TUGAS AKHIR ANALISIS PENGGUNAAN DAN KONSERVASI ENERGI LISTRIK PADA RUMAH SAKIT UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana Ekstensi Teknik Elektro Fakultas Teknik Oleh : IRWAN EFENDI SIREGAR NIM : 130422038 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 A
i
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-nya, sehingga pelaksanaan dan penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurah atas Nabi Muhammad Rasulullah SAW. Skripsi dengan judul Analisis Penggunaan dan Konservasi Energi Listrik pada Rumah Sakit ini diajukan untuk memenuhi syarat akhir untuk menyelesaikan pendidikan Program Strata 1 pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik. Perlu didasari bahwa penyusunan karya tulis ini tidak dapat selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan kerendahan hati saya sampaikan terima kasih kepada: 1. Ayah dan Ibu yang selalu mendoakan dan memberikan kasih sayangnya serta mendoakan yang terbaik untuk saya.. 2. Adik tercinta Fatima Sari Siregar, Ali Imran Siregar, dan Sulaiman Siregar yang berikan semangat untuk menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si, Dosen Pembimbing sekaligus Ketua Program Studi S1 Teknik Elektro USU yang membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyusunan skripsi ini. 4. Ir. Syamsul Amien M.s, Dosen Wali Akademik yang telah banyak mengarahkan, membimbing serta membantu penulis selama melaksanakan perkuliahan. 5. Ir. Eddy Warman M.T selaku dosen penguji I yang telah memberikan masukan dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Ir. Raja Harahap M.T selaku dosen penguji II yang telah memberikan masukan dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 7. Prof. Dr. Muh. Turmuzi Kasim,MT Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Prof. Runtung Sitepu S.Hum M.Hum Rektor. 9. Seluruh dosen, staf dan karyawan Teknik Elektro yang telah banyak membantu penulis dalam melaksanakan perkuliahan di Depatermen Teknik Elektro. ii
10. Bapak Dipo pegawai tata usaha teknik elektro, yang memberikan pengarahan dalam mengurus surat-surat skrifsi ini. 11. Bapak Dr. Achmad Delianur Nasution, ST, MT yang telah mengizinkan penilitian di Rumah Sakit. 12. Bapak Sahlel yang memberikan bantuannya dalam memberikan izin penelitian di RS. USU. 13. Bapak tri pembimbing lapangan khususnya masalah kelistrikan di Rumah Sakit. 14. Bapak Riza dan Bapak Hendrik dan Ibu bagian elektro medis yang memberikan data dalam melakukan penelitian ini. 15. Seluruh staf dan karyawan Rumah Sakit yang telah banyak membantu penulis dalam penulisan skripsi. 16. Temanku : Bg Yue, Bg Feri, Mare, Bg Arif, Bg Syafwan,, Andika, Bg reymon, bg mahadi, bg simbolon, serta teman-teman Elektro ekstensi angkatan 13 yang telah membantu dalam penyusunan Skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung yang pastinya tak akan cukup saya tuliskan dihalaman ini.dan seluruh mahasiswa Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 17. Anri Andi hrp, Syukri, Saleh, Irfan, Imam, Rony, Fauzan, Bopi, bg rio yang telah memberi support bagi saya dalam menyelesaikan skrifsi ini. 18. Semua pihak yang telah turut membantu terselesaikannya skripsi ini, yang tidak mungkin untuk disebutkan satu persatu. Penyusun menyadari bahwa masih terdapat beberapa kekurangan dalam skripsi ini. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penyusun harapkan dari semua pihak, sebagai pengalaman dan tambahan pengetahuan bagi penyusun. Akhir kata semoga karya ini tidak menjadi yang pertama sekaligus yang terakhir dan semoga karya ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Teknik Elektro khususnya dan masyarakat pada umumnya. Medan, 27 Juli 2016 Penyusun iii
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... ABSTRAK... i ii iv vii ix ix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan... 2 1.4 Manfaat... 2 1.5 Batasan Masalah... 3 1.6 Metodologi Penelitian... 3 1.7 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Konservasi Energi Listrik... 5 2.1.1 Pengertian... 5 2.1.2 Audit energi listrik... 5 2.2 Jenis Audit Energi... 6 2.2.1 Audit energi awal... 6 2.2.2 Audit energi rinci... 7 2.3 Menejemen Energi... 8 2.4 Tarif Listrik... 10 2.5 Konsep Energi Listrik... 11 2.5.1 Energi Listrik... 11 2.5.2 Daya Listrik... 13 2.5.3 Faktor Daya... 14 2.5.4 Kerugian bila faktor daya rendah... 15 iv
2.5.5. Meningkatkan faktor daya... 16 2.6 Intensitas Konsumsi Energi Listrik... 16 2.7 Peluang Hemat Energi... 19 2.8 Rekomendasi Hemat Energi... 19 2.9 Instalasi Penerangan... 20 2.10 Tingkat Pencahayaan... 21 BAB III METODE PENELITIAN... 24 3.1 Lokasi Penelitian... 24 3.2 Waktu Penelitian... 24 3.3 Jenis Penelitian... 24 3.4 Sumber Data... 24 3.5 Data dan Peralatan yang digunakan... 25 3.5.1 Data... 25 3.5.2 Peralatan yang Digunakan... 25 3.6 Prosedur Penelitian... 25 3.7 Teknik Analisa Data... 28 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 29 4.1 Rumah Sakit... 29 4.1.1 Profil Gedung... 29 4.1.2 Nama Ruangan pada Rumah Sakit USU... 30 4.1.3 Sistem Distribusi Energi... 30 4.2 Diagram Satu Garis Distribusi Listrik... 31 4.3 Audit Energi Awal... 32 4.4 Kondisi Kelistrikan Rumah Sakit 32 4.4.1 Daya Listrik Terpasang... 32 4.5 Diagram Pembagian Beban RS. USU... 33 4.5.1 Distribution Bar (DB-Lantai 1)... 34 4.5.2 Distribution Bar (DB-Lantai 2)... 35 4.5.3 Distribution Bar (DB-Lantai 3)... 36 v
4.5.4 Distribution Bar (DB-Lantai 4)... 38 4.5.5 Distribution Bar (DB-Lantai 5)... 39 4.5.6 Sub Distribution Bar (DB-Hospital Equipment)... 40 4.5.7 Sub Distribution Bar (DB-Outdoor Lighting)... 42 4.5.8 Sub Distribution Bar (DB-Pump)... 43 4.5.9 Sub Distribution Bar (DB-Mortuary/Kamar Mayat)... 44 4.5.10Sub Distribution Bar (DB-Chiller/Pendingin Ruangan) 44 4.6 Pengambilan Data Pemakaian Beban... 46 4.6.1 Hasil Pengambilan Data Arus Listrik... 46 4.6.2 Hasil Pengambilan Data Tegangan Listrik... 47 4.6.3 Hasil Pengambilan Data Trafo Rumah Sakit USU... 48 4.6.1 Hasil Pengambilan Data Arus Listrik... 46 4.7 Beban Harian pada Rumah Sakit USU... 51 4.8 Efektif Penggunaan Tenaga Listrik Berdasarkan Beban Harian Terhadap Daya Total... 55 4.9 Intensitas Konsumsi Energi Listrik... 56 4.10 Perbandingan Pembayara Rekening Listrik pada Rumah Sakit USU... 4.10.1 Saat Sekarang dan Beroperasi 70%... 57 4.11 Sistem Pencahayaan pada Rumah Sakit USU... 58 4.12 Mengidentifikasi Peluang Hemat Energi (PHE)... 59 4.13 Implementasi Peluang Hemat Energi (PHE)... 59 4.13.1 Analisa Besar Penghematan Pembayaran Tagihan Listrik dengan Penggantian Lampu ke Model Hemat Energi 58 4.13.2 Analisa Besar Penghematan Pembayaran Tagihan Listrik Penggantian Ballast Lampu... 61 4.13.3 Peluang Penghematan dari Penggunaan Chiller... 63 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 69 5.1. Kesimpulan... 69 5.2. Saran... 70 DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... vi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Profil penggunaan energi untuk peralatan kantor..... 7 Tabel 2.2 Profil penggunaan energi untuk peralatan hotel/apartement..... 8 Tabel 2.3 Profil penggunaan energi untuk peralatan rumah sakit..... 8 Tabel 2.4 Standar IKE... 18 Tabel 2.5 Intensitas kategori pencahayaan... 22 Tabel 2.6 Standar lux di berbagai ruangan pada Rumah Sakit... 22 Tabel 4.1 Estimasi Beban Terpasang pada Rumah Sakit USU....33 Tabel 4.2 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Lantai 1... 35 Tabel 4.3 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Lantai 2... 36 Tabel 4.4 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Lantai 3... 37 Tabel 4.5 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Lantai 4... 39 Tabel 4.6 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Lantai 5... 40 Tabel 4.7 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar H. Equipment... 42 Tabel 4.8 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Outdoor Lighting... 43 Tabel 4.9 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Pump... 43 Tabel 4.10 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Mortuary... 44 Tabel 4.11 Daya Terpasang Setiap Sub Distribution Bar Chiller... 45 Tabel 4.12 Data Beban Arus pada Trafo PLN 1 dan Pembagiannya... 46 Tabel 4.13 Data Beban Arus pada Trafo PLN 2 dan Pembagiannya... 47 Tabel 4.14 Data Tegangan pada Trafo PLN 1... 47 Tabel 4.15 Data Tegangan pada Trafo PLN 2... 48 Tabel 4.16 Data Cos Phi pada Trafo PLN 1 dan Trafo PLN 2... 48 Tabel 4.17 Data Daya Aktif pada Trafo PLN 1dan 2... 49 Tabel 4.18 Data Daya Reaktif pada Trafo PLN 1 dan 2... 49 Tabel 4.19 Data Daya Semu pada Trafo PLN 1 dan 2... 49 Tabel 4.20 Data beban harian pada trafo 1 Rumah Sakit USU.... 51 Tabel 4.21 Data beban harian pada trafo 2 Rumah Sakit USU....53 Tabel 4.22 Penggunaan listrik yang di suplai PLN....55 Tabel 4.23 Pemakaian Energi Listrik Rumah Sakit USU....56 Tabel 4.24 Penggunaan Listrik Suplai PLN untuk Saat Ini dan 70%...... 58 vii
Tabel 4.25 Penggunaan Lampu pada Rumah Sakit USU...... 58 Tabel 4.26 Perbandingan Konsumsi Daya Lampu 18 dan 36 watt pada kedua ballast...... 62 Tabel 4.27 Perbandingan dari Segi Ekonomi Penghematan Menggunakan Ballast Elektronik...... 64 Tabel 4.28 Profil Penggunaan Arus Listrik Untuk Sistem Pendingin Rumah Sakit USU...... 64 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Segitiga Daya... 15 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian... 27 Gambar 3.2 Panel Hubung Bagi Rumah Sakit USU... 29 Gambar 4.1 Peta Lokasi Rumah Sakit USU... 29 Gambar 4.2 Diagram Satu Garis Distribusi Listrik... 31 Gambar 4.3 Pembagian Dari Distribution Bar Lantai 1... 34 Gambar 4.4 Pembagian Dari Distribution Bar Lantai 2... 36 Gambar 4.5 Pembagian Dari Distribution Bar Lantai 3... 37 Gambar 4.6 Pembagian Dari Distribution Bar Lantai 4... 38 Gambar 4.7 Pembagian Dari Distribution Bar Lantai 5... 40 Gambar 4.8 Pembagian Dari Distribution Bar H. Equipment... 41 Gambar 4.9 Pembagian Dari Distribution Bar Outdoor Lighting... 42 Gambar 4.10 Pembagian Dari Distribution Bar Pump... 43 Gambar 4.11 Pembagian Dari Distribution Bar Mortuary... 44 Gambar 4.12 Pembagian Dari Distribution Bar Chiller... 45 Gambar 4.13 Kurva beban harian pada pembagian trafo 1... 52 Gambar 4.14 Kurva beban harian pada pembagian trafo 2... 54 Gambar 4.15 Grafik Perbandingan Pola Beban Maksimal dengan Daya Terpasang... 55 Gambar 4.16 Tabulasi Perbandingan Penggunaan Energi Listrik Pada R.S USU... 55 Gambar 4.17 Penggunaan Lampu TL yang Bisa Diganti dengan Lampu Hemat Energi... 61 Gambar 4.18 Grafik Komposisi Nilai AHU, FCU dan Chiller sebagai Pendingin Ruangan... 65 ix