BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Umum Pada dasarnya penggunaan energi listrik di industri dibagi menjadi dua pemakaian yaitu pemakaian langsung untuk proses produksi dan pemakaian untuk penunjang proses produksi. Umumnya energi yang digunakan didominasi energi listrik sebagai penggerak untuk berbagai macam mesin, pendingin ruangan, pengatur temperatur, penerangan, peralatan kantor dan lain-lain. 2.2 Upaya Penghematan Upaya dalam melakukan penghematan pemakaian energi listrik untuk industri, bisnis, rumah tangga memiliki tindakan dan perhitungan yang berbeda. Penghematan yang dilakukan untuk industri harus memperhatikan : a. daya terpasang b. jenis dan jumlah peralatan c. aktifitas harian. Mengenali bagaimana energi listrik digunakan dan mengetahui dimana potensi penghematan bisa dilakukan. Untuk mencapai sasaran tersebut, langkah yang bisa dilakukan adalah : 5

6 a. Mengumpulkan semua data mengenai rekening listrik, peralatan terpasang dan kapasitasnya, kapasitas beban dan data-data lainnya b. Menghitung faktor beban dan faktor kebutuhan c. Mengukur arus, tegangan, dan daya yang tersambung 2.2.1 Segitiga Daya Pada beban yang kompleks, maka daya yang disuplai dari suatu daya terbagi menjadi daya aktif (P) dalam watt dan daya reaktif (Q) dalam VAR. Daya aktif adalah daya yang terpakai yang dapat dikonversikan ke bentuk lain seperti panas, mekanik, cahaya dan lain lain. Daya aktif ini sefasa dengan tegangan yaitu : V.I cos φ (Watt), sedangkan daya reaktif adalah daya yang terbuang sehingga daya ini tegak lurus dengan tegangan, yaitu : V.I sin φ (VAR). Suatu beban induktif digambar horizontal, sementara untuk beban induktif digambar vertikal. Sehingga dapat digamabarkan suatu segitiga daya seperti gambar 2.1 Gambar 2.1 Segitiga Daya 2.2.2 Faktor Daya Faktor daya pada dasarnya didefinisikan sebagai perbandingan daya aktif dengan daya semu dan dinyatakan oleh persamaan berikut. (2.1)

7 Cos φ = Faktor Daya ( Watt ) P = Daya Aktif ( Watt ) S = Daya Semu ( Watt ) 2.2.3 Perbaikan Faktor Daya Beban listrik umumnya berupa beban induktif, dengan distribusi arusnya mengikuti (lag) terhadap tegangan, seperti yang terlihat pada gambar 2.2. cosinus dari sudut yang dibentuk antara arus dan tegangan disebut sebagai faktor daya. Gambar 2.2 Perbaikan Faktor Daya Dengan Daya Aktif Konstan Bila komponen dari arus I yang sefasa dan tidak sefasa dikalikan dengan tegangan maka didapat hubungan antar daya - aktif (P) daya reaktif (Q) dan daya semu (S) atau apparent power. Bila dipasang kapasitor pada sisi beban maka komponen daya reaktif (Q) daya semu (S) akan berekurang. Pada gambar 2.3 diperoleh cara mengoreksi faktor daya dari sistem, dan akan menekan daya reaktif dari beban.

8 (a) (b) Gambar 2.3 Perbaikan Faktor Daya Dengan Daya Aktif Tetap 2.2.4 Faktor Beban Faktor beban merupakan rasio atau perbandingan dari beban rata-rata terhadap maksimum kebutuhan selama satu periode tertentu. Faktor beban mengindikasikan persentase pemakaian daya terhadap maksimum daya yang seharusnya dikonsumsi oleh seluruh peralatan (2.2) Beban rata-rata adalah daya rata-rata yang dikonsumsi selama waktu tertentu. Untuk pemakaian selama 1 bulan, beban rata-rata = energi terpakai (KWH) / jam perbulan. Sedangkan maksimum kebutuhan adalah daya maksimum

9 yang dikonsumsi selama kurun waktu pemakaian energi listrik. Hubungan antara beban rata-rata dan beban maksimum dapat dilihat dalam gambar 2.4. Gambar 2.4 Hubungan Antara Beban Rata-Rata dan Daya Maksimum 2.2.5 Faktor Kebutuhan Dalam sistem kelistrikan, faktor kebutuhan didefinisikan sebagai rasio dari kebutuhan daya maksimum terhadap total daya yang tersambung. Faktor kebutuhan mengindikasikan prosentasi pemakaian total daya tersambung yang dioperasikan pada kurun waktu tertentu. Nilai dari faktor kebutuhan biasanya kurang dari satu disebabkan maksimum kebutuhan daya umumnya kurang dari daya tersambung. (2.3) Faktor kebutuhan diperlukan untuk menghitung kapasitas konduktor, transformator, peralatan proteksi dan semua peralatan yang berkaitan dengan distribusi daya listrik ke beban.

10 2.3 Motor Listrik yaitu : Ada tiga komponen energi listrik yang dibutuhkan oleh sebuah motor, a. Beban mekanik pada motor b. Rugi mekanik dalam motor c. Rugi listrik dalam motor dan rugi pada sistem tenaga listrik Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk memutar impeller pompa, fan, blower, menggerakan kompresor, mengangkat beban dan lain lain. Dikarenakan banyaknya motor listrik yang digunakan maka efisiensi motor listrik sangat penting. Faktor - faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah : a. Usia b. Suhu motor c. Penggulungan ulang motor d. Beban Terdapat hubungan yang jelas antara efisiensi motor dengan beban. Pabrik motor merancang motor untuk beroperasi pada beban 50-100% dan akan paling efisien pada beban 75%. Tetapi jika beban turun dibawah 50%, efisiensi turun dengan cepat. Mengoperasikan motor dibawah 50% akan tidak efisien. Efisiensi motor yang tinggi diinginkan untuk operasi yang efisien dan menjaga biaya produksi. 2.4 Sistem Pendingin (HVAC) Sistem tata udara suatu ruangan merupakan salah satu peralatan listrikyang harus diatur dengan baik pemakaiannya sehingga jangan sampai menjadi sumber pemborosan energi tanpa kegunaan optimal.

11 Pengaturan listrik untuk mengatur tata udara adalah hal yang sangat penting dalam merancang suatu gedung, baik itu perkantoran ataupun gardu listrik. Berikut ini adalah hal-hal yang harus diperhatikan. a. Penciutan perolehan panas matahari melalui jendel-jendela kaca dan pintupintu kaca dengan peneduhan. Peneduhan ini akan mengurangi beban pendinginan sehingga kerja sistim pendingin akan lebih ringan. b. Pelapisan jendela dan pintu kaca yang menghadap langsung dengan sinar matahari dengan lapisan film yang bisa memantulkan panas. c. Isolasi panas yang baik dari saluran (ducting) akan berpengaruh pada kendala kerja AC, sehingga akan mengurangi konsumsi listrik. d. Memperbaiki kebocoran saluran udara e. Memeriksa secara berkala tekanan gas / freon. 2.5 Sistem Penerangan Sistem penerangan dalam sebuah industri adalah salahsatu bagian yang sangat penting sselain peralatan listrik yang berhubungan langsung dengan prosees produksi. Kurangnya pencahayaan sangat berpengaruh terhadap kelancaran proses kerja, tetapi sistem pencahayaan yang berlebihan juga tidak baik karen selain pemborosan energi juga biaya listrik yang tidak sesuai dengan kebutuhan. 2.6 Dasar Perhitungan Rekening Listrik Berdasarkan tarif dasar listrik tahun 2013 penggolongan tarif dibedakan menjadi beberapa kelompok a. Berdasarkan kebutuhannya yaitu, rumah tangga, pelayanan sosial, bisnis, industri, kantor pemerintahan dan penerangan jalan umum. b. Berdasarkan tegangan penyambungan listriknya yaitu, tegangan rendah, tegangan menengah, tegangan tinggi.

12 Tabel 2.1 Golongan Tarif Pelanggan Listrik Golongan No Tarif 1 I-1/TR 2 I-2/TR 3 I-3/TM 4 I-4/TT 5 P-1/TR 6 P-2/TM 7 P-3/TR Batas Daya 450 VA s.d. 14 kva di atas 14 kva s.d. 200 kva di atas 200 kva 30.000 kva ke atas 450 VA s.d. 200 kva di atas 200 kva Keterangan Golongan tarif untuk keperluan industri kecil/rumah tangga. Golongan tarif untuk keperluan industri sedang. Golongan tarif untuk keperluan industri menengah. Golongan tarif untuk keperluan industri besar. Golongan tarif untuk keperluan kantor pemerintah kecil dan sedang. Golongan tarif untuk keperluan kantor pemerintah besar. Golongan tarif untuk keperluan penerangan jalan umum. 2.6.1 Biaya Beban Biaya beban adalah biaya yang harus dikeluarkan tanpa memperhatikan apakah energi listrik tersebut dipakai atau tidak. Biaya beban ini tidak perlu dihitung jika jam nyala lebih dari 40 jam, hanya berlaku untuk industri yang jam nyalanya kurang dari 40 jam. Perhitungannya menggunakan tarif minimum 40 jam nyala dikalikan daya terpasang dan pemakaian blok LWBP. Biaya Beban = 40 (Jam Nyala) x Daya Terpasang x Pemakaian Blok LWBP (2.4)

13 2.6.2 Biaya Pemakaian Energi Listrik Biaya yang harus dikeluarkan berdasarkan pemakaia energi listrik. Biaya pemakaian masing-masing golongan tarif mempunyai aturan yang berbeda, sebagai berikut : a. I1/TR, harga tarif per kwh dibedakan menjadi dua blok. Blok I untuk 0 s.d. 30 kwh dan blok II untuk diatas 30 kwh. b. I2/TR, besarnya tarif dihitung berdasarkan jumlah pemakaian. c. I3/TM, besarnya tarif dihitung berdasarkan jumlah pemakaian. Sehingga biaya untuk pemakaian energi listrik adalah : Biaya Pemakaian = konsumsi kwh x TDL (2.5) 2.6.3 Denda Biaya tambahan adalah biaya denda karena faktor daya kurang dari harga yang ditentukan oleh PLN yaitu 0,85. Apabila faktor daya kurang dari 0,85 maka dikenakan biaya per kvarh. Bea kvarh = [Energi kvarh - (energi kwh x 0,85)] x biaya per kvarh (2.6) 2.6.4 Pajak Penerangan Jalan Pajak penerangan jalan yang ditentukan oleh PLN untuk golongan industri sebesar 3 % dari total biaya beban, biaya peakaian energi listrik dan denda. PPJ = 3 % x (Biaya Beban + Biaya Pemakaian + Denda) (2.7)

14 2.6.5 Total Biaya Rekening Listrik Biaya yang harus dibayarkan konsumen kepada PLN adalah penjumlahan dari biaya dari poin 2.9.1 s.d. 2.9.4 Total Biaya = Biaya Beban + Biaya pemakaian + Denda + Biaya Pajakiii (2.8)