apabila faktor dayanya rendah [16].

Peningkatan faktor daya dapat dilakukan dengan pemasangan kapasitor parallel pada sisi beban. Perbaikan tersebut dapat dijelaskan melalui Gambar 2.3 dibawah ini:

Gambar 2.3 Perbaikan Faktor Daya

φ1

φ2

Xc2 X1

X2

Xc1 XL

Z1

Z2

22 Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa dengan menambahkan kapasitor maka komponen XL (induktif) akan tereduksi sehingga cos φ (faktor daya) akan

meningkat.

Faktor daya dapat dirumuskan sebagai berikut:

Faktor daya (PowerFactor) = Cos φ =�

� (2.11)

2.5.2 Harmonisa

Harmonisa didefenisikan sebagai gelombang-gelombang sinus (arus dan tegangan) yang mempunyai frekuensi kelipatan bilangan bulat dari frekuensi fundamentalnya. Dalam menganalisis harmonisa terdapat beberapa indeks yang penting untuk mengetahui efek dari harmonisa tersebut pada sistem tenaga, yaitu Individual Harmonic Distortion (IHD) dan Total Harmonic Distortion (THD).

a. Individual Harmonic Distortion (IHD)

Individual harmonic distortion (IHD) adalah perbandingan antara nilai rms dari individual harmonisa terhadap nilai rms fundamentalnya. IHD ini berlaku untuk tegangan dan arus. Adapun rumus untuk menghitung IHD pada harmonisa ke-n adalah sebagai berikut [16]:

���� = �_��

1

(2.12) Dimana:

In adalah arus pada harmonisa ke-n (A) I1 adalah arus fundamental (A)

23 Misalnya, asumsikan bahwa nilai rms harmonisa ketiga pada beban nonlinear adalah 20A, nilai harmonisa kelimanya adalah 15A dan nilai fundamentalnya adalah 60 A, maka nilai distorsi arus individual pada harmonisa ketiga adalah :

IHD3 = 20/60 = 0,333 = 33,3 %

Dan nilai distorsi arus individual pada harmonisa kelima :

IHD5 = 15/60= 0,166 = 25%

Menurut standar Institute of Electrical and Electronics Enginers (IEEE) IHD1 akan selalu bernilai 100%.

b. Total Harmonic Distortion (THD)

Total harmonic distortion (THD) adalah perbandingan antara nilai rms dari seluruh komponen harmonisa terhadap nilai rms fundamentalnya. THD juga berlaku untuk tegangan dan arus. Adapun rumus dari THD adalah:

���� =

�∑∞�=2��2

�1

(2.13) Dimana:

Vn adalah tegangan harmonisa ke-n (V)

V1 adalah tegangan fundamental (V)

Adapun rumus THD untuk arus adalah sebagai berikut [16]:

���� =

�∑∞�=2��2

�1

(2.14)

Dimana:

24 I1 adalah arus fundamental (A)

Harmonisa yang dihasilkan harus dibatasi karena jumlah yang besar harmonisa tersebut dapat merusak peralatan listrik yang terdapat dalam sistem tenaga listrik. Standar harmonisa arus menurut EEC (Electrical Energy Code) diperlihatkan pada Tabel 2.2 sebagai berikut:

Tabel 2.2 Standar Harmonisa Arus Menurut EEC Circuit Current at

Rated Load Condition at 380 V /220 V

Maximum Total Harmonic Distortion

(THD) of Current

I < 40 A 20.0 %

40 A ≤ I < 400 A 15.0 % 400 A ≤ I < 800 A 12.0 % 800 A ≤ I < 2000 A 8.0 %

I ≥ 2000 A 5.0 %

2.6 Efisiensi Pada Sistem Tata Udara

Menurut Laporan Proyek Audit Energi di Sektor Bangunan, DJLPE Tahun 2007, sistem tata udara menempati urutan pertama penggunaan energi paling besar dalam konsumsi energi listrik harian sebuah gedung, yaitu sekitar 52%. Besarnya penggunaan energi listrik oleh sistem tata udara ini menjadikan sistem tata udara sebagai sasaran utama dalam kegiatan efisiensi energi.

Selain itu, penting untuk memilih daya pengkondisi udara(AC) yang sesuai dengan kebutuhan pada ruangan. Tabel spesifikasi pengkondisi udara ditunjukkan pada Tabel 2.3 dan tabel pendekatan BTU/hr yang dibutuhkan pada ruangan berdasarkan luas ruangan ditunjukkan pada Tabel 2.4 di bawah ini:

25 Tabel 2.3 Spesifikasi Pengkondisi Udara (AC)

Kapasitas AC (PK)

Energi (BTU/hr)

0,5 5.000

0,75 7.000

1 9.000

1,5 12.000

2 18.000

Tabel 2.4 Pendekatan BTU/hr yang Dibutuhkan Pada Ruangan Berdasarkan Luas Ruangan

Nomor Luas Ruangan (m2)

Energi (BTU/hr)

1 9 – 13,5 5.000

2 13,5 – 22,5 6.000

3 22,5 – 27 7.000

4 27 – 31,5 8.000

5 31,5 – 36 9.000

6 36 – 40,5 10.000

7 40,5 – 49,5 12.000

8 49,5 – 63 14.000

9 63 – 90 18.000

Berikut cara yang dapat digunakan untuk menentukan kapasitas AC berdasarkan luas ruangan:

1. Hitung luas ruangan yang akan dikondisikan (dalam m2)

2. Berdasarkan hasil perhitungan luas ruangan pada point pertama, tentukan energi pendinginan yang dibutuhkan sesuai dengan Tabel 2.4 diatas.

3. Sesuaikan kebutuhan energi pendinginan ruangan berdasarkan keadaan-keadaan berikut:

26

• Jika ruangan terlindungi, kurangi energi pendinginan yang dibutuhkan sebesar 10%.

• Jika ruangan menerima banyak sinar matahari langsung, tambahkan energi pendinginan sebesar 10%.

• Tambahkan energi pendinginan sebesar 600 BTU/hr untuk tiap orang jika jumlah orang yang menempati ruangan lebih dari 2 orang.

• Jika ruangan digunakan sebagai dapur, tambahkan energi pendinginan sebesar 4000 - 6000 BTU/hr.

4. Tentukan kapasitas AC berdasarkan kebutuhan energi pendinginan yang diperoleh dari langkah sebelumnya sesuai dengan Tabel 2.3.

2.7 Efisiensi Pada Sistem Tata Cahaya

Setelah sistem tata udara, bagian yang menyerap energi paling besar pada sebuah bangunan gedung adalah sistem tata cahaya yaitu sekitar 27% dari total konsumsi energi listrik harian sebuah bangunan gedung [17]. Hal ini dikarenakan jumlah pemakaian lampu penerangan yang sangat banyak, meskipun tingkat pemakaian energi listriknya tidak sebesar peralatan lain, seperti AC[18].

Untuk kenyamanan pengguna ruangan bangunan gedung, maka salah satu hal yang harus diperhatikan adalah dalam sistem tata cahaya adalah intensitas cahaya ruangan. Tabel 2.5 berikut merupakan daftar intensitas cahaya pada beberapa ruangan menurut SNI 03-6197-2000.

Tabel 2.5 Daftar Intensitas Cahaya Beberapa Ruangan

Fungsi Ruangan Tingkat Pencahayaan (Lux)

27 Lembaga Pendidikan:

Ruang Kelas 250 Perpustakaan 300 Laboratorium 500 Ruang Gambar 750

Kantin 200

Sumber : Badan Standardisasi Nasional (SNI 03-6197-2000)

2.8 Peluang Hemat Energi

Berdasarkan data yang telah diperoleh, baik dari hasil pengukuran maupun data historis penggunaan energi, maka dihitung besar Intensitas Konsumsi Energi (IKE) listrik dan disusun profil penggunaan energi bangunan. Besarnya IKE hasil perhitungan kemudian dibandingkan dengan standar IKE yang digunakan (target IKE). Apabila besarnya IKE hasil perhitungan sama atau kurang dari target IKE, maka kegiatan audit energi rinci dapat dihentikan atau diteruskan dengan tujuan mendapatkan nilai IKE yang lebih rendah lagi. Namun apabila hasil perhitungan IKE lebih besar dari target IKE berarti ada peluang untuk melanjutkan proses audit energi rinci guna memperoleh penghematan energi.

Hal selanjutnya yang harus dilakukan adalah membuat sebuah daftar peluang penghematan energi yang mungkin dapat dilakukan. Peluang penghematan energi yang tidak dapat diimplementasikan atau yang tidak diinginkan harus dihilangkan dari daftar dan peluang penghematan yang tersisa selanjutnya akan dievaluasi atau dianalisis.

Analisis peluang hemat energi dilakukan dengan cara membandingkan potensi perolehan hemat energi dengan biaya yang harus dibayar untuk pelaksanaan rencana penghematan energi yang direkomendasikan. Penghematan energi pada bangunan gedung tidak dapat diperoleh begitu saja dengan cara

28 mengurangi kenyamanan penghuni gedung ataupun produktivitas di lingkungan kerja. Analisis peluang hemat energi dapat dilakukan denga usaha, antara lain [3]:

a. Menekan penggunaan energi sekecil mungkin (mengurangi daya terpasang/terpakai dan jam operasi).

b. Memperbaiki kinerja peralatan.

c. Menggunakan sumber energi yang murah.

2.9 Rekomendasi Hemat Energi

Setelah melakukan survei dan menganalisa data penggunaan energi maka hal selanjutnya yang harus dilakukan adalah membuat suatu rekomendasi hemat energi. Rekomendasi ini merupakan usulan-usulan yang dapat dilakukan perusahaan atau pemilik gedung untuk memperbaiki efisiensi penggunaan energi di bangunan gedung tersebut. Secara umum, rekomendasi dapat berupa:

a. Rekomendasi untuk mengganti sistem, karena sistem yang lama dianggap sudah tidak efisien.

b. Rekomendasi untuk perbaikan sistem, karena sistem dianggap kurang efisien, sehingga perlu untuk melakukan sedikit perubahan agar efisiensinya dapat ditingkatkan.

c. Rekomendasi untuk memasang peralatan baru.

Berdasarkan EMO (Energy Management Opportunity), rekomendasi dapat dibagi menjadi tiga kategori berdasarkan capital cost-nya, yaitu [19]:

a. Kategori 1: meliputi no cost investment dan tidak mengubah operasional sistem. Biasanya hanya berupa rekomendasi untuk mematikan lampu atau AC ketika tidak digunakan, mengubah setting-an suhu AC agar tidak terlalu rendah, dll.

29 b. Kategori 2: meliputi low cost investment dengan sedikit perubahan atau

perbaikan pada sistem. Misalnya memasang timer untuk mematikan peralatan, mengganti lampu T8 fluorescent tube dengan T5 fluorescent tube.

c. Kategori 3: meliputi high cost investment dengan beberapa perubahan dan perbaikan pada sistem. Misalnya memasang peralatan power factor correction, memasang variable speed drive.

30 BAB III

METODE PENELITIAN 3.1Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari 2015.

3.2Peralatan yang Digunakan

Peralatan yang digunakan untuk penelitian ini adalah alat ukur Power System MultimeterArbiter Systems Model 928-A,Lux meterLutron LX-1102, dan Humidity, Barometer, Temperatur Meter Lutron Electronic Model PHB-318.

3.3 Variabel yang Diamati

Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah: -Arus dan Tegangan.

-Faktor daya. -Harmonisa.

-Daya aktif, daya reaktif dan daya semu. -Tingkat kuat pencahayaan.

-Temperatur dan kelembaban ruangan.

3.4 Rangkaian Pengujian

Gambar 3.1 dibawah ini menunjukkan rangkaian pengujian pada saat pengukuran:

31 Gambar 3.1 Rangkaian Pengujian

Didalam pengujian ini terdapat 12 titik pengukuran seperti yang terlihat pada Gambar 3.2 dibawah ini:

Gambar 3.2 Titik Pengukuran Pada Panel Distribusi Tegangan Rendah Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU

32 3.5 Prosedur Pengujian

3.5.1 Pengujian Kualitas Daya Listrik

Percobaan ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: 1. Siapkan peralatan yang digunakan untuk melakukan pengujian.

2. Pastikan alat ukur Power System Multimeter sudah di-setting dengan benar.

3. Rangkaian pengujian disusun seperti Gambar 3.1.

4. Alat ukur Power System Multimeter di-on kan agar dapat diukur besar arus, tegangan, faktor daya, daya aktif, daya reaktif, daya semu dan harmonisa.

5. Prosedur yang sama diulangi untuk setiap fasa di setiap titik pengukuran. 6. Percobaan selesai.

3.5.2 Pengujian Temperatur dan Kelembaban Ruangan Percobaan ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: 1. Siapkan peralatan yang digunakan untuk melakukan pengujian.

2. Alat ukur Humidity, Barometer, Temperatur Meter Lutron Electronic Model PHB-318 di-on kan.

3. Pastikan alat ukur sudah di-setting untuk mengukur temperatur dan kelembaban ruangan.

4. Catat nilai yang tertera pada display alat ukur.

5. Ulangi prosedur yang sama untuk ruangan-ruangan yang lain 6. Percobaan selesai.

33 3.5.3 Pengujian Tingkat Intensitas Pencahayaan Ruangan

Percobaan ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: 1. Siapkan peralatan yang digunakan untuk melakukan pengujian. 2. Alat ukur Lux meter di-on kan.

3. Catat nilai yang tertera pada display alat ukur.

4. Pengukuran dilakukan pada lima titik yang berbeda pada ruangan. 5. Ulangi prosedur yang sama untuk ruangan-ruangan yang lain. 6. Percobaan selesai.

3.6 Prosedur Penelitian

Prosedur dalam melakukan kegiatan audit energi pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU dilakukan sebagai berikut :

1. Pengumpulan Dan Penyusunan Data Historis Pemakaian Energi

Berikut ini data-data yang dibutuhkan dalam penelitian: - Dokumentasi Bangunan yang terdiri dari:

o Denah bangunan gedung seluruh lantai

o Diagram satu garis, lengkap dengan penjelasan penggunaan daya listrik dan penyambungan daya listrik PLN serta besar daya listrik cadangan dari Diesel Generating Set.

- Pembayaran rekening listrik bulanan bangunan gedung. 2. Hitung IKE tahun sebelumnya

Setelah data diperoleh, selanjutnya dihitung IKE listrik tahun sebelumnya pada bangunan gedung yang bersangkutan.

34 3. Memeriksa Tingkat Efisiensi Penggunaan Energi Listrik

Dari nilai IKE yang diperoleh melalui hasil perhitungan sebelumnya, maka ditentukan tingkat efisiensi penggunaan energi listrik bangunan gedung tersebut, efisienkah atau masih dalam kategori boros. Penentuan tingkat efisiensi penggunaan energi listrik berdasarkan standar yang telah ditentukan.

4. Pengukuran Parameter Audit Energi

Selanjutnya dilakukan pengukuran terhadap parameter audit energi, seperti arus, tegangan, daya, faktor daya, harmonisa, intensitas pencahayaan di ruangan bangunan gedung juga suhu dan kelembaban ruangan.

5. Pengolahan Data

Dilakukan analisa terhadap hasil pengukuran maupun data-data lainnya yang diperoleh melalui hasil pengukuran.

6. Rekomendasi Peningkatan Efisiensi Energi Listrik

Selanjutnya dibuat suatu rekomendasi yang berisi saran-saran yang dapat dilakukan pemilik ataupun penghuni gedung agar efisiensi penggunaan energi listrik dapat ditingkatkan.

Adapun diagram alir penelitiannya dapat dilihat pada Gambar 3.3 dibawah ini:

35 Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Pengumpulan dan Penyusunan Data Historis Energi Tahun Sebelumnya

Data Historis Energi Tahun Sebelumnya

Hitung IKE Listrik Tahun Sebelumnya

IKE > Target ?

Lakukan Penelitian dan Pengukuran Parameter Audit Energi

Data Hasil Pengukuran

Analisis Hasil Pengukuran

Rekomendasi Peningkatan Efisiensi Energi Listrik

Selesai Tidak

36 BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Profil Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara

Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara terletak di Jalan Almamater Kampus USU, Medan. Gedung ini digunakan sebagai tempat perkuliahan, laboratorium serta perkantoran. Gedung yang terdiri atas 3 lantai ini memiliki luas sekitar 3738 m2. Setiap lantai pada gedung ini memiliki jumlah ruangan yang berbeda. Lantai 1 dan 2 memiliki 26 ruangan dan lantai 3 memiliki 29 ruangan. Gedung J16 Departemen Teknik Elektro dapat dilihat dari Gambar 4.1.

Gambar 4.1Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU

Peta situasi Gedung Fakultas Teknik FT-J00 dan denah Gedung J16 Departemen Teknik Elektro dapat dilihat pada Lampiran 1 dan 2.

37 Daftar nama ruangan di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU dapat dilihat pada Tabel 4.1 dibawah ini:

Tabel 4.1 Daftar Nama Ruangan Gedung J16 DTE USU

Nomor Nama Ruangan Lantai

1 Mushalla Mahasiswa J16.101 1

2 R. Dosen J16.102 1

3 R. Dosen J16.103 1

4 R. Dosen J16.104 1

5 R. Dosen J16.105 1

6 R. Dosen J16.106 1

7 R. Dosen J16.107 1

8 R. Dosen J16.108 1

9 R. Ikatan Alumni TE J16. 109 1 10 R. Lab. Mesin-Mesin Listrik J16.110 1 11 R. Ka. Laboratorium 1

12 R. Administrasi 1

13 R. Asisten 1

14 Gudang 1

15 R. Serbaguna 1

16 R. Lab. Distribusi 1 17 R. Lab. Transmisi Dan Distribusi J16.111 1

18 R. Diskusi 1

19 R. Ka. Laboratorium 1

20 R. Asisten 1

21 R. Lab. Transmisi Dan Distribusi 1

22 Gudang 1

23 Toilet 1

24 Toilet 1

25 Toilet 1

26 Toilet 1

27 R. IMTE J16.201 2

28 R. Dosen J16.202 2

29 R. Dosen J16.203 2

30 R. Dosen J16.204 2

31 R. Dosen J16.205 2

32 R. Dosen J16.206 2

38 Lanjutan Tabel 4.1

Nomor Nama Ruangan Lantai

34 R. Dosen 2

35 R. Dosen 2

36 R. Dosen 2

37 R. Gd. Alat J16.209 2

38 TDSTP J16.210 2

39 Pantry 2

40 R. Seminar J16.211 2

41 R.File 2

42 R. Rapat J16.212 2

43 R. Administrasi J16.213 2 44 R. Ketua Departemen J16.214 2 45 R. Sekretaris J16.215 2 46 R. Kuliah J16.216 2 47 R. Kuliah J16.217 2

48 R. Dosen J16.218 2

49 Toilet 2

50 Toilet 2

51 Toilet 2

52 Toilet 2

53 R. Komputer J16.301 3

54 G. Alat 3

55 R. Dosen J16.302 3

56 R. Dosen J16.303 3

57 R. Kuliah J16.304 3

58 R. Kuliah 3

59 R. Kuliah 3

60 R. Kuliah 3

61 R. Gd. Alat J16.307 3

62 R. Dosen J16.308 3

63 R. Dosen J16.309 3

64 R. Lab. Pengukuran Listrik J16.310 3

65 R. Administrasi 3

66 R.Asisten 3

67 R. Lab. Komputer J16.311 3

68 R. Asisten 1 3

69 R. Asisten 2 3

70 Gudang 3

71 R. Lab. Sistem Pengaturan J16.312 3 72 R. Ka. Laboratorium 3

73 R. Administrasi 3

74 R. Asisten 3

75 R. Kuliah 3310 J16.313 3 76 R. Kuliah 3309 J16.314 3

77 R. Dosen J16.315 3

39 Lanjutan Tabel 4.1

Nomor Nama Ruangan Lantai

79 Toilet 3

80 Toilet 3

81 Toilet 3

Pemanfaatan ruangan di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU terlihat kurang efektif. Hanya ruangan-ruangan pada lantai 1 yang dipergunakan secara kontinu, sementara pada lantai 2 dan lantai 3 selain ruang kuliah dan ruang administrasi ruangan-ruangan yang berada pada lantai tersebut jarang dipergunakan. Ruang Laboratorium Pengukuran Listrik dan Ruang Laboratorium Komputer yang berada pada lantai 3 dipergunakan hanya pada saat tertentu saja.

4.2 Kondisi Eksisting Kelistrikan Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara

4.2.1 Daya Listrik Terpasang

Energi listrik di lingkungan Universitas Sumatera Utara disuplai oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN). Suplai daya Gedung J16 Departemen Teknik Elektro disalurkan melalui panel distribusi tegangan rendah berkapasitas 166 kVA.

Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU hanya mendapat suplai energi listrik dari PLN dan tidak memiliki cadangan energi listrik (Genset). Apabila terjadi pemadaman listrik oleh PLN maka gedung ini tidak mendapat suplai energi listrik, dan hal ini akan mengganggu jalannya kegiatan belajar-mengajar di lingkungan Departemen Teknik Elektro.

40 4.2.2 Diagram Satu Garis

Diagram satu garis dari panel distribusi tegangan rendah Gedung J16 Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara ditunjukkan pada Gambar 4.2 dibawah ini:

Gambar 4.2 Diagram Satu Garis Panel Distribusi Tegangan Rendah Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU

4.2.3 Beban Terpasang

Adapun energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro digunakan untuk kebutuhan beban penerangan, pendingin ruangan (AC), komputer, serta penggunaan mesin-mesin listrik pada laboratorium saat praktikum dilaksanakan.

41 Berikut daftar beban tiap lantai pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU:

a. Beban Penerangan

Tabel 4.2 di bawah ini menunjukkan besarnya konsumsi energi beban penerangan pada berbagai ruangan di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro.

Tabel 4.2 Konsumsi Beban Penerangan Per Hari

Nomor Nama Ruangan Lantai Tipe Lampu

Daya

(Watt) Cosphi

Jam Nyala (Jam)

Konsumsi Energi (Wh)

Jumlah Lampu

Total Konsumsi Energi (Wh) 1 Mushalla Mahasiswa J16.101 1 LHE 23 0,9 14 289,8 1 289,8

2 R. Dosen J16.103 1 LHE 23 0,9 6 124,2 1 124,2

3 R. Lab. Mesin-Mesin Listrik

J16.110 1 LHE 23 0,9 6 124,2 8 993,6

4 R. Asisten 1 TL 40 0,6 8 192 1 192

LHE 23 0,9 8 165,6 1 165,6

5 R. Serbaguna 1 LHE 23 0,9 6 124,2 12 1490,4

6 R. Diskusi 1 TL 40 0,6 8 192 8 1536

7 R. Asisten 1 TL 40 0,6 8 192 4 768

LHE 23 0,9 8 165,6 1 165,6

8 R. Lab. Transmisi Dan

Distribusi 1 TL 40 0,6 6 144 8 1152

9 Gudang 1 TL 40 0,6 6 144 3 432

10 Teras 1 LHE 23 0,9 8 165,6 5 828

42

12 R. Ketua Departemen 2 LHE 23 0,9 6 124,2 2 248,4

Lanjutan Tabel 4.2

Nomor Nama Ruangan Lantai Tipe Lampu

Daya

(Watt) Cosphi

Jam Nyala (Jam)

Konsumsi Energi

(Wh)

Jumlah Lampu

Total Konsumsi

(Wh)

13 R. Rapat 2 LHE 23 0,9 2 41,4 1 41,4

14 R. Seminar 2 TL 40 0,6 6 144 9 1296

15 R. Kuliah J16.216 2 LHE 23 0,9 6 124,2 8 993,6

16 R. Kuliah J16.217 2 LHE 23 0,9 6 124,2 8 993,6

17 Koridor 2 TL 40 0,6 8 192 6 1152

18 R. Kuliah J16.313 3 LHE 23 0,9 6 124,2 8 993,6

19 R. Kuliah J16.314 3 LHE 23 0,9 6 124,2 4 496,8

20 R. Lab. Komputer 3 TL 40 0,6 6 144 9 1296

21 R. Lab. Sistem Pengaturan 3 TL 40 0,6 ~ ~ 5 ~

22 R. Administrasi 3 TL 40 0,6 6 144 2 288

23 R. Asisten 3 TL 40 0,6 8 192 2 384

24 R. Lab. Pengukuran Listrik 3 TL 40 0,6 6 144 3 432

b. Pendingin Ruangan

Tabel 4.3 di bawah ini menunjukkan besarnya konsumsi energi pendingin ruangan pada berbagai ruangan di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro.

43 Tabel 4.3 Konsumsi Energi Pendingin Ruangan Per Hari

Nomor Nama Ruangan Lantai Jumlah AC

Jumlah Kipas

Kapasitas AC (PK)

Daya

(Watt) Cosphi

Jam Nyala (Jam)

Total Konsumsi Energi (kWh)

1 Mushalla Mahasiswa J16.101 1 ~ 1 ~ 300 0,85 8 2,04

2 R. Dosen J16.103 1 1 ~ 2 1460 0,85 6 7,446

3 R. Asisten 1 1 _{~ 2} 1460 0,85 8 9,928

4 R. Serbaguna 1 2 ~ 2 1460 0,85 6 14,892

5 R. Kuliah J16.111 1 1 ~ 2 1460 0,85 6 7,446

6 R. Diskusi 1 1 ~ 2 1460 0,85 8 9,928

7 R. Asisten 1 1 ~ 2 1460 0,85 8 9,928

8 R. Ketua Departemen 2 1 ~ 2 1460 0,85 6 7,446

9 R. Rapat 2 1 ~ 2 1460 0,85 2 2,482

10 R. Seminar 2 4 ~ 2 1460 0,85 6 29,784

11 _{R. Kuliah J16.216} 2 ~ _{2 ~} 300 0,85 6 3,06

12 R. Kuliah J16.217 2 ~ 2 ~ 300 0,85 6 3,06

13 R. Kuliah J16.313 3 ~ 2 ~ 300 0,85 6 3,06

14 _{R. Kuliah J16.314} 3 ~ _{1 ~} 300 0,85 6 1,53

15 R. Asisten 3 1 ~ 2 1460 0,85 8 9,928

16 R. Asisten 3 ~ 1 ~ 300 0,85 8 2,04

44 4.3 Hasil Pengukuran

Pengukuran dilakukan pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, diperoleh data temperatur dan kelembaban ruangan, data tingkat kuat pencahayaan serta data pengukuran kualitas daya listrik.

4.3.1 Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Ruangan

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat ukur Humidity, Barometer, Temperatur Meter Lutron Electronic Model PHB-318. Tabel 4.4 menunjukkan hasil pengukuran temperatur dan kelembaban ruangan.

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Ruangan

Nomor Nama Ruangan Lantai Suhu (oC) Kelembaban (%RH)

1 R. Lab. Mesin-Mesin Listrik 1 26,9 78

2 R. Asisten Lab. Mesin-Mesin Listrik 1 26,2 77,1 3 Gudang Lab. Mesin-Mesin Listrik 1 26,3 77,6

4 R. Serbaguna 1 27,6 80,2

5 R. Kuliah 1 26,8 78,2

6 Ruang 1 25 73,9

7 R. Asisten Lab. Transmisi & Distribusi 1 24,6 70 8 R. Lab. Transmisi & Distribusi 1 25,2 89,7 9 Gudang Lab. Transmisi & Distribusi 1 25,9 90,4

10 R. Dosen 1 24,3 75,2

11 Mushalla 1 25,7 89,7

12 R.IMTE 2 27,2 82,8

13 R. Kuliah 2 27,8 83,6

14 R. Kuliah 2 27,5 82,7

15 R. Seminar 2 26,5 78,9

16 R. Administrasi 2 26,7 79,7

17 R. Kuliah 3 27,7 83,8

18 R. Kuliah 3 28,1 84,2

19 R. Dosen 3 27,8 82,5

20 R. Lab. Komputer 3 28,3 83

21 R. Lab. Sist. Pengaturan 3 28,5 80,9

45 4.3.2 Pengukuran Intensitas Pencahayaan

Pengukuran dilakukan di berbagai ruangan Gedung J16 Departemen Teknik Elektro dengan menggunakan alat ukur Lux Meter Lutron LX-1102. Hasil pengukuran intensitas pencahayaan pada berbagai ruangan ditunjukkan pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Intensitas Cahaya Ruangan

Nomor Nama Ruangan Lantai Intensitas Cahaya (Lux)

I II III IV V Rata-rata

1 R. Lab. Mesin-Mesin Listrik 1 50,7 183,7 200,5 210,8 178,9 164,92

2 R. Asisten Lab. Mesin-Mesin Listrik 1 62,5 63,7 68 67,6 65,2 65,4

3 Gudang Lab. Mesin-Mesin Listrik 1 102 105,8 104,9 105,7 105,1 104,7

4 R. Serbaguna 1 169,7 188,9 144,6 134,5 205,7 168,68

5 R. Kuliah 1 118,7 87,6 100,7 167,3 134,8 121,82

6 Ruang 1 107,7 113,3 100,4 90,8 78,6 98,16

7 R. Asisten Lab. Transmisi & Distribusi 1 119,6 126,3 105,1 99,6 119,1 113,94

8 R. Lab. Transmisi & Distribusi 1 49,6 51,7 64,5 65 75,5 61,26

9 Gudang Lab. Transmisi & Distribusi 1 81,6 169,6 149,2 148,3 232,5 156,24

10 R. Dosen 1 137,4 113,5 165,8 96,7 173,2 137,32

11 Mushalla 1 112 70,9 182,4 101,3 76,9 108,7

12 R.IMTE 2 74,4 127,2 51,9 65,1 55,7 74,86

13 R. Kuliah 2 159,4 846 169 100 149,7 284,82

14 R. Kuliah 2 129,3 796 170,1 111,3 158,2 272,98

46 4.3.3 Pengukuran Kualitas Daya Listrik

Pengukuran dilakukan pada panel distribusi tegangan rendah di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro dengan menggunakan alat ukur Power System Multimeter Arbiter Systems Model 928-A.

4.3.3.1 Hasil Pengukuran Arus Listrik

Data pengukuran arus untuk tiap fasa di setiap titik pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.6 sebagai berikut:

Tabel 4.6 Data Pengukuran Arus

Titik

Pengukuran IR (A) IS (A) IT (A)

1 0,019 0,004 0,319

2 0,041 0,036 0,006

3 0,058 0,012 0,272

4 0,053 0,053 0,025

5 7,601 0,24 1,533

6 0,094 0,052 0,102

7 7,773 0,058 0,043

8 0,065 0,074 0,091

9 0,109 0,055 0,13

10 3,079 9,025 2,815

11 0,039 0,053 0,05

12 0,052 0,056 0,131

4.3.3.2 Hasil Pengukuran Tegangan Listrik

Data pengukuran tegangan fasa-netral di setiap titik pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.7 sebagai berikut:

47 Tabel 4.7 Data Pengukuran Tegangan

Titik Pengukuran VR (V) VS (V) VT (V)

1 214,728 215,905 217,835

2 215,996 218,188 216,647

3 216,459 216,861 219,003

4 217,379 217,093 219,391

5 217,552 216,888 218,796

6 214,428 214,25 215,874

7 214,635 214,087 216,255

8 214,466 214,192 216,256

9 215,405 215,332 217,718

10 216,07 215,835 217,483

11 215,047 215,109 217,444

12 205,134 214,569 217,101

4.3.3.3 Hasil pengukuran Daya Listrik

Data pengukuran daya aktif di setiap titik pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.8 sebagai berikut:

Tabel 4.8 Data Pengukuran Daya Aktif Titik

Pengukuran Fasa R (W) Fasa S (W) Fasa T (W)

1 2,000 0,430 64,607

2 8,047 7,651 1,344

3 7,126 2,664 57,80

4 3,760 6,580 5,199

5 1606,2 52,108 188,45

6 17,154 6,951 19,055

7 1633,5 8,921 2,133

8 12,928 14,299 9,397

9 16,709 4,869 25,813

10 376,25 1293,15 477,259

11 5,299 4,284 1,664

48 Data pengukuran daya reaktif di setiap titik pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.9 sebagai berikut:

Tabel 4.9 Data Pengukuran Daya Reaktif

Titik Pengukuran Fasa R (VAR)

Fasa S (VAR)

Fasa T (VAR)

1 4,000 0,313 8,539

2 2,779 0,154 0,354

3 3,632 0,016 14,274

4 9,098 9,327 1,355

5 303,96 3,100 277,02

6 6,509 9,203 10,763

7 279,76 8,539 8,973

8 1,602 6,145 17,282

9 16,333 10,799 11,004

10 547,71 1388,81 230,941

11 4,973 9,626 10,53

12 6,942 11,927 14,662

Data pengukuran daya semu di setiap titik pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.10 sebagai berikut:

Tabel 4.10 Data Pengukuran Daya Semu

Titik Pengukuran Fasa R (VA) Fasa S (VA) Fasa T (VA)

1 4,520 0,433 65,169

2 8,484 7,429 1,448

3 7,998 2,664 59,536

4 9,845 11,415 5,373

5 1634,72 52,2 335,043

6 18,348 11,533 21,884

7 1657,25 12,349 9,222

8 13,027 15,563 19,671

9 23,366 11,845 28,06

49 Titik

Pengukuran

Fasa R (VA)

Fasa S (VA)

Fasa T (VA)

11 7,267 10,537 10,661

12 10,318 11,964 28,226

4.3.3.4 Hasil Pengukuran Faktor Daya

Data pengukuran faktor daya di setiap titik pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.11 sebagai berikut:

Tabel 4.11 Data Pengukuran Faktor Daya Titik

Pengukuran Fasa R Fasa S Fasa T

1 0,442 0,308 0,991

2 0,942 0,999 0,973

3 0,891 1,000 0,971

4 0,382 0,576 0,968

5 0,983 0,998 0,562

6 0,935 0,603 0,871

7 0,986 0,722 0,231

8 0,992 0,919 0,478

9 0,715 0,411 0,920

10 0,566 0,681 0,900

11 0,729 0,407 0,156

12 0,740 0,075 0,854

4.4.3.5 Hasil Pengukuran Harmonisa Arus

Data pengukuran harmonisa arus ditunjukkan pada Tabel 4.12 sebagai berikut:

Tabel 4.12 Data Pengukuran Harmonisa Arus Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Arus (A)

R S T

50 Lanjutan Tabel 4.12

Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Arus (A)

R S T

1

3 0,020 0,019 0,364 5 0,005 0,006 0,330 7 0,003 0,002 0,058 9 0,005 0,004 0,034 11 0,002 0,002 0,030 13 0,001 0,001 0,012

2

1 0,213 0,156 0,095 3 0,029 0,026 0,022 5 0,008 0,011 0,007 7 0,003 0,017 0,002 9 0,007 0,015 0,005 11 0,003 0,007 0,002 13 0,001 0,005 0,001

3

1 0,045 0,260 0,327 3 0,015 0,009 0,005 5 0,004 0,005 0,006 7 0,002 0,003 0,004 9 0,004 0,003 0,002 11 0,001 0,002 0,003 13 0,001 0,001 0,002

4

1 0,106 0,051 0,086 3 0,029 0,006 0,007 5 0,007 0,002 0,002 7 0,003 0,001 0,001 9 0,006 0,000 0,005 11 0,001 0,000 0,001 13 0,001 0,000 0,000

5

1 8,192 0,207 7,441 3 1,036 0,011 0,315 5 0,109 0,006 0,421 7 0,030 0,005 0,121 9 0,076 0,006 0,272 11 0,051 0,003 0,176 13 0,028 0,001 0,085

51 Lanjutan Tabel 4.12

Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Arus (A)

R S T

6

1 0,084 0,042 0,102 3 0,016 0,013 0,018 5 0,007 0,004 0,004 7 0,002 0,002 0,002 9 0,004 0,002 0,002 11 0,002 0,001 0,002 13 0,001 0,001 0,001

7

1 7,739 0,056 0,04 3 0,218 0,008 0,007 5 0,527 0,005 0,004 7 0,250 0,002 0,007 9 0,134 0,002 0,002 11 0,049 0,002 0,001 13 0,038 0,001 0,001

8

1 0,056 0,074 0,082 3 0,021 0,012 0,013 5 0,003 0,002 0,004 7 0,001 0,002 0,002 9 0,005 0,005 0,005 11 0,001 0,001 0,001 13 0,000 0,001 0,001

9

1 0,092 0,061 0,139 3 0,017 0,010 0,011 5 0,003 0,004 0,003 7 0,001 0,003 0,004 9 0,003 0,005 0,006 11 0,001 0,002 0,003 13 0,000 0,001 0,001

10

1 3,069 8,570 2,377 3 0,280 2,315 1,111 5 0,047 1,273 0,690 7 0,047 0,695 0,418 9 0,037 0,441 0,338 11 0,025 0,441 0,288

52 Lanjutan Tabel 4.12

Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Arus (A)

R S T

10 13 0,011 0,328 0,211

11

1 0,028 0,036 0,038 3 0,021 0,031 0,024 5 0,006 0,010 0,008 7 0,004 0,006 0,005 9 0,005 0,008 0,007 11 0,002 0,004 0,003 13 0,002 0,003 0,002

12

1 0,057 0,049 0,128 3 0,01 0,007 0,008 5 0,000 0,000 0,004 7 0,001 0,001 0,001 9 0,001 0,000 0,004 11 0,001 0,001 0,000 13 0,001 0,001 0,000

4.3.3.6 Hasil Pengukuran Harmonisa Tegangan

Data pengukuran harmonisa tegangan ditunjukkan pada Tabel 4.13 sebagai berikut:

Tabel 4.13 Data Pengukuran Harmonisa Tegangan Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Tegangan (V)

R S T

1

1 215,880 213,699 217,695

3 0,392 0,676 0,314

5 3,541 3,317 3,317

7 0,605 0,919 0,636

9 0,353 0,414 0,295

11 0,358 0,387 0,432

53 Lanjutan Tabel 4.13

Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Tegangan (V)

R S T

2

1 216,275 218,096 217,048

3 0,404 0,371 0,712

5 3,512 3,404 3,128

7 0,610 0,674 0,628

9 0,360 0,312 0,466

11 0,380 0,436 0,396

13 0,268 0,201 0,253

3

1 216,462 217,198 218,952

3 0,389 0,678 0,407

5 3,412 3,033 3,344

7 0,486 0,603 0,686

9 0,380 0,489 0,326

11 0,341 0,363 0,441

13 0,276 0,237 0,228

4

1 217,556 213,318 219,426

3 0,314 0,682 0,421

5 3,589 3,461 3,334

7 0,699 0,95 0,604

9 0,369 0,438 0,332

11 0,366 0,402 0,498

13 0,247 0,229 0,246

5

1 217,176 216,843 219,23

3 0,342 0,778 0,482

5 3,564 2,965 3,034

7 0,510 0,634 0,562

9 0,346 0,489 0,327

11 0,314 0,366 0,488

13 0,256 0,197 0,227

6

1 214,638 214,158 216,262

3 0,315 0,732 0,525

5 3,764 3,006 3,37

7 0,730 0,908 0,734

9 0,376 0,499 0,408

54

13 0,277 0,234 0,194

Lanjutan Tabel 4.13

Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Tegangan (V)

R S T

7

1 214,697 214,113 216.417

3 0,307 0,749 0,528

5 3,714 3,122 3,507

7 0,770 0,906 0,801

9 0,385 0,502 0,399

11 0,368 0,427 0,499

13 0,284 0,277 0,138

8

1 214,586 214,376 216,643

3 0,389 0,718 0,520

5 3,637 3,009 3,530

7 0,753 0,941 0,767

9 0,364 0,447 0,394

11 0,379 0,409 0,434

13 0,304 0,259 0,198

9

1 215,692 215,768 217,871

3 0,446 0,734 0,569

5 3,828 2,945 3,591

7 0,619 0,897 0,774

9 0,407 0,48 0,348

11 0,374 0,398 0,422

13 0,305 0,254 0,183

10

1 216,222 215,491 217,101

3 0,429 0,777 0,567

5 3,773 2,984 3,508

7 0,651 0,935 0,693

9 0,394 0,474 0,351

11 0,311 0,388 0,419

13 0,303 0,269 0,175

11

1 215,267 215,309 217,538

3 0,420 0,743 0,557

5 3,805 2,939 3,384

7 0,629 0,794 0,632

9 0,377 0,459 0,363

55

13 0,269 0,212 0,179

Lanjutan Tabel 4.13 Titik

Pengukuran Orde

Harmonisa Tegangan (V)

R S T

12

1 215,267 215,304 217,51

3 0,785 0,448 1,830

5 2,998 3,773 0,640

7 0,859 0,674 0,818

9 0,437 0,355 0,124

11 0,359 0,344 0,109

13 0,202 0,284 0,232

4.4 Intensitas Konsumsi Energi Listrik

Intensitas konsumsi energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro dapat dihitung dengan menggunakan rumus 2.9 dan 2.10.

Perhitungan dilakukan dengan asumsi bahwa besarnya konsumsi energi Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU sebesar 30% dari energi rata-rata Fakultas Teknik, hal ini diperoleh melalui perhitungan:

�����������������= ����������������

��������������� ������������������� − ������

=166 ���

555 ����33.133,33 ��ℎ= 9.910,15 ��ℎ

Konsumsi energi Fakultas Teknik selama tahun 2013 dapat dilihat pada Tabel 4.14 di bawah ini:

Tabel 4.14 Pemakaian Energi Listrik Fakultas Teknik USU BULAN ENERGI (kWh)

Januari 36.000

56

Maret 24.000

BULAN ENERGI (kWh)

April 34.400

Mei 32.800

Juni 36.000

Juli 29.600

Agustus 29.600

September 21.600

Oktober 38.400

Nopember 40.000

Desember 42.400

Rata-rata 33.133,33 Sumber: BAPPA Biro Rektor USU

a. Konsumsi energi per luas lantai tidak menggunakan AC ���= 9910,15−3276,24

3738 = 1,77

kWh

m2 /�����

b. Konsumsi energi per luas lantai menggunakan AC ��� = 3276,24

463,9 +

9910,15−3276,24

3738 = 8,84

kWh

m2 /bulan

Berdasarkan Pedoman Pelaksanaan Konservasi Energi dan Pengawasannya di Lingkungan Depdiknas 2002 (dapat dilihat pada Tabel 2.1), nilai intensitas konsumsi energi listrik yang diperoleh, yakni 1,77 kWh/m2/bulan untuk ruangan non-AC termasuk dalam kriteria cenderung tidak efisien dan 8,84 kWh/m2/bulan untuk ruangan dengan AC termasuk dalam kriteria efisien.

4.5 Analisa Hasil Pengukuran 4.5.1 Tegangan

Berdasarkan hasil pengukuran pada seluruh titik keluaran panel distribusi tegangan rendah di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro diperoleh data-data tegangan sistem seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 dibawah ini:

57 Gambar 4.3 Grafik Tegangan Di Setiap Titik Pengukuran

Dari grafik diatas dapat dilihat besarnya tegangan dari titik pengukuran 1 hingga titik pengukuran 11 masih dalam batas toleransi ± 5%. Namun pada salah satu titik keluaran panel distribusi, tegangan salah satu fasanya lebih rendah dari batas tegangan minimum yang diizinkan. Hal ini dapat menyebabkan penurunan efisiensi peralatan listrik yang digunakan bahkan dapat menyebabkan kerusakan bagi peralatan listrik yang sensitif terhadap perubahan tegangan.

4.5.2 Faktor Daya

Faktor daya diperoleh berdasarkan hasil pengukuran pada masing-masing saluran keluaran dari panel distribusi tegangan rendah di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro. Dari hasil pengukuran tersebut, besarnya faktor daya yang diperoleh bervariasi mulai dari 0,075 hingga 1. Namun data tersebut akan dihitung kembali untuk mendapatkan nilai faktor daya panel distribusi tegangan rendah berdasarkan perhitungan total daya aktif dan total daya semu terukur pada tiap

190 195 200 205 210 215 220 225 230 235

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

V

70 1. Memilih pengkondisi udara (AC) hemat energi dengan daya yang sesuai

dengan kebutuhan ruangan.

2. Mengatur suhu ruangan pada rentang 24oC sampai dengan 26 oC. 3. Menutup pintu, jendela dan ventilasi ruangan ketika AC beroperasi. 4. Mematikan AC bila ruangan tidak digunakan.

5. Menempatkan AC sejauh mungkin dari sinar matahari langsung agar efek pendinginan tidak berkurang.

6. Membersihkan saringan (filter) AC secara teratur.

4.6.2 Efisiensi Sistem Tata Cahaya

Berikut hal yang dapat dilakukan untuk mengefisiensikan penggunaan energi listrik pada sistem tata cahaya :

1. Menggunakan lampu hemat energi.

2. Menyalakan lampu hanya pada saat diperlukan.

3. Menambah atau mengganti lampu di dalam ruangan yang intensitas cahayanya kurang.

4. Memanfaatkan pencahayaan alami/ cahaya matahari pada saat siang hari dengan membuka tirai jendela ruangan (jika memungkinkan).

5. Mengatur posisi/letak peralatan di dalam ruangan agar tidak menghalangi penerangan.

6. Menggunakan cat dinding, lantai dan langit-langit dengan warna yang terang, sehingga tidak membutuhkan penerangan yang berlebihan.

7. Memastikan jendela, lampu, dan langit-langit agar tetap bersih sehingga mendapatkan penerangan yang maksimal.

71 8. Memasang timer untuk mengontrol waktu nyala lampu pada setiap

ruangan.

4.6.3 Efisiensi Terhadap Sistem Kelistrikan

Berdasarkan analisa terhadap hasil pengukuran beberapa besaran listrik, maka dapat diperoleh beberapa hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro, antara lain:

1. Memperbaiki faktor daya karena nilai faktor daya diperoleh melalui hasil perhitungan masih dibawah standar yang ditetapkan oleh PLN.

2. Mereduksi distorsi harmonisa.

72

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Besarnya nilai intensitas konsumsi energi listrik Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU yang diperoleh, yakni 1,77 kWh/m2/bulan untuk ruangan non-AC termasuk dalam kriteria cenderung tidak efisien dan 8,84 kWh/m2/bulan untuk ruangan dengan AC termasuk dalam kriteria efisien. 2. Berdasarkan hasil pengukuran temperatur dan kelembaban ruangan di

Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, sebagian besar ruangan memiliki temperatur ruangan ideal namun kelembaban udara di dalam ruangan cukup tinggi.

3. Berdasarkan hasil pengukuran tingkat kuat pencahayaan ruangan-ruangan di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, sebagian besar nilainya masih dibawah standar yang telah ditetapkan dalam SNI 03-6197-2000.

4. Berdasarkan hasil pengukuran kualitas daya listrik di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, diperoleh bahwa nilai faktor daya masih dibawah standar yang ditetapkan oleh PLN dan nilai distorsi harmonisa arus diatas batas yang diizinkan.

5. Dengan melaksanakan rekomendasi yang diberikan, diharapkan dapat meningkatkan efisiensi energi listrik di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara dan menambah rasa nyaman pengguna

73 gedung tersebut, baik mahasiswa, dosen maupun pegawai di Lingkungan Departemen Teknik Elektro.

5.2 Saran

Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Dapat melakukan audit energi secara menyeluruh di Lingkungan Universitas Sumatera Utara.

2. Dapat menyediakan peralatan penunjang audit di Laboratorium Konversi Energi Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, seperti alat ukur Power Quality Analyzer, sehingga audit energi dapat dilakukan secara berkala dalam rangka kegiatan konservasi energi di Lingkungan Universitas Sumatera Utara.

74

DAFTAR PUSTAKA

[1] Repit Files. 2014. Sistem Kelistrikan Sumatera Utara.

[2] BAPPENAS. 2010. Kajian Pengembangan Kebijakan Dan Strategi

Konservasi Energi.

[3] Badan Standardisasi Nasional. 2011. Prosedur Audit Energi Pada

Bangunan Gedung. SNI 03-6196-2000.

[4] Lister, Eugene. C. 1984. Electrical Circuit And Machines. 6th Edition. New York: Mc Graw-Hill.

[5] Dunia Listrik. 2009. Konsep Energi dan Daya Listrik.

[6] Meier, Alexandra von. 2006. Electric Power System. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

[7] Peraturan Menteri No. 09 Tahun 2014 Tentang Tarif Tenaga Listrik yang Disediakan Oleh Perusahaan Perseroan (Persero) PT Perusahaan Listrik Negara. Jakarta. 2014.

[8] Jufri, Fauzan Hanif. 2008. Konservasi Energi Listrik Pada Industri Baja

Dengan Meningkatkan Efisiensi Dan Kualitas Daya Listrik. Universitas

Indonesia. Depok.

[9] Wikipedia. Manajemen Energi

75 [10] Anonim. 2012. Rencana Umum Ketenagalistrikan Nasional 2012-2031.

Kementerian Energi Dan Sumber Daya Mineral.

[11] Young So, Park. 2014. Implementasi Kebijakan Konservasi Energi Di

Indonesia. E-Journal Graduate Unpar.

[12] Sujatmiko, Wahyu. 2008. Penyempurnaan Standar Audit Energi Pada

Bangunan Gedung. Jurnal Ilmiah Prosiding PPIS Bandung: Diterbitkan.

[13] LPPM. 2011. Paparan DJEBTKE Lokakarya Konservasi Energi.

Oktober 2014).

[14] Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia No. 13 Tahun 2012 Tentang Penghematan Pemakaian Tenaga Listrik. Jakarta. 2012.

[15] Dugan, Roger. C. 2004. Electric Power System Quality. 2nd Edition. New York: Mc Graw-Hill.

[16] Sankaran, C. 2002. Power Quality. New York: CRC Press.

[17] Anonim. 2006. Laporan Proyek Audit Energi Di Sektor Bangunan. Ditjen Listrik Dan Pemanfaatan Energi.

[18] Setiono, Iman. 2011. Efisiensi Pemakaian Energi Listrik Pada Lampu

Penerangan. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi ke-2.

Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim, Semarang. [19] PPS. Unud-207-1381096493-Bab i-Daftar pustaka.