KAJIAN TINGKAT EFIKASI LAMPU LED SWABALAST UNTUK PEN- CAHAYAAN UMUM THE STUDY OF THE EFFICACY LEVEL OF SWABALAST LED LIGHT FOR GENERAL LIGHTING

Transkripsi

1 Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : 1-14 ISSN KAJIAN TINGKAT EFIKASI LAMPU LED SWABALAST UNTUK PEN- CAHAYAAN UMUM THE STUDY OF THE EFFICACY LEVEL OF SWABALAST LED LIGHT FOR GENERAL LIGHTING Sudirman Palaloi *), Subhan Nafis, Sarimin Emo ** *) Balai Besar Teknologi Energi (B2TE) BPPT Gedung 620 Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang Selatan palaloi@yahoo.com **) Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi Jl. Cileduk Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, sarimin_e15@yahoo.co.id Abstrak Saat ini lampu LED menjadi salah satu pilihan sebagai sumber pencahayaan. Penggunaan LED sebagai sumber pencahayaan umum berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Lampu LED semakin populer dan sudah banyak ditemukan dipasaran. Hal ini disebabkan karena lampu LED lebih efisien dan memberikan kualitas yang lebih tinggi daripada lampu penerangan lainnya. Studi ini bertujuan untuk mendapatkan tingkat efikasi lampu LED untuk pencahayaan umum yang beredar di Indonesia. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan pengujian tingkat efikasi lampu LED pada saat awal dinyalakan, dan setelah nyala 1000 jam. Hasil pengukuran menyatakan bahwa terdapat korelasi yang erat antara daya lampu dengan nilai flux. Ditemukan pula bahwa tingkat efikasi yang dihasilkan oleh lampu LED dapat dipertahankan rata-rata 98,7% dari nilai awalnya setelah mengalami aging selama 1000 jam. Pengukuran menunjukkan bahwa tingkat efikasi lampu awal pengujian berada pada rentang 56,3 119,5 [Lm/W] dengan rata-rata 86,9 [Lm/W]. Sedangkan efikasi setelah lampu di aging 1000 jam berada pada rentang 54,9 115,4 [Lm/W] dengan rata-rata 86,1 [Lm/W] yang sesuai dengan klaim LED secara umum Kata kunci : efikasi, lampu LED, pencahayaan umum Abstract Currently LED light has become a choice of source of light. The use of LED light as a general source of light is growing rapidly in recent years. LED light has become increasingly popular and could easily be found in the market. It is because LED light is more efficient and provides higher quality than other lighting. The aim of the study is to determine the level of efficacy in LED light for general lighting available in Indonesia. The use of the method is by doing a test on the efficacy rate of the LED lights when it was first turned on and after 1000 hours flame. The result of the measurement suggests that there is a close correlation between the power of the light and the value of the flux. It was also found that the level of efficacy produced by LED light can be maintained in the average of 98.7% of its Diterima : 21 Juli 2014, direvisi : 7 Januari 2015, disetujui terbit : 28 Mei

2 Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : initial value after 1000 hours aging. Measurements showed that the level of efficacy of the light in the initial testing was in the range of 56.3 to [Lm / W] with the average of 86.9 [Lm / W]. While the efficacy after 1000 hours was in the range of 54.9 to [Lm / W] with the average of 86.1 [Lm / W] which suitable with the claim of LED in general. Keywords: efficacy, LED lamps, general lighting PENDAHULAN Latar Belakang Light emitting diode (LED) adalah perangkat semikonduktor yang mengubah listrik menjadi cahaya. Lampu LED juga disebut "lampu solid state" karena cahaya yang dipancarkan berasal dari bahan semi konduktor yang padat, bukan dari tabung hampa udara atau gas, seperti yang terdapat pada lampu pijar ataupun lampu neon. Teknologi LED mulai diperkenalkan dan diaplikasikan sejak tahun 1960-an. LED memancarkan cahaya dalam rentang yang sangat sempit dan panjang gelombang, LED juga sangat ideal untuk menghasilkan cahaya yang berwarna [1,2]. Sekarang ini lampu LED unggul dan efisien untuk penggunaan lampu berwarna merah, hijau, dan biru dalam perangkat termasuk jam digital, jam tangan, televisi, dashboard, dan lampu lalu lintas. Pada tahun 1993 Perusahaan Jepang Nichia Corp. menemukan cara untuk menciptakan cahaya putih dari dioda tunggal. Penemuan ini merupakan awal untuk mengembangkan teknologi berbasis LED yang dapat menghasilkan cahaya putih yang cocok untuk penerangan umum. Jumlah produk pencahayaan solid state ini berkembang pesat, termasuk lampu "downlight", lampu portabel, lampu untuk menampilkan ritel, dan pencahayaan di luar ruangan untuk jalan-jalan dan tempat parkir. Produk lampu LED memiliki potensi yang cukup besar untuk mengurangi konsumsi listrik dan emisi gas rumah kaca [2]. Saat ini kinerja teknologi LED mengalami perkembangan yang terus-menerus. LED telah menjadi salah satu sumber pencahayaan pilihan untuk aplikasi penerangan umum. Penggunaan LED dalam aplikasi penerangan umum sudah muncul dan berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Secara umum beberapa kelebihan lampu LED adalah LED lebih hemat penggunaan energinya. LED dapat memancarkan warna cahaya tanpa menggunakan filter warna seperti lampu tradisional. Ini tentu lebih efisien dan dapat menurunkan biaya awal. LED dapat dirancang untuk fokus cahayanya. Warna yang dipancarkan oleh LED tidak berubah walau melewati media tertentu, seperti pada lampu pijar. LED juga tahan terhadap getaran dan goncangan. dan salah satu keunggulan lampu LED adalah memiliki rentang hidup yang sangat panjang. LED menyala sangat cepat dan tidak mengandung merkuri, seperti lampu neon [10]. Efisiensi lampu umumnya termasuk LED dapat dilihat dari tingkat efikasinya. Efikasi (ç) [lumen/watt atau lm / W]: 2

3 Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum Efisiensi sumber cahaya untuk menghasilkan cahaya terhadap daya listrik yang digunakan [7]. Efikasi juga didefinisikan total flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya dibagi dengan watt lampu dinyatakan dalam lumen per watt (lm / W) [2]. Beberapa penelitian yang telah dibuplikasikan membandingkan efikasi berbagai jenis lampu untuk pencahayaan umum seperti diperlihatkan pada Tabel berikut. Tabel 1. Perbandingan efikasi beberapa jenis lampu [2] Perbandingan luminasi dan efikasi berbagai Sumber cahaya Tipikal rentang efikasi [lm/w] Lampu pijar Lampu Halogen Lampu Swabalast Lampu neon Lampu metal halide jenis lampu juga dipulikasikan oleh Philips seperti terlihat pada Table 2 berikut. Tabel 2. Perbandingan fluks cahaya efikasi beberapa jenis lampu[1,5] Sumber cahaya Fluks Luminous (lm) Efikasi (lm/w) Lampu pijar/halogen Low pressure Sodium High pressure Sodium Lampu neon Lampu Swabalas (CFL) Lampu metal halide Ceramic metal halide LED Up to 50 Penelitian lain membandingkan tiga jenis lampu LED, lampu pijar dan CFL dari berbagai macam aspek seperti diperlihatkan pada Table 3. Tabel 3. Perbandingan fluks cahaya efikasi beberapa jenis lampu [11] Efisiensi dan biaya energi Bila dilihat beberapa keunggulan di atas terlihat bahwa memang lampu LED jauh lebih unggul dibanding dengan lampu lainnya, terutama dalam hal rendahnya konsumsi energi dan umurnya. Hal ini menjadikan lampu LED begitu cepat berkembang dan banyak diminati. Populeritas penggunaan lampu LED sebagai pencahayaan umum berkembang pesat. Asosiasi Industri Perlampuan Listrik Indonesia (Aperlindo) menargetkan pasar lampu Light Emitting Diode (LED) hingga akhir tahun sekitar 15 juta unit, Tujuan LED Lampu pijar umur lampu jam 1200 jam CFL 8000 jam Watt kwh tahunan Biaya operasi tahunan $32.85 $ $76.65 Merkuri tidak tidak tidak Siklus On/Off tidak efek Sesitif pada humidity tidak kadangkadang kadangkadang Untuk mengetahui tingkat efikasi lampu LED untuk pencahayaan umum yang ada dipasaran pada saat awal dinyalakan dan setelah lampu dinyalakan selama 1000 jam. ya ya 3

4 Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : METODOLOGI Tempat dan Waktu Pengujian Pengujian lampu LED swabalat ini dilakukan di Laboratorium Peralatan listrik Rumah Tangga B2TE - BPPT. Waktu pengujian dilakukan tahun Sampel dan Alat Pengujian Sampel adalah bagian dari jumlah dan karakteristik yang dimiliki oleh populasi. Sampel dilakukan jika populasi besar dan tidak mungkin memperlajari semua yang ada pada populasi. Teknik sampling, adalah teknik pengambilan sampel. Untuk menentukan sampel yang akan digunakan dalam penelitian, terdapat macam-macam teknik sampling yaitu probability sampling dan non probability sampling. Non probability sampling, adalah teknik pengambilan sampel yang tidak memberi peluang atau kesempatan sama bagi setiap unsur atau anggota populasi untuk dipilih menjadi sampel. Teknik sampel ini meliputi, sampling sistematis, kuota, insidental, dan purposive. Pada penelitian ini metode samping yang digunakan adalah metode sampling insidental dan sampling purposive. Sampling insidential adalah teknik menentukan sampel berdasarkan kebetulan, yaitu lampu LED apa saja yang secara kebetulan atau insidental didapatkan dijual di pasaran (toko dan supermarket) dengan mengetahui terlebih dahulu kapasitas dan daya yang diperjualbelikan dipasaran yaitu 2W s.d 13W. Sampling purposive, adalah teknik menentukan sampel dengan pertimbangan tertentu sesuai dengan tujuan yang dikehendaki. Metode ini cocok digunakan untuk penelitian seperti pemilihan sampel pada pengujian lampu LED ini, ini karena keterbatasan biaya untuk membeli lebih sampel yang banyak, dan juga mempertimbangkan beberapa kapasitas daya lampu LED yang ada dipasaran. Pengambilan sampel lampu LED dilakukan secara acak, dengan cara membeli pada beberapa toko dan supermarket. Sampel uji yang dipilih diharapkan dapat mewakili jenis dan watt yang beredar dipasaran. Jumlah lampu secara keseluruhan adalah 64 unit yang terdiri dari 12 merek, dengan daya dari 2 watt s.d 13 watt. Pengujian unjuk kerja kelistrikan lampu LED mengacu kepada SNI IEC 62612:2013 Lampu swabalast LED untuk pelayanan pencahayaan umum Persyaratan Kinerja [13]. LED sebagai lampu pencahayaan umum Akhir ini menjadi perbicangan dan banyak diselidiki orang tentang kelebihan dan kekurangan lampu LED untuk mencahayaan umum. Para peneliti, akademisi, produsen sedang mengkaji untuk menciptakan solusi pencahayaan umum dari LED. Ada sejumlah alasan penting mengapa pencahayaan LED lebih baik daripada teknologi pencahayaan lainnya yaitu masa pakainya yang lama, hemat energi dan bentunya unik. Penggunaan energi membuat penghematan biaya yang signifikan, terutama dalam aplikasi komersial yang menggunakan lampu dalam jumlah besar. Pencahayaan LED juga lebih aman bagi lingkungan karena bebas merkuri dan tidak menghasilkan sinar Ifra Red atau Ultra Violet, 4

5 Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum yang dapat berbahaya bagi manusia. Dengan kata lain, lampu LED adalah sumber pencahayaan terhijau dan paling ramah lingkungan. Teknologi LED mulai dikenal baik oleh masyarakat umum, bukan hanya oleh lighting designer, arsitek, atau desainer interior. Tetapi masyarakat umum sudah banyak yang memafaatkan sebagai pencahayaan di rumarumah mereka. Sudah waktunya pula, LED digunakan sebagai pencahayaan umum mengganti lampu neon dan CFL dirumah rumah. Terlebih jika dikaitkan dengan usaha menghemat konsumsi listrik dan desakan untuk mulai menggunakan teknologi hijau. Untuk kedepannya, dapat dipastikan lampu LED akan menggantikan LHE. Namun demikian salah satu kekurangan lampu LED ini adalah Color Rendering Index (CRI), masih rendah bila dibandingkan dengan lampu halogen dan lampu penerangan lainnya. CRI lampu LED umumnya berada di bawah 80%. Nampak bahwa semakin tinggi wattnya, maka luminasi yang dihasilkan juga semakin tinggi. Umur lampu bervariasi mulai dari jam hingga jam. Efikasi berada pada rentang lumen/watt. CCT semua berada di atas 4400 o K. Spesifikasi data sampel uji secara detail disajikan pada Tabel 4 berikut ini. Tabel 4. Spesifikasi sampel uji lampu LED Gambar 1. Lampu LED swabalast untuk pencahayaan umum Berdasarkan spesifikasi, lampu LED yang ada dipasaran berkapasitas dari 2 watt sampai dengan 13 watt. Tegangan kerja bervariasi, mulai dari 100 V sampai dengan 265V. 5

6 Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : Kecuali jika ditetapkan untuk keperluan spesifik oleh pabrikan atau penjual yang bertanggung jawab, maka lampu harus dioperasikan di udara bebas pada base-up vertikal untuk semua pengujian. Instrumen listrik dan photometrik yang digunakan harus dipilih yang mempunyai jaminan ketelitian dengan persyaratan uji. a. Penyalaan dan persiapan Peralatan uji yang digunakan adalah integrator sphare, rack aging, regulator DC power supply, AC voltage stabilizer, lux meter, lampu standar, regulator AC power supply, Hygrometer, thermometer dan Power quality analyzer. Semua peralatan yang digunakan telah terkalibrasi dengan baik. Metode pengujian Metode mengujian mengacu Standar Uji berdasarkan SNI IEC :2013. Semua pengujian dilakukan dalam ruang tanpa gerakan udara (draught-proof) pada suhu ruangan (25± 1) ºC dan kelembaban nisbi maksimum 65%. Tegangan uji harus stabil dalam ± 0,5%, selama periode stabilisasi, dan toleransi ini dikurangi menjadi ± 0,2% pada saat pengukuran. Untuk pengujian umur lampu toleransinya adalah 2%. Kandungan harmonisa total tegangan suplai tidak melebihi 3%. Kandungan harmonisa didefinisikan sebagai penjumlahan r.m.s komponen harmonisa individu dengan menggunakan dasar 100%. Semua pengujian harus dilakukan pada frekuensi pengenal. Pengujian penyalaan dan persiapan harus dilakukan sebelum uji penyalaan kecuali untuk lampu yang dinyatakan oleh pabrikan sebagai lampu jenis VPC (Vapour ressure Control - Kendali Tekanan Uap). Tegangan uji untuk uji penyalaan harus sama dengan 92% dari tegangan pengenal atau, dalam julat tegangan 92% dari nilai minimum dari julat tersebut. b. Tegangan uji Tegangan uji adalah harus tegangan pengenal dengan toleransi ± 2%. Dalam hal julat tegangan, pengukuran harus dilakukan pada nilai rata-rata. Untuk beberapa lampu LED swabalast diperlukan nilai yang lebih rendah untuk pengukuran photometrik dan listrik. c. Daya lampu Daya awal yang dipakai oleh lampu LED tidak boleh tidak boleh melampuai 15% di atas daya pengenal. d. Kuat cahaya Kuat cahaya lampu LED yang diukur tidak boleh kurang dari 90% nilai kuat cahaya pengenal. Pengukuran cahaya lampu dalam bola integrator. 6

7 Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum e. Menentukan nilai lumen Kuat cahaya awal harus diukur setelah stabilitas termal dari lampu LED, yang waktunya adalah 15 menit. f. Pemeliharaan lumen Setelah 1000 jam operasi, termasuk periode penyalaan, pemeliharaan lumen (lumen maintenance) harus tidak kurang dari nilai yang diumumkan oleh pabrikan atau penjual (vendor) yang bertanggung jawab. kemudian lampu tersebut dinyalakan selama 1000 jam (pemeliharaan lumen). Bila lampu telah menyala 1000 jam, maka dilakukan pengujian efikasi untuk kedua kalinya. Secara sederhana diagram pengujian diperlihatkan seperti berikut ini. Seleksi lampu Uji Efikasi 1 Pemeriksaan visual Pemeliharaan lumen g. Suhu ruangan Suhu ruangan harus dalam dijaga dalam rentangan 15ºC sampai 40ºC. Aliran udara (draught) yang berlebihan harus dihindarkan dan lampu agar tidak mengalami goncangan dan getaran yang ekstrim. h. Waktu Stabilitas Pengukuran tidak boleh dilakukan sebelum waktu stabilitas terlewati. Pengoperasian yang stabil dicapai bila suhu lampu LED tidak lagi meningkat 5 K per jam. i. Skema Prosedur Pengujian Seleksi lampu diawali dengan melakukan inventarisasi terhadap lampu LED yang beredar di pasaran, dengan memperhatikan watt, merek, CCT, dan jenis serta keterwakilannya. Lampu yang telah dibeli diperiksa secara visual dan diberi name tag agar mudah diinetifikasi. Setiap lampu tersebut diuji untuk mendapatkan tingkat efikasi awal dalam bola integrator dengan pesyaratan pengujian yang telah ditetapkan. Setelah selesai pengujian efikasi awal untuk semua lampu, Gambar 2. Prosedur pengujian lampu LED swabalast HASIL DAN PEMBAHASAN Berikut ini akan menyajikan hasil dan pembahasan unjuk kerja lampu LED swabalast untuk pencahayaan umum. Konsumsi daya [Watt] Konsumsi daya lampu LED berkisar antara 2,5 W 12,5 W. Besar konsumsi daya tergatung dari pada daya masing-masing lampu. Analisis konsumsi daya lampu berdasarkan spesifikasi dilakukan dengan membandingkan konsumsi daya listrik lampu saat awal dinyalakan dan setelah dinyalahkan 2000 jam. Hal ini dilakukan untuk melihat apakah lampu setelah dinyalahkan mengalami perubahan konsumsi dayanya. Hasil pengujian konsumsi daya sebelum dinyalakan, dan setelah dinyalakan dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini. Pemberian name tag Uji Efikasi 2 7

8 2W-E-01-Merek 01 3W-E-01-Merek 02 3W-E-03-Merek 03 3,5W-E-01-Merek 04 4W-E-01-Merek 01 4W-E-03-Merek 05 5W-E-01-Merek 02 5W-E-03-Merek 06 5W-E-05-Merek 07 5W-E-07-Merek 08 5W-E-09-Merek 09 5W-E-11-Merek 10 6W-E-01-Merek 01 6W-E-03-Merek 11 6W-E-05-Merek 03 7W-E-01-Merek 02 7W-E-03-Merek 12 7W-E-05-Merek 08 7W-E-07-Merek 06 7W-E-09-Merek 10 7W-E-11-Merek 04 8W-E-01-Merek 07 9W-E-01-Merek 11 9W-E-03-Merek 05 9W-E-05-Merek 10 9W-E-07-Merek 09 10W-E-01-Merek 01 10W-E-03-Merek 08 10W-E-05-Merek 07 10W-E-07-Merek 06 10W-E-09-Merek 04 13W-E-01-Merek 06 Daya (W.Var,VA) Faktor daya 2W-E-01-Merek 01 3W-E-02-Merek 02 3,5W-E-01-Merek 04 4W-E-02-Merek 01 5W-E-01-Merek 02 5W-E-04-Merek 06 5W-E-07-Merek 08 5W-E-10-Merek 09 6W-E-01-Merek 01 6W-E-04-Merek 11 7W-E-01-Merek 02 7W-E-04-Merek 12 7W-E-07-Merek 06 7W-E-10-Merek 10 8W-E-01-Merek 07 9W-E-02-Merek 11 9W-E-05-Merek 10 9W-E-08-Merek 09 10W-E-03-Merek 08 10W-E-06-Merek 07 10W-E-09-Merek 04 13W-E-01-Merek 06 Daya [W] Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : Daya name plate (W) Daya hasil pengukuran awal (W) Daya hasil pengukuran setelah nyala 1000 jam [W] semu 28,4 VA dan daya reaktif 28 VAr. Tingginya daya semu dan daya reaktif ini disebabkan karena faktor daya yang sangat rendah yaitu 0,09. Namun demikian ditemukan juga lampu LED yang mempunyai faktor daya cukup baik, barada di atas 0,5. Hasil pengukuran daya aktif, daya reaktif, daya semu serta faktor daya masing-masing lampu dapat dilihat pada gambar berikut ini. Gambar 3. Konsumsi daya sebelum dan pemeliharaan lumen 1000 jam Berdasarkan grafik di atas terlihat bahwa untuk daya yang dikonsumsi sebelum dan setelah nyala 1000 jam hampir sama. Namun ada beberapa lampu daya yang dikonsumsi lebih lebih besar diatas 15% dibanding dengan 40 P Watt Q Var S VA PF spesifikasinya, yaitu ada 4 unit lampu atau 6,25%. Namun dari 64 unit lampu tersebut ada 60 unit atau 93,75% yang dapat memenuhi kriteria, yaitu daya yang dikonsumsi tidak melampaui 15% di atas daya pengenalnya. Analasis daya dan faktor daya Sebagaimana kita ketahui bahwa lampu LED disamping membutuhkan daya aktif (W) juga daya reaktif (Var). Berdasarkan hasil pengukuran komsumsi daya reaktif dan faktor daya sangat variatif. Hasil pengukuran faktor daya lampu LED bervariasi mulai dari 0,090 sampai dengan 0,97 dengan rata-rata 0,53. Apabila faktor daya rendah, maka konsumsi daya reaktif dan daya semu akan menjadi tinggi. Hal ini tentunya merugikan PLN sebagai penyedia daya listrik. Contoh lampu Merek 1 dengan daya 2 W, menyerap daya aktif dari sistem hanya 2,5W, tetapi membutuhkan daya Gambar 4. Hasil pengukuran daya dan faktor daya Analisis fluks cahaya Intensitas cahaya adalah sering juga disebut fluks cahaya yang merupakan jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya, tanpa memperhatikan arah. Satuan intensitas cahaya adalah lumen [2,5]. Sedangkan menurut WLO Fritz dan MTE Kahn, Fluks bercahaya (Ö) adalah energi cahaya / gelombang terpancar (diterima) oleh sumber (permukaan) [6]. Jadi intensitas cahaya adalah jumlah atau total keluaran cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya ke segala arah yang diterima oleh suatu permukaan. Untuk melihat seberapa besar jumlah yang dipancarkan oleh lampu LED, maka telah dilakukan pengukuran untuk semua sampel uji. Pengukuran intensitas cahaya sampel uji 8

9 2W-E-01-Merek 01 3W-E-02-Merek 02 3,5W-E-01-Merek 04 4W-E-02-Merek 01 5W-E-01-Merek 02 5W-E-04-Merek 06 5W-E-07-Merek 08 5W-E-10-Merek 09 6W-E-01-Merek 01 6W-E-04-Merek 11 7W-E-01-Merek 02 7W-E-04-Merek 12 7W-E-07-Merek 06 7W-E-10-Merek 10 8W-E-01-Merek 07 9W-E-02-Merek 11 9W-E-05-Merek 10 9W-E-08-Merek 09 10W-E-03-Merek 08 10W-E-06-Merek 07 10W-E-09-Merek 04 13W-E-01-Merek 06 Fluks Cahaya [Lumen] Fluks Cahaya [Lm] Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum dilakukan dalam bola integrator selama sekitar 15 menit setiap lampu. Hasil pengukuran intensitas cahaya lampu pada saat awal dinyalakan setelah dinyalakan selama 1000 jam dibadingkan. Hal ini dilakukan untuk melihat apakah lampu setelah dinyalakan mengalami perubahan lumen yang dihasilkan kurang dari 90%. Hasil pengukuran lumen diperlihatkan pada Gambar 5 berikut Fluks spek [Lm] Fluks awal [Lm] Fluks setelah nyala 1000jam [Lm] Gambar 5. Fluks cahaya Lampu LED Sesuai dengan standar bahwa fluks cahaya yang dihasilkan oleh lampu, tidak boleh kurang dari 90% dari apa yang dipesifikasikan oleh pabrikan. Berdasarkan hasil pengukuran fluks cahaya awal didapatkan bahwa ada 8 unit lampu diantara 64 unit sampel uji yang mempunyai fluks cahaya awal kurang dari 90% terhadap fluks cahaya yang dispesifikasikan. Hasil pengukuran menunjukkan pula bahwa terjadi penurunan rata-rata fluks cahaya lampu sekitar 1,2% setelah penyalaan 1000 jam terhadap cahaya awal pengujian. Jadi tidak ditemukan adanya signifikansi penurunan fluks cahaya setelah penyalaan 1000 jam. Fluks cahaya yang dihasilkan oleh lampu sangat bervariasi tergantung dari daya lampu. Hubungan fluks cahaya berdasarkan spesifikasi, awal dan setelah penyalaan 1000 jam terhadap daya lampu diperlihatkan dalam bentuk grafik pada Gambar 6 berikut Fluks Spesifikasi [Lm] Gambar 6. Hubungan Fluks cahaya terhadap daya Dari gambar di atas lebih jelas terlihat bahwa variasi fluks cahaya lampu terhadap daya cukup besar, terutama lampu 9 dan 10 watt. Misalnya lampu 9 watt, dapat menghasilkan fluks cahaya dari lm. Demikian halnya untuk lampu 10 watt, menghasilkan variasi dari lm. Ini menunjukkan bahwa lampu-lampu LED yang berada dipasaran sangat bervariasi dalam hal jumlah fluks cahaya yang dihasilkan, walaupun dayanya sama. Salah satu faktor mempengaruhi adalah karena mereknya yang berbeda. Ditemukan pula adanya jumlah fluks yang dihasilkan, walaupun daya sama dan berasal dari merek yang sama. Analisis efikasi Fluks awal nyala 0 jam [Lm] Fluks setelah nyala 1000jam [Lm} Linear (Fluks setelah nyala 1000jam [Lm}) Linear (Fluks awal nyala 0 jam [Lm]) Linear (Fluks setelah nyala 1000jam [Lm}) Efikasi Daya [W] merupakan indikator tingat efisiensi pada lampu. Pada Energy Efficiency of White LEDs Pacific Northwest National Laboratory. Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy [2] mempublikasikan bahwa efikasi LED berada pada nilai Lm/W, dan lampu CFL bernilai Lm/W. Narendra B Soni [3] 9

10 2W-E-01-Merek 01 3W-E-02-Merek 02 3,5W-E-01-Merek 04 4W-E-02-Merek 01 5W-E-01-Merek 02 5W-E-04-Merek 06 5W-E-07-Merek 08 5W-E-10-Merek 09 6W-E-01-Merek 01 6W-E-04-Merek 11 7W-E-01-Merek 02 7W-E-04-Merek 12 7W-E-07-Merek 06 7W-E-10-Merek 10 8W-E-01-Merek 07 9W-E-02-Merek 11 9W-E-05-Merek 10 9W-E-08-Merek 09 10W-E-03-Merek 08 10W-E-06-Merek 07 10W-E-09-Merek 04 13W-E-01-Merek 06 Pengukuran Konsumsi Daya [W] Efikasi [Lumen/Watt] Efikasi [Lm/W] Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : menyatakan bahwa lampu nilai Efikasi CFL berada pada rentang Lm/W, dan untuk lampu LED Lm/W. Dalam jurnal yang ditebitkan oleh Philips [1] memberikan data umum bahwa untuk CFL mempunyai efikasi Lw/W, dan lampu LED paling rendah 50 Lw/W. Palaloi di dalam Pemetaan Efikasi Lampu Swabalast untuk Mendukung Penerapan SNI Pada Lampu Hemat Energi [15] mengetengahkan hasil pengujian efikasi lampu CFL berada pada rentang 35,05 83,21 Lm/W dan rata-rata 62,92 Lm/W. Untuk melihat sejauh mana tingkat efikasi lampu LED yang ada dipasaran berdasarkan spesifikasi, hasil pengujian awal, dan hasil pengujian setelah nyala 1000 jam, untuk setiap lampu dari yang paling rendah wattnya hingga terbesar, dapat pada gambar berikut ini Spesifikasi daya [W] Spesifikasi Efikasi [Lm/W] Efikasi awal [Lm/W] Efikasi setelah nyala 1000j [Lm/W] Gambar 7. Efikasi lampu berdasarkan spesifikasi, hasil pengujian awal dan pengujian setelah menyala 1000 jam Berdasarkan grafik di atas terlihat bahwa tingkat efikasi lampu tidak berpengaruh terhadap daya lampu. Hai ini berbeda dengan lampu CFL, dimana pada lampu CFL semakin tinggi kapasitas lampunya maka semakin baik pula efikasinya. Pada lampu LED tidak demikian. Hubungan daya lampu dengan tingkat efikasi berdasarkan spesifikasi, dan pengujian awal maupun pengujian setelah nyala 1000 jam tidak ditemukan adanya kecenderungan adanya perbedaan tingkat efikasi antara lampu yang wattnya rendah dengan yang wattnya besar. Hubungan efikasi lampu berdasarkan spesifikasi, hasil pengujian awal dan pengujian setelah nyala 1000 jam terhadap watt lampu secara jelas diperlihatkan dalam bentuk scatter, seperti tampak pada Gambar 8 berikut ini Efikasi spek [Lm/W] Efikasi Awal 0 jam [Lm/W] Efikasi setelah nyala 1000 jam [Lm/W] Linear (Efikasi Awal 0 jam [Lm/W] ) Daya [W] Gambar 8. Hubungan efikasi terhadap daya Berdasarkan gambar di atas terlihat bahwa tidak nampak pengaruh daya terhadap tingkat efikasi pada lampu LED. Nilai efikasi lampu untuk yang berdaya kecil dan yang berdaya tidak berbeda secara signifikan. Walaupun nampak bahwa efikasi lampu pada daya yang sama sangat variatif, namun kebanyak lampu yang diuji memiliki konsistensi efikasi yang relatif sama saat diuji awal dan diuji setelah 1000 jam. Dari sejumlah 64 sampel ada sebanyak 27 unit (42%) mempunyai efikasi setelah penyalaan 1000 jam lebih tinggi dari pada saat awal dinyalakan. Ada 3 unit (4%) efikasinya tidak 10

11 Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum berubah. Ada 29 unit (45%) lebih rendah dari uji awal namun masih memenuhi persyaratan di atas 90% dan 4 unit (6%), tidak memenuhi persyaratan, karena nilai efikasinya lebih rendah dari 90%. Hasil pengujian tingkat efikasi ampu berdasarkan spesifikasi, pengukuran awal dan pengukuran setelah 1000 jam disajikan pada Tabel 5. Tabel 5. Tingkat efikasi lampu berdasarkan spesifikasi, pengukuran awal dan pengukuran setelah 1000 jam Seperti diperlihatkan di atas terlihat bahwa sebanyak 33 (51,5%) unit lampu dari 64 sampel yang diuji mengalami penurunan efikasi dari nilai awal setelah dinyalakan 1000 jam. Sedangkan sisanya sebanyak 31 unit (48,4%) justru efikasinya mengalami peningkatan. Namun demikian terjadi penurunan tingkat efikasi rata-rata dari 69,9 [lm/w] menjadi 85,5 [lm/w] atau sekitar 1,4 [lm/w]. Berdasarkan tabel di atas terlihat bahwa efikasi lampu berdasarkan spesifikasi berada pada rentang [Lm/W] dengan 11

12 Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : rata-rata 84 [Lm/W]. Nilai efikasi hasil pengukuran awal berada pada rentang ,5 [Lm/W] dengan rata-rata 86,9 [Lm/W]. Sedangkan efikasi hasil pengukuran setelah lampu dinyalakan 1000 jam berada pada rentang ,5 [Lm/W] dengan rata-rata 85,5 [ Lm/W ]. Efikasi rata - rata hasil pengukuran awal dan hasil pengukuran setelah nyala 1000 jam tidak jauh berbeda. Ini menujukkan bahwa unjuk kerja masing-masing lampu dalam hal mempertahankan efikasinya cukup baik. Secara singkat variasi efikasi lampu diperlihatkan pada Tabel 6 berikut ini. Tabel 6. Summary hasil pengukuran efikasi lampu LED Analisis kelebihan dan kekurang LED sebagai pencahayaan umum LED memiliki banyak kelebihan sebagai pencahayaan umum, tak heran kalau LED jadi primadona. Semua orang membicarakan kelebihan-kelebihannya. Salah satu kelebihan yang paling menonjol adalah tingkat efikasinya yang jauh melebihi lampu pencahayaan umum lainnya. Ini berarti sangat efisiensi untuk mengurangi penggunaan energi listrik. Kelebihan lainnya adalah life time (umur lampu) tahan lama, melebihi dari lampu-lampu lainnya. Tapi sama halnya dengan produk apapun, selain punya kelebihan, LED pun punya kekurangan, yang mungkin jarang diceritakan. Untuk urusan color rendering ternyata LED tidak sebaik lampu halogen. Acuan color rendering terbaik tentu adalah sinar matahari, dengan indeks 100 Ra, indeks yang sama juga dimiliki lampu halogen. Sedangkan indeks color rendering LED rata-rata masih di bawah 80 Ra. Artinya, cahaya dari lampu LED belum bisa memantulkan warna sesuai warna asli benda yang disinarinya. Spektrum warna pada LED masih terputus-putus (discrete), akibatnya cahaya yang dihasilkan tidak natural. Padahal mata manusia sudah terbiasa dengan spektrum warna dari cahaya matahari yang continous, seperti juga spektrum warna pada halogen [5]. Beruntung sekarang sudah ada produsen yang menyatakan bahwa produk LED mereka sudah memiliki konsistensi yang baik, namun jumlahnya masih sedikit jika dibandingkan dengan yang belum. Dengan mengetahui kelebihan dan kekurangan sebuah produk, dalam hal ini LED, tentunya akan mempermudah kita untuk menggunakannya sesuai dengan kualitasnya. Dengan demikian kualitas cahaya yang dihasilkan pun lebih memuaskan KESIMPULAN Daya lampu LED untuk pelayanan pencahayaan umum yang ada dipasaran kebanyak berada pada kisaran 2 12 Watt Fluks cahaya yang dihasilkan oleh lampu LED berada pada kisaran 200 lumen hinggal 1200 lumen. Besarnya lumen yang dihasilkan tergantung dari dayanya. Fluks yang dihasilkan setiap lam- 12

13 Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum pu berbeda-beda, walaupun dayanya sama. Namun demikian pengujian menunjukan bahwa fluks cahaya yang dinyatakan oleh pabrikan hampir sama dengan hasil pengujian awal dan hasil pengujian setelah nyala 1000 jam. Hasil pengukuran menyatakan bahwa terdapat korelasi yang erat antara daya lampu dengan nilai flux. Tingkat efikasi lampu awal pengujian berada pada rentang 56,3 119,5 [Lm/W] dengan rata-rata 86,9 [Lm/W]. Sedangkan efikasi setelah lampu dinyalakan 1000 jam berada pada rentang 54,9 115,4 [Lm/W] dengan rata-rata 86,1 [Lm/W]. Ini berarti bahwa tingkat efikasi yang dihasilkan oleh lampu LED dapat dipertahankan rata-rata 98,7% dari nilai awalnya setelah mengalami aging selama 1000 jam. Lampu LED memiliki tingkat efikasi dari lampu penerangan umum lainnya. Umur pakai lampu ini juga lebih lama. Walaupun efisiensi dan hemat energi, namun tentu ada kekurangannya yaitu rendering indeknya lebih rendah dibanding lampu lainnya. UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kepada Bapak Louis, Zulramadhanie, Diding Fahrudin, Sarwo Turino, Rendi Januardi, Heru Eka dan temanteman yang membantu kesuksesan penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA [1] "Basics of Light and Lihgting Philips Dapat diakses di connect/tools_literature/assets/ downloads/basics_of_light.pdf [diakses 1 April 2014]. [2] Robert Lingard, Juni 2012 Energy Efficiency of White LEDs Pacific Northwest National Laboratory. Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy. [3] Eartheasy. Energy Efficiency Lighting. live_energyeff_lighting.ht [diakses 25 Maret 2014]. [4] Narendra B Soni The tnrasition to LED Illumination : A case study on Energy Conservation. Journal of Theoretical and Applied Information Technology pp [5] Kelly Gordon, Juni 2008 Comparing White Light LEDs to Conventional Light Sources Pacific Northwest National Laboratory. Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy. [6] WLO Fritz, MTE Kahn, 2006 Energy efficient lighting and energy management. Journal of Energy in Southern Africa Vol 17 No 4 November Pp [7] Energy efficient lighting, Technical Report. Office of Environment and Heritage. Department of Premier and Cabinet Australia. www. savepower.nsw.gov.au. (diakses 20 Maret 2014). [8] Robert Lingard, October 2010 Guide to Energy Efficient Lightings Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy. [9] Lighting the way to energy efficiency : A Guide to Energy Efficient Lighting Solutions. [10] TCR, June Lighting the Clean Revoluiion : The Rise of LEDs what is 13

14 Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : means for Cities. [11] Comparison Chart LED Lights vs. Incandescent Lights vs. CFLs. www/designrecycleinc.com/led% 20comp%chart.htm. [accessed 2 April 2014]. [12] Hatem Elaydi*, Zaki Al Qaraa Energy Efficient Lighting System in Gaza Strip Buildings American Journal of Electrical and Electronic Engineering, 2014, Vol. 2, No. 2, [13] BSN SNI IEC 62612:2013 Lampu swabalast LED untuk pelayanan pencahayaan umum Persyaratan Kinerja. [14] BSN SNI Label tingkat hemat energi pemanfaat tenaga listrik untuk keperluan Rumah Tangga dan sejenisnya [15] Palaloi, S., Pemetaan Efikasi Lampu Swabalas untuk Mendukung Penerapan SNI Pada Lampu Hemat Energi. Jurnal Standadisasi, BSN. Vol.11 No. 3, Jakarta. [16] Palaloi, S., Komparasi Penerapan Label Tingkat Hemat Energi Unutuk Lampu Swabalas Pada 6 Negara Asia ( Cina, Indonesia, Thailand, Vietnam, Pakistan dan Bangladesh). Jurnal Ilmiah Teknologi Energi. Vol.1 No. 16, B2TE- BPPT, Jakarta. 14