1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini terus dilakukan studi berkelanjutan oleh para peneliti mengenai apa yang menyebabkan pemanasan global atau global warming. Salah satu hal yang telah dipelajari para peneliti tersebut yakni ada beberapa green house gas atau gas rumah kaca yang sangat mengambil peran akan terjadinya pemanasan global dimana manusia terus menghasilkan gas tersebut dalam beragam cara (IPCC, 1996). Salah satu yang paling banyak dihasilkan adalah gas CO2 akibat reaksi dari pembakaran bahan bakar fosil pada pembangkit listrik. Pada umumnya pembangkit listrik di dunia sebagian besar masih didominasi oleh pembangkit listrik berbahan bakar fosil sehingga dalam mencukupi kebutuhan konsumsi listrik sehari hari, pembangkit listrik tersebut banyak mengeluarkan emisi CO2 ke udara bebas (EIA, 2013). Maka dari itu penghematan konsumsi energi merupakan salah satu cara untuk mengurangi peningkatan suhu pada atmosfer bumi atau pemanasan global (IPCC, 2007). Penggunaan energi seharusnya digunakan secara efisien (WWF, 2015). Pada saat ini urgensi untuk mengurangi energi dengan memperhatikan aspek ramah lingkungan dan masalah ketersediaan sumber energi semakin meningkat (Dolara, 2011). Langkah umum yang dapat dilakukan yakni dengan menggunakan peralatan hemat energi karena sebagian besar penggunaan energi terletak pada konsumsi energi listrik pada bangunan (Capehart, 2003). Selain berkurangnya jumlah
2 penggunaan energi, biaya yang harus dibayarkan konsumen ke penyedia listrikpun akan semakin ringan. Salah satu cara penghematan yang dapat ditempuh adalah dengan melakukan konservasi sistem pencahayaan pada gedung (Capehart, 2003). Penggunaan lampu hemat energi pada sistem pencahayaan gedung perlu dilakukan dan terus dikembangkan dalam salah satu upaya memanajemen energi. Adapun yang dimaksud lampu hemat energi ini adalah lampu yang mengkonsumsi daya listrik (watt) seminimal mungkin untuk menghasilkan cahaya tampak terpakai manusia sebesar mungkin (Fokus Indo Lighting, 2010). Lampu fluorescent baik berupa TL ataupun CFL sudah merupakan lampu hemat energi. Sesuai perkembangan teknologi saat ini terdapat lampu yang mengkonsumsi energi lebih rendah yaitu LED (Light Emitting Diode). Pada saat ini beberapa pasar lampu TL Fluorescent beralih menggunakan lampu LED karena dianggap mengkonsumsi energi yang lebih rendah sehingga mampu mengurangi biaya untuk membayar energi yang digunakan (Uken, 2013). Penghematan energi bukan semata mata menurunkan konsumsi energi dengan cara mengurangi kuat penerangan saja, namun bagaimana menyediakan penerangan tanpa mengorbankan kualitas pelayanan cahaya bagi mata manusia atau menyediakan cahaya saat dibutuhkan dalam jumlah dan kualitas yang cukup. Menurut kondisi tersebut maka dilakukan penelitian mengenai peralatan penerangan yang saat ini digunakan, yaitu penggunaan antara TL Fluorescent dengan lampu TL LED. Penelitian ini melakukan perbandingan penggunaan fluorescent tube lamp atau biasa disebut TL Neon sebesar 36 Watt dengan TL LED
3 sebesar 18 Watt. Green technology adalah teknologi yang ramah lingkungan dan mengkonsumsi daya rendah. Pada penelitian ini dilakukan analisis pengaruh daya yang dibutuhkan dan kondisi kualitas daya listriknya. Walaupun pada dasarnya lampu LED jauh lebih hemat energi, namun akibat adanya sistem switching atau mekanisme pensaklaran pada piranti semikonduktor didalamnya maka akan muncul harmonik pada sistem kelistrikannya. Sistem kelistrikan yang besar, harmonik merupakan suatu gangguan pada bentuk sinyal yang tadinya sinusoidal murni berubah bentuk menjadi bukan lagi sinusoidal murni, akan tetapi gabungan dari beberapa sinyal sinusoidal dengan kelipatan frekuensi dasarnya. Salah satu akibat dari bentuk sinyal yang tidak lagi sinusoidal ini akan menyebabkan peningkatan suhu pada perlengkapan sistem instalasi tenaga listrik. Perlengkapan sistem instalasi tenaga listrik yang sering mengalami peningkatan suhu adalah transformator pada sistem distribusi dan bus sumber harmonik. Hal ini akan menyebabkan transformator bus tersebut akan berkurang umurnya. Pencegahan atau mitigasi timbulnya harmonik adalah dengan penambahan piranti yang disebut tapis harmonik, namun pada penelitian ini belum dibahas lebih lanjut kesana. Penelitian ini mencoba membandingkan besar daya listrik yang digunakan untuk setiap lampu dan juga melihat hubungan dari efek pemasangan sejumlah n lampu dengan konsumsi daya maupun melihat batasan standar kualitas daya listrik seperti dari segi efek harmonik yang muncul sehingga nantinya dapat menimbang suatu cara penghematan konsumsi energi listrik. Diharapkan penghematan yang
4 dicapai tidak menimbulkan dampak buruk secara teknis, serta masih mengacu pada aturan standar tentang tingkat harmonik pada sistem kelistrikan yang berlaku, maupun tidak berdampak buruk pada kesehatan dan keselamatan kerja atau K3, khususnya kesehatan mata. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijabarkan maka secara singkat dirumuskan permasalahan yang ada yaitu: 1. Bagaimanakah perbandingan daya yang dikonsumsi antara TL Watt? 2. Apakah dengan pergantian TL Fluorescent 36 Watt menggunakan ballast magnetik menjadi TL LED 18 Watt dapat menunjang program penghematan energi? 3. Bagaimanakah perbandingan karakteristik tegangan dan arus antara TL Watt? 4. Bagaimanakah hubungan antara jumlah n lampu yang terpasang dengan konsumsi daya dan kualitas daya listriknya untuk TL LED 18 Watt? 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah:
5 1. Penelitian ini sebatas analisis perbandingan penggunaan TL Fluorescent 36 Watt jenis Philips lifemax tubelight cool daylight dengan TL LED 18 Watt jenis Fokus Indo Lighting T8 essential batten. 2. Sumber energi listrik yang digunakan terbatas berasal dari grid dalam laboratorium teknik tegangan tinggi yang bersumber dari PLN, dimana besar tegangannya mengikuti nominal saat dilakukannya pengukuran. 3. Analisis yang dilakukan berupa analisis besar arus, tegangan, daya, faktor daya, dan harmonik yang ditimbulkan lampu pada uji pengukuran langsung. 4. Pada penelitian ini tidak dilakukan uji coba pengukuran intensitas lux TL Fluorescent 36 W dan TL LED 18 W pada ruang kerja. 5. Alat ukur yang digunakan adalah power quality analyzer model 3945B dengan pembacaan skala arus yaitu perbandingan 1000:5 sehingga nilai arus dan besaran yang berhubungan dengan arus memiliki faktor pengali 200. 1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui perbandingan kondisi sesungguhnya konsumsi daya dari TL Watt.
6 2. Mengetahui perbandingan faktor daya yang terukur dari penggunaan TL Watt. 3. Mengetahui perbandingan harmonik yang ditimbulkan dari komponen TL Fluorescent 36 Watt menggunakan ballast magnetik dengan TL LED 18 Watt. 4. Membuat rekomendasi lampu yang terbaik antara TL Fluorescent 36 Watt menggunakan ballast magnetik dengan TL LED 18 Watt dalam sistem pencahayaan bangunan untuk upaya hemat energi. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Mengimplementasikan pengetahuan yang telah didapat pada jenjang perkuliahan. 2. Menambah wawasan tentang pengaruh dari penggantian lampu LED untuk sistem pencahayaan. 3. Mengetahui kelebihan penggunaan LED yang memiliki efisiensi lebih tinggi ditinjau dari intensitas cahaya dalam pengaplikasian LED sebagai pengganti sistem penerangan yang telah ada untuk membantu program penghematan energi listrik di Indonesia.
7 1.6 Sistematika Penulisan Penyusunan penulisan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab dan memiliki sistematika seperti dibawah ini: 1. Bab I Pendahuluan Bab I berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penelitian. 2. Bab II Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori Bab II berisi mengenai konsep dasar manajemen energi pada sistem pencahayaan, lampu fluorescent, lampu led, dan kualitas daya. 3. Bab III Metodologi Penelitian Pada bab III ini terdapat pemaparan metode penelitian berupa alat dan bahan penelitian maupun diagram alir penelitian. 4. Bab IV Hasil dan Pembahasan Bab IV berisi analisis data hasil pengukuran dan pembahasan penelitian. 5. Bab V Penutup Bab V berisi kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang telah dilakukan.