ANALISA EFISIENSI PENGGANTIAN LAMPU TL DENGAN LAMPU HEMAT ENERGI LED DI PG KREBET BARU
SKRIPSI Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
ALI MUSTHAFA NIM : 09530100
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015 i
LEMBAR PENGESAHAN ANALISA EFISIENSI PENGGANTIAN LAMPU TL DENGAN LAMPU HEMAT ENERGI LED DI PG KREBET BARU Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang Oleh: Ali Musthafa NIM : 09530100 Tanggal Ujian : 03 Oktober 2015 Periode Wisuda : Periode III Tahun 2015 Disetujui oleh :
1. Ir. Diding Suhardi, MT. NIP: 10892100286
(Pembimbing I)
2. Ir. Nurhadi, MT. NIP: 1089009183
(Pembimbing II)
3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIP: 10892030257
(Penguji I)
4. Drs.Budi Priyanto, Msi. NIP: 10893030293
(Penguji II)
Mengetahui, Ketua Jurusan Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIP: 10892030257 ii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb. Alhamdulillahi Rabbil ‘Alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sertamemberikan kesempatan bagi penulis untuk dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul Analisa Efisiensi Penggantian Lampu TL dengan Lampu Hemat Energi LED di PG Krebet Baru Penulisan Skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik pada program studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari bahwa dalam Skripsi ini masih banyak terdapat kelemahan maupun kekurangannya, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Selesainya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, sehingga padakesempatan ini penulis dengan segala kerendahan hati dan penuh rasa hormat mengucapkan terima kasihyang sebesar – besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan moril maupun materil secara langsung maupun tidak langsung kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini hingga selesai, terutama kepada yang saya hormati : 1. Bapak Drs. H. Muhajir Effendy, MAP selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Ibu
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Malang.
iii
4. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku Pembimbing I penulis yang telah memberikan kritik dan saran bimbingan maupun arahan yang sangat berguna dalam penyusunan dan penyelesaian skripsi ini. 5. Bapak Ir. Nurhadi, MT selaku Pembimbing II penulis yang dengan penuh kesabaran memberikan bimbingan dan pengarahan selama ini. 6. Bapak Audry Harris Jolly Lapian selaku General Manager PG Krebet Baru. 7. Bapak Kusnanto Wiyono Selaku Pembimbing Penelitian, Mas Yoyok dan semua staff karyawan khusunya Bagian Instalasi yang mana telah banyak saran dan arahan yang sangat berguna bagi penyelesaian skripsi ini. 8. Teristimewa kepada Kedua Orang Tua penulis Bapak Suradi, Ibu Nani Handayani dan seluruh keluarga penulis yang selalu mendoakan, memberikan motivasi dan pengorbanannya baik dari segi moril maupun materi kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 9. Tak lupa pula penulis haturkan Terima kasih Kepada Guru Besar penulis KH. Qosim Buchori, Gus Anton dan beserta seluruh keluarga besar KH. Qosim Buchori yang selalu mendoakan dan memberikan motivasi dalam proses penyelesaian skripsi ini. 10. Sahabat – sahabatku Mas Athok, Mba Naning Widiyawati, Doni liyandi, M. Zainal Arifin, Arif effendi, M. Munir Cholis, Aris, Mas Hadiansyah, Arifin, terima kasih atas bantuan dan supportnya. Akhir kata penulis berharap semoga skiripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan menjadi bahan masukan bagi dunia pendidikan. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih. Wassalamu’alaikum WR. WB. Malang, 03 Oktober 2015
Penulis
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iii LEMBAR PERNYATAAN ........................................................................ iv KATA PENGANTAR .................................................................................
v
DAFTAR ISI............................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xi DAFTAR TABEL ...................................................................................... xiii ABSTRAKSI ............................................................................................... xv ABSTRACTION ........................................................................................ xvi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 2 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 2 1.4 Batasan Masalah .............................................................................. 2 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 2 1.6 Metodologi ........................................................................................ 3 1.7 Sistematika Pembahasan .................................................................. 3
BAB II DASAR TEORI ............................................................................. 5 2.1 Lampu TL ........................................................................................ 5 2.2 Lampu LED ..................................................................................... 9 2.3 Lux Meter ......................................................................................... 13 2.3.1 Prosedur Penggunaan Alat ................................................... 14 2.3.2 Cara Pembacaan .................................................................... 15 2.4 Pengertian Pencahayaan ................................................................... 16 2.5 Penentuan Titik Pengukuran, Bedasarkan SNI 16 – 7062 – 2004 ... 19 v
2.6 Pengertian Daya ............................................................................... 21 2.6.1 Daya Aktif ............................................................................. 22 2.6.2 Daya Reaktif .......................................................................... 22 2.6.3 Daya Semu ............................................................................. 23 2.6.4 Segitiga Daya ......................................................................... 23 2.6.5 Faktor Daya ........................................................................... 23 2.6.6 Faktor Daya Terbelakang ...................................................... 24 2.6.7 Faktor Daya Mendahului ....................................................... 24 2.6.8 Sifat Beban Listrik ................................................................. 25 2.6.8.1 Beban Resitif ............................................................ 25 2.6.8.2 Beban Induktif ......................................................... 26 2.6.8.3 Beban Kapasitif ........................................................ 26 2.7 Tarif Dasar Listrik ( TDL ) .............................................................. 27 2.8 Perbandingan Lampu LED dan Lampu Neon Tabung ( TL ) .......... 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................ 31 3.1 Objek Penelitian ............................................................................... 31 3.1.1 Lokasi Perusahaan ................................................................. 31 3.1.2 Tujuan dan Latar Berdirinya ................................................. 31 3.1.3 Sejarah Singkat PG Krebet Baru ........................................... 32 3.1.4 Deskripsi Ruangan ................................................................. 34 3.2 Analisa langsung Lampu LED pada ruangan .................................. 35 3.3 Metode Penelitian ............................................................................ 37 3.3.1 Rumus Perhitungan Pencahayaan Pada Ruangan .................. 37 3.3.2 Rumus Perhitungan Biaya Daya Lampu .............................. 40
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA ................................................ 42 4.1 Pengukuran dan Analisa .................................................................... 42
vi
4.2 Alat dan Proses Pengukuran .............................................................. 42 4.3 Metode dan Prosedur Pengukuran ..................................................... 42 4.3.1 Prinsip ...................................................................................... 42 4.3.2 Prosedur Pengukuran ............................................................... 42 4.3.2.1 Penentuan Titik Pengukuran ...................................... 42 4.3.2.2 Persyaratan Pengukuran ............................................. 44 4.3.2.3 Tata Cara Pengukuran ................................................ 44 4.3.3 Hasil Pengukuran Intensitas Penerangan Lampu LED ............ 45 4.3.4 Hasil Pengukuran Intensitas Penerangan Lampu TL .............. 46 4.3.5 Hasil Pengukuran Intensitas Penerangan Lampu LED Pada ruangan kantor Aula ................................................................. 47 4.3.6 Hasil Pengukuran Intensitas Penerangan Lampu TL Pada Ruangan Aula ................................................................. 49 4.3.7 Penentuan Jumlah Titik Lampu Ruang Kantor ........................ 50 4.3.8 Penerangan Maksimal Perkantoran ......................................... 52 4.3.9 Penentuan Jumlah Titik Lampu Ruang Aula............................ 52 4.3.10 Penerangan Maksimal Aula ..................................................... 54 4.3.11 Pengukuran Arus (Ampere) dan Tegangan (Volt) ................... 54 4.3.12 Break Event Point .................................................................... 56 4.3.10.1 Pemakaian Daya Sesungguhnya ............................... 56 4.3.10.2 Tarif Daya Listrik Untuk Ruang Kantor .................. 59 4.3.10.3 Tarif Daya Listrik Untuk Ruang Aula ...................... 61 4.3.13 Masa Pakai Lampu .................................................................. 62 BAB V PENUTUP ........................................................................................ 64 5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 64 5.2 Saran .................................................................................................. 65 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. xiv
vii
LAMPIRAN A Tabel Lampu .................................................................... LAMPIRAN B Teknik Pengukuran Ruangan ......................................... LAMPIRAN C Foto Hasil Pengujian ........................................................ LAMPIRAN D Data Sheet Lampu Turnodo Dimmable 20W ................ LAMPIRAN E Data Sheet Lampu LEDBulp 14W .................................
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Lampu TL ................................................................................... 5
Gambar 2.2
Diagram Pengkawatan Lampu Flourecent ................................. 6
Gambar 2.3
Diagram Pengkawatan Lampu TL CFL ..................................... 7
Gambar 2.4
Tabel warna pada box lampu Philips ......................................... 8
Gambar 2.5
LED ............................................................................................ 9
Gambar 2.6
Lampu LED ................................................................................ 11
Gambar 2.7
Perpindahan elektron pada sebuah LED .................................... 12
Gambar 2.8
Lux Meter ................................................................................... 14
Gambar 2.9
Denah penerangan setempat ....................................................... 20
Gambar 2.10 Penentuan titik pengukuran penerangan umum dengan luas kurang dari 10 m² ....................................................................... 20 Gambar 2.11 Penentuan titik pengukuran umum dengan luas 10 m² - 100 m² ............................................................................ 21 Gambar 2.12 Penentuan titik pengukuran umum dengan luas lebih dari 100 m² ........................................................................ 21 Gambar 2.13 Arah Aliran arus listrik ............................................................... 22 Gambar 2.14 Penjumlahan trigonometri daya aktif, reaktif dan semu ............. 23 Gambar 2.15 Segitiga Daya ............................................................................. 23 Gambar 2.16 Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ ........................... 24 Gambar 2.17 Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut ............................... 24 Gambar 2.18 Arus dan Tegangan pada Beban Resistif .................................... 26 Gambar 2.19 Arus, tegangan dan GGL insduksi-diri pada beban induktif ...... 26 Gambar 2.20 Arus, tegangan dan GG Linduksi - diri pada beban kapasitif .... 27 Gambar 3.1
Ruangan kantor instalasi ............................................................ 35
Gambar 3.2
Titik Pengukuran pada ruangan ................................................. 36
Gambar 4.1
Denah Ruang Kantor .................................................................. 43
Gambar 4.2
Denah Ruang Aula ..................................................................... 44
ix
Gambar 4.3
Multimeter.................................................................................. 51
Gambar 4.4
Grafik Perbandingan Nilai Lampu TL dengan Lampu LED ............................................................................... 59
Gambar 4.5
Grafik Perbandingan Biaya per KWH dan Biaya perawatan ..... 63
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tarif dasar listrik ......................................................................... 27
Tabel 2.2
Perbandingan umur lampu, kekuatan cahaya lampu dan konsumsi Power .......................................................................................... 30
Tabel 3.1
Data umum Artficial Lighting ..................................................... 34
Tabel 3.2
Tabel analisa data perbandingan pada lampu LED dengan lampu TL ..................................................................................... 37
Tabel 4.1
Pengukuran tingkat pencahayaan Lampu LED 14 Watt pada jarak 2 meter pada ruang kantor instalasi .................................... 45
Tabel 4.2
Pengukuran tingkat pencahayaan Lampu LED 8 Watt pada jarak 2 meter pada ruang kantor instalasi .................................... 46
Tabel 4.3
Pengukuran tingkat pencahayaan Lampu TL 20 watt pada ruang kantor instalasi ............................................................................. 47
Tabel 4.4
Pengukuran tingkat pencahayaan Lampu LED 14 watt pada ruang kantor instalasi ................................................................... 48
Tabel 4.5
Pengukuran tingkat pencahayaan Lampu LED 8 watt pada ruang kantor instalasi ................................................................... 49
Tabel 4.6
Pengukuran tingkat pencahayaan Lampu TL 20 watt pada ruang kantor instalasi ............................................................................. 50
Tabel 4.7
Pengukuran Arus dan Tegangan lampu LED 14 watt ................. 55
Tabel 4.8
Pengukuran Arus dan Tegangan lampu TL 20 watt .................... 56
Tabel 4.9
Pengukuran Arus dan Tegangan lampu LED 8 Watt .................. 56
Tabel 4.10 Hasil pengukuran dan perhitungan daya sesungguhnya lampu LED dan TL ................................................................................ 58 Tabel 4.11 Perbandingan Biaya Penggantian lampu LED dan TL per 30.000 jam ............................................................................. 62
xi
DAFTAR PUSTAKA
1. Departemen Pekerjaan Umum. Standard Penerangan Buatan di Dalam Gedung-gedung, Penerbit Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung, 1985 2. Under Ministry of Power. 2005. “ Best Practice Manual – Lighting”. India: Bureau of Energy Efficiency. 3. Harto Saputro, Jimy. 2013. Analisa Penggunaan Lampu LED Pada Penerangan Dalam Rumah.. Universitas Dipenogoro. Semarang. Jurnal 4. Linsley, Trevor, 2004. Instalasi Listrik Tingkat Lanjut. Erlangga. Jakarta 5. Peralatan Energi Listrik: Pencahayaan. Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia. UNEP. 2006. Jurnal 6. SNI 03-6197-2000. 2000. Konversi Energi Pada Sistem Pencahayaan. 7. SNI 03-6575-2001. 2001. Tata cara perancangan sistem pencahayaan buatan pada bangunan gedung 8. Hasbullah, Teknik Elektro FPTK UPI. 2010. Pedoman Istalasi Cahaya. Jurnal 9. SNI 16-7062-2004. 2004. Pengukuran intensitas penerangan di tempat kerja
xii