TUGAS AKHIR ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK (APLIKASI PADA GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK (APLIKASI PADA GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SUMATERA UTARA) Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Oleh Dewi Riska Sari Barus NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK (APLIKASI PADA GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SUMATERA UTARA) Disusun Oleh : DEWI RISKA SARI BARUS Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP Diketahui Oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. NIP DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 ABSTRAK Pesatnya pertumbuhan kebutuhan energi listrik yang tidak diikuti dengan peningkatan pasokan energi listrik akan memicu terjadinya krisis energi listrik. Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah tersebut adalah dengan melakukan konservasi energi. Pelaksanaan konservasi di Indonesia diatur dalam Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tentang Konservasi Energi. Dengan diberlakukannya peraturan ini maka kegiatan konservasi energi di Indonesia bersifat wajib (mandatory), terutama bagi pengguna energi dalam jumlah besar. Konservasi energi dapat dilakukan melalui kegiatan audit energi, maka pada Tugas Akhir ini dilakukan kegiatan audit energi listrik pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Dari hasil perhitungan diperoleh intensitas konsumsi energi listrik Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU untuk ruangan non-ac 1,77 kwh/m 2 /bulan termasuk dalam kriteria cenderung tidak efisien dan 8,84 kwh/m 2 /bulan untuk ruangan dengan AC termasuk dalam kriteria efisien. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa sebagian besar ruangan pada Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara memiliki temperatur ruangan ideal namun masih banyak ruangan memiliki intensitas cahaya dibawah nilai standar. Efisiensi energi listrik di Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara dapat ditingkatkan dengan menambah atau mengganti lampu di dalam ruangan yang intensitas cahayanya kurang, memperbaiki faktor daya juga menerapkan budaya hemat energi di lingkungan Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Kata kunci: Intensitas konsumsi energi, Audit Energi, Konservasi Energi i

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta ala, atas berkah, rahmat dan kehendak-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad Shallallahu Alaihi Wasallam. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Judul Tugas Akhir ini adalah : ANALISIS AUDIT ENERGI SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN EFISIENSI PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK (APLIKASI PADA GEDUNG J16 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SUMATERA UTARA) Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, Ketua Departemen Teknik Elektro dan Dosen Penasehat Akademis penulis, yang selalu memberikan bantuan, bimbingan dan nasehat yang sangat dibutuhkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Rahmad Fauzi, ST, M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU. ii

5 3. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T. dan Bapak Ir. Raja Harahap, M.T. selaku Dosen Penguji Tugas Akhir penulis. 4. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis. 5. Kepala Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi dan Laboratorium Konversi Energi atas nasehat dan bantuannya. 6. Staf Pegawai Biro Administrasi Pemeliharaan dan Pengembangan Aset Universitas Sumatera Utara dan Kasub. Bag. Perlengkapan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Ibu Kaimah, S.E, yang telah membantu dalam melengkapi data yang dibutuhkan oleh penulis. 7. Seluruh Staf Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT USU atas segala bantuannya. 8. Kedua orangtua, ayah dan ibu tercinta yang selalu menyayangi, menyemangati, menasehati, mendo akan dan memberikan segala dukungan yang terbaik sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. 9. Adik-adikku tersayang, Zulanda Surya Barus, Nayna Az-Zahra Barus, Sylvana Oktaviani Barus, terima kasih atas do anya. 10. Sahabat-sahabat terbaik, Dwi, Dila, Agil, Ola, Tari, Angel, Mbak Mayang, Dhuha, Diky, Dika, Rimbo, Bg Rizky, Sylvester, Fatih, Deny, Fadlan, Irsyad, Ryan, Lutphi, Mursyid, Andi atas kebersamaan dan dukungannya selama ini dan seluruh kawan-kawan stambuk 2010 yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, semoga silaturahmi kita terus terjaga. iii

6 11. Senior dan adik-adik junior yang telah membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 12. Semua pihak yang mengisi setiap detik waktu bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan terima kasih. Medan, Maret 2015 Penulis iv

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR SINGKATAN... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Energi Listrik, Daya Listrik dan Tarif Listrik Energi Listrik Daya Listrik Tarif Listrik Manajemen Energi Konservasi Energi Audit Energi Intensitas Konsumsi Energi Listrik Jenis Audit Energi Pengaruh Kualitas Daya Listrik Terhadap Penghematan Energi Listrik v

8 2.5.1 Faktor Daya Harmonisa Efisiensi Pada Sistem Tata Udara Efisiensi Pada Sistem Tata Cahaya Peluang Hemat Energi Rekomendasi Hemat Energi BAB III METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Peralatan yang Digunakan Variabel yang Diamati Rangkaian Pengujian Prosedur Pengujian Pengujian Kualitas Daya Listrik Pengujian Temperatur dan Kelembaban Ruangan Pengujian Tingkat Intensitas Pencahayaan Ruangan Prosedur Penelitian BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Profil Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara Kondisi Eksisting Kelistrikan Gedung J16 Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara Daya Listrik Terpasang Diagram Satu Garis Beban Terpasang vi

9 4.3 Hasil Pengukuran Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Ruangan Pengukuran Intensitas Pencahayaan Pengukuran Kualitas Daya Listrik Intensitas Konsumsi Energi Listrik Analisa Hasil Pengukuran Tegangan Faktor Daya Harmonisa Arus Harmonisa Tegangan Temperatur dan Kelembaban Ruangan Intensitas Pencahayaan Rekomendasi Peningkatan Efisiensi Penggunaan Energi Listrik Efisiensi Sistem Tata Udara Efisiensi Sistem Tata Cahaya Efisiensi Terhadap Sistem Kelistrikan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Segitiga Daya... 9 Gambar 2.2 Perubahan Paradigma Pengelolaan Energi...12 Gambar 2.3 Perbaikan Faktor Daya...21 Gambar 3.1 Rangkaian Pengujian...31 Gambar 3.2 Titik Pengukuran Pada Panel Distribusi Tegangan Rendah...31 Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian...35 Gambar 4.1 Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU...36 Gambar 4.2 Diagram Satu Garis Panel Distribusi Tegangan Rendah Gedung J16 Departemen Teknik Elektro USU...40 Gambar 4.3 Grafik Tegangan Di Setiap Titik Pengukuran...58 Gambar 4.4 THD Arus Pada Setiap Titik Pengukuran...63 Gambar 4.5 THD Tegangan Pada Setiap Titik Pengukuran...67 viii

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Standar Intensitas Konsumsi Energi...17 Standar Harmonisa Arus Menurut EEC...24 Spesifikasi Pengkondisi Udara (AC)...24 Pendekatan BTU/hr yang Dibutuhkan Pada Ruangan Berdasarkan Luas Ruangan...25 Tabel 2.5 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11 Tabel 4.12 Tabel 4.13 Tabel 4.14 Tabel 4.15 Tabel 4.16 Daftar Intensitas Cahaya Beberapa Ruangan...26 Daftar Nama Ruangan Gedung J16 DTE USU...37 Konsumsi Beban Penerangan Per Hari...41 Konsumsi Energi Pendingin Ruangan Per Hari...43 Hasil Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Ruangan...44 Hasil Pengukuran Intensitas Cahaya Ruangan...45 Data Pengukuran Arus...47 Data Pengukuran Tegangan...48 Data Pengukuran Daya Aktif...48 Data Pengukuran Daya Reaktif...49 Data Pengukuran Daya Semu...49 Data Pengukuran Faktor Daya...50 Data Pengukuran Harmonisa Arus...50 Data Pengukuran Harmonisa Tegangan...53 Pemakaian Energi Listrik Fakultas Teknik USU...56 Total Daya Aktif dan Daya Semu...59 IHD Arus Pada Setiap Titik Pengukuran...60 ix

12 Tabel 4.17 Tabel 4.18 Tabel 4.19 Tabel 4.20 THD Arus Pada Setiap Titik Pengukuran...62 IHD Tegangan Pada Setiap Titik Pengukuran...64 THD Tegangan Pada Setiap Titik Pengukuran...66 Kapasitas Pendingin Ruangan Berdasarkan Perhitungan...68 Tabel 4.21 Perbandingan intensitas cahaya hasil pengukuran dengan standar...69 x

13 DAFTAR SINGKATAN DSM SSM IKE AEA AC HVAC IHD THD EMO TOE Demand Side Management Supply Side Management Intensitas Konsumsi Energi Audit Energi Awal Air Conditioning/ Pengkondisi Udara Heating, Ventilation, Air Conditioning Individual Harmonic Distortion Total Harmonic Distortion Energy Management Opportunity Tonne of Oil Equivalent xi