ANALISIS KONSUMSI ENERGI LISTRIK PADA TELEVISI CRT DAN LED Tri Anggono dan Khalif Ahadi Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan dan Energi Baru dan Terbarukan anggono_tri@yahoo.com S A R I Televisi sebagai salah satu peralatan rumah tangga yang mengkonsumsi energi listrik telah mengalami perkembangan teknologi yang mengarah kepada perbaikan tingkat efisiensi energi. Saat ini, televisi jenis LED (Light Emitting Diode) telah masuk ke pasaran untuk menggantikan teknologi televisi jenis CRT (Cathode Ray Tube). Besarnya pemakaian energi listrik, pada televisi jenis LED maupun CRT dapat diketahui melalui pengujian konsumsi daya, Metode pengujian konsumsi daya pada penelitian ini digunakan standar pengujian AS/NZS 62987.1:2008. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan, besarnya pemakaian daya nyata statis pada sampel televisi LED adalah sebesar 32,5 watt dengan pemakaian daya semu sebesar 69,15 VA. Sedangkan untuk televisi CRT, pemakaian daya statis mencapai 73,1 watt dengan pemakaian daya semu sebesar 166,14 VA. Nilai indeks efisiensi energi untuk televisi LED adalah sebesar 0,37, sedangkan untuk televisi CRT sebesar 0,93. Kata kunci: indeks efisiensi energi, konsumsi daya, televisi 1. PENDAHULUAN Perangkat televisi sebagai salah satu peralatan rumah tangga yang mengkonsumsi energi listrik telah mengalami kemajuan teknologi, mulai dari jenis yang menggunakan teknologi Cathode Ray Tube (CRT) sampai dengan jenis yang menggunakan teknologi Light Emitting Diode (LED). Perkembangan teknologi ini tentunya didasari oleh semakin efisien pemakaian energi listriknya tanpa mengurangi tingkat kenyamanan konsumen. Berdasarkan hasil survei yang dilakukan oleh P3TKEBTKE pada tahun 2012 untuk wilayah Jakarta dan sekitarnya pada pelanggan PLN di bawah 2200 VA, umumnya setiap pelanggan telah memiliki televisi. Sedangkan survei yang dilakukan pada tahun 2014, menunjukkan jenis televisi yang beredar dipasaran saat ini adalah jenis CRT, plasma, dan LED. Secara umum, pemakaian televisi dilakukan pada saat malam hari sehingga menjadi salah satu peralatan pengguna listrik yang membebani pembangkit listrik pada saat beban puncak. Untuk dapat mengetahui perkiraan besarnya pemakaian energi listrik yang dikonsumsi oleh televisi, maka perlu dilakukan pengujian laboratorium dengan menggunakan standar pengujian yang ada. Pada penelitian ini, pengujian untuk peralatan televisi dilakukan 81
dengan menggunakan standar uji AS/NZS 62987.1:2008 "Methods of measurement for the power consumption of audio, video and related equipment", standar tersebut digunakan karena sampai dengan saat penelitian dilakukan belum terdapat Standar Nasional Indonesia yang mengatur tentang metode pengujian kinerja untuk peralatan televisi. Pengujian ini dimaksudkan membandingkan konsumsi daya listrik yang diperoleh baik dari televisi CRT dan LED sehingga dapat diketahui potensi penghematan energi listrik yang dapat dicapai. 2. PRINSIP KERJA TELEVISI 2.1. Televisi Cathode Ray Tube (CRT) Pada Gambar 1 dapat dilihat skema diagram blok televisi CRT sederhana. Saat pertama kali televisi dihidupkan, antena menerima sinyal siaran dari berbagai pemancar televisi. Sinyal tersebut diproses oleh tuner dan dipilih salah satu dari siaran yang ada. Frekwensi yang dipilih oleh pengguna akan dieksekusi oleh tuner, kemudian hasil olahan atau proses yang terjadi diteruskan menuju bagian croma. Bagian croma berfungsi untuk memproses sinyal yang berasal dari tuner dan dilakukan pemisahan yang sesuai dengan alur dan fungsinya, misalnya sinyal suara diberikan kebagian suara, sinyal gambar diberikan ke bagian gambar dan sinyal warna diteruskan ke bagian warna dan sinyal sinkronisasi diberikan kebagian sinkronisasi. Bagian audio amplifier berfungsi untuk menguatkan suara yang telah mengalami pemrosesan di dalam croma sehingga suara menjadi bersih tidak bercampur dengan suara desis. Sinyal suara yang telah dikuatkan tersebut kemudian diteruskan ke bagian speaker yang berfungsi untuk merubah sinyal listrik menjadi suara. Bagian video amplifier berfungsi untuk menguatkan sinyal video yang sudah bercampur dengan sinyal warna sehingga gambar yang tampak pada tabung sudah sesuai dengan aslinya atau sama dengan gambar yang dipancarkan oleh pemancar televisi. Sinyal video tersebut kemudian diteruskan ke bagian tabung televisi yang berfungsi untuk merubah sinyal gambar menjadi gambar yang dapat dilihat oleh Gambar 1. Diagram blok prinsip kerja televisi CRT Sumber : Rifan Sahara, 2013 82 M&E, Vol. 13, No. 1, Maret 2015
pengguna. Bagian vertikal driver dan vertikal out berfungsi untuk menarik gambar dari tengah ke atas dan dari tengah ke bawah. Bagian horisontal driver berfungsi untuk menguatkan sinyal horisontal oscillator yang berasal dari croma. Setelah menerima sinyal horisontal yang telah didorong dan dikuatkan oleh bagian horisontal driver, kemudian bagian horisontal out akan menguatkan lagi dan tegangan yang dikeluarkan pada bagian ini juga sangat besar. Bagian FBT atau flyback berfungsi untuk membangkitkan tegangan tinggi. Bagian power supply bertugas memberikan kebutuhan tegangan kepada semua bagian. Ada juga kebutuhan pada bagian tertentu yang tidak diambil dari power supply, tetapi diambil dari bagian FBT. 2.2. Televisi Light Emitting Diode (LED) / Liquid Crystal Display (LCD) TV LED sebenarnya sangat mirip LCD (Liquid Crystal Display) bahkan cara kerjanya juga tidak jauh berbeda. LED juga memiliki layar datar tipis yang memanfaatkan teknologi LCD. Satusatunya perbedaan adalah sumber cahaya, yang berada di belakang layar. TV LCD menggunakan lampu neon, dan TV LED menggunakan LED (Light Emitting Diode). Ada dua jenis pencahayaan LED, pertama disebut sebagai pencahayaan Edge, dan yang lainnya disebut pencahayaan Full-Array. Dengan pencahayaan Edge, rangkaian dioda diatur sepanjang tepi luar layar. Ketika ada arus listrik, cahaya didistribusikan di layar. Sedangkan untuk pencahayaan Full-Array, ada beberapa baris dari dioda di belakang seluruh permukaan layar. Dioda sumber cahaya ini memberikan lebih banyak kontrol atas kecerahan dan peredupan, karena dioda dapat dihidupkan dan dimatikan secara independen. Dengan kata lain LED adalah LCD dengan sistem backlight baru yang lebih maju. LED dikembangkan, karena memberi keseimbangan lebih dalam saturasi warna, dan menggunakan daya lebih sedikit dibanding lampu neon yang digunakan pada layar LCD. Gambar 2. Blok diagram modul televisi LCD Sumber : Dimas Sabardan, 2014 83
Blok diagram dari Televisi LCD dapat disederhanakan sesuai panel-panel blok yang ada pada televisi tersebut, diantara adalah blok panel Tuner, Power Supply, Mikro Komputer (Main Board), Mixer, Inverter, dan Panel Kontrol. Masukan HDMI dan USB terhubung ke panel Main Board sedangkan masukan yang lain seperti AV, Component, RS 232C, RGB dan Antena terhubung ke blok Tuner. Gambar 2 memperlihatkan diagram blok sederhana dari perangkat televisi LCD. 3. METODE PENGUJIAN Pengujian untuk peralatan televisi dalam penelitian ini menggunakan klausul 11.5 "on mode (average) testing using static video signal" yang terdapat dalam standar uji AS/NZS 62987.1:2008. Peralatan-peralatan yang dipergunakan dalam melakukan pengujian adalah sebagai berikut: Digital power meter TV Pattern Signal Generator Catu daya terprogram Stopwatch Bahan uji yang dipergunakan dalam penelitian ini yaitu satu unit televisi CRT berukuran layar pengenal 21 inchi dan satu unit televisi LED berukuran layar pengenal 24 inchi. Dalam melakukan pengujian peralatan televisi, dimulai dengan meletakkan bahan uji berupa perangkat televisi diatas meja uji atau lantai uji dengan tidak dihubungkan pada catu daya. Hubungkan perangkat televisi dengan TV pattern generator dan catu daya terprogram. Atur catu daya terprogram pada tegangan 220V dengan frekuensi 50Hz. Atur keluaran suara dan tingkat kontras pada perangkat televisi dalam kondisi maksimum. Atur TV pattern generator sesuai dengan frekuensi televisi hingga mendapatkan signal yang dibutuhkan. Pengukuran dilakukan pada pada empat mode yang dapat di atur dengan menggunakan TV pattern generator, yaitu : black, white, color bar, dan three bar. Catat parameter kelistrikan berupa tegangan, arus, daya, dan faktor daya hasil pengukuran dari setiap kondisi sinyal masukan yang diberikan. Untuk melakukan pengukuran pada kondisi (mode) sinyal masukan yang berbeda, tunggu waktu penyalaan televisi hingga 15 menit. Hitung hasil pengukuran konsumsi daya listrik statis dengan menggunakan persamaan : Po_static + ((P b + P w )/2 + P c + P t )/3... (1) Di mana Po_static adalah nyala (rata-rata) mode konsumsi daya pada TV mengunakan static test signal; P b adalah konsumsi daya pada mode black video signal; P w adalah konsumsi daya pada mode white video signal; P c adalah konsumsi daya pada mode color bar video signal; dan P t adalah konsumsi daya pada mode three bar video signal. 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Sebelum dilakukan pengujian pemakaian daya listrik televisi, dilakukan langkah pengujian dengan merubah pengaturan kontras maupun volume di waktu berbeda. Hal tersebut di atas guna mengetahui pengaruh dari masing-masing perubahan pengaturan terhadap pemakaian daya listrik. Hasil pengukuran daya listrik pada perangkat televisi CRT dan LED dengan pengaturan kontras dan volume yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar 3. Pemakaian daya listrik dengan pengaturan volume dan kontras yang berbeda-beda 84 M&E, Vol. 13, No. 1, Maret 2015
Pada bahan uji televisi jenis CRT, perubahan pengaturan kontras akan mempengaruhi pemakaian daya listrik sebesar 14 persen. Sedangkan perubahan pengaturan volume akan mempengaruhi pemakaian daya listrik sebesar 12 persen. Untuk bahan uji televisi jenis LED, perubahan pengaturan kontras akan mempengaruhi pemakaian daya listrik sebesar 24 persen. Sedangkan perubahan pengaturan volume akan mempengaruhi pemakaian daya listrik sebesar 47 persen. Dengan demikian, pada bahan uji televisi jenis CRT pengaturan kontras yang lebih tinggi akan mempengaruhi pemakaian energi listriknya menjadi lebih banyak, sedangkan pada bahan uji televisi jenis LED pengaturan volumelah yang akan mempengaruhi pemakaian energi listriknya menjadi lebih tinggi. Hasil pengujian terhadap perangkat televisi jenis CRT dan LED yang didapat melalui pengaturan beban penuh pada kontras dan volume dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil pengujian televisi CRT dan LED beban penuh Jenis Telivisi Diagonal Layar (Inchi) Panjang Layar (dm) Lebar layar (dm) Daya Statis (watt) Faktor Daya CRT 20,6 4,23 3,22 73,1 0,44 LED 23,8 5,23 3,03 32,5 0,47 Pemakaian energi listrik pada televisi CRT lebih besar sekitar 56 persen dibandingkan televisi LED. Pada negara-negara uni eropa, nilai indeks efisiensi energi dari peralatan televisi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (4) Digital Europe 2011). EEI = P / P ref (A)... (2) Di mana P ref (A) adalah P basic + A x 4.3224 watt/ dm 2 ; P basic 20 W untuk televisi dengan satu tuner/penerima dan tanpa hard disk, 24 W untuk televisi dengan hardisk atau dua/lebih tuner/ penerima, 28 W untuk televisi dengan hardisk dan dua atau lebih tuner/penerima, 15 W untuk televisi monitor; A adalah luasan layar televisi dalam dm 2, P adalah konsumsi daya televisi kondisi menyala dalam watt. Berdasarkan persamaan (2), nilai P basic yang diambil adalah sebesar 20 W untuk setiap bahan uji televisi, maka nilai indeks efisiensi energi untuk televisi CRT adalah sebesar 0,93. Sedangkan untuk televisi LED, nilai indeks efisiensi energinya adalah sebesar 0,37. Berdasarkan klasifikasi tingkat indeks efisiensi energi yang diterapkan oleh Uni-Eropa, maka dari hasil perhitungan tersebut televisi CRT yang dijadikan bahan pengujian masuk ke dalam kategori tingkat F, sedangkan untuk televisi LED masuk ke dalam kategori tingkat B. Hal ini mengindikasikan bahwa pemakaian energi pada televisi LED jauh lebih efisien dibandingkan dengan dengan pemakaian energi pada televisi CRT. Dengan menggunakan asumsi jumlah pengguna peralatan televisi sama dengan jumlah pelanggan yang didapat dari data statistik PLN tahun 2013 (Statistik PLN 2013) yaitu sebanyak 50.115.127 pelanggan, maka pemakaian energi listrik selama satu tahun yang dikonsumsi oleh para pelanggan apabila menggunakan televisi jenis CRT adalah sebesar 5.275,32 GWh (asumsi pemakaian perhari selama empat jam, satu bulan 30 hari), sedangkan pemakaian energi listrik dengan menggunakan televisi jenis LED adalah sebesar 2.345,39 GWh. Dengan demikian, potensi penghematan energi listrik yang bersumber dari pemakaian daya nyata adalah sebesar 2.929,93 GWh selama satu tahun. Salah satu parameter kualitas daya listrik ditentukan dari nilai faktor daya. Semakin kecil nilai faktor daya, maka akan semakin besar energi listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan suatu peralatan atau yang lebih dikenal dengan sebutan daya semu (VA). Adapun persamaan yang dipergunakan adalah sebagai berikut: 85
P = S X cos... (3) Di mana P adalah Daya nyata (watt), S adalah Daya Semu yang merupakan perkalian tegangan dan arus listrik (VA), dan cos adalah Faktor Daya. Dari hasil pengukuran pada televisi CRT, didapatkan nilai faktor daya sebesar 0,44. Sehingga dengan menggunakan persamaan (3) didapatkan besarnya daya semu adalah sebesar 166,14 VA. Sedangkan pada pengukuran televisi LED, didapatkan nilai faktor daya sebesar 0,47 sehingga besarnya daya semu adalah sebesar 69,15 VA. Dengan demikian, sama halnya dengan pemakaian daya nyata, maka terdapat pula potensi penghematan daya semu sebesar 58 persen jika menggunakan televisi LED dibandingkan dengan televisi CRT. Potensi penghematan daya semu tersebut apabila dikalikan dengan jumlah pengguna televisi, maka akan didapatkan potensi penghematan daya semu sebesar 4.860,54 MVA. Nilai faktor daya sebesar 1 sulit dicapai untuk beban-beban listrik yang bersifat non linier seperti halnya motor listrik, peralatan elektronika, dan lain-lain. Untuk itu, PT.PLN telah menetapkan standar nilai faktor daya sebesar 0,85, di mana nilai faktor daya tersebut saat ini hanya diberlakukan untuk sistem jaringan listrik yang ada, belum diterapkan sebagai standar nilai peralatan pengguna listrik. Apabila mengacu kepada standar nilai faktor daya PLN, maka energi listrik yang diperlukan untuk peralatan LED adalah sebesar 38,24 VA. Potensi penghematan daya semu yang didapat dengan penerapan standar batas nilai minimum faktor daya untuk televisi LED sebesar 0,85 adalah sebesar 127,9 VA atau sebesar 77 persen dibandingkan dengan pemakaian televisi CRT dengan nilai faktor daya 0,44. Potensi penghematan daya semu tersebut apabila dikalikan dengan jumlah pengguna televisi, maka akan didapatkan potensi penghematan daya semu sebesar 6.409,78 MVA. 5. KESIMPULAN Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : a. Pengaturan kontras akan mempengaruhi besarnya pemakaian energi listrik secara signifikan pada televisi jenis CRT. Sedangkan pada televisi jenis LED, besar pemakaian energi listrik lebih dipengaruhi oleh pengaturan volume. b. Berdasarkan klasifikasi tingkat efisiensi energi untuk peralatan televisi di Uni-Eropa, televisi CRT yang dijadikan bahan uji masuk ke dalam kategori F (0,9 EEI < 1), sedangkan televisi LED masuk dalam kategori B (0,3 EEI < 0,42). c. Potensi penghematan pemakaian energi listrik dengan menggunakan televisi LED dengan asumsi setiap pelanggan PLN memiliki satu buah televisi dengan ukuran dan model yang sama seperti bahan uji adalah sebesar 2.929,93 GWh per tahun, sedangkan potensi penghematan daya semu dengan menaikkan nilai faktor daya pada televisi LED adalah sebesar 6.409,78 MVA. 6. SARAN Diusulkan untuk melakukan penelitian lanjutan dengan mengambil bahan uji yang lebih banyak sehingga dapat dipetakan tingkat pemakaian daya listrik dari setiap jenis televisi berikut ukuran layarnya. Hasil pemetaan tersebut nantinya diharapkan akan dapat dijadikan sebagai dasar penetapan program standar dan label hemat energi di Indonesia. DAFTAR PUSTAKA AS/NZS 62087.1:2008, Methods of measurement for the power consumption of audio, video and related equipment. 86 M&E, Vol. 13, No. 1, Maret 2015
Dimas Sabardan, 2014, Cara Kerja Televisi LCD, https://elektrocenter. blogspot.com/ 2014/07/cara-kerja-televisi-lcd.html, diunduh pada tanggal 26 Januari 2015. Digital Europe, 2011, Energy Efficiency Labelling for Televisions Rifan Sahara, 2013, Cara Kerja Televisi, https:/ /kursusservicetv. wordpress.com/2013/01/ 14/cara-kerja-televisi, diunduh pada tanggal 26 Januari 2015. Statistik PLN 2013, ISSN : 0852-8179, No. 02601-140722. 87