Analisis Penggunaan dan Konservasi Energi Listrik pada Rumah Sakit Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Konservasi Energi Listrik
2.1.1 Pengertian
Menurut peraturan pemerintah republik Indonesia Nomor 70 tahun 2009
konservasi energi adalah upaya sistematis, terencana, dan terpadu guna
melestarikan dan meninggkatkan efisiensi penggunaannya. Konservasi energi
berarti menggunakan energi secara efisien dengan tidak menurunkan fungsi energi
itu sendiri secara teknis namun memiliki tingkat ekonomi yang serendahrendahnya, dapat diterima oleh masyarakat serta tidak pula mengganggu
lingkungan. Sehingga dengan konservasi energi maka energi listrik semakin
efisien melalui langkah-langkah penurunan berbagai kehilangan (loss) energi
listrik pada semua taraf pengolahan, mulai dari pembangkitan, pengiriman
(transmisi), sampai dengan pemanfaatannya. Dengan kata lain yang lebih
sederhana, konservasi energi listrik adalah penghematan energi listrik.
Banyak upaya-upaya yang dapat dilakukan dalam konservasi energi listrik,
upaya tersebut dapat dilakukan baik di sisi penyedia listrik (supply) ataupun di sisi
kebutuhan daya listrik (demand). Dalam skrifsi ini usaha konservasi energi listrik
yang dibahas adalah pada sisi konsumen (demand) dan salah satu teknik
konservasi energi listrik adalah auditing atau pemeriksaan tingkat penggunaan
energi listrik[1].
2.1.2 Audit Energi Listrik
Audit merupakan bagian dalam melakukan konservasi energi, Audit energi
listrik adalah suatu metode untuk mengetahui dan mengevaluasi efektivitas dan
efisiensi pemakaian energi listrik di suatu tempat. Tahapan audit energi adalah
adalah sebagai berikut [2] :
Survey data lapangan dan pengukuran
Analisis peluang penghematan
Analisa keuangan
Implementasi proyek audit
5
Universitas Sumatera Utara
Evaluasi dan perkembangan proyek
2.2 Jenis Audit Energi
Secara umum, audit energi dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu audit
energi awal dan audit energi rinci
2.2.1Audit 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. survei awal atau audit energi awal (AEA), terdiri dari dua
bagian, yaitu :
1. Survei menejemen energi
Auditor energi atau surveyor mencoba untuk memahami kegiatan
manajemen yang sedang berlangsung dan kriteria putusan investasi yang
mempengaruhi proyek konservasi.
2. Survei energi (Teknis)
Bagian teknis dari audit energi awal secara singkat mengulas kondisi dan
operasi peralatan dari pemakaian energi yang penting serta instrumentasi yang
berkaitan dengan efisiensi energi. Audit energi awal 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 adalah hilang atau
cacatnya insulasi, peralatan yang tidak dapat digunakan dan lain-lain. Audit energi
awal seharusnya juga mengungkapkan kurang sempurnanya pengawasan
menajemen energi. Hasil yang dari audit energi awal yang baik adalah
seperangkat rekomendasi tentang tindakan berbiaya rendah yang segera dapat
dilaksanakan untuk rekomendasi audit yang lebih baik.
6
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Audit Energi Rinci
Audit energi rinci dilakukan apabila nilai IKE bangunan lebih besar dari
target nilai IKE standar. Rekomendasi yang disampaikan oleh Tim Hemat Energi
(THE) yang dibentuk oleh pemilik/pengengola bangunan gedung dilaksanakan
sampai diperolehnya nilai IKE sama atau lebih kecil dari target nilai IKE standar
untuk rumah sakit di Indonesia dan selalu diupayakan untuk dipertahankan atau
diusahakan lebih rendah di masa mendatang. Dan kegiatan audit energi rinci ini
meliputi:
1. Penelitian dan pengukuran konsumsi energi
a. Penelitian energi
1) Audit energi rinci perlu dilakukan bila audit energi awal memberikan gambaran
nilai IKE listrik lebih dari nilai standar yang ditentukan.
2) Audit energi rinci perlu dilakukan untuk mengetahui profil penggunaan energi
pada bangunan, sehingga dapat diketahui peralatan penggunaan energi apa saja
yang pemakaian energinya cukup besar.
3) Contoh profil penggunaan energi pada bangunan hasil penelitian yang
dilakukan oleh pemerintah ditunjukkan pada tabel 2.1 untuk peralatan perkantoran
tabel 2.2 untuk hotel/apartemen dan tabel 2.3 untuk rumah sakit.
4) Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian energi adalah mengumpulkan dan
meneliti sejumlah masukan yang dapat mempengaruhi besarnya kebutuhan energi
bangunan dan dari hasil penelitian dan pengukuran energi dibuat profil
penggunaan energi bangunan.
Berikut tabel contoh penggunaan energi pada bangunan hasil penelitian yang
dilakukan pemerintah[4]:
Tabel 2.1 Profil penggunaan energi untuk peralatan kantor
Jenis Peralatan
Air Conditioning
Penggunaan Energi (%)
66
Pencahayaan
17,4
Lift
3,0
Pompa Air
4,9
Lain-lain
8,7
Total
100
7
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Profil penggunaan energi untuk peralatan hotel/apartement
Jenis Peralatan
Penggunaan Energi (%)
Air Cconditioning
48,50
Pencahayaan
16,97
Lift
8,05
Cleaning and laundry
5,32
Utililitas
18,67
Lain-lain
2,49
Total
100
Tabel 2.3 Profil penggunaan energi untuk peralatan rumah sakit
Jenis Peralatan
Penggunaan Energi
Air conditioning
56,00
Pencahayaan
18,99
Lift
3,46
Fasilitas medis
11,62
Utiliptas
3,82
Lain-lain
5,51
Total
100
2.3 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 [5]. 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
8
Universitas Sumatera Utara
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
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 [6].
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.
9
Universitas Sumatera Utara
2. Efisiensi energi
Pengurangan pemakaian energi pada saat penggunaan. Beberapa hal yang
sangat mempengaruhi kesuksesan dari program manajemen energi, yaitu [7]:
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.
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
2.4 Tarif Listrik
Tarif listrik merupakan besar nilai 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
10
Universitas Sumatera Utara
5. Tarif tenaga listrik untuk keperluan kantor pemerintah dan penerangan
jalan umum
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[8].
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 [9]:
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
Biaya pajak pertambahan nilai
2.5 Konsep Energi Listrik
2.5.1
Energi listrik
Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber
arus. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:[14]
Energi listrik menjadi energi kalor/panas, contoh seterika, solder, dan
kompor listrik.
Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.
Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.
11
Universitas Sumatera Utara
Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu,
peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain.
Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka
sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung pada:
Beda potensial pada ujung-ujung penghantar(v).
Kuat arus yang mengalir pada penghantar(i).
Waktu atau lamanya arus mengalir (t).
Berdasarkan pernyataan diatas, dan karena harga
, maka persamaan
energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk:
(2.1)
(2.2)
Dan karena
, maka persamaan energi listrik dapat pula dirumuskan
dengan,
(2.3)
(2.4)
Keuntungan menggunakan energi listrik:
a. Mudah diubah menjadi bentuk lain.
b. Mudah ditransmisikan.
c. Tidak banyak menimbulkan polusi/pencemaran lingkungan.
Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan
berubah menjadi panas (kalor) pada penghantar.. Besar energi listrik yang berubah
menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:[14]
(2.5)
(2.6)
(2.7)
Jika V, i, R, dan t masing-masing dalam volt, ampere, ohm, dan detik,
maka panas (kalor) dinyatakan dalam kalori. Konstanta 0,24 didapat dari
12
Universitas Sumatera Utara
percobaan joule, di dalam percobaan Joule menggunakan rangkaian alat yang
terdiri atas kalorimeter yang berisi air serta penghantar yang berarus listrik. Jika
dalam percobaan arus listrik dialirkan pada penghantar dalam waktu t detik,
ternyata kalor yang terjadi karena arus listrik berbanding lurus beda potensial,
kuat arus yang mengalir dan waktu arus mengalir ke beban.
2.5.2
Daya Listrik
Daya listrik adalah banyaknya energi tiap satuan waktu dimana pekerjaan
sedang berlangsung atau kerja yang dilakukan persatuan waktu. Dari definisi ini,
maka daya listrik (P) dapat dirumuskan:[14]
(2.8)
(2.9)
(2.10)
(2.11)
a. Satuan daya listrik: joule/detik
b. Kilowatt (kW): 1 kW = 1000 W
Dari satuan daya muncullah satuan energi lain yaitu: Jika daya dinyatakan
dalam kilowatt (kW) dan waktu dalam jam, maka satuan energi adalah kilowatt
jam atau kilowatt-hour (kWh).
(2.12)
Dalam satuan internasional (SI), satuan daya adalah watt (W) atau setara
Joule per detik (J/sec). Daya listrik juga diekspresikan dalam watt (W) atau
kilowatt (kW). Konservasi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula
sebagai berikut: 1 HP = 746 W = 0,746 kW
(2.13)
Sedangkan menurut standar amerika (US standard), daya dinyatakan
dengan Horse Power (HP) atau (ft) (lb) /(sec).
13
Universitas Sumatera Utara
2.5.3
Faktor Daya
PLN memberikan biaya tambahan bagi kalangan industri berupa beban
daya reaktif bila peralatan listriknya berfaktor daya rendah. Faktor daya yang
rendah terjadi karena daya reaktif yang tinggi. Contoh peralatan yang dapat
menimbulkan daya reaktif adalah peralatan yang menggunakan transformator dan
kumparan.[14]
Faktor daya nilainya berkisar antara 0 hingga 1. PLN menetapkan faktor
daya harus lebih besar dari 0,85 bagi pelanggan industri agar tidak dibebani biaya
tambahan. Namun, PLN tidak membebankan biaya tersebut kepada pelanggan
rumah tangga.
Listrik bolak-balik (AC) memiliki dua buah komponen daya, yaitu daya
aktif (P) dan daya reaktif (Q). Daya aktif adalah daya yang dikonsumsi oleh
bermacam-macam peralatan listrik. Daya aktif akrab dikenal dengan dengan
satuan watt. Sedangkan daya reaktif muncul ketika arus listrik menggerakkan
suatu peralatan listrik, daya ini tidak memberi dampak apapun terhadap kerja
suatu peralatan. Biasanya, daya reaktif adalah daya yang membuat peralatan atau
mesin
menjadi
panas.
Artinya,
daya
reaktif
ini
terbuang
sia-sia.
Dimana :
Gambar 2.1 Segitiga Daya
Rumus mencari daya aktif, reaktif dan daya semu adalah:
S = V x I (VA)
(2.14)
P = V x I x Cos φ (W)
(2.15)
Q = V x I x Sin φ (VAR)
(2.16)
14
Universitas Sumatera Utara
Keterangan:
S = daya semu (VA)
P = daya aktif (W)
Q = daya reaktif (Var)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Ampere)
Faktor daya sering disebut cos phi (cos ). phi
) adalah sudut antara
daya aktif (P) dengan daya nyata (S). Jika perbandingan antara daya aktif (P)
dengan daya nyata (S) lebih kecil daripada 0,85 maka PLN akan mengenakan
denda. Semakin rendah faktor daya (kurang dari tetapan cos
, maka
semakin besar biaya yang dibebankan kepada konsumen. Daya aktif yang
dikonsumsi pelanggan dicatat dengan kWh meter, sementara itu, untuk mengukur
daya reaktif pelanggan industri menggunakan kVARh meter.
2.5.4
Kerugian bila faktor daya rendah
Industri yang memiliki faktor daya rendah menyebabkan PLN harus
memasok daya yang lebih besar dari pada beban yang seharusnya. PLN akan
merugi karena untuk membangkitkan daya lebih besar daripada beban yang
seharusnya. PLN akan akan merugi karena untuk membangkitkan daya lebih
besar mengakibatkan harga beli listrik dari pembangkit lebih mahal. Dengan kata
lain, bila faktor daya bernilai besar (mendekati 1), maka PLN hanya perlu
memasok daya sesuai kebutuhan beban yang seharusnya. Harga beli listrik dari
pembangkit pun akan stabil. Di pihak pelanggan industri, faktor daya yang rendah
membuat daya tersambung mereka menjadi lebih besar. Dengan demikian, biaya
tambahan listrik akan dibebankan kepada mereka sebagai komponensasi atas
kerugian yang dialami PLN.[14]
15
Universitas Sumatera Utara
2.5.5
Meningkatkan faktor daya
Daya reaktif (Q) dapat terjadi karena induktansi atau kapasitansi.
Induktansi diakibatkan oleh komponen berbentuk kumparan (misalnya motor
listrikatau transformator step down pada adaptor). Sedangkan kapasitansi
diakibatkan oleh komponen kapasitor.
Jika beban bersifat induktif maka perlu ditambahkan kapasitor, dan jika
bersifat kapasitif maka perlu ditambahkan induktor agar daya reaktif (Q)
mendekati nol. Bila daya reaktif mendekati nol artinya besar faktor daya
mendekati 1, sebab selalu ada daya yang berubah menjadi panas. Dengan
demikian, kunci untuk meningkatkan faktor daya adalah menambahkan kapasitor
pada beban yang bersifat induktif atau menambahkan induktor pada beban yang
bersifat kapasitif. Sebagian besar beban pada industri bersifat induktir, karena
terdapat motor induksi dan transformator. Oleh karena itu, industri umumnya
memasang bank kapasitor atau capacitor bank guna mengeliminasi daya reaktif
(Q).[14]
Besarnya kemampuan kapasitansi yang dimiliki capacitor bank harus
disesuaikan untuk beban induksi. Ukurlah secara tepat daya reaktif semula dan
daya reaktif target. Kapasitas kapasitor yang berlebihan justru membuat beban
yang semula bersifat induktif menjadi kapasitif. Artinya, daya reaktif tetap tidak
mendekati nol. Meningkatkan faktor daya bukanlah berarti mengefisienkan
energi. Meningkatkan factor daya hanyalah memastikan daya tersambung sesuai
dengan beban yang dibutuhkan. Maka, bila di luaran sana terdapat alat yang
dikatakan mampu menghemat biaya listrik sebab menghindari munculnya biaya
beban tambahan.
2.6 Intensitas Konsumsi Energi Listrik
sebagai Intensitas konsumsi energi listrik menggambarkan banyaknya
energi listrik yang dikonsumsi per satuan luas bangunan dalam rentang waktu
tertentu. IKE dapat dirumuskan berikut:
IKE =
(2.17)
16
Universitas Sumatera Utara
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:[10]
a. Jika presentasi 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 :
(2.18)
b. Jika presentasi 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:
(2.19)
c. Jika presentasi perbandingan luas lantai yang menggunakan ac terhadap
luas lantai total gedung lebih dari 10% sampai dengan 90%, maka gedung
tersebut termasuk gedung yang menggunakan AC dan gedung tanpa AC
dan konsumsi energi perluas lantai adalah:
(2.20)
17
Universitas Sumatera Utara
Standar IKE dari suatu bangunan gedung diperlihatkan pada tabel 2.5
dibawah ini:
Tabel 2.4 Standar IKE
Kriteria
Ruangan Dengan
Ruangan Non
AC (KWh/m^2)
AC (KWh/m^2)
sangat Efisien
4,17 - 7,92
0,84 - 1,67
Efisien
7,92 - 12,08
1,67 - 2,50
Cukup Efisien
12,08 - 14,58
-
Cenderung Tidak Efisien
14,58 - 19,17
-
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
Listrik merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan besarnya
pemakaian energi dalam bangunan gedung dan telah diterapkan di berbagai
negara (ASEAN, APEC), dinyatakan dalam satuan kWH/m2 per tahun. Sebagai
“target”, besarnya IKE listrik untuk indonesia, menggunakan hasil penelitian yang
dilakukan oleh ASEANUSAID pada tahun 1987 yang laporannya baru
dikeluarkan pada tahun 1992 dengan rincian sebagai berikut :
a. IKE untuk perkantoran (komersial): 240 kWH/m2 per tahun.
b. IKE untuk pusat belanja: 330 kWH/m2 per tahun.
c. IKE untuk hotel / apartemen: 300 kWH/m2 per tahun.
d. IKE untuk rumah sakit: 380 kWH/m2 per tahun.
Tidak menutup kemungkinan nilai IKE tersebut berubah sesuai dengan kesadaran
masyarakat terhadap penggunaan energi, seperti mahalnya Singapura yang telah
menetapkan IKE listrik untuk perkantoran sebesar 210 kWH/m2 per tahun.
Dalam menghitung besarnya IKE listrik pada bangunan gedung, ada
beberapa istilah yang digunakan, antara lain :
a. IKE listrik per satuan luas kotor gedung. Luas kotor = luas total gedung yang
dikondisikan (ber AC) + luas total gedung yang tidak dikondisikan (tanpa AC).
b. IKE listrik persatuan luas total gedung yang dikondisikan (netto)
18
Universitas Sumatera Utara
c. IKE persatuan luas ruang dari gedung yang disewakan ( net product)
Sebagai pedoman, telah ditetapkan nilai standar IKE untuk bangunan di
Indonesia yang telah ditetapkan oleh Departemen Pendidikan Nasional Republik
Indonesia tahun 2004.
2.7 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
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.
19
Universitas Sumatera Utara
2.8 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 [11]:
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.
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.
2.9 Instalasi Penerangan
Dalam merencanakan instalasi penerangan, harus dilakukan kalkulasi
untuk menghitung atau memperkirakan berapa banyak lampu yang dibutuhkan
agar tingkat penerangan rata-rata dapat tercapai. Disamping itu, juga dilakukan
pengaturan tata letak lampu supaya diperoleh tingkat penerangan yang memadai.
Untuk melakukan kalkulasi tentang berapa banyak jumlah lampu yang dipakai
pada sebuah ruangan. [12]
20
Universitas Sumatera Utara
jumlah armature/lampu yang dibutuhkan pada setiap ruangan, yaitu :
(2.21)
Dimana :
(2.22)
Konsumsi daya total pada sebuah ruangan diberikan oleh :
(2.23)
N
= Jumlah lampu
E
= Tingkat penerangan yang diperlukan (Lux = lumen/m2)
Fluks = Jumlah lumen perunit lampu (lumen)
A
= Luas total ruangan (m2)
P
= Daya Lampu
B
= Koefisien utilisasi (efisiensi ruangan)
Z
= Jumlah lampu / armature
2.10 Tingkat Pencahayaan
Didalam suatu ruangan untuk keperluan apa saja, perencanaan merupakan
suatu hal yang tidak boleh dikesampingkan begitu saja. Pada dasarnya setiap
pekerjaan mempunyai tingkat penerangan (lighting level) sendiri-sendiri. Dengan
tingkat penerangan ini diharapkan pekerjaan yang dilakukan didalam ruangan
tersebut dapat dilaksanakan dengan baik dan nyaman. Apabila dalam ruangan
tersebut mempunyai tingkat penerangan yang tidak cukup, akan mengakibatkan
mata merasakan cepat lelah untuk melakukan suatu pekerjaan. Sehingga batasan
tingkat penerangan untuk setiap macam pekerjaan yang dilakukan merupakan
batas atau nilai minimum yang dianjurkan.[13]
21
Universitas Sumatera Utara
Dalam pedoman pencahayaan ini kita coba memahami sedikit mengenai
sistem satuan, agar tidak mengalami kesulitan dalam hal pengukuran pencahayaan
dilapangan serta batasan luas bidang kerja yang diukur. Untuk menghitung
keperluan
penerangan
dirumah
sakit,
pencahayaan
yang
baik
harus
memperhatikan hal-hal berikut:
a. Keselamatan pasien dan tenaga medis/paramedis
b. Peningkatan kecermatan
c. Kesehatan yang lebih baik
d. Suasana yang lebih nyaman
Standar ini membuat ketentuan pedoman pencahayaan pada bangunan
gedung untuk memperoleh sistem pencahayaan dengan pengoperasian yng
optimal sehingga penggunaan energi dapat efisien tanpa harus mengurangi atau
mengubah fungsi bangunan. Kategori pencahayaan pada masing-masing ruangan
tersebut diberi kode A, B, C, D, E, F, G, H, dan I. Hubungan kode kategori
pencahayaan dengan besarnya lux adalah sebagai berikut:
Tabel 2.5 Intensitas kategori pencahayaan
Kategori
Pencahayaan
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Minimum
20
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
LUX
Diharapkan
30
75
150
300
700
1.500
3.000
7.500
15.000
Maksimal
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
20.000
Berikut Beberapa standard penerangan ruangan pada rumah sakit
berdasarkan Departemen Kesehatan R.I Direktorat Jendral Pelayanan Medik.
Tabel 2.6 Standar lux di berbagai ruangan pada Rumah Sakit
22
Universitas Sumatera Utara
No
Nama Ruangan
1
2
3
4
5
6
Administrasi
Direktur
Wakil Direktur
Rapat/Sidang
Serba Guna
Ruang Tunggu
Perpustakaan
7
8
9
10
11
Informasi
Toilet
Dapur
Gedung ATK
Kepala Bidang
1.
2
Rawat Jalan/Poliklinik
Entrance Hall
Administrasi
3
4.
5
6
Koridor
Tangga
X-ray
Konsultasi
7
8
9
10
11
12
13
14
Oral Medicine
Injeksi
Examinasi
Pain Clinic
Instalasi
E.E.G
Neuro-Uptha
Emology(Emergency)
Ambulance Intrance
Laboratorium
Koridor Medik
Koridor Bedah
Kamar Operasi
Gudang film
Locker
Plaster
15
16
17
18
19
Kategori
Pencahayaan
Bidang Kerja
Membaca, menulis dan pertemuan
s.d.a
s.d.a
s.d.a
Penerima tamu/pengunjung
Membaca dan menulis,mengetik
dan pengarsipas
Membaca dan menulis
Pencucian
Pendistribusian makanan/minum
Penyimpanan bahan dan alat
Membaca, menulis dan pertemuan
Penerimaan pasien
Membaca, menulis, mengetik dan
pengarsifan
Jalan Penghubung
J. Penghubung naik dan turun
Pemeriksaan Pasien
Pemeriksaan,
Membaca
dan
Menulis
Pengobatan Pasien
s.d.a
s.d.a
s.d.a
s.d.a
s.d.a
s.d.a
Penyimpanan Peralatan
Penerimaan pasien
Pengamatan laboratorium
Pemindahan pasien
Pemindahan pasien
Pembedahan pasien
C
D
D
D
C
D
C
C
C
B
D
C
D
B
B
B
D
E
E
E
E
E
E
E
B
E
E
C
E
E
23
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Konservasi Energi Listrik
2.1.1 Pengertian
Menurut peraturan pemerintah republik Indonesia Nomor 70 tahun 2009
konservasi energi adalah upaya sistematis, terencana, dan terpadu guna
melestarikan dan meninggkatkan efisiensi penggunaannya. Konservasi energi
berarti menggunakan energi secara efisien dengan tidak menurunkan fungsi energi
itu sendiri secara teknis namun memiliki tingkat ekonomi yang serendahrendahnya, dapat diterima oleh masyarakat serta tidak pula mengganggu
lingkungan. Sehingga dengan konservasi energi maka energi listrik semakin
efisien melalui langkah-langkah penurunan berbagai kehilangan (loss) energi
listrik pada semua taraf pengolahan, mulai dari pembangkitan, pengiriman
(transmisi), sampai dengan pemanfaatannya. Dengan kata lain yang lebih
sederhana, konservasi energi listrik adalah penghematan energi listrik.
Banyak upaya-upaya yang dapat dilakukan dalam konservasi energi listrik,
upaya tersebut dapat dilakukan baik di sisi penyedia listrik (supply) ataupun di sisi
kebutuhan daya listrik (demand). Dalam skrifsi ini usaha konservasi energi listrik
yang dibahas adalah pada sisi konsumen (demand) dan salah satu teknik
konservasi energi listrik adalah auditing atau pemeriksaan tingkat penggunaan
energi listrik[1].
2.1.2 Audit Energi Listrik
Audit merupakan bagian dalam melakukan konservasi energi, Audit energi
listrik adalah suatu metode untuk mengetahui dan mengevaluasi efektivitas dan
efisiensi pemakaian energi listrik di suatu tempat. Tahapan audit energi adalah
adalah sebagai berikut [2] :
Survey data lapangan dan pengukuran
Analisis peluang penghematan
Analisa keuangan
Implementasi proyek audit
5
Universitas Sumatera Utara
Evaluasi dan perkembangan proyek
2.2 Jenis Audit Energi
Secara umum, audit energi dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu audit
energi awal dan audit energi rinci
2.2.1Audit 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. survei awal atau audit energi awal (AEA), terdiri dari dua
bagian, yaitu :
1. Survei menejemen energi
Auditor energi atau surveyor mencoba untuk memahami kegiatan
manajemen yang sedang berlangsung dan kriteria putusan investasi yang
mempengaruhi proyek konservasi.
2. Survei energi (Teknis)
Bagian teknis dari audit energi awal secara singkat mengulas kondisi dan
operasi peralatan dari pemakaian energi yang penting serta instrumentasi yang
berkaitan dengan efisiensi energi. Audit energi awal 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 adalah hilang atau
cacatnya insulasi, peralatan yang tidak dapat digunakan dan lain-lain. Audit energi
awal seharusnya juga mengungkapkan kurang sempurnanya pengawasan
menajemen energi. Hasil yang dari audit energi awal yang baik adalah
seperangkat rekomendasi tentang tindakan berbiaya rendah yang segera dapat
dilaksanakan untuk rekomendasi audit yang lebih baik.
6
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Audit Energi Rinci
Audit energi rinci dilakukan apabila nilai IKE bangunan lebih besar dari
target nilai IKE standar. Rekomendasi yang disampaikan oleh Tim Hemat Energi
(THE) yang dibentuk oleh pemilik/pengengola bangunan gedung dilaksanakan
sampai diperolehnya nilai IKE sama atau lebih kecil dari target nilai IKE standar
untuk rumah sakit di Indonesia dan selalu diupayakan untuk dipertahankan atau
diusahakan lebih rendah di masa mendatang. Dan kegiatan audit energi rinci ini
meliputi:
1. Penelitian dan pengukuran konsumsi energi
a. Penelitian energi
1) Audit energi rinci perlu dilakukan bila audit energi awal memberikan gambaran
nilai IKE listrik lebih dari nilai standar yang ditentukan.
2) Audit energi rinci perlu dilakukan untuk mengetahui profil penggunaan energi
pada bangunan, sehingga dapat diketahui peralatan penggunaan energi apa saja
yang pemakaian energinya cukup besar.
3) Contoh profil penggunaan energi pada bangunan hasil penelitian yang
dilakukan oleh pemerintah ditunjukkan pada tabel 2.1 untuk peralatan perkantoran
tabel 2.2 untuk hotel/apartemen dan tabel 2.3 untuk rumah sakit.
4) Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian energi adalah mengumpulkan dan
meneliti sejumlah masukan yang dapat mempengaruhi besarnya kebutuhan energi
bangunan dan dari hasil penelitian dan pengukuran energi dibuat profil
penggunaan energi bangunan.
Berikut tabel contoh penggunaan energi pada bangunan hasil penelitian yang
dilakukan pemerintah[4]:
Tabel 2.1 Profil penggunaan energi untuk peralatan kantor
Jenis Peralatan
Air Conditioning
Penggunaan Energi (%)
66
Pencahayaan
17,4
Lift
3,0
Pompa Air
4,9
Lain-lain
8,7
Total
100
7
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Profil penggunaan energi untuk peralatan hotel/apartement
Jenis Peralatan
Penggunaan Energi (%)
Air Cconditioning
48,50
Pencahayaan
16,97
Lift
8,05
Cleaning and laundry
5,32
Utililitas
18,67
Lain-lain
2,49
Total
100
Tabel 2.3 Profil penggunaan energi untuk peralatan rumah sakit
Jenis Peralatan
Penggunaan Energi
Air conditioning
56,00
Pencahayaan
18,99
Lift
3,46
Fasilitas medis
11,62
Utiliptas
3,82
Lain-lain
5,51
Total
100
2.3 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 [5]. 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
8
Universitas Sumatera Utara
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
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 [6].
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.
9
Universitas Sumatera Utara
2. Efisiensi energi
Pengurangan pemakaian energi pada saat penggunaan. Beberapa hal yang
sangat mempengaruhi kesuksesan dari program manajemen energi, yaitu [7]:
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.
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
2.4 Tarif Listrik
Tarif listrik merupakan besar nilai 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
10
Universitas Sumatera Utara
5. Tarif tenaga listrik untuk keperluan kantor pemerintah dan penerangan
jalan umum
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[8].
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 [9]:
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
Biaya pajak pertambahan nilai
2.5 Konsep Energi Listrik
2.5.1
Energi listrik
Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber
arus. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:[14]
Energi listrik menjadi energi kalor/panas, contoh seterika, solder, dan
kompor listrik.
Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.
Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.
11
Universitas Sumatera Utara
Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu,
peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain.
Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka
sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung pada:
Beda potensial pada ujung-ujung penghantar(v).
Kuat arus yang mengalir pada penghantar(i).
Waktu atau lamanya arus mengalir (t).
Berdasarkan pernyataan diatas, dan karena harga
, maka persamaan
energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk:
(2.1)
(2.2)
Dan karena
, maka persamaan energi listrik dapat pula dirumuskan
dengan,
(2.3)
(2.4)
Keuntungan menggunakan energi listrik:
a. Mudah diubah menjadi bentuk lain.
b. Mudah ditransmisikan.
c. Tidak banyak menimbulkan polusi/pencemaran lingkungan.
Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan
berubah menjadi panas (kalor) pada penghantar.. Besar energi listrik yang berubah
menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:[14]
(2.5)
(2.6)
(2.7)
Jika V, i, R, dan t masing-masing dalam volt, ampere, ohm, dan detik,
maka panas (kalor) dinyatakan dalam kalori. Konstanta 0,24 didapat dari
12
Universitas Sumatera Utara
percobaan joule, di dalam percobaan Joule menggunakan rangkaian alat yang
terdiri atas kalorimeter yang berisi air serta penghantar yang berarus listrik. Jika
dalam percobaan arus listrik dialirkan pada penghantar dalam waktu t detik,
ternyata kalor yang terjadi karena arus listrik berbanding lurus beda potensial,
kuat arus yang mengalir dan waktu arus mengalir ke beban.
2.5.2
Daya Listrik
Daya listrik adalah banyaknya energi tiap satuan waktu dimana pekerjaan
sedang berlangsung atau kerja yang dilakukan persatuan waktu. Dari definisi ini,
maka daya listrik (P) dapat dirumuskan:[14]
(2.8)
(2.9)
(2.10)
(2.11)
a. Satuan daya listrik: joule/detik
b. Kilowatt (kW): 1 kW = 1000 W
Dari satuan daya muncullah satuan energi lain yaitu: Jika daya dinyatakan
dalam kilowatt (kW) dan waktu dalam jam, maka satuan energi adalah kilowatt
jam atau kilowatt-hour (kWh).
(2.12)
Dalam satuan internasional (SI), satuan daya adalah watt (W) atau setara
Joule per detik (J/sec). Daya listrik juga diekspresikan dalam watt (W) atau
kilowatt (kW). Konservasi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula
sebagai berikut: 1 HP = 746 W = 0,746 kW
(2.13)
Sedangkan menurut standar amerika (US standard), daya dinyatakan
dengan Horse Power (HP) atau (ft) (lb) /(sec).
13
Universitas Sumatera Utara
2.5.3
Faktor Daya
PLN memberikan biaya tambahan bagi kalangan industri berupa beban
daya reaktif bila peralatan listriknya berfaktor daya rendah. Faktor daya yang
rendah terjadi karena daya reaktif yang tinggi. Contoh peralatan yang dapat
menimbulkan daya reaktif adalah peralatan yang menggunakan transformator dan
kumparan.[14]
Faktor daya nilainya berkisar antara 0 hingga 1. PLN menetapkan faktor
daya harus lebih besar dari 0,85 bagi pelanggan industri agar tidak dibebani biaya
tambahan. Namun, PLN tidak membebankan biaya tersebut kepada pelanggan
rumah tangga.
Listrik bolak-balik (AC) memiliki dua buah komponen daya, yaitu daya
aktif (P) dan daya reaktif (Q). Daya aktif adalah daya yang dikonsumsi oleh
bermacam-macam peralatan listrik. Daya aktif akrab dikenal dengan dengan
satuan watt. Sedangkan daya reaktif muncul ketika arus listrik menggerakkan
suatu peralatan listrik, daya ini tidak memberi dampak apapun terhadap kerja
suatu peralatan. Biasanya, daya reaktif adalah daya yang membuat peralatan atau
mesin
menjadi
panas.
Artinya,
daya
reaktif
ini
terbuang
sia-sia.
Dimana :
Gambar 2.1 Segitiga Daya
Rumus mencari daya aktif, reaktif dan daya semu adalah:
S = V x I (VA)
(2.14)
P = V x I x Cos φ (W)
(2.15)
Q = V x I x Sin φ (VAR)
(2.16)
14
Universitas Sumatera Utara
Keterangan:
S = daya semu (VA)
P = daya aktif (W)
Q = daya reaktif (Var)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Ampere)
Faktor daya sering disebut cos phi (cos ). phi
) adalah sudut antara
daya aktif (P) dengan daya nyata (S). Jika perbandingan antara daya aktif (P)
dengan daya nyata (S) lebih kecil daripada 0,85 maka PLN akan mengenakan
denda. Semakin rendah faktor daya (kurang dari tetapan cos
, maka
semakin besar biaya yang dibebankan kepada konsumen. Daya aktif yang
dikonsumsi pelanggan dicatat dengan kWh meter, sementara itu, untuk mengukur
daya reaktif pelanggan industri menggunakan kVARh meter.
2.5.4
Kerugian bila faktor daya rendah
Industri yang memiliki faktor daya rendah menyebabkan PLN harus
memasok daya yang lebih besar dari pada beban yang seharusnya. PLN akan
merugi karena untuk membangkitkan daya lebih besar daripada beban yang
seharusnya. PLN akan akan merugi karena untuk membangkitkan daya lebih
besar mengakibatkan harga beli listrik dari pembangkit lebih mahal. Dengan kata
lain, bila faktor daya bernilai besar (mendekati 1), maka PLN hanya perlu
memasok daya sesuai kebutuhan beban yang seharusnya. Harga beli listrik dari
pembangkit pun akan stabil. Di pihak pelanggan industri, faktor daya yang rendah
membuat daya tersambung mereka menjadi lebih besar. Dengan demikian, biaya
tambahan listrik akan dibebankan kepada mereka sebagai komponensasi atas
kerugian yang dialami PLN.[14]
15
Universitas Sumatera Utara
2.5.5
Meningkatkan faktor daya
Daya reaktif (Q) dapat terjadi karena induktansi atau kapasitansi.
Induktansi diakibatkan oleh komponen berbentuk kumparan (misalnya motor
listrikatau transformator step down pada adaptor). Sedangkan kapasitansi
diakibatkan oleh komponen kapasitor.
Jika beban bersifat induktif maka perlu ditambahkan kapasitor, dan jika
bersifat kapasitif maka perlu ditambahkan induktor agar daya reaktif (Q)
mendekati nol. Bila daya reaktif mendekati nol artinya besar faktor daya
mendekati 1, sebab selalu ada daya yang berubah menjadi panas. Dengan
demikian, kunci untuk meningkatkan faktor daya adalah menambahkan kapasitor
pada beban yang bersifat induktif atau menambahkan induktor pada beban yang
bersifat kapasitif. Sebagian besar beban pada industri bersifat induktir, karena
terdapat motor induksi dan transformator. Oleh karena itu, industri umumnya
memasang bank kapasitor atau capacitor bank guna mengeliminasi daya reaktif
(Q).[14]
Besarnya kemampuan kapasitansi yang dimiliki capacitor bank harus
disesuaikan untuk beban induksi. Ukurlah secara tepat daya reaktif semula dan
daya reaktif target. Kapasitas kapasitor yang berlebihan justru membuat beban
yang semula bersifat induktif menjadi kapasitif. Artinya, daya reaktif tetap tidak
mendekati nol. Meningkatkan faktor daya bukanlah berarti mengefisienkan
energi. Meningkatkan factor daya hanyalah memastikan daya tersambung sesuai
dengan beban yang dibutuhkan. Maka, bila di luaran sana terdapat alat yang
dikatakan mampu menghemat biaya listrik sebab menghindari munculnya biaya
beban tambahan.
2.6 Intensitas Konsumsi Energi Listrik
sebagai Intensitas konsumsi energi listrik menggambarkan banyaknya
energi listrik yang dikonsumsi per satuan luas bangunan dalam rentang waktu
tertentu. IKE dapat dirumuskan berikut:
IKE =
(2.17)
16
Universitas Sumatera Utara
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:[10]
a. Jika presentasi 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 :
(2.18)
b. Jika presentasi 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:
(2.19)
c. Jika presentasi perbandingan luas lantai yang menggunakan ac terhadap
luas lantai total gedung lebih dari 10% sampai dengan 90%, maka gedung
tersebut termasuk gedung yang menggunakan AC dan gedung tanpa AC
dan konsumsi energi perluas lantai adalah:
(2.20)
17
Universitas Sumatera Utara
Standar IKE dari suatu bangunan gedung diperlihatkan pada tabel 2.5
dibawah ini:
Tabel 2.4 Standar IKE
Kriteria
Ruangan Dengan
Ruangan Non
AC (KWh/m^2)
AC (KWh/m^2)
sangat Efisien
4,17 - 7,92
0,84 - 1,67
Efisien
7,92 - 12,08
1,67 - 2,50
Cukup Efisien
12,08 - 14,58
-
Cenderung Tidak Efisien
14,58 - 19,17
-
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
Listrik merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan besarnya
pemakaian energi dalam bangunan gedung dan telah diterapkan di berbagai
negara (ASEAN, APEC), dinyatakan dalam satuan kWH/m2 per tahun. Sebagai
“target”, besarnya IKE listrik untuk indonesia, menggunakan hasil penelitian yang
dilakukan oleh ASEANUSAID pada tahun 1987 yang laporannya baru
dikeluarkan pada tahun 1992 dengan rincian sebagai berikut :
a. IKE untuk perkantoran (komersial): 240 kWH/m2 per tahun.
b. IKE untuk pusat belanja: 330 kWH/m2 per tahun.
c. IKE untuk hotel / apartemen: 300 kWH/m2 per tahun.
d. IKE untuk rumah sakit: 380 kWH/m2 per tahun.
Tidak menutup kemungkinan nilai IKE tersebut berubah sesuai dengan kesadaran
masyarakat terhadap penggunaan energi, seperti mahalnya Singapura yang telah
menetapkan IKE listrik untuk perkantoran sebesar 210 kWH/m2 per tahun.
Dalam menghitung besarnya IKE listrik pada bangunan gedung, ada
beberapa istilah yang digunakan, antara lain :
a. IKE listrik per satuan luas kotor gedung. Luas kotor = luas total gedung yang
dikondisikan (ber AC) + luas total gedung yang tidak dikondisikan (tanpa AC).
b. IKE listrik persatuan luas total gedung yang dikondisikan (netto)
18
Universitas Sumatera Utara
c. IKE persatuan luas ruang dari gedung yang disewakan ( net product)
Sebagai pedoman, telah ditetapkan nilai standar IKE untuk bangunan di
Indonesia yang telah ditetapkan oleh Departemen Pendidikan Nasional Republik
Indonesia tahun 2004.
2.7 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
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.
19
Universitas Sumatera Utara
2.8 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 [11]:
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.
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.
2.9 Instalasi Penerangan
Dalam merencanakan instalasi penerangan, harus dilakukan kalkulasi
untuk menghitung atau memperkirakan berapa banyak lampu yang dibutuhkan
agar tingkat penerangan rata-rata dapat tercapai. Disamping itu, juga dilakukan
pengaturan tata letak lampu supaya diperoleh tingkat penerangan yang memadai.
Untuk melakukan kalkulasi tentang berapa banyak jumlah lampu yang dipakai
pada sebuah ruangan. [12]
20
Universitas Sumatera Utara
jumlah armature/lampu yang dibutuhkan pada setiap ruangan, yaitu :
(2.21)
Dimana :
(2.22)
Konsumsi daya total pada sebuah ruangan diberikan oleh :
(2.23)
N
= Jumlah lampu
E
= Tingkat penerangan yang diperlukan (Lux = lumen/m2)
Fluks = Jumlah lumen perunit lampu (lumen)
A
= Luas total ruangan (m2)
P
= Daya Lampu
B
= Koefisien utilisasi (efisiensi ruangan)
Z
= Jumlah lampu / armature
2.10 Tingkat Pencahayaan
Didalam suatu ruangan untuk keperluan apa saja, perencanaan merupakan
suatu hal yang tidak boleh dikesampingkan begitu saja. Pada dasarnya setiap
pekerjaan mempunyai tingkat penerangan (lighting level) sendiri-sendiri. Dengan
tingkat penerangan ini diharapkan pekerjaan yang dilakukan didalam ruangan
tersebut dapat dilaksanakan dengan baik dan nyaman. Apabila dalam ruangan
tersebut mempunyai tingkat penerangan yang tidak cukup, akan mengakibatkan
mata merasakan cepat lelah untuk melakukan suatu pekerjaan. Sehingga batasan
tingkat penerangan untuk setiap macam pekerjaan yang dilakukan merupakan
batas atau nilai minimum yang dianjurkan.[13]
21
Universitas Sumatera Utara
Dalam pedoman pencahayaan ini kita coba memahami sedikit mengenai
sistem satuan, agar tidak mengalami kesulitan dalam hal pengukuran pencahayaan
dilapangan serta batasan luas bidang kerja yang diukur. Untuk menghitung
keperluan
penerangan
dirumah
sakit,
pencahayaan
yang
baik
harus
memperhatikan hal-hal berikut:
a. Keselamatan pasien dan tenaga medis/paramedis
b. Peningkatan kecermatan
c. Kesehatan yang lebih baik
d. Suasana yang lebih nyaman
Standar ini membuat ketentuan pedoman pencahayaan pada bangunan
gedung untuk memperoleh sistem pencahayaan dengan pengoperasian yng
optimal sehingga penggunaan energi dapat efisien tanpa harus mengurangi atau
mengubah fungsi bangunan. Kategori pencahayaan pada masing-masing ruangan
tersebut diberi kode A, B, C, D, E, F, G, H, dan I. Hubungan kode kategori
pencahayaan dengan besarnya lux adalah sebagai berikut:
Tabel 2.5 Intensitas kategori pencahayaan
Kategori
Pencahayaan
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Minimum
20
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
LUX
Diharapkan
30
75
150
300
700
1.500
3.000
7.500
15.000
Maksimal
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
20.000
Berikut Beberapa standard penerangan ruangan pada rumah sakit
berdasarkan Departemen Kesehatan R.I Direktorat Jendral Pelayanan Medik.
Tabel 2.6 Standar lux di berbagai ruangan pada Rumah Sakit
22
Universitas Sumatera Utara
No
Nama Ruangan
1
2
3
4
5
6
Administrasi
Direktur
Wakil Direktur
Rapat/Sidang
Serba Guna
Ruang Tunggu
Perpustakaan
7
8
9
10
11
Informasi
Toilet
Dapur
Gedung ATK
Kepala Bidang
1.
2
Rawat Jalan/Poliklinik
Entrance Hall
Administrasi
3
4.
5
6
Koridor
Tangga
X-ray
Konsultasi
7
8
9
10
11
12
13
14
Oral Medicine
Injeksi
Examinasi
Pain Clinic
Instalasi
E.E.G
Neuro-Uptha
Emology(Emergency)
Ambulance Intrance
Laboratorium
Koridor Medik
Koridor Bedah
Kamar Operasi
Gudang film
Locker
Plaster
15
16
17
18
19
Kategori
Pencahayaan
Bidang Kerja
Membaca, menulis dan pertemuan
s.d.a
s.d.a
s.d.a
Penerima tamu/pengunjung
Membaca dan menulis,mengetik
dan pengarsipas
Membaca dan menulis
Pencucian
Pendistribusian makanan/minum
Penyimpanan bahan dan alat
Membaca, menulis dan pertemuan
Penerimaan pasien
Membaca, menulis, mengetik dan
pengarsifan
Jalan Penghubung
J. Penghubung naik dan turun
Pemeriksaan Pasien
Pemeriksaan,
Membaca
dan
Menulis
Pengobatan Pasien
s.d.a
s.d.a
s.d.a
s.d.a
s.d.a
s.d.a
Penyimpanan Peralatan
Penerimaan pasien
Pengamatan laboratorium
Pemindahan pasien
Pemindahan pasien
Pembedahan pasien
C
D
D
D
C
D
C
C
C
B
D
C
D
B
B
B
D
E
E
E
E
E
E
E
B
E
E
C
E
E
23
Universitas Sumatera Utara