LAPORAN PRAKTIKUM AUDIT PENCAHAYAAN INDONESIA
LAPORAN PRAKTIKUM AUDIT ENERGI
SISTEM PENERANGAN
Disusun sebagai salah satu tugas mata konservasi energi pada semester IV
Diusulkan Oleh :
Devi Alpiani
141734011
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
BANDUNG
2016
I.1. Tujuan
Berikut tujuan dari praktikum konservasi energi sistem penerangan :
Menjelaskan prinsip kerja sistem pencahayaan
Menjelaskan alat yang diperlukan untuk pengukuran sistem pencahayaan
Melakukan pengukuran pada sistem pencahayaan
Menginterpretasi data pengukuran sistem pencahayaan
Menampilkan profile energy sistem pencahayaan
Menghitung kinerja sistem pencahayaan
Mencari peluang penghemataan pada sistem pencahayaan
Melaporkan hasil audit sistem pencahayaan
I.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, maka dapat dirumuskan permasalahan
yaitu menentukan langkah konservasi terbaik dalam rangka hemat energi pada setiap lampu.
Dengan cara mengetahui daya terukur, tingkat pencahayaan, daya pencahayaan (efikasi), luas
bidang kerja, dan spesifikasi lampu yaitu ,LED, LHE dan TL dengan ballast konvensional
dan eletrik.
II. DASAR TEORI
1. Dasar teori
Sejak dimulainya peradaban, manusia menciptakan cahaya hanya dari api,
walaupun lebih banyak sumber panasnya daripada cahaya yang dihasilkan. Di abad
ke 21 ini kita masih menggunakan prinsip yang sama dalam menghasilkan panas dan
cahaya, salahsatunya adalah melalui lampu pijar.
Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk penerangan menjadi lebih
canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa pemakaian energi oleh
penerangan adalah 20 - 45% untuk pemakaian energi total oleh bangunan komersial
dan sekitar 3 - 10% untuk pemakaian energi total oleh industri.
Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli
penghematan energi dalam sistim penerangan. Seringkali, penghematan energy yang
cukup berarti dapat didapatkan dengan investasi yang minim dan masuk akal.
Mengganti lampu uap merkuri atau sumber lampu pijar dengan logam halida atau
sodium bertekanan tinggi, sehingga akan menghasilkan pengurangan biaya energi dan
meningkatkan jarak penglihatan. Memasang dan menggunakan kontrol foto,
pengaturan waktu penerangan, dan sistim manajemen energi juga dapat memperoleh
penghematan yang luar biasa. Walau begitu, dalam beberapa kasus mungkin perlu
mempertimbangkan modifikasi rancangan penerangan untuk mendapatkan
1
penghematan energi yang dikehendaki. Penting untuk dimengerti bahwa lampulampu yang efisien, belum tentu merupakan sistim penerangan yang efisien
Cahaya hanya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang
elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan
frekuensi tertentu, yang nilainya dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam
spektrum elektromagnetisnya.
Cahaya
Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:
• Pijar, benda padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan
sampai suhu tertentu. Intensitas meningkat dan penampilan menjadi semakin putih
jika suhu naik.
• Muatan Listrik, jika arus listrik dilewatkan melalui gas,maka atom dan molekulnya
akan memancarkan radiasi, dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen
yang ada.
• Electro Luminescence, Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui
padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor.
• Photo luminescence, radiasi pada salahsatu panjang gelombang diserap, biasanya
oleh suatu padatan dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila
radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat,
maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence.
Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik,
diberikan dalam Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya
ultraviolet (UV) dan energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu
merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut
pandangan. Oleh karena itu, penglihatan memerlukan mata yang berfungsi dan
cahaya yang Nampak.
Definisi dan Istilah yang Umum Digunakan
• Lumen: Satuan flux cahaya; flux dipancarkan didalam satuan unit sudut padatan
oleh suatu sumber dengan intensitas cahaya yang seragam satu candela. Satu lux
adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan fotometrik dari
watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt = 683 lumens pada
panjang gelombang 555 nm.
• Efficacy Beban Terpasang: Merupakan iluminasi/terang rata-rata yang dicapai pada
2
suatu bidang kerja yang datar per watt pada pencahayaan umum didalam ruangan
yang dinyatakan dalam lux/W/m².
• Perbandingan Efficacy Beban Terpasang: Merupakan perbandingan efficacy beban
target dan beban terpasang.
• Luminaire: Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu
atau beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan
perlindungan lampu-lampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya.
Lux: Merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya ratarata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah
ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting:
Merupakan tinggi peralatan atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya
terhitung: Perbandingan keluaran lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung
dinyatakan dalam lumens per watt.
• Indeks Ruang: Merupakan perbandingan, yang berhubungan dengan ukuran bidang
keseluruhan terhadap tingginya diantara tinggi bidang kerja dengan bidang titik
lampu.
• Efficacy Beban Target: Nilai efficacy beban terpasang yang dicapai dengan efisiensi
terbaik, dinyatakan dalam lux/W/m².
• Faktor pemanfaatan (UF): Merupakan bagian flux cahaya yang dipancarkan oleh
lampu-lampu, menjangkau bidang kerja. Ini merupakan suatu ukuran efektivitas pola
pencahayaan.
• Intensitas Cahaya dan Flux: Satuan intensitas cahaya I adalah candela (cd) juga
dikenal dengan international candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya, yang
jatuh pada setiap meter persegi (m2) pada lingkaran dengan radius satu meter (1m)
jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar sama ke seluruh arah)
merupakan pusat isotropik lingkaran. Dikarenakan luas lingkaran dengan jari-jari r
adalah 4πr2, maka lingkaran dengan jari-jari 1m memiliki luas 4πm2, dan oleh karena
itu flux cahaya total yang dipancarkan oleh sumber 1- cd adalah 4π1m. Jadi flux
cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya isotropik dengan intensitas I adalah:
Flux cahaya (lm) = 4π × intensitas cahaya (cd)
Perbedaan antara lux dan lumen adalah bahwa lux berkenaan dengan luas areal pada
mana flux menyebar 1000 lumens, terpusat pada satu areal dengan luas satu meter
persegi, menerangi meter persegi tersebut dengan cahaya 1000 lux. Hal yang sama
untuk 1000 lumens, yang menyebar kesepuluh meter persegi, hanya menghasilkan
cahaya suram 100 lux.
Hukum kuadrat terbalik
Hukum kuadrat terbalik mendefinisikan hubungan antara pencahayaan dari sumber
titik dan jarak. Rumus ini menyatakan bahwa intensitas cahaya per satuan luas
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya (pada dasarnya jari-jari).
E = I / d²
3
Dimana
E = Emisi cahaya,
I = Intensitas cahaya
d = jarak
Bentuk lain dari persamaan ini yang lebih mudah adalah:
E1 d1² = E2 d2²
Jarak diukur dari titik uji ke permukaan yang pertama-tama kena cahaya – kawat
lampu pijar jernih, atau kaca pembungkus dari lampu pijar yang permukaannya
seperti es.
Contoh: Jika seseorang mengukur 10 lm/m² dari sebuah cahaya bola lampu pada jarak
1 meter, berapa kerapatan flux pada jarak setengahnya?
Penyelesaian:
E1m = (d2 / d1)² * E2
= (1,0 / 0,5)² * 10
= 40 lm/m²
Suhu Warna
Suhu warna, dinyatakan dalam skala Kelvin (K), adalah penampakan warna dari
lampu itu sendiri dan cahaya yang dihasilkannya. Bayangkan sebuah balok baja yang
dipanaskan secara terus menerus hingga berpijar, pertama-tama berwarna oranye
kemudian kuning dan seterusnya hingga menjadi “putih panas”. Sewaktu-waktu
selama pemanasan, kita dapat mengukur suhu logam dalam Kelvin (Celsius + 273)
dan memberikan angka tersebut kepada warna yang dihasilkan. Hal ini merupakan
dasar teori untuk suhu warna. Untuk lampu pijar, suhu warna merupakan nilai yang
“sesungguhnya”; untuk lampu neon dan lampu dengan pelepasan intensitas tinggi
(HID), nilainya berupa perkiraan dan disebut korelasi suhu warna. Di Industri,“suhu
warna” dan “korelasi suhu warna” kadang-kadang digunakan secara bergantian. Suhu
warna lampu membuat sumber cahaya akan nampak “hangat”, “netral” atau “sejuk”.
Umumnya, makin rendah suhu, makin hangat sumber, dan sebaliknya
Perubahan Warna
Kemampuan sumber cahaya merubah warna permukaan secara akurat dapat diukur
dengan baik oleh indeks perubahan warna. Indeks ini didasarkan pada ketepatan
dimana serangkaian uji warna dipancarkan kembali oleh lampu yang menjadi
perhatian relatif terhadap lampu uji, persesuaian yang sempurna akan diberi angka
100. Indeks CIE memiliki keterbatasan, namun cara ini merupakan cara yang sudah
diterima secara luas untuk sifat-sifat perubahan warna dari sumber cahaya
4
Kesalah pahaman yang umum terjadi adalah bahwa suhu warna dan perubahaan
warna keduanya menjelaskan sifat yang sama terhadap lampu. Selain itu, suhu warna
menjelaskan penampilan warna sumber cahaya dan cahaya yang dipancarkannya.
Perubahan warna menjelaskan bagaimana cahaya merubah warna suatu objek
II.1. Tingkat Pencahayaan (Iluminasi)
Tingkat Pencahayaan merupakan besarnya cahaya yang dibutuhkan untuk menerangi
suatu ruangan. Tingkat pencahayaan digunakan untuk menentukan kualitas pencahayaan
pada setiap ruangan sesuai dengan fungsinya. Lambang iluminasi adalah E dengan satuan
lux (lux) sesuai persamaan berikut.
F
E= ……….(1)
A
Keterangan :
E : Intensitas penerangan (lux)
F : Fluks cahaya (luman)
A : Luas bidang kerja (m2)
Tingkat pencahayaan ini juga dapat dilakukan dengan cara pengukuran langsung
menggunakan alat ukur luxmeter, sehingga dapat langsung diketahui nilai tingkat
pencahayaan pada suatu bidang kerja tertentu. Berikut merupakan prosedur pengukuran
pada sistem pencahayaan dengan menggunakan luxmeter.
Dalam mengoperasikan atau menjalankan lux meter perlu diperhatikan alat sensornya,
karena sensornyalah yang kan mengukur kekuatan penerangan suatu cahaya. Oleh karena
itu sensor harus ditempatkan tegak lurus pada daerah yang akan diukur tingkat kekuatan
5
cahayanya (iluminasi) secara tepat agar hasil yang ditampilkan pun akuarat. Adapun
prosedur penggunaan alat ini adalah sebagai berikut :
1. Nyalakan luxmeter.
2. Pilih kisaran range yang akan diukur ( 2.000 lux, 20.000 lux atau 50.000 lux) pada
tombol Range.
3. Arahkan sensor cahaya tegak lurus terhadap bidang kerja dengan menggunakan
tangan pada permukaan daerah yang akan diukur kuat penerangannya.
4. Lihat hasil pengukuran pada layar panel.
II.2. Efikasi
Adalah rentang angka perbandingan antara fluks cahaya (lumen) dengan daya listrik
suatu sumber cahaya (watt), dalam satuan lumen/watt. Efikasi juga disebut fluks cahaya
spesifik, biasanya nilai efikasi ini didapat pada katalog dari suatu produk lampu. Nilai
efikasi ini berbanding lurus dengan efisiensi lampu, sesuai persamaan berikut.
eff =
energi terpakai (cahaya)
……. (2)
input (daya input )
Untuk mengetahui daya pencahayaan (efikasi) didapatkan dari nilai tingkat
pencahayaan dari luxmeter dibagi dengan daya terukur yang ditunjukan oleh voltmeter
dan amperemeter.
II.3.Faktor Daya (Cos Phi)
Faktor daya atau sering disebut cos θ adalah perbandingan daya sesungguhnya dengan
daya semu. Semakin rendah nilai faktor daya akan mengakibatkan daya reaktif nya makin
besar, sebaliknya jika nilai faktor daya semakin besar maka daya reaktif menuju 0 nol.
Persamaan faktor daya dan faktor reaktif :
Keterangan : Cos phi = faktor daya
P = Daya aktif (Watt)
S = Daya semu (VA)
6
Pada umumnya suatu pabrik mempunyai faktor daya listrik yang rendah, hal ini
disebabkan karena banyak menggunakan peralatan-peralatan seperti mesin-mesin, mesin
las, lampu TL, transformewr dan lain -lain.
Untuk memperbaiki besarnya faktor daya listrik ini dapat dilakukan dengan
memasang kapasitor daya secara paralel terhadap beban listrik tersebut. Hal ini
dikarenakan pada faktor daya listrik yang rendah, peralatan listrik banyak menarik daya
reaktif induktif sehingga perlu dikompensir dengan daya reaktif kapasitif agar faktor daya
listrik dari peralatan tersebut menjadi lebih besar.
Besarnya rating kapasitor daya dapat ditentukan setelah didapat data-data dari
peralatan listrik, kemudian dilakukan perhitungan untuk mendapatkan rating kapasitor
daya tersebut.
Rating kapasitor daya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
C=
Qc
… … … … …(4)
V 2. w
Keterangan : C = kapasitor (F)
Qc = Daya reaktif kapasitor (VAR)
V = Tegangan (V)
w = 2 phi f
II.1. Prosedur Kerja
1. Periksa rangkaian yang sudah tersedia pada meja kerja
2. Catat spesifikasi dari lampu-lampu pada meja kerja
3. Nyalaikan MCB
4. Aplikasikan rangkaian yang ada
5. Catat parameter yang dibutuhkan :
-
Pencahayaan alami
-
Tegangan (V)
-
Arus (A)
-
Intensitas cahaya dengan menggunakan luxmeter (Lux)
-
Tinggi lampu terhadap bidang kerja (cm)
-
Luas bidang kerja (m2)
7
6. Matikan MCB
A. Titik Pengukuran
Skema simulasi titk pengukuran tingkat pencahayaan pada bidang kerja (1m2). Skema
titik pengukuran dibawah digunakan untuk jenis lampu yang lain seperti :TL, LHE,LED.
Namun,sebagai referensi kelompok kami menggunakan tiga titik pengukuran yaitu: di
ujung kanan,di ujung kiri, dan di tengah yang tegak lurus dengan lampu.
Lampu Philips TLD 58W/54-765 Cool Daylight
Lampu
62c
m
Luxmet
er
Bidang kerja
Gambar skema titik pengukuran
(Sumber : Data Primer)
8
II.4.Alat dan Bahan Yang Digunakan
Berikut merupakan alat dan bahan yang digunakan.
Tabel 1. Alat dan Bahan
N
o
1
Alat dan Bahan
Gambar
Alat dan Bahan
Lux meter
Lampu CFL
2
Kapasitor 8mF
Lampu LED
3
Volt meter
Lampu
Halogen
4
Ampere meter
Lampu TL
Gambar
9
5
Ballast
Konvensional
Ballast Elektrik
IV. Kompilasi Data dan Analisa
Berikut merupakan data yang didapatkan mencangkup data primer hasil pengukuran dan
data olahan beserta analisisnya.
A. Data Primer
1. Spesifikasi Lampu
Berikut merupakan spesifikasi lampu yang digunakan ketika praktikum sistem
pencahayaan :
Tabel 2 Spesifikasi Lampu
No
1
Jenis Lampu
LHE
Spesifikasi Lampu
Essential 18W 220-240V 50-60Hz I=130mA
2
LED
CoolDaylight 1100lm 61 lm/W
10.5W Temperatur Warna 6500K 90mA
TL
220-240Vac 50/60 Hz
Philips Lifemax Tubelight TL-D 58W/54-765
3
2. Pengukuran
Berikut merupakan data hasil pengukuran praktikum sistem pencahayaan :
Tabel 3 Data Pengukuran
N
o
1
Jenis Lampu
Tegangan(V
Arus(A
Lux terukur
Keterangan
TL 58W +BK
)
222
)
0.37
(lumen/m2)
975
Terjadi lonjakan
arus dari nol – 0,6 –
0,37 (stabil) dan
mengalami delay 2
detik
10
2
TL 58W+BE
219
0,23
1005
Lampu terang, tidak
3
TL 58W+BK+C
222
0,33
947
ada flick
Mengalami delay
selama 4 detik
sebelum nyala stabil
dan terdengar suara
4
TL 58W+BE+C
219
0,65
1075
dengung
Terjadi kenaikan
5
6
LED
LHE
222
222
0,1
0,13
770
2800
arus dari biasanya
Lampu terang
Lampu terang
Kondisi ketika pengukuran :
-
Pengukuran dilakukan sekitar pukul 13:00 di lab Tegangan Tinggi
-
Pada saat pengukuran sistem pencahayaan pada bidang kerja, cahaya alami
langsung terhalangi seperti yang ditunjukan simulasi berikut.
Cahaya
alami
Oran
g
Jendela
Gambar Skema Kondisi Pengukuran
(Sumber : Data Primer)
11
Data Dasar
1. Spesifikasi Alat Ukur
Spesifikasi Alat Ukur
No.
Alat Ukur
Range
Tegangan
0-450 V
0-120 V
-
1.
Voltmeter
Amperemeter
2.
3.
Wattmeter
4.
Luxmeter
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Keterangan
Lampu LHE
Lampu LED
Lampu TL 38 W
Ballast Konvensional
Range Arus
Frekuensi
0-1,2 A
0-5 A
-
50 Hz
50 Hz
50 Hz
50 Hz
Range
Illuminasi
0-1999
Jenis
Philips
Philips
Cool day light Philips lifemax TLD 58 W/54 – 765
Philips BTA 58L 31
OSRAM Qiucktronic INSTANT START QTIS e
1x58/220-240
Ballast Elektronik
B. Data olahan
Berikut merupakan data hasil olahan data primer :
Tabel 4. Hasil Olahan Data.
Wakt
u
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
Beban Lampu
V
I
Cos Ø
0.625
Lux
1
800
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED,
dan LHE
LED dan LHE
LED
LHE
213
0.3
210
222
213
216
W
2
501
3
600
35
0.24
0.992
858
469
644
50
0.16
0.15
0.2
0.422
0.312
0.694
330
535
806
167
605
618
338
123
378
15
10
30
12
16 : 00
16 : 05
TL Ballat Electronic
TL Ballat
Conventional
Keterangan :
207
216
0.4
0.39
0.768
0.948
1475
1614
946
905
852
929
70
80
Pencahayaan (Lux) Alami :
Waktu
3 : 32
Titik
1
2
3
144
127
103
a. Analisis Data
1. Profil Keenergian
a. Tabel waktu terhadap v
Waktu
15: 35
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
V
213
15 : 40
TL Ballast Conventional, LED, dan LHE
210
15 : 45
LED dan LHE
222
15 : 50
LED
213
15 : 55
LHE
216
16 : 00
TL Ballat Electronic
207
16 : 05
TL Ballat Conventional
216
13
b. Grafik waktu terhadap v
Grafk waktu terhadap v
225
tegangan
220
215
210
205
200
195
0
1
2
3
4
5
6
7
8
waktu
c. Tabel waktu terhadap I
Waktu
15: 35
Beban Lampu
I
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
0.3
15 : 40
TL Ballast Conventional, LED, dan LHE
0.24
15 : 45
LED dan LHE
0.16
15 : 50
LED
0.15
15 : 55
LHE
0.2
16 : 00
TL Ballat Electronic
0.4
16 : 05
TL Ballat Conventional
0.39
14
d. Grafik waktu terhadap I
Arus
Grafk waktu terhadap I
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Waktu
e. Tabel waktu terhadap cos Ø
Waktu
15: 35
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
Cos Ø
0.625
15 : 40
TL Ballast Conventional, LED, dan LHE
0.992
15 : 45
LED dan LHE
0.422
15 : 50
LED
0.312
15 : 55
LHE
0.694
16 : 00
TL Ballat Electronic
0.768
16 : 05
TL Ballat Conventional
0.948
15
f. Grafik waktu terhadap cos Ø
Grafk waktu terhadap cos Ø
1.2
1
Cos Ø
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Waktu
g. Tabel waktu terhadap v, I, cos Ø
Waktu
15: 35
V (%)
95.94595
I (%)
75
Cos Ø (%)
63.00403
15 : 40
94.59459
15 : 45
100
15 : 50
95.94595
15 : 55
97.2973
37.5
50
16 : 00
93.24324
100
77.41935
16 : 05
97.2973
97.5
95.56452
60
40
100
42.54032
31.45161
69.95968
16
h. Grafik waktu terhadap v, I, cos Ø
Grafk waktu terhadap v, I, cos Ø
120
v, i, cos Ø
100
80
V (%)
I (%)
Cos µ (%)
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
waktu
2. Nilai intensitas pencahayaan dan daya pencahayaan
Waktu
15: 35
15 : 40
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
1
800
Lux
2
3
501 600
Ʃ Lux
Intensitas
Rata-rata
1901
633.6667
1971
657
TL Ballast Conventional, LED, 858
dan LHE
469
15 : 45
LED dan LHE
330
167
338
835
278.3333
15 : 50
LED
535
605
123
1263
421
15 : 55
LHE
806
618
378
1802
600.6667
16 : 00
TL Ballat Electronic
1475 946
852
3273
1091
16 : 05
TL Ballat Conventional
1614 905
929
3448
1149.333
Waktu
V(V)
I (A)
Cos Ø
644
VxIxCos Ø
(W)
Daya Pencahayaan
17
15: 35
213
0.3
0.625
39.9375
55.46875
15 : 40
210
0.24
0.992
49.9968
69.44
15 : 45
222
0.16
0.422
14.98944
20.81867
15 : 50
213
0.15
0.312
9.9684
13.845
15 : 55
216
0.2
0.694
29.9808
41.64
16 : 00
207
0.4
0.768
63.5904
88.32
16 : 05
216
0.39
0.948
79.85952
110.916
3. Nilai efikasi beban
efikasi=
Waktu
15: 35
15 : 40
intensitas rata−rata
daya pencahyaan rata−rata
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
Intensitas Pencahayaan
(Lumen)
Daya Pencahayaan
(W/m2)
Efikasi
(lumen/watt)
633.6667
55.46875
11.42385
657
69.44
9.461406
278.3333
20.81867
13.36941
15 : 45
LED dan LHE
15 : 50
LED
421
13.845
30.40809
15 : 55
LHE
600.6667
41.64
14.42523
16 : 00
TL Ballat Electronic
1091
88.32
12.35281
16 : 05
TL Ballat Conventional
1149.333
110.916
10.36219
4. Rata-rata beban
Rata-rata beban = Rata- rata efikasi
18
Waktu
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
TL Ballast Conventional,
LED, dan LHE
LED dan LHE
LED
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Cot nventional
Efikasi (lumen/watt)
Rata – rata beban
11.42385
1.631979
9.461406
13.36941
30.40809
14.42523
12.35281
10.36219
1.351629
1.909916
4.344013
2.060747
1.764687
1.480313
5. Baseline dari kondisi yang diperoleh
Baseline = nilai rata-rata grafik profil
a. Tabel baseline dari v, I, dan cos Ø
Waktu
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
V(V)
I(A)
213
210
222
213
216
207
216
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
0.3
0.24
0.16
0.15
0.2
0.4
0.39
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
Cos Ø
0.625
0.992
0.422
0.312
0.694
0.768
0.948
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
19
Grafk baseline dari v
225
tegangan
220
213.8
215
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
tegangan
baseline
210
205
200
195
0
5
10
15
20
25
30
35
waktu
5. Perbandingan nilai intensitas dan daya pencayaan berdasarkan SNI 03-6197-2000
1.Tabel dan grafik perbandingan intensitas cahaya dan daya pencahayaan berdasarkan
pengukuran
a. Lokasi : perkantoran-ruang kerja
20
Waktu
Beban Lampu
Intensitas
SNI
cahaya (lux)
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
LED dan LHE
LED
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Conventional
633.6667
350
657
278.3333
421
600.6667
1091
1149.333
350
350
350
350
350
350
Dari grafik dan table terlihat bahwa nilai standarnya adalah 350 dan data yang diperoleh
adalah LED dan LHE tidak memenuhi standard karena nilainya kurang dari 350 yaitu 278.3
lumen, hal ini terjadi karena cahaya alami yang saat itu sedang mendung kemudian luas
bidang kerja dan terhalang oleh benda-benda yang ada disekitar, juga warna cat tembok di
lab tersebut. kemudian nilai TL ballast conventional juga terlalu besar yaitu sebesar 1149.3
lumen, hal ini dapat dipengaruhi dimana akibat rangkaian yang ada komponen induktor yang
mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sehingga muncul sudut beda fasa
(cos phi).
Waktu
Beban Lampu
Daya
SNI
Pencahayaa
n
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
LED dan LHE
LED
55.46875
15
69.44
20.81867
13.845
15
15
15
21
15 : 55
16 : 00
16 : 05
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Conventional
41.64
88.32
110.916
15
15
15
Dari grafik diatas terlihat bahwa grafiknya fluktuatif, dari data diatas ada yang tidak
memenuhi standard yaitu LED sebesar 13.845 W sedangkan nilai standardnya adalah 15 W.
ini karena dipengaruhi oleh luas bidng kerja. kemudian nilai TL ballast conventional juga
terlalu besar yaitu sebesar 110.916 W dimana akibat rangkaian yang ada komponen induktor
yang mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sehingga muncul sudut beda
fasa (cos phi)
2. Table & Grafik Perbandingan Pengukuran dan SNI dikurangi tanpa Pencahayaan
Alami
Waktu
Beban Lampu
15: 35
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
LED dan LHE
LED
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Conventional
Pencahayaa
SNI
n Alami
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
509
350
532.3333
153.6667
296.3333
476
966.3333
1024.667
350
350
350
350
350
350
22
Grafk perbandingan pengukuran dan SNI
INTENSITAS CAHAYA
1200
1000
800
INTENSITAS ALAMI
pencahayaan standar
600
400350
350
350
350
350
350
350
200
0
0
5
10
15
20
25
30
35
WAKTU
Dari grafik perbandingan pengukuran dan SNI dengan dikurangi pencahayaan alami dapat
diamati bahwa nilai yang tidak memenuhi standard adalah LED dan LHE yaitu sebesar
153.6667 lumen, sangat jauh dengan nilai standar yaitu 350 lumen. Dan nilai
yang paling besar adalah 1024.667 lumen, dimana akibat rangkaian yang ada
komponen induktor yang mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan
sehingga muncul sudut beda fasa (cos phi) .
DAFTAR PUSTAKA
Understanding power and power quality measurement, – , http://www.transcat.com.
http://electricsourcestation.blogspot.co.id/2009/04/klasifikasi-jenis-dan-model-lampu-serta.html/
diunduh pada tanggal 25-05-2016, 18:00
https://konversi.wordpress.com/2009/11/18/kapasitor-bermanfaat-sekaligus-berbahaya/ diunduh
pada tanggal 25-05-2016, 15:00
https://gulangguling.com/2015/08/03/lampu-led-lebih-hemat-perbandingan-ukuran-watt-lampuled-dan-neon/ diunduh pada tanggal 25-05-2016, 19:00
23
SISTEM PENERANGAN
Disusun sebagai salah satu tugas mata konservasi energi pada semester IV
Diusulkan Oleh :
Devi Alpiani
141734011
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
BANDUNG
2016
I.1. Tujuan
Berikut tujuan dari praktikum konservasi energi sistem penerangan :
Menjelaskan prinsip kerja sistem pencahayaan
Menjelaskan alat yang diperlukan untuk pengukuran sistem pencahayaan
Melakukan pengukuran pada sistem pencahayaan
Menginterpretasi data pengukuran sistem pencahayaan
Menampilkan profile energy sistem pencahayaan
Menghitung kinerja sistem pencahayaan
Mencari peluang penghemataan pada sistem pencahayaan
Melaporkan hasil audit sistem pencahayaan
I.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, maka dapat dirumuskan permasalahan
yaitu menentukan langkah konservasi terbaik dalam rangka hemat energi pada setiap lampu.
Dengan cara mengetahui daya terukur, tingkat pencahayaan, daya pencahayaan (efikasi), luas
bidang kerja, dan spesifikasi lampu yaitu ,LED, LHE dan TL dengan ballast konvensional
dan eletrik.
II. DASAR TEORI
1. Dasar teori
Sejak dimulainya peradaban, manusia menciptakan cahaya hanya dari api,
walaupun lebih banyak sumber panasnya daripada cahaya yang dihasilkan. Di abad
ke 21 ini kita masih menggunakan prinsip yang sama dalam menghasilkan panas dan
cahaya, salahsatunya adalah melalui lampu pijar.
Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk penerangan menjadi lebih
canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa pemakaian energi oleh
penerangan adalah 20 - 45% untuk pemakaian energi total oleh bangunan komersial
dan sekitar 3 - 10% untuk pemakaian energi total oleh industri.
Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli
penghematan energi dalam sistim penerangan. Seringkali, penghematan energy yang
cukup berarti dapat didapatkan dengan investasi yang minim dan masuk akal.
Mengganti lampu uap merkuri atau sumber lampu pijar dengan logam halida atau
sodium bertekanan tinggi, sehingga akan menghasilkan pengurangan biaya energi dan
meningkatkan jarak penglihatan. Memasang dan menggunakan kontrol foto,
pengaturan waktu penerangan, dan sistim manajemen energi juga dapat memperoleh
penghematan yang luar biasa. Walau begitu, dalam beberapa kasus mungkin perlu
mempertimbangkan modifikasi rancangan penerangan untuk mendapatkan
1
penghematan energi yang dikehendaki. Penting untuk dimengerti bahwa lampulampu yang efisien, belum tentu merupakan sistim penerangan yang efisien
Cahaya hanya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang
elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan
frekuensi tertentu, yang nilainya dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam
spektrum elektromagnetisnya.
Cahaya
Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:
• Pijar, benda padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan
sampai suhu tertentu. Intensitas meningkat dan penampilan menjadi semakin putih
jika suhu naik.
• Muatan Listrik, jika arus listrik dilewatkan melalui gas,maka atom dan molekulnya
akan memancarkan radiasi, dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen
yang ada.
• Electro Luminescence, Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui
padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor.
• Photo luminescence, radiasi pada salahsatu panjang gelombang diserap, biasanya
oleh suatu padatan dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila
radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat,
maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence.
Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik,
diberikan dalam Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya
ultraviolet (UV) dan energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu
merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut
pandangan. Oleh karena itu, penglihatan memerlukan mata yang berfungsi dan
cahaya yang Nampak.
Definisi dan Istilah yang Umum Digunakan
• Lumen: Satuan flux cahaya; flux dipancarkan didalam satuan unit sudut padatan
oleh suatu sumber dengan intensitas cahaya yang seragam satu candela. Satu lux
adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan fotometrik dari
watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt = 683 lumens pada
panjang gelombang 555 nm.
• Efficacy Beban Terpasang: Merupakan iluminasi/terang rata-rata yang dicapai pada
2
suatu bidang kerja yang datar per watt pada pencahayaan umum didalam ruangan
yang dinyatakan dalam lux/W/m².
• Perbandingan Efficacy Beban Terpasang: Merupakan perbandingan efficacy beban
target dan beban terpasang.
• Luminaire: Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu
atau beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan
perlindungan lampu-lampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya.
Lux: Merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya ratarata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah
ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting:
Merupakan tinggi peralatan atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya
terhitung: Perbandingan keluaran lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung
dinyatakan dalam lumens per watt.
• Indeks Ruang: Merupakan perbandingan, yang berhubungan dengan ukuran bidang
keseluruhan terhadap tingginya diantara tinggi bidang kerja dengan bidang titik
lampu.
• Efficacy Beban Target: Nilai efficacy beban terpasang yang dicapai dengan efisiensi
terbaik, dinyatakan dalam lux/W/m².
• Faktor pemanfaatan (UF): Merupakan bagian flux cahaya yang dipancarkan oleh
lampu-lampu, menjangkau bidang kerja. Ini merupakan suatu ukuran efektivitas pola
pencahayaan.
• Intensitas Cahaya dan Flux: Satuan intensitas cahaya I adalah candela (cd) juga
dikenal dengan international candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya, yang
jatuh pada setiap meter persegi (m2) pada lingkaran dengan radius satu meter (1m)
jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar sama ke seluruh arah)
merupakan pusat isotropik lingkaran. Dikarenakan luas lingkaran dengan jari-jari r
adalah 4πr2, maka lingkaran dengan jari-jari 1m memiliki luas 4πm2, dan oleh karena
itu flux cahaya total yang dipancarkan oleh sumber 1- cd adalah 4π1m. Jadi flux
cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya isotropik dengan intensitas I adalah:
Flux cahaya (lm) = 4π × intensitas cahaya (cd)
Perbedaan antara lux dan lumen adalah bahwa lux berkenaan dengan luas areal pada
mana flux menyebar 1000 lumens, terpusat pada satu areal dengan luas satu meter
persegi, menerangi meter persegi tersebut dengan cahaya 1000 lux. Hal yang sama
untuk 1000 lumens, yang menyebar kesepuluh meter persegi, hanya menghasilkan
cahaya suram 100 lux.
Hukum kuadrat terbalik
Hukum kuadrat terbalik mendefinisikan hubungan antara pencahayaan dari sumber
titik dan jarak. Rumus ini menyatakan bahwa intensitas cahaya per satuan luas
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya (pada dasarnya jari-jari).
E = I / d²
3
Dimana
E = Emisi cahaya,
I = Intensitas cahaya
d = jarak
Bentuk lain dari persamaan ini yang lebih mudah adalah:
E1 d1² = E2 d2²
Jarak diukur dari titik uji ke permukaan yang pertama-tama kena cahaya – kawat
lampu pijar jernih, atau kaca pembungkus dari lampu pijar yang permukaannya
seperti es.
Contoh: Jika seseorang mengukur 10 lm/m² dari sebuah cahaya bola lampu pada jarak
1 meter, berapa kerapatan flux pada jarak setengahnya?
Penyelesaian:
E1m = (d2 / d1)² * E2
= (1,0 / 0,5)² * 10
= 40 lm/m²
Suhu Warna
Suhu warna, dinyatakan dalam skala Kelvin (K), adalah penampakan warna dari
lampu itu sendiri dan cahaya yang dihasilkannya. Bayangkan sebuah balok baja yang
dipanaskan secara terus menerus hingga berpijar, pertama-tama berwarna oranye
kemudian kuning dan seterusnya hingga menjadi “putih panas”. Sewaktu-waktu
selama pemanasan, kita dapat mengukur suhu logam dalam Kelvin (Celsius + 273)
dan memberikan angka tersebut kepada warna yang dihasilkan. Hal ini merupakan
dasar teori untuk suhu warna. Untuk lampu pijar, suhu warna merupakan nilai yang
“sesungguhnya”; untuk lampu neon dan lampu dengan pelepasan intensitas tinggi
(HID), nilainya berupa perkiraan dan disebut korelasi suhu warna. Di Industri,“suhu
warna” dan “korelasi suhu warna” kadang-kadang digunakan secara bergantian. Suhu
warna lampu membuat sumber cahaya akan nampak “hangat”, “netral” atau “sejuk”.
Umumnya, makin rendah suhu, makin hangat sumber, dan sebaliknya
Perubahan Warna
Kemampuan sumber cahaya merubah warna permukaan secara akurat dapat diukur
dengan baik oleh indeks perubahan warna. Indeks ini didasarkan pada ketepatan
dimana serangkaian uji warna dipancarkan kembali oleh lampu yang menjadi
perhatian relatif terhadap lampu uji, persesuaian yang sempurna akan diberi angka
100. Indeks CIE memiliki keterbatasan, namun cara ini merupakan cara yang sudah
diterima secara luas untuk sifat-sifat perubahan warna dari sumber cahaya
4
Kesalah pahaman yang umum terjadi adalah bahwa suhu warna dan perubahaan
warna keduanya menjelaskan sifat yang sama terhadap lampu. Selain itu, suhu warna
menjelaskan penampilan warna sumber cahaya dan cahaya yang dipancarkannya.
Perubahan warna menjelaskan bagaimana cahaya merubah warna suatu objek
II.1. Tingkat Pencahayaan (Iluminasi)
Tingkat Pencahayaan merupakan besarnya cahaya yang dibutuhkan untuk menerangi
suatu ruangan. Tingkat pencahayaan digunakan untuk menentukan kualitas pencahayaan
pada setiap ruangan sesuai dengan fungsinya. Lambang iluminasi adalah E dengan satuan
lux (lux) sesuai persamaan berikut.
F
E= ……….(1)
A
Keterangan :
E : Intensitas penerangan (lux)
F : Fluks cahaya (luman)
A : Luas bidang kerja (m2)
Tingkat pencahayaan ini juga dapat dilakukan dengan cara pengukuran langsung
menggunakan alat ukur luxmeter, sehingga dapat langsung diketahui nilai tingkat
pencahayaan pada suatu bidang kerja tertentu. Berikut merupakan prosedur pengukuran
pada sistem pencahayaan dengan menggunakan luxmeter.
Dalam mengoperasikan atau menjalankan lux meter perlu diperhatikan alat sensornya,
karena sensornyalah yang kan mengukur kekuatan penerangan suatu cahaya. Oleh karena
itu sensor harus ditempatkan tegak lurus pada daerah yang akan diukur tingkat kekuatan
5
cahayanya (iluminasi) secara tepat agar hasil yang ditampilkan pun akuarat. Adapun
prosedur penggunaan alat ini adalah sebagai berikut :
1. Nyalakan luxmeter.
2. Pilih kisaran range yang akan diukur ( 2.000 lux, 20.000 lux atau 50.000 lux) pada
tombol Range.
3. Arahkan sensor cahaya tegak lurus terhadap bidang kerja dengan menggunakan
tangan pada permukaan daerah yang akan diukur kuat penerangannya.
4. Lihat hasil pengukuran pada layar panel.
II.2. Efikasi
Adalah rentang angka perbandingan antara fluks cahaya (lumen) dengan daya listrik
suatu sumber cahaya (watt), dalam satuan lumen/watt. Efikasi juga disebut fluks cahaya
spesifik, biasanya nilai efikasi ini didapat pada katalog dari suatu produk lampu. Nilai
efikasi ini berbanding lurus dengan efisiensi lampu, sesuai persamaan berikut.
eff =
energi terpakai (cahaya)
……. (2)
input (daya input )
Untuk mengetahui daya pencahayaan (efikasi) didapatkan dari nilai tingkat
pencahayaan dari luxmeter dibagi dengan daya terukur yang ditunjukan oleh voltmeter
dan amperemeter.
II.3.Faktor Daya (Cos Phi)
Faktor daya atau sering disebut cos θ adalah perbandingan daya sesungguhnya dengan
daya semu. Semakin rendah nilai faktor daya akan mengakibatkan daya reaktif nya makin
besar, sebaliknya jika nilai faktor daya semakin besar maka daya reaktif menuju 0 nol.
Persamaan faktor daya dan faktor reaktif :
Keterangan : Cos phi = faktor daya
P = Daya aktif (Watt)
S = Daya semu (VA)
6
Pada umumnya suatu pabrik mempunyai faktor daya listrik yang rendah, hal ini
disebabkan karena banyak menggunakan peralatan-peralatan seperti mesin-mesin, mesin
las, lampu TL, transformewr dan lain -lain.
Untuk memperbaiki besarnya faktor daya listrik ini dapat dilakukan dengan
memasang kapasitor daya secara paralel terhadap beban listrik tersebut. Hal ini
dikarenakan pada faktor daya listrik yang rendah, peralatan listrik banyak menarik daya
reaktif induktif sehingga perlu dikompensir dengan daya reaktif kapasitif agar faktor daya
listrik dari peralatan tersebut menjadi lebih besar.
Besarnya rating kapasitor daya dapat ditentukan setelah didapat data-data dari
peralatan listrik, kemudian dilakukan perhitungan untuk mendapatkan rating kapasitor
daya tersebut.
Rating kapasitor daya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
C=
Qc
… … … … …(4)
V 2. w
Keterangan : C = kapasitor (F)
Qc = Daya reaktif kapasitor (VAR)
V = Tegangan (V)
w = 2 phi f
II.1. Prosedur Kerja
1. Periksa rangkaian yang sudah tersedia pada meja kerja
2. Catat spesifikasi dari lampu-lampu pada meja kerja
3. Nyalaikan MCB
4. Aplikasikan rangkaian yang ada
5. Catat parameter yang dibutuhkan :
-
Pencahayaan alami
-
Tegangan (V)
-
Arus (A)
-
Intensitas cahaya dengan menggunakan luxmeter (Lux)
-
Tinggi lampu terhadap bidang kerja (cm)
-
Luas bidang kerja (m2)
7
6. Matikan MCB
A. Titik Pengukuran
Skema simulasi titk pengukuran tingkat pencahayaan pada bidang kerja (1m2). Skema
titik pengukuran dibawah digunakan untuk jenis lampu yang lain seperti :TL, LHE,LED.
Namun,sebagai referensi kelompok kami menggunakan tiga titik pengukuran yaitu: di
ujung kanan,di ujung kiri, dan di tengah yang tegak lurus dengan lampu.
Lampu Philips TLD 58W/54-765 Cool Daylight
Lampu
62c
m
Luxmet
er
Bidang kerja
Gambar skema titik pengukuran
(Sumber : Data Primer)
8
II.4.Alat dan Bahan Yang Digunakan
Berikut merupakan alat dan bahan yang digunakan.
Tabel 1. Alat dan Bahan
N
o
1
Alat dan Bahan
Gambar
Alat dan Bahan
Lux meter
Lampu CFL
2
Kapasitor 8mF
Lampu LED
3
Volt meter
Lampu
Halogen
4
Ampere meter
Lampu TL
Gambar
9
5
Ballast
Konvensional
Ballast Elektrik
IV. Kompilasi Data dan Analisa
Berikut merupakan data yang didapatkan mencangkup data primer hasil pengukuran dan
data olahan beserta analisisnya.
A. Data Primer
1. Spesifikasi Lampu
Berikut merupakan spesifikasi lampu yang digunakan ketika praktikum sistem
pencahayaan :
Tabel 2 Spesifikasi Lampu
No
1
Jenis Lampu
LHE
Spesifikasi Lampu
Essential 18W 220-240V 50-60Hz I=130mA
2
LED
CoolDaylight 1100lm 61 lm/W
10.5W Temperatur Warna 6500K 90mA
TL
220-240Vac 50/60 Hz
Philips Lifemax Tubelight TL-D 58W/54-765
3
2. Pengukuran
Berikut merupakan data hasil pengukuran praktikum sistem pencahayaan :
Tabel 3 Data Pengukuran
N
o
1
Jenis Lampu
Tegangan(V
Arus(A
Lux terukur
Keterangan
TL 58W +BK
)
222
)
0.37
(lumen/m2)
975
Terjadi lonjakan
arus dari nol – 0,6 –
0,37 (stabil) dan
mengalami delay 2
detik
10
2
TL 58W+BE
219
0,23
1005
Lampu terang, tidak
3
TL 58W+BK+C
222
0,33
947
ada flick
Mengalami delay
selama 4 detik
sebelum nyala stabil
dan terdengar suara
4
TL 58W+BE+C
219
0,65
1075
dengung
Terjadi kenaikan
5
6
LED
LHE
222
222
0,1
0,13
770
2800
arus dari biasanya
Lampu terang
Lampu terang
Kondisi ketika pengukuran :
-
Pengukuran dilakukan sekitar pukul 13:00 di lab Tegangan Tinggi
-
Pada saat pengukuran sistem pencahayaan pada bidang kerja, cahaya alami
langsung terhalangi seperti yang ditunjukan simulasi berikut.
Cahaya
alami
Oran
g
Jendela
Gambar Skema Kondisi Pengukuran
(Sumber : Data Primer)
11
Data Dasar
1. Spesifikasi Alat Ukur
Spesifikasi Alat Ukur
No.
Alat Ukur
Range
Tegangan
0-450 V
0-120 V
-
1.
Voltmeter
Amperemeter
2.
3.
Wattmeter
4.
Luxmeter
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Keterangan
Lampu LHE
Lampu LED
Lampu TL 38 W
Ballast Konvensional
Range Arus
Frekuensi
0-1,2 A
0-5 A
-
50 Hz
50 Hz
50 Hz
50 Hz
Range
Illuminasi
0-1999
Jenis
Philips
Philips
Cool day light Philips lifemax TLD 58 W/54 – 765
Philips BTA 58L 31
OSRAM Qiucktronic INSTANT START QTIS e
1x58/220-240
Ballast Elektronik
B. Data olahan
Berikut merupakan data hasil olahan data primer :
Tabel 4. Hasil Olahan Data.
Wakt
u
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
Beban Lampu
V
I
Cos Ø
0.625
Lux
1
800
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED,
dan LHE
LED dan LHE
LED
LHE
213
0.3
210
222
213
216
W
2
501
3
600
35
0.24
0.992
858
469
644
50
0.16
0.15
0.2
0.422
0.312
0.694
330
535
806
167
605
618
338
123
378
15
10
30
12
16 : 00
16 : 05
TL Ballat Electronic
TL Ballat
Conventional
Keterangan :
207
216
0.4
0.39
0.768
0.948
1475
1614
946
905
852
929
70
80
Pencahayaan (Lux) Alami :
Waktu
3 : 32
Titik
1
2
3
144
127
103
a. Analisis Data
1. Profil Keenergian
a. Tabel waktu terhadap v
Waktu
15: 35
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
V
213
15 : 40
TL Ballast Conventional, LED, dan LHE
210
15 : 45
LED dan LHE
222
15 : 50
LED
213
15 : 55
LHE
216
16 : 00
TL Ballat Electronic
207
16 : 05
TL Ballat Conventional
216
13
b. Grafik waktu terhadap v
Grafk waktu terhadap v
225
tegangan
220
215
210
205
200
195
0
1
2
3
4
5
6
7
8
waktu
c. Tabel waktu terhadap I
Waktu
15: 35
Beban Lampu
I
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
0.3
15 : 40
TL Ballast Conventional, LED, dan LHE
0.24
15 : 45
LED dan LHE
0.16
15 : 50
LED
0.15
15 : 55
LHE
0.2
16 : 00
TL Ballat Electronic
0.4
16 : 05
TL Ballat Conventional
0.39
14
d. Grafik waktu terhadap I
Arus
Grafk waktu terhadap I
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Waktu
e. Tabel waktu terhadap cos Ø
Waktu
15: 35
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
Cos Ø
0.625
15 : 40
TL Ballast Conventional, LED, dan LHE
0.992
15 : 45
LED dan LHE
0.422
15 : 50
LED
0.312
15 : 55
LHE
0.694
16 : 00
TL Ballat Electronic
0.768
16 : 05
TL Ballat Conventional
0.948
15
f. Grafik waktu terhadap cos Ø
Grafk waktu terhadap cos Ø
1.2
1
Cos Ø
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Waktu
g. Tabel waktu terhadap v, I, cos Ø
Waktu
15: 35
V (%)
95.94595
I (%)
75
Cos Ø (%)
63.00403
15 : 40
94.59459
15 : 45
100
15 : 50
95.94595
15 : 55
97.2973
37.5
50
16 : 00
93.24324
100
77.41935
16 : 05
97.2973
97.5
95.56452
60
40
100
42.54032
31.45161
69.95968
16
h. Grafik waktu terhadap v, I, cos Ø
Grafk waktu terhadap v, I, cos Ø
120
v, i, cos Ø
100
80
V (%)
I (%)
Cos µ (%)
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
waktu
2. Nilai intensitas pencahayaan dan daya pencahayaan
Waktu
15: 35
15 : 40
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
1
800
Lux
2
3
501 600
Ʃ Lux
Intensitas
Rata-rata
1901
633.6667
1971
657
TL Ballast Conventional, LED, 858
dan LHE
469
15 : 45
LED dan LHE
330
167
338
835
278.3333
15 : 50
LED
535
605
123
1263
421
15 : 55
LHE
806
618
378
1802
600.6667
16 : 00
TL Ballat Electronic
1475 946
852
3273
1091
16 : 05
TL Ballat Conventional
1614 905
929
3448
1149.333
Waktu
V(V)
I (A)
Cos Ø
644
VxIxCos Ø
(W)
Daya Pencahayaan
17
15: 35
213
0.3
0.625
39.9375
55.46875
15 : 40
210
0.24
0.992
49.9968
69.44
15 : 45
222
0.16
0.422
14.98944
20.81867
15 : 50
213
0.15
0.312
9.9684
13.845
15 : 55
216
0.2
0.694
29.9808
41.64
16 : 00
207
0.4
0.768
63.5904
88.32
16 : 05
216
0.39
0.948
79.85952
110.916
3. Nilai efikasi beban
efikasi=
Waktu
15: 35
15 : 40
intensitas rata−rata
daya pencahyaan rata−rata
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
Intensitas Pencahayaan
(Lumen)
Daya Pencahayaan
(W/m2)
Efikasi
(lumen/watt)
633.6667
55.46875
11.42385
657
69.44
9.461406
278.3333
20.81867
13.36941
15 : 45
LED dan LHE
15 : 50
LED
421
13.845
30.40809
15 : 55
LHE
600.6667
41.64
14.42523
16 : 00
TL Ballat Electronic
1091
88.32
12.35281
16 : 05
TL Ballat Conventional
1149.333
110.916
10.36219
4. Rata-rata beban
Rata-rata beban = Rata- rata efikasi
18
Waktu
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
Beban Lampu
TL Ballast
Electronic, LED, dan LHE
TL Ballast Conventional,
LED, dan LHE
LED dan LHE
LED
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Cot nventional
Efikasi (lumen/watt)
Rata – rata beban
11.42385
1.631979
9.461406
13.36941
30.40809
14.42523
12.35281
10.36219
1.351629
1.909916
4.344013
2.060747
1.764687
1.480313
5. Baseline dari kondisi yang diperoleh
Baseline = nilai rata-rata grafik profil
a. Tabel baseline dari v, I, dan cos Ø
Waktu
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
V(V)
I(A)
213
210
222
213
216
207
216
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
0.3
0.24
0.16
0.15
0.2
0.4
0.39
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
Cos Ø
0.625
0.992
0.422
0.312
0.694
0.768
0.948
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
19
Grafk baseline dari v
225
tegangan
220
213.8
215
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
213.8
tegangan
baseline
210
205
200
195
0
5
10
15
20
25
30
35
waktu
5. Perbandingan nilai intensitas dan daya pencayaan berdasarkan SNI 03-6197-2000
1.Tabel dan grafik perbandingan intensitas cahaya dan daya pencahayaan berdasarkan
pengukuran
a. Lokasi : perkantoran-ruang kerja
20
Waktu
Beban Lampu
Intensitas
SNI
cahaya (lux)
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
LED dan LHE
LED
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Conventional
633.6667
350
657
278.3333
421
600.6667
1091
1149.333
350
350
350
350
350
350
Dari grafik dan table terlihat bahwa nilai standarnya adalah 350 dan data yang diperoleh
adalah LED dan LHE tidak memenuhi standard karena nilainya kurang dari 350 yaitu 278.3
lumen, hal ini terjadi karena cahaya alami yang saat itu sedang mendung kemudian luas
bidang kerja dan terhalang oleh benda-benda yang ada disekitar, juga warna cat tembok di
lab tersebut. kemudian nilai TL ballast conventional juga terlalu besar yaitu sebesar 1149.3
lumen, hal ini dapat dipengaruhi dimana akibat rangkaian yang ada komponen induktor yang
mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sehingga muncul sudut beda fasa
(cos phi).
Waktu
Beban Lampu
Daya
SNI
Pencahayaa
n
15: 35
15 : 40
15 : 45
15 : 50
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
LED dan LHE
LED
55.46875
15
69.44
20.81867
13.845
15
15
15
21
15 : 55
16 : 00
16 : 05
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Conventional
41.64
88.32
110.916
15
15
15
Dari grafik diatas terlihat bahwa grafiknya fluktuatif, dari data diatas ada yang tidak
memenuhi standard yaitu LED sebesar 13.845 W sedangkan nilai standardnya adalah 15 W.
ini karena dipengaruhi oleh luas bidng kerja. kemudian nilai TL ballast conventional juga
terlalu besar yaitu sebesar 110.916 W dimana akibat rangkaian yang ada komponen induktor
yang mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sehingga muncul sudut beda
fasa (cos phi)
2. Table & Grafik Perbandingan Pengukuran dan SNI dikurangi tanpa Pencahayaan
Alami
Waktu
Beban Lampu
15: 35
TL Ballast
Electronic, LED, dan
LHE
TL Ballast
Conventional, LED, dan
LHE
LED dan LHE
LED
LHE
TL Ballat Electronic
TL Ballat Conventional
Pencahayaa
SNI
n Alami
15 : 40
15 : 45
15 : 50
15 : 55
16 : 00
16 : 05
509
350
532.3333
153.6667
296.3333
476
966.3333
1024.667
350
350
350
350
350
350
22
Grafk perbandingan pengukuran dan SNI
INTENSITAS CAHAYA
1200
1000
800
INTENSITAS ALAMI
pencahayaan standar
600
400350
350
350
350
350
350
350
200
0
0
5
10
15
20
25
30
35
WAKTU
Dari grafik perbandingan pengukuran dan SNI dengan dikurangi pencahayaan alami dapat
diamati bahwa nilai yang tidak memenuhi standard adalah LED dan LHE yaitu sebesar
153.6667 lumen, sangat jauh dengan nilai standar yaitu 350 lumen. Dan nilai
yang paling besar adalah 1024.667 lumen, dimana akibat rangkaian yang ada
komponen induktor yang mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan
sehingga muncul sudut beda fasa (cos phi) .
DAFTAR PUSTAKA
Understanding power and power quality measurement, – , http://www.transcat.com.
http://electricsourcestation.blogspot.co.id/2009/04/klasifikasi-jenis-dan-model-lampu-serta.html/
diunduh pada tanggal 25-05-2016, 18:00
https://konversi.wordpress.com/2009/11/18/kapasitor-bermanfaat-sekaligus-berbahaya/ diunduh
pada tanggal 25-05-2016, 15:00
https://gulangguling.com/2015/08/03/lampu-led-lebih-hemat-perbandingan-ukuran-watt-lampuled-dan-neon/ diunduh pada tanggal 25-05-2016, 19:00
23