ANALISIS KEBUTUHAN LISTRIK DAYA TERPASANG DI KAMPUS UNIVERSITAS GALUH CIAMIS Oleh Hendra Firdaus, ST., M.Eng. Abstrak Perkembangan Universitas Galuh yang kian maju dan berkembang, salah satunya dapat dilihat dari pembangunan sarana dan prasana yang terus dibangun, sehingga penambahan kebutuhan daya listrik mutlak diperlukan. Untuk mendapatkan daya listrik terpasang yang efisien, perlu dicari dan dihitung daya terpasang yang akan digunakan. Total beban yang terpasang pada sistem dapat dihitung dengan cara melakukan perbandingan antara kebutuhan maksimum dalam sebuah sistem tersebut dengan Faktor kebutuhan (Fdm). Apabila daya listrik pada tiap bangunan gedung yang ada di Universitas Galuh dijumlahkan, maka kebutuhan daya listrik terpasang sebesar 64,6 KVA. Dengan melihat tarif dasar listrik maka kebutuhan daya listrik berada pada golongan tarif pelayanan sosial S-2/TR dengan batas daya 3500 VA sampai dengan 200 KVA artinya perlu Gardu Distribusi khusus supaya penggunaan energi listrik lebih efisien. Kata Kunci : Daya terpasang, Faktor Kebutuhan, Efisiensi PENDAHULUAN Universitas Galuh Ciamis mempunyai bangunan gedung yang terdiri dari gedung : rektorat, olah raga, FH, FE, FKIP, FISIP, FIKES, YPG, FT dan PAPERTA serta gedung Pascasarjana. Walaupun gedung-gedung terletak pada tempat yang tidak berjauhan masih dalam suatu kawasan Universitas Galuh, tetapi masing-masing gedung tersebut memiliki Alat Pembatas dan Pengukuran (APP) listrik daya terpakai dan mempunyai kebutuhan listrik daya terpasang yang berbeda-beda sesuai kebutuhannya sehingga biaya rekening listrik di bebankan pada tiaptiap pengguna bangunan gedung pada Universitas Galuh. Perkembangan Universitas Galuh yang kian maju dan berkembang, salah satunya dapat dilihat dari pembangunan sarana dan prasana yang terus dibangun sehingga penambahan kebutuhan daya listrik mutlak diperlukan. Perlu dianalisis kebutuhan listrik daya terpasang dalam jangka minimal lima tahun kedepan supaya didapat daya listrik berlangganan dari PLN yang efisien. Untuk mendapatkan daya listrik terpasang yang efisien, perlu di cari dan dihitung daya maksimal yang akan digunakan. Faktor kebutuhan (Fdm) dapat dihitung dengan cara melakukan perbandingan antara kebutuhan maksimum dalam sebuah sistem dengan total beban yang terpasang pada sistem tersebut. Kebutuhan daya maksimum Fdm Total daya terpasang Apabila daya pada tiap bangunan gedung yang ada di Universitas Galuh dijumlahkan, maka dapat dipastikan total listrik daya terpasang di antara 3500 VA sampai dengan 200 kva, menurut ketentuan dari PLN untuk daya tersebut masuk pada kategori tarif S- 2/TR, dan diperlukan Gardu Distribusi khusus, dimana pada Gardu Distribusi ini sudah terdapat APP. Didalam Gardu Distribusi terdapat Transformator distribusi yang berfungsi untuk menurunkan tegangan CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 115
listrik dari jaringan distribusi Tegangan Menengah (TM) menjadi tegangan terpakai pada jaringan distribusi tegangan rendah (step down transformator); misalkan tegangan 20 KV menjadi tegangan 380 volt atau 220 volt. RUMUSAN MASALAH Sejalan dengan pembangunan sarana dan prasarana pada Universitas Galuh, maka perlu dianalisis kebutuhan listrik daya terpasang dalam jangka minimal lima tahun kedepan supaya didapat keefisienan daya listrik berlangganan dari PLN. TUJUAN Tujuan penelitian ini adalah : Ingin mengetahui Total Daya listrik terpasang yang diperlukan di Kampus Universitas Galuh Ciamis apabila daya listrik terpasang pada tiap bangunan gedung yang ada di Universitas Galuh dijumlahkan. TINJAUAN PUSTAKA 1. Daya Listrik Terdapat 3 jenis daya listrik, yaitu daya nyata, daya reaktif, dan daya semu. Daya semu merupakan gabungan dari daya nyata dengan daya reaktif. Satuan yang digunakan untuk daya nyata adalah Watt, satuan untuk daya reaktif adalah VAr (Volt-Ampere- Reactive), dan satuan yang digunakan untuk daya semu adalah Volt Ampere. 2 2 S (P Q )... 1 S P jq Keterangan : S = daya semu (VA) P = daya aktif (Watt) Q = daya reaktif (VAR) Faktor daya minimal yang harus dipenuhi oleh beban yang tersambung ke jaringan PLN adalah 0,85 lagging. Pelanggan akan dikenai denda jika memiliki faktor daya kurang dari batasan minimal tersebut. Denda tersebut dapat dikurangi atau dihilangkan dengan cara pemasangan kompensasi daya reaktif di sisi beban. Perbandingan antara daya aktif dalam satuan Watt atau kilo Watt dengan daya nyata dalam satuan Volt-Ampere atau kilo Volt- Ampere. kw PF 2 2 (kw 2 kvar ) Besar kecilnya rugi-rugi yang terjadi selama operasional suatu peralatan dapat dijadikan alat ukur efisiensi mesin atau peralatan listrik yang bersangkutan. Efisiensi mesin yang berputar/bergerak berkisar antara 50% hingga 60% karena terjadi rugi gesek dan angin. Pada trafo rugi-rugi tidak muncul karena trafo tidak memiliki bagian yang berputar/bergerak. (Linsley, 2004). Rumusan untuk menghitung besar kecilnya efisiensi transformator digunakan formula sebagai berikut : Daya output x100% Daya input Daya output x100% Daya output rugi Daya input rugi x100% Daya input... 3... 4... 5 Ditinjau dari siapa yang menyediakan transformator serta pada sisi mana pengukuran dan pembatasan dilakukan, baik pada sisi Tegangan Menengah (TM) maupun sisi Tegangan Rendah (TR). Pada daya di atas 200kVA, terdapat dua jenis sambungan sebagai berikut : 1. Sambungan TM/TM. Pada jenis sambungan ini pelanggan menyediakan transformator. 2. Sambungan TM/TR. Pada jenis sambungan ini transformator disediakan oleh PT. PLN, sedangkan pelanggan diwajibkan menyewa sesuai dengan kesepakatan kontrak. Kebutuhan daya maksimum sangat perlu diketahui agar dapat ditentukan kebutuhan akan besarnya kapasitas transformator. Faktor kebutuhan (Fdm) dapat dihitung dengan cara melakukan perbandingan antara kebutuhan CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 116
maksimum dalam sebuah sistem dengan total beban yang terpasang pada sistem tersebut. (Haryono, Tiyono) Kebutuhan daya maksimum Total daya terpasang Fdm 6 Pada Tabel 1. terlihat standar faktor kebutuhan untuk penentuan daya terpasang. 2. Biaya Pemakaian Energi Listrik Biaya pemakaian energi listrik untuk kelompok tarif dasar listrik untuk keperluan sosial terdapat pada Tabel 2. Biaya pemakaian listrik yang dijual PT. PLN (Persero) ditentukan oleh pemerintah. Peraturan perundang-undangan yang mengatur hal tersebut adalah Keputusan Presiden (Keppres) serta Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor Peraturan Menteri ESDM Nomor : 07 Tahun 2010 tanggal 30 Juni 2010 tentang ketentuan pelaksanaan harga jual tenaga listrik yang disediakan oleh PT. PLN (Persero). 3. Sistem Distribusi Listrik Sistem Distribusi Listrik adalah suatu sistem yang didesain dan dibangun untuk memasok daya listrik bagi sekelompok beban, dan hal tersebut merupakan suatu sistem yang cukup kompleks, dimulai dari instalasi sumber/source sampai instalasi beban/load. Peralatan utama sistem distribusi listrik terdiri dari : 1. Instalasi penyulang TM (20kV) merupakan jaringan (kabel/busduct) penyalur tegangan menengah dari gardu distribusi PLN ke peralatan TM di gardu pengguna. 2. MVMDB (Medium Voltage Main Distribution Board) adalah panel switching tegangan menengah yang berfungsi sebagai switcher dan pengendali daya TM di sisi pengguna. Komponen utama yang perlu diperhatikan pada MVMDB antara lain : a. Main CB/LBSMV b. Fuse c. Peralatan proteksi/safety devices 3. Transformator Distribusi Transformator merupakan alat pengubah tegangan (up/down) yang bekerja berdasarkan prinsip gaya gerak listrik induksi dan mutual inductance. 4. LVMDB (Low Voltage Main Distribution Board) sebagai switcher tegangan rendah ke masing-masing sub-panel di sisi beban. 5. Instalasi Penyulang TR (Tegangan Rendah). Instalasi ini berfungsi menyalurkan daya listrik tegangan rendah CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 117
dari LVMDB ke sub panel atau dari sub panel ke beban. Pemilihan jenis saluran (kabel/busduct) tergantung dari posisi penempatan dan kapasitas penyalurannya. 6. Sub Panel TR, adalah panel-panel downstream yang langsung berfungsi sebagai switcher, dan pengaman beban, ada sub panel yang hanya berfungsi sebagai swicher, tapi ada juga yang dilengkapi dengan aparat pengaturan dan instrumentasi. 7. Beban / Load. Beban terhadap distribusi daya listrik dalam suatu bangunan gedung umumnya dikelompokkan ke dalam 2 kategori besar, yaitu : a. Kelompok beban elektrikal / elektronik, yang antara lain terdiri dari : - Penerangan dan stop-kontak - Sistem Pengindera Api atau Fire Alarm (FA) - Sistem Tata Suara atau Sound System (SS) - Sistem MATV dan CCTV - Sistem Otomatisasi Bangunan (BAS) - Sistem Komunikasi Data b. Kelompok beban Mekanikal 4. Klasifikasi Sistem Tegangan Klasifikasi sistem tegangan adalah sebagai berikut: a. Tegangan ekstra rendah : Tegangan dengan nilai setinggi-tingginya 50 Volt arus bolakbalik atau 120 Volt arus searah. b. Tegangan rendah (TR) : Tegangan dengan nilai setinggi-tingginya 1000 Volt arus bolak-balik atau 1500 Volt arus searah. c. Tegangan diatas 1000 Volt arus bolakbalik yang mencakup : 1. Tegangan menengah (TM), yaitu tegangan lebih dari 1 kv sampai dengan 35 kv arus bolak-balik digunakan khususnya dalam system distribusi. 2. Tegangan Tinggi (TT), yaitu tegangan lebih dari 35 kv arus bolak-balik. METODOLOGI PENELITIAN Berdasarkan pada kerangka teori dan standar perhitungan daya listrik yang ada maka penelitian ini akan membuktikan kebenaran hipotesis yang diajukan dengan melakukan beberapa tahapan penelitian. Pada setiap tahapan akan menghasilkan sesuatu yang digunakan sebagai materi/bahan pada tahapan selanjutnya. Tahapan pelaksanaan penelitian ini sebagai berikut : 1. Tahapan persiapan. Pada tahapan ini dilakukan pengumpulan data awal sekaligus proses pendekatan dengan objek penelitian serta mempersiapkan referensi pendukung penelitian. 2. Tahapan observasi dan pengumpulan data. Pada tahapan ini dilakukan observasi ke objek penelitian sekaligus proses pengumpulan data secara lengkap termasuk melakukan proses pengukuran dan pengamatan yang semuanya diperlukan untuk analisis dan pembahasan. 3. Tahapan tabulasi dan pengolahan data. Pada tahapan ini dilakukan tabulasi data yang telah diperoleh dari objek penelitian sedemikian sehingga lebih mudah untuk dibaca dan dilakukan pengolahan sesuai dengan alat analisis yang dipersiapkan. Semua proses pada tahapan ini dibantu dengan program aplikasi komputer. 4. Tahapan pembahasan. Pada tahapan ini dilakukan pembahasan hasil analisis yang telah dilakukan pada tahapan sebelumnya. Dari tahapan ini akan dihasilkan suatu simpulan tentang terbukti atau tidak hipotesis yang diajukan. Tahapan pelaksanaan penelitian ini dijelaskan pula dengan suatu diagram alir (flow chart), seperti yang terdapat pada gambar 1. CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 118
baik untuk objek penelitian maupun peneliti berikutnya. Pelaksanaan kegiatan penelitian dimulai pada bulan Mei sampai dengan bulan Agustus 2012. Kegiatan penelitian terdiri dari : Persiapan, Observasi dan Persiapan Data dan Pembahasan. Gambar. 1. Diagram Alir Analisis Kebutuhan Daya Maksimum 1. Data dan Sumber Data yang diperlukan Objek dalam penelitian ini adalah daya terpasang dan kebutuhan daya maksimal. Data yang diperlukan dalam penelitian ini berupa data primer dan data sekunder dengan objek Bangunan-bangunan di Universitas Galuh Ciamis, beberapa data sekunder merupakan data bulan Juni di tahun 2012, sedangkan beberapa data primer merupakan data hasil pengamatan dan pengukuran yang dilakukan peneliti pada saat berada di objek penelitian. Data sekunder antara lain data pemakaian energi listrik sesuai dengan rekening listrik dan data gedung. Bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini terdiri dari : 1. Data rekening pembayaran listrik. 2. Data Bangunan Gedung HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Gambaran Umum Obyek Penelitian Daya terpasang yang ada di Universitas Galuh Ciamis berbeda-beda. Pada tabel 3. terlihat tarif/daya terpasang yang terdiri dari tarif P 1, R 1, S 2, B 1, dan daya 900 VA, 1300 VA, 3500 VA, 4400 VA, 6600 VA, 16500 VA, 23000 VA, serta rekening listrik yang harus dibayar dalam satu bulan, dalam hal ini data rekening listrik bulan Juni 2012. 2. Teknik Pengolahan dan Analisis Data Tahapan pembahasan hasil analisis. Setelah semua data dilakukan analisis maka selanjutnya dilakukan pembahasan terhadap hasil analisis tersebut. Tahapan pemberian rekomendasi. Tahapan ini merupakan tahapan terakhir dalam penelitian ini. Pada tahapan ini diberikan suatu rekomendasi yang diperlukan, CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 119
2. Pembahasan a. Konsumsi Energi Listrik Pada penelitian ini data rekening listrik yang digunakan yaitu rekening listrik bulan Juni 2012. Dapat dianalisis bahwa daya terpakai (KWh) pada tiap-tiap gedung berbeda-beda bahkan untuk ID.PEL : 532310159241 dan ID.PEL : 532310159345 bernilai 0 (nol) artinya listrik tidak digunakan tetapi ada biaya yang harus dibayar. b. Analisis Kebutuhan Daya Listrik Apabila daya terpasang dari tiap-tiap bangunan gedung dijumlahkan maka akan didapat Kebutuhan Daya Terpasang sebesar CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 120
107,700 KVA, dengan Faktor kebutuhan (F dm ) sebesar 0,6 (lihat tabel 1.) sehingga Total Daya Maksimum dapat dihitung dengan rumus : Total daya maksimum = Kebutuhan daya terpasang = 107,7 KVA x 0,6 = 64,6 KVA Sehingga dengan didapatnya daya maksimum sebesar 64,6 KVA berdasarkan tabel tarif dasar listrik berada pada pelanggan golongan tarif pelayanan sosial S-2/TR dengan batas daya 3500 VA sampai dengan 200 KVA. SIMPULAN DAN SARAN 1. Simpulan Daya terpasang yang ada di Universitas Galuh pada saat ini terdiri dari : 900 VA, 1300 VA, 3500 VA, 4400 VA, 6600 VA, 16500 VA, 23000 VA. Daya terpakai (KWh) pada tiap-tiap gedung berbeda-beda bahkan untuk ID.PEL : 532310159241 dan ID.PEL : 532310159345 bernilai 0 (nol) artinya listrik tidak digunakan tetapi ada biaya yang harus dibayar. Apabila daya listrik pada tiap-tiap bangunan gedung yang ada di Universitas Galuh dijumlahkan maka kebutuhan daya listrik maksimum adalah sebesar 64,6 KVA. Dengan melihat tarif dasar listrik maka kebutuhan daya listrik maksimum hasil perhitungan berada pada golongan tarif pelayanan sosial S-2/TR dengan batas daya 3500 VA sampai dengan 200 KVA. 2. Saran Perlu dibangun suatu Gardu Distribusi (GD) yang didalamnya terdiri dari transformator dengan daya 100 KVA, alat Pengukuran (KWh dan KVA) dan Pambatas Arus sehingga sumber daya listrik tersentral, mudah dalam pengawasan, pemeliharaan dan efektif serta efisien. DAFTAR PUSTAKA Harten P, Van., Setiawan. E. 1991. Instalasi Listrik Arus Kuat 2. Bina Cipta, Bandung Haryono, Tiyono. Manajemen Energi AC, Diktat mata kuliah Manajemen Energi (ME) Elektrik di MSEE UGM Teknik Elektro FT UGM. Yogyakarta. Isaac, T., Lebot, B., George, C., Alexander, S. 1998. Compact Commercial sector demand side management impact assessment. Lawrence Berkeley Laboratory. Karnoto. 2006. Audit energi listrik kampus Universitas Diponegoro. UGM. Yogyakarta. Komomey, Jonathan, Rosenfeld, Gadgil A. 1990. Conservation screening curves to compare efficiency investments to power plants : applications to commercial sector conservation programs. Proceeding ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings Asiloma. Linsley, Trevon. 2004. Instalasi Listrik Tingkat Lanjut. Erlangga. Jakarta SNI 04-0225-2000. 2000. Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000). Yayasan PUIL. Jakarta. RIWAYAT PENULIS Hendra Firdaus, S.T., M.Eng., lahir di Bandung, 5 April 1970. adalah Dosen Tetap Yayasan Pendidikan Galuh (YPG) pada Fakultas Teknik Universitas Galuh (UNIGAL) Ciamis. CAKRAWALA GALUH Vol. II No. 3 Desember 2012 121