BAB I PENDAHULUAN. (generation), mudah dikirimkan (transmition), mudah dibagibagikan(distribution),

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik merupakan energi yang mempunyai sifat- sifat yang banyak menguntungkan dibandingkan energi lain: mudah dibangkitkan (generation), mudah dikirimkan (transmition), mudah dibagibagikan(distribution), serta mudah diubah menjadi energi lain dengan efisiensi tinggi. Untuk membangkitkan energi listrik diperlukan energi lain, sebagai energi penggerak mula (primover), yang ada pada saat ini kebanyakan menggunakan energi fosil. Cadangan energi yang bersumber pada energi fosil saat ini sudah mulai menipis, sedangkan untuk pembangkitan energi listrik masih banyak yang bertumpu pada energi tersebut. Walaupun upaya pembangkitan energi listrik sedang diupayakan banyak cara yang menggunakan energi selain energi fosil dan merupakan proses yang ramah lingkungan (reversible). Pada sisi lain perlu adanya upaya penghematan energi untuk memenuhi kebutuhan energi, baik keperluan industri dan rumah tangga. Dalam penghematan energi listrik maka dapat diupayakan peningkatan kualitas daya listrik (Electric power quality = EPQ). Untuk penghematan penggunaan energi listrik, khususnya kebutuhan penerangan harus diupayakan adanya konversi dari energi listrik menjadi 1

2 cahaya secara optimal dan efisien, maka digunakan LHE ( Lampu Hemat Energi ). Hal ini secara umum untuk keperluan gedung kebutuhan energi listrik mencapai 25% sampai 50 % [18]. Dalam LHE terdapat ballast elektronik yang digunakan dalam pengubahan dari Alternating Current to Direct Current (AC-DC) dan adanya converter ini akan menimbulkan adanya harmonik arus, yang akan menurunkan kualitas daya listrik. Dengan demikian perlu diupayakan pengurangan harmonik arus yang ditimbulkan akibat perubahan AC-DC dan adanya converter (Direct Current to Alternating Current = DC-AC) pada ballast elektronik dalam LHE, sehingga diperoleh EPQ secara optimal dan dengan meminimalkan biaya dalam pengurangan adanya harmonik, hal ini untuk mempertahankan harga LHE yang relative murah dibandingkan dari harga semula. 1.2 Perumusan masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dijelaskan bahwa permasalahan yang akan dianalisis dalam penelitian dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Bagaimana cara kerja dari LHE dengan ballast elektronik dengan kapasitas tertentu. 2. Seberapa besar harmonik arus yang ada pada LHE dengan ballast elektronik untuk kapasitas yang sama dan bagaimana cara memperkecil harmonik bila digunakan filter hybrid. 2

3 3. Bagaimana karakteristik daya yang diserap dan daya reaktif yang ada pada LHE dengan ballast elektronik dengan kapasitas yang sama. 4. Seberapa besar harmonik arus yang ditimbulkan oleh n buah LHE dengan ballast elektronik dengan kapasitas tertentu. Didasarkan dari rumusan tersebut diatas dicari metode yang sederhana dan murah untuk mengurangi adanya harmonik arus, konsumsi daya, konsumsi arus, tegangan operasi, serta faktor daya akibat penggunaan ballast elektronik dalam LHE. 1.3 Keaslian penelitian Dari beberapa kajian yang telah ditelaah yang berkaitan adanya harmonik arus yang timbul akibat penggunaan ballast elektronik pada LHE, maupun akibat pembebanan dan berbagai analisis yang dipergunakan untuk mengurangi adanya harmonik arus, yang antara lain : Eka Firmansah, Satoshi TOMIOKA, [1], melakukan riset untuk mengurangi adanya harmonik yang ditimbulkan akibat perubahan dari listrik AC-DC pada D.C power supply dengan mengubah topologi rangkaiannya, riset tersebut diberi judul : Totem-Pole-Factor Correction Converter under Critical-Conduction -Mode Interval Operation, dan dimuat pada IEICE transactions on Comunication, Vol.E93-B No.9, September Hasil riset tersebut menemukan topologi baru dari D.C power supply, yaitu tanpa menggunakan bridge diode dalam pengubahan dari AC- DC. J. F. Hernández-Pérez, dkk., [11], melakukan riset, yaitu dengan uji 3

4 coba dan analisis matematis, adanya harmonik arus akan mengakibatkan penurunan power quality akibat pemakaian LHE. Riset tersebut dengan judul :A orlet Wavele Signal Analysis with a Daubechies Filter for Power Quality Disturbances dan dimuat pada jurnal IEEE. Subuh Isnur Haryudo,[6], melakukan riset dan uji coba, untuk menurunkan adanya harmonik dengan menggunakan gabungan filter filter, riset tersebut diberi judul : Peredaman Harmonik Sistem Tenaga Menggunakan Filter Aktif Hybrid, dan dilakukan di Electrical Engineering, Faculty of Technology, Hang Tuah University, Indonesia. Mujiman, [5], melakukan penelitian tentang penggunaan ballast elektronik dibandingkan ballast induktor pada lampu fluorescen dan dalam penelitian tersebut dinyatakan kelebihan LHE dengan ballast elektronik, antara lain : waktu start lebih cepat, hemat energi, tidak terdapat efek stroboscopik dan menghasilkan kuat cahaya lebih besar. Arief [16], melakukan penelitian dengan metode Charge Pump Power Factor Corrector, bahwa dengan pemakaian ballast elektronik, mampu memperbaiki faktor daya pada lampu TL, hingga mendekati ideal, juga dapat mengatasi gangguan akibat turunnya tegangan. Liem Ek Bien [4], melakukan penelitian tentang studi terjadinya harmonik pada lampu hemat energi (LHE) dan mengurangi harmonik arus untuk orde yang paling besar pengaruhnya, yaitu orde -3. Zhijun Wu, Chao Xu, Jianfu Zhang, Dingwen Yu and Pingfa Feng, [14], melakukan riset pada industri yang menggunakan peralatan dengan 4

5 kerja non kontinyu dan menimbulkan harmonik arus, dan dilakukan analisis tentang harmonic yang ditimbulkannya. Riset tersebut dengan judul : Modal and Harmonic Response Analysis and Evaluation of Machine Tools, dan dimuat dalam jurnal ilmiah IEEE. Hui Ding, dkk., [10], melakukan riset untuk mengatasi adanya permasalahan pada Pitch Detection, dengan menggunakan metode kombinasi LPC-Based Cepstrum dan Harmonic Product Spectrum secara analisis matematis dan hasil dalam bentuk spektrumnya, dan dengan judul : A Method Combining LPC-Based Cepstrum and Harmonic Product Spectrum for Pitch Detection, dimuat pada jurnal ilmiah IEEE. Qiang Jiang, dkk., [8], melakukan riset untuk menerapkan metode analisis dari isyarat dalam mengukur harmonik dan inter harmonik yang ada pada system tenaga listrik secara advantage dengan fast Fourier transform (FFT). Selain itu juga memberikan solusi untuk menganalisis dengan algorithma akan harmonik dan inter harmonik, yang dilakukan dengan uji coba analisis tersebut, dengan judul : Measurement of Harmonics and Interharmonics Based on DWFFT, yang dimuat dalam jurnal IEEE. LV Zhaorui, XIA Li, WU Zhengguo, [9], melakukan riset untuk memperoleh sistem pengaturan kecepatan motor dengan merubah frekuensi dengan menggunakan konverter, yang mempunyai efek harmonik yang kecil dengan untuk memperoleh kualitas daya listrik yang baik, judul riset ini adalah : A New Harmonic Analysis Method for AC/DC/AC Converters, dan dipublikasikan dalam jurnal IEEE. 5

6 Pada penelitian ini akan dilakukan pengurangan harmonik arus akibat proses penyearahan AC-DC pada ballast elektronik yang digunakan pada LHE dengan metode yang sederhana dan murah dengan filter hybrid. 1.4 Tujuan penelitian Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dijelaskan bahwa permasalahan yang akan dianalisis dalam penelitian dapat diformulasikan sebagai berikut : 1. Mengetahui cara kerja dari LHE dengan ballast elektronik dengan kapasitas tertentu. 2. Melakukan pengukuran besar harmonik arus yang ada pada LHE dengan ballast elektronik dengan kapasitas yang sama. 3. Menganalisis daya yang diserap dan daya reaktif yang ada pada LHE dengan ballast elektronik dengan kapasitas yang sama, serta melakukan analisis untuk memperkecil harmonik dengan menggunakan filter hybrid. 4. Melakukan analisis terhadap kualitas daya listrik akibat adanya harmonik arus yang diakibatkan n buah LHE dengan ballast elektronik, pada jaringan distribusi. Didasarkan dari beberapa tujuan tersebut, data yang diperoleh dalam pengujian penting untuk dianalisis. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menambah khasanah dalam dunia ilmu, khususnya tetang harmonik pada lampu hemat energi. 6

7 2. Dari hasil penelitian ini dapat diukur besarnya harmonik arus akibat penyearahan AC-DC, akibat penggunaan ballast elektronik. Selain itu juga dapat diperoleh cara mengurangi adanya harmonik tersebut agar memenuhi ketentuan IEC Class C, dengan demikian dapat meningkatkan kualitas LHE secara optimal. 3. Dari penelitian ini akan dapat memberikan sumbangan pemikiran terhadap kualitas daya listrik pada jaringan distribusi yang ditimbulkan adanya harmonik arus, akibat pengaruh beban LHE dengan kapasitas sesuai dengan IEC Class C. 7