TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN PENAMBAHAN PEMASANGAN BARU LPJU KONVENSIONAL DENGAN LPJUTS DI JALAN TOL BELMERA DENGAN PENDEKATAN VALUE ENGINEERING Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Oleh Enda Duanta Ginting NIM : 100402092 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
ABSTRAK Semakin meningkatnya ekonomi pada suatu daerah maka konsumsi energi listrik juga akan meningkat. PLN sebagai perusahaan penyedia tenaga listrik di Indonesia yang terus mengalami krisis tidak hanya dalam finansial tapi juga dalam menyediakan pasokan energi listrik bagi masyarakat.. Hal ini bisa terjadi karena besaran biaya operasional yang dipikul oleh PLN melebihi penerimaan yang didapat. Salah satu cara efektif untuk mengatasi hal ini adalah dengan mengganti sumber energi untuk lampu penerangan jalan umum (LPJU) diantaranya jalan tol yang selama ini konvensional dengan solar cell. Dengan menggunakan lampu penerangan yang menggunakan tenaga surya (LPJUTS) perusahaan seperti Jasa Marga selaku pengelola jalan tol tidak perlu lagi membayar listrik ke PLN, semuanya dibangkitkan sendiri dengan sinar matahari, jadi cukup investasi di panel surya nya saja. Walaupun biaya investasi awal antara LPJU konvensional dengan solar cell begitu besar yakni Rp 30.072.502.500 : Rp 36.602.500.000, namun pada tahun ke-6 pemakaiannya justru penggunaan LPJU solar cell bisa lebih hemat biaya dibandingkan dengan LPJU konvensional. Tidak hanya hemat biaya namun, daya dari PLN juga bisa dihemat dengan mengganti LPJU konvensional dengan solar cell. Daya total pemakaian beban lampu LPJU solar cell tiang lengan tunggal adalah 60.400 watt. Sedangkan daya total pemakaian beban lampu LPJU konvensional tiang lengan tunggal adalah 377.500 watt yang mana bersumber dari PLN sedangkan panel surya mengkonversikan energi matahari menjadi energi listrik sehingga tidak membebani PLN. Kata kunci : Daya, Energi, Jalan Tol,, LPJU Konvensional, LPJU Solar cell, Penerangan Jalan Umum. i
DAFTAR ISI ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... KATA PENGANTAR... i ii v vi vii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1.Latar Belakang... 1 1.2.Perumusan Masalah... 5 1.3.Tujuan Penulisan... 5 1.4.Batasan Masalah... 6 1.5.Manfaat... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 8 2.1.Sejarah Lampu Penerangan Jalan Umum... 8 2.2.Lampu Penerangan Jalan Umum... 9 2.2.1. Standar Perencanaan Penerangan Jalan... 10 2.2.2. Sistem Penempatan Lampu Penerangan Jalan... 12 2.2.3. Jenis Lampu Penerangan Jalan... 13 2.2.4. Kriteria Perencanaan, Kualitas Penerangan, Dan Kreiteria Penempatan... 16 2.2.4.1.Kriteria Penempatan Lampu Penerangan Jalan Umum... 18 2.1.4.2.Batasan Penempatan Lampu Penerangan Jalan Umum... 19 2.2.4.3.Penataan Lampu Penerangan Jalan Umum... 22 2.3.Sel Surya (Photovoltaik)... 23 2.3.1.Prinsip Kerja Panel Surya... 25 2.3.2.Kelebihan dan Kekurangan Panel Surya... 26 ii
2.3.2.Komponen-Komponen untuk Instalasi Listrik Sel Surya... 27 2.4.Value Engineering... 28 2.4.Jalan Tol Belmera... 30 BAB III METODE PENELITIAN... 34 3.1. Lokasi Penelitian... 34 3.2. Data-Data Yang Dibutuhkan... 34 3.3. Metode Penelitian dan Pengumpulan Data... 35 3.4. Teori Analisa Data... 36 3.4.1.Analisa Teknis... 36 3.4.1.1.Lampu dan Penerangan... 36 3.4.1.2.Tiang dan Stang Ornament... 42 3.4.1.3.Penghantar Listrik... 43 3.4.1.4.Pembatas dan Pengaman Listrik... 45 3.4.1.5.Perencanaan LPJU Solar Cell... 46 3.4.2.Analisa Ekonomi... 51 3.4.2.1.Biaya Investasi... 51 3.4.2.2.Biaya Operasional... 52 3.4.2.3.Biaya Perawatan... 53 3.4.2.4.Break Even Point (BEP) LPJU... 54 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 56 4.1. Kondisi Eksisting PJU di Jalan Tol Belmera... 56 4.1.1.Jenis Tiang dan Kemiringan Stang Ornamen... 56 4.2. Perhitungan Daya Lampu dan Penerangan Konvensional... 57 4.3. Pembatas dan Pengaman Listrik PJU Konvensional... 60 4.4. Penghantar Listrik... 62 4.5. Rancangan Penggunaan LPJU Solar Cell di Jalan Tol Belmera Dengan Menerapkan Value engineering... 66 4.6. Material Perencanaan Jalan Umum Solar Cell... 67 4.7. Perhitungan Daya Pemasangan Baru LPJU Konvensional dengan LPJU Solar Cell... 73 4.8. Perhitungan Ekonomis PJU... 74 iii
4.8.1.Biaya Investasi... 74 4.8.2.Biaya Operasional... 77 4.8.3.Biaya Perawatan... 79 4.9. Analisa Perbandingan Biaya Ouput dengan Break Even Poin (BEP)... 82 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 86 5.1. Kesimpulan... 86 5.2. Saran... 87 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iv
DAFTAR GAMBAR No Judul Halaman 1.1 Peta jalan tol Medan-Binjai, Medan-Kuala Namo-Tebing 3 2.1 Penempatan LPJU di Kiri/Kanan Jalan di Jalan Dua Arah 22 2.2 Penempatan LPJU di Kiri dan Kanan Jalan Berselangseling di Jalan Dua Arah 23 2.3 Penempatan LPJU di Kiri dan Kanan Jalan Berhadapan di Jalan Dua Arah 23 2.4 Penempatan LPJU di Median Jalan di Jalan Dua Arah 23 2.5 Pertumbuhan volume lalu lintas rata-rata per hari/kendaraan 30 2.6 Peta jalan tol Belawan Medan Tanjung Morawa 31 2.7 Kondisi LPJU yang terpasang dekat pintu tol Bandar Selamat Tembung 32 2.8 Kondisi LPJU yang terpasang dekat pintu tol Amplas 32 2.9 Kondisi LPJU Solar Cell (LED) di jalan tol menuju Kuala Namo 33 3.1 Perhitungan Iluminasi Metode Titik 39 3.2 Perencanaan Penerangan Jalan Umum 42 3.3 Diagram Kerja LPJU Solar Cell 51 4.1 Kabel NYFGbY 64 4.2 Photo voltaic 80wp 68 4.3 Baterai Panasonic VRLA 150Ah 72 4.4 Solar Charge Controller 73 v
DAFTAR TABEL No Judul Halaman 2.1 Jenis Lampu Penerangan Jalan Secara Umum Menurut karakteristik dan penggunaan 13 2.2 Rasio Kemerataan Pencahayaan 17 2.3 Sistem penempatan lampu penerangan jalan 18 2.4 Uraian Besaran-Besaran Kriteria Penempatan Lampu Penerangan Jalan Umum 18 2.5 Antar Tiang Lampu Penerangan (e) Berdasarkan Tipikal Distribusi Pencahayaan dan Klasifikasi Lampu 19 2.6 Penataan Letak Lampu Penerangan Jalan 22 3.1 Efisiensi Penerangan dari Armatur Penerangan Langsung (PJU) Melalui Perhitungan Indeks Ruang (k) 41 4.1 Data Kondisi Eksisting PJU Konvensional 56 4.2 Data PJU Konvensional 57 4.3 Kemeratan Iluminasi dan Luminansi 59 4.4 Data Pembatas Daya MCB (Mini Circuit Breaker) 61 4.5 Data Penghantar Listrik PJU Konvensional 62 4.6 Data Kondisi Perencanaan PJU Solar Cell 67 4.7 Data LPJU Solar Cell 67 4.8 Data/Spesifikasi Panel Surya Single Ornament 68 4.9 Data/Spesifikasi Baterai 71 4.10 Data solar charge controller 72 4.11 Harga Keseluruhan Material dalam satu Tiang dari PJU Konvensional 75 4.12 Harga Keseluruhan Material dalam satu Tiang dari PJU Solar Cell 76 4.13 Biaya Beban 77 4.14 Biaya Pemakaian Listrik 77 4.15 Umur Material PJU Konvensional 78 4.16 Umur Material PJU Solar Cell 80 4.17 Biaya Pengeluaran PJU Konvensional Sampai pada Tahun ke-10 83 4.18 Biaya Pengeluaran PJU Solar Cell Sampai pada Tahun ke-10 83 vi
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-nya tugas akhir ini dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro,. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah: ANALISIS PERBANDINGAN PENAMBAHAN PEMASANGAN BARU LPJU KONVENSIONAL DENGAN LPJUTS DI JALAN TOL BELMERA DENGAN PENDEKATAN VALUE ENGINEERING Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu Ayahanda (Alm Stensi Ginting) beserta Ibunda (Asmidar Sunarty Tarigan) dan Kakak dan Abang-abang tersayang (Mulova Karina Novitalia, Destra Arico Randal dan Enda Prananta) yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini. Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada: 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dan selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, vii
bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak membantu penulis selama perkuliahan dan memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan. 3. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir, yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah memberikan banyak motivasi selama masa perkuliahan. 4. Bapak Rahmad Fauzi, S.T., M.T., selaku Seketaris Jurusan Departemen Teknik Elektro FT USU beserta seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi. 5. Dosen-dosen Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah mengajari dan membimbing saya menuntut ilmu di jurusan ini sampai akhirnya saya bisa menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) saya di Departemen Teknik Elektro. 6. Teman Satu bimbingan saya selama menyelesaikan tugas akhir ini Hugo dan Angel yang selalu menemani dan menyemangati penulis ketika membuat tugas akhir ini. 7. Rekan-rekan satu angkatan 2010 Milan, Edy, Sisko, Syilvester, Ricky Ananda, Afron, Fontes, Doni, Kiel, Noven, Daniel, Martua, Suhendri dll yang selalu saling memberi semangat, bantuan dan cerita selama perkuliahan. 8. Orang-orang terdekat saya Yohana, Dery, Maha, Fandi, Amun, Gege yang selalu menyemangati penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah memberikan dukungan dan bantuan. viii
10. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih belum sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi kita semua dan hanya kepada Tuhan yang Maha Esa penulis menyerahkan diri. Medan, Januari 2016 Penulis Enda Duanta Ginting ix