BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Lampu Penerangan Jalan Umum Lampu penerangan jalan umum pertama kali diterapkan pada tahun 1884 di Rumania. Ada sebanyak 731 lampu jalan yang terpasang di jalan-jalan seluruh pelosok Rumania. Hal ini membuktikan bahwa kebutuhan akan lampu penerangan jalan umum telah ada sejak dulu kala. Lampu penerangan jalan umum ini bermanfaat untuk meningkatkan keamanan, terutama terhadap kriminalitas dan meningkatkan jarak pandang ketika berkendara pada malam hari. Seiring dengan meningkatnya peradaban manusia, maka kebutuhan akan lampu penerangan jalan umum pun semakin meningkat. Wilayah perkotaan yang meluas dan pertumbuhan jumlah jalan raya mengharuskan penerangan jalan untuk ikut bertambah. Hal ini berarti pertambahan yang besar pula bagi kebutuhan listrik. Saat isu mengenai krisis energi listrik mencuat, lampu penerangan jalan umum muncul sebagai salah satu objek yang dapat dihemat penggunaan energi listriknya. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan untuk mengurangi penggunaan energi listriknya adalah denga mengganti lampu merkuri dengan lampu LED yang hemat energi. Negara Jepang merupakan negara pertama yang mengaplikasikan LED sebagai lampu jalan di wilayah Osaka pada awal 2000-an. Hal ini terbukti dapat menekan jumlah konsumsi listrik sebesar 80% di wilayah tersebut.
19
Alternatif kedua muncul ketika teknologi solar cell mulai berkembang. Selain diterapkan di rumah-rumah, solar cell juga diterapkan sebagai sumber energi alternatif untuk lampu penerangan jalan umum. Dengan digunakannya solar cell sebagai sumber energi lampu penerangan jalan umum, maka lampu penerangan jalan umum tidak lagi memerlukan suplai listrik dari PLN. Ketika kedua alternatif ini digabungkan, lampu jalan pun menjadi sebuah solusi untuk penghematan listrik yang efektif.
2.2 Lampu Penerangan Jalan Umum Lampu penerangan jalan umum atau yang biasa disingkat LPJU merupakan lampu penerangan yang dipasang bagi kepentingan umum dan bersifat publik yang penyalaannya dapat dilakukan secara otomatis dengan menggunakan photocell. Dimana pada saat matahari terbenam atau saat kondisi lingkungan sekitar LPJU gelap, maka LPJU akan secara otomatis akan menyala. Adapun beberapa fungsi penerangan jalan umum adalah sebagai berikut : 1. Menghasilkan kekontrasan antara jalan dan obyek. 2. Meningkatkan keselamatan dan kenyamanan pengguna jalan khususnya pada malam hari. 3. Sebagai alat bantu naviagasi pengguna jalan. 4. Mendukung keamanan lingkungan. 5. Menambah nilai keindahan lingkungan. LPJU dipasang di berbagai jenis atau kelas jalan dimana kebutuhannya disesuaikan. 20
Adapun kelas-kelas jalan tersebut adalah sebagai berikut.
Jalan Trotoar Jalan trotoar adalah jalur pejalan kaki yang umumnya sejajar dengan jalan dan lebih tinggi dari permukaan perkerasan jalan untuk menjamin keamanan pejalan kaki yang bersangkutan.
Jalan Lokal Jalan lokal merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan setempat dengan ciri perjalanan jarak dekat, kecepatan rata-rata rendah, dan jumlah jalan masuk tidak dibatasi.
Jalan Kolektor Jalan kolektor merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan pengumpul atau pembagi dengan ciri perjalanan jarak sedang, kecepatan rata-rata sedang, dan jumlah jalan masuk dibatasi.
Jalan Arteri Jalan arteri merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan utama dengan ciri perjalanan jarak jauh, kecepatan rata-rata tinggi, dan jumlah jalan masuk dibatasi secara berdaya guna.
Jalan Layang Jalan layang merupakan perlengkapan jalan bebas hambatan untuk mengatasi hambatan karena konflik dipersimpangan, melalui kawasan kumuh yang sulit ataupun melalui kawasan rawa-rawa.
Jalan Terowongan Terowongan adalah sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan biasa digunakan untuk lalu lintas kendaraan 21
(umumnya mobil atau kereta api) maupun para pejalan kaki atau pengendara sepeda sebagai sebuah tembusan dari suatu tempat ke tempat lainnya.
Jalan Simpang Susun Simpang susun adalah persimpangan tidak sebidang dimana dapat dilakukan perpindahan dari satu kaki persimpangan ke kaki lainnya melalui akses yang terhubung tidak sebidang.
2.2.1 Standar LPJU Cahaya adalah suatu bentuk radiasi energi elektromagnetik yang dipancarkan dalam bagian spektrum yang dapat dilihat. Cahaya ditentukan oleh beberapa hal berikut: 1. Luminous flux yang diartikan sebagai fluks Cahaya, merupakan jumlah kekuatan cahaya yang dikeluarka oleh sumber cahaya dalam waktu satu detik. Fluks cahaya disimbolkan dengan Ф dan memiliki satuan lumen. 2. Intensity luminous yang diartikan sebagai intensitas cahaya, merupakan intensitas pancaran atau kekuatan cahaya yang dikeluarkan oleh sumber cahaya.
Intensitas
cahaya
menunjukkan
distribusi
fluks
cahaya
disimbolkan dengan I dan memiliki satuan candela (cd). 3. Luminance yang diartikan sebagai luminasi, merupakan tingkat keterangan permukaan suatu benda atau sumber cahaya yang sampai ke arah pengamat.
22
Untuk menghitung besar luminasi dapat dicari dengan membagi intensitas cahaya (I) dengan luas permukaan (A). Persamaannya sebagai berikut:
L
I cd / m 2 As
(2.1)
Kualitas pencahayaan normal menurut jenis atau klasifikasi fungsi jalan ditentukan seperti pada Tabel 2.1 Tabel 2.1 Kualitas Pencahayaan Normal Kuat Pencahayaan Luminansi
Batasan Silau
(Iluminansi) Klasifikasi
E
Kemerataan
L
Kemerataan
Jalan
rata-
(Uniformity)
rata-
(uniformity)
rata
VD
TJ G
rata
(%)
VI
g1 (lux)
(cd/m²)
Trotoar
1-4
0,10
0,10
0,40 0,50
4
20
Jalan lokal :
2-5
0,10
0,50
0,40 0,50
4
20
- Primer
2-5
0,10
0,50
0,40 0,50
4
20
Jalan kolektor :
3-7
0,14
1,00
0,40 0,50
4-5
20
- Primer
3-7
0,14
1,00
0,40 0,50
4-5
20
Jalan arteri :
11 - 20
0,14 - 0,20
1,50
0,40 0,50 -
5-6 10 - 20
- Primer
11 – 20
0,14 - 0,20
1,50
0,40
5-6 10 – 20
- Sekunder
- Sekunder
- Sekunder
0,70 0,50 -
23
0,70 15 – 20
Jalan arteri
0,14 - 0,20
1,50
0,40 0,50 -
dengan
5-6 10 – 20
0,70
akses kontrol, jalan bebas hambatan Jalan layang,
20 - 25
0,20
2,00
0,40 0,70
6
10
simpang susun, terowongan keterangan : g1
= Emin/Emaks
VD
= Lmin/Lmaks
VI
= Lmin/Lrata-rata
G
= silau (glare)
TJ
= batas ambang kesilauan
2.2.2 Jenis Lampu Penerangan Jalan Umum Jenis lampu penerangan jalan umum ditinjau dari karakteristik and penggunaannya dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Jenis Lampu Penerangan Jalan Secara Umum Menurut karakteristik dan penggunaan Jenis
Efisiensi
Umur
Daya
Pengaruh
Lampu
rata-rata
rencana
(watt)
thd warna
(lumen/watt) rata-rata
Keterangan
obyek 24
(jam) Lampu
60 – 70
tabung
8.000 –
18 - 20; Sedang
10.000
36 – 40
- untuk jalan kolektor dan lokal;
fluorescent
- efisiensi cukup tinggi tetapi
tekanan
berumur pendek;
rendah
- jenis lampu ini masih dapat digunakan untuk hal-hal yang terbatas.
Lampu
50 – 55
gas
16.000 – 125; 250 Sedang 24.000
;
- untuk jalan kolektor, lokal dan persimpangan;
merkuri
400; 70
tekanan
0
- efisiensi rendah dan umur panjang
tinggi (MBF/U) Lampu gas
100 – 200
sodium
8.000 -
90; 180 Sangat
10.000
buruk
- untuk jalan kolektor, lokal, persimpangan, penyebe-
bertekanan
rangan, terowongan, tem-
rendah
pat peristirahatan (rest
(SOX)
area); - efisiensi sangat tinggi dan umur cukup panjang,
Lampu gas sodium
110
12.000 20.000
150; 250 ;
Baik
- Untuk jalan tol, arteri, kolektor, persimpangan 25
tekanan
400
- efisiensi tinggi, umur
tinggi
sangat panjang
(SON)
- Jenis lampu ini sangat baik dan sangat dianjurkan untuk digunakan karena efisiensinya yang baik dan usia pakainya yang lama.
Lampu
29-155
Light
30.000 -
15-300
Baik
50.000
- untuk jalan kolektor, lokal, persimpangan, penyebe-
Emitting
rangan, terowongan, tem-
Diode
pat peristirahatan
(LED)
- efisiensi tinggi, umur paling panjang - Jenis lampu ini sangat baik dan sangat dianjurkan untuk digunakan.
2.2.3 Pemilihan jenis dan kualitas lampu penerangan Pemiliihan jenis dan kualitas lampu penerangan didasarkan pada : 1. nilai efesiensi (Tabel 2.2) 2. umur rencana 3. kekontrasan permukaan jalan dan obyek.
26
2.2.4
Sistem penempatan lampu penerangan jalan umum
Penempatan lampu penerangan jalan umum adalah susunan penempatan ataupun penataan lampu antara yang satu dengan yang lain. Sistem penempatan lampu ada dua jenis yakni sebagai berikut. 1.
Sistem menerus, yaitu : sistem penempatan lampu penerangan jalan umum yang kontinyu/menerus di sepanjang jalan maupun jembatan
2. Sistem parsial, yaitu : sistem penempatan lampu penerangan jalan umum pada suatu daerah - daerah tertentu sesuai dengan keperluan. Penempatan lampu penerangan jalan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan : a. kemerataan pencahayaan yang sesuai dengan ketentuan Tabel 2.3 Tabel 2.3 Rasio Kemerataan Pencahayaan Lokasi penempatan
Rasio maksimum
Jalur lalu lintas : - di daerah permukiman
6:1
- di daerah komersil/pusat kota
3:1
Jalur pejalan kaki : - di daerah permukiman
10 : 1
- di daerah komersil/pusat kota
4:1
Terowongan
4:1
Tempat-tempat peristirahatan (rest area)
6:1
27
Uniformity ratio adalah perbandingan harga antara nilai minimum dengan nilai rata-rata atau nilai maksimumnya dari suatu besaran kuat penerangan atau luminasi pada suatu permukaan jalan. Uniformity ratio 3 : 1 berarti rata-rata nilai kuat penerangan/luminansi adalah 3 (tiga) kali nilai kuat penerangan/luminasi pada suatu titik dari penerangan minimum pada permukaan/perkerasan jalan. b. keselamatan dan keamanaan bagi pengguna jalan c. pencahayaan yang lebih tinggi di area tikungan atau persimpangan di banding bagian yang lurus d. arah dan petunjuk yang jelas bagi pengguna jalan dan pejalan kaki. Sistem penempatan lampu penerangan jalan yang disarankan dapat dilihat pada Tabel 2.4. Tabel 2.4 Sistem penempatan lampu penerangan jalan
Jenis jalan / jembatan
Sistem penempatan lampu yang
digunakan Jalan arteri sistem menerus dan parsial Jalan kolektor sistem menerus dan parsial Jalan lokal sistem menerus dan parsial Persimpangan, simpang susun, ramp sistem menerus Jembatan sistem menerus Terowongan sistem menerus bergradasi pada 2.3 Kriteria Perencanaan Lampu Penerangan Jalan Umum ujung-ujung terowongan Kriteria untuk perencanaan lampu penerangan jalan meliputi hal-hal berikut. 1. Penempatan lampu penerangan jalan harus direncanakan sedemikian rupa
sehingga dapat memberikan : 28
- penerangan yang merata - keamanan dan kenyamanan bagi pengendara - arah dan petunjuk ( guide ) yang jelas Pada sistem penempatan parsial, lampu penerangan jalan harus memberikan adaptasi yang baik bagi penglihatan pengendara sehingga efek kesilauan dan ketidaknyamanan penglihatan dapat dikurangi. 2. Pemilihan jenis dan kualitas lampu penerangan jalan didasarkan efektifitas
dan nilai ekonomi lampu, yaitu nilai efektifitas ( lumen /watt ) lampu yang tinggi umur rencana yang panjang 3. Perbandingan Kemerataan Pencahayaan ( Uniformity Ratio ).
2.3.1 Gambaran umum perencanaan dan penempatan lampu penerangan jalan umum Gambar 2.1 di bawah menunjukkan penempatan lampu penerangan jalan umum yang sesuai dengan standar yang berlaku.
Gambar 2.1 Penempatan Lampu Penerangan Jalan umum Dimana : H
= tinggi tiang lampu
L
= lebar badan jalan, termasuk median jika ada 29
e
= jarak interval antar tiang lampu
s1+s2 = proyeksi kerucut cahaya lampu s1
= jarak tiang lampu ke tepi perkerasan
s2
= jarak dari tepi perkerasan ke titik penyinaran terjauh
I
= sudut pencahayaan / penerangan
2.3.2 Kriteria penempatan lampu penerangan jalan umum Kriteria besaran-besaran lampu penerangan jalan umum dapat dilihat pada Tabel 2.5 berikut. Tabel 2.5 Uraian Besaran-Besaran Kriteria Penempatan Lampu Penerangan Jalan Umum Uraian
1.
Tiang tinggi lampu (H) - Lampu standar Tinggi rata-rata tiang yang digunakan - Lampu menara Tinggi rata-rata tiang yang digunakan
Besaran-Besaran
10-15 meter 13 meter 20-50 meter 30 meter
Jarak interval antara tiang lampu 2.
3.
Jalan arteri Jalan kolektor Jalan local Minimum jarak interval tiang Jarak tiang lampu ke tepi perkerasan (s1)
3.0 H – 3.5 H 3.5 H – 4.0 H 5.0 H – 6.0 H 30 meter Minimum 0.7 meter
4.
Jarak dari tepi perkerasan ke titik penerangan Minimum L/2 terjauh
5.
Sudut penerangan
20⁰ - 30⁰
Keterangan : H = Tinggi tiang lampu (meter) L = Lebar badan jalan (meter)
30
2.3.3 Batasan lampu penerangan jalan umum Batasan penempatan lampu penerangan jalan tergantung dari tipe lampu, tinggi lampu, lebar jalan dan tingkat kemerataan pencahayaan dari lampu yang akan digunakan. Jarak antar lampu penerangan secara umum dapat mengikuti batasan seperti pada Tabel 2.6. Dalam tabel tersebut dipisahkan antara dua tipe rumah lampu, yakni : a. rumah lampu ( lantern ) tipe A mempunyai penyebaran sorotan cahaya / sinar lebih luas, tipe ini adalah jenis lampu gas sodium bertekanan rendah b. rumah lampu tipe B mempunyai sorotan cahaya lebih ringan, terutama yang langsung ke jalan, yaitu jenis lampu gas merkuri atau sodium bertekanan tinggi. Tabel 2.6 Jarak Antar Tiang Lampu Penerangan (e) Berdasarkan Tipikal Distribusi Pencahayaan dan Klasifikasi Lampu 1. Rumah lampu tipe A Lebar jalan
Tinggi
Tingkat Jenis Lampu
Lampu 4
5
6
7
8
3
3
2
2
2
3
3
5
4
35W SOX
1
0
1
-
Pencahayaan
9
(m) 3
1
-
-
-
-
3
3
3
3
3
5
5
5
5
4
2
4
4
3
3
3
3
3
2
2
0
8
6
3
1
0
9
4
4
3
3
3
3
3
2
5
-
3.5 Lux
6
55W SOX
6
6.0 Lux 31
90W SOX
90W SOX
2
0
8
6
3
2
0
8
6
6
5
5
5
5
4
4
0
0
8
5
2
0
8
6
3
3
3
3
3
3
2
2
6
5
5
3
1
0
9
8
4
4
4
4
4
4
4
3
6
5
5
4
3
1
0
9
2
2
2
2
2
2
5
4
3
2
1
0
3
3
3
3
3
3
7
6
5
3
2
1
2
2
2
2
2
1
0
0
8
8 10.0 Lux
135W SOX
135W SOX
10
10
-
20.0 Lux
180W SOX
180W SOX
10
-
10
-
-
-
-
-
30.0Lux
2. Rumah lampu tipe B Tinggi
Lebar jalan Tingkat
Jenis Lampu
Lampu
4
5
6
7
8
9
10
11 Pencahayaan
(m) 4
32
32
32
-
-
-
-
-
5
35
35
35
35
35
34
32
-
6
42
40
38
36
33
31
30
29
6
42
40
38
36
33
32
30
28
50W SON atau 3.5 Lux
80W MBF/U
70W SON atau 125W MBF/U 70W SON atau
6.0 Lux 8
60
60
58
55
52
50
48
46 32
125W MBF/U 100W SON
8
36
35
35
33
31
30
29
28
150W SON 10.0 Lux atau 250W
10
46
45
45
44
43
41
40
39
10
-
-
25
24
23
22
21
20
MBF/U 250W SON atau 400W MBF/U 20.0 Lux 250W SON atau 400W
10
-
-
37
36
35
33
32
31
10
-
-
-
-
22
21
20
20
MBF/U 400W SON
30.0Lux
Keterangan : - Jarak antar tiang lampu dalam meter. - Rumah lampu tipe A mempunyai penyebaran cahaya lebih luas. - Rumah lampu tipe B mempunyai penyebaran cahaya lebih ringan/kecil, terutama yang langsung ke jalan. 2.3.4 Penataan lampu penerangan jalan umum Di daerah-daerah
atau
kondisi
dimana
median
sangat
lebar (> 10 meter) atau pada jalan dimana jumlah lajur sangat banyak (> 4 lajur setiap arah) perlu dipertimbangkan dengan pemilihan penempatan lampu penerangan jalan kombinasi dari cara-cara tersebut di atas dan pada kondisi seperti ini, pemilihan penempatan lampu penerangan jalan direncanakan sendiri sendiri untuk setiap arah lalu-lintas. 33
Tabel 2.7 Penataan Letak Lampu Penerangan Jalan Tempat Jalan satu arah
Jalan dua arah
Persimpangan
Penataan / pengaturan letak - di kiri atau kanan jalan; - di kiri dan kanan jalan berselang-seling; - di kiri dan kanan jalan berhadapan; - di bagian tengah / separator jalan. - di bagian tengah / median jalan; - kombinasi antara di kiri dan kanan berhadapan dengan di bagian tengah / median jalan; - katenasi (di bagian tengah jalan dg sistem digantung) - dapat dilakukan dengan menggunakan lampu menara dengan beberapa lampu, umumnya ditempatkan di pulau-pulau, di median jalan, diluar daerah persimpangan (dalam RUMIJA ataupun dalam RUWASJA)
Gambar 2.2 Penempatan LPJU di Kiri/Kanan Jalan di Jalan Dua Arah
Gambar 2.3 Penempatan LPJU di Kiri dan Kanan Jalan Berselangseling di Jalan Dua Arah
34
Gambar 2.4 Penempatan LPJU di Kiri dan Kanan Jalan Berhadapan di Jalan Dua Arah
Gambar 2.5 Penempatan LPJU di Median Jalan di Jalan Dua Arah 2.4 Sel Surya Jumlah energi yang begitu besar yang dihasilkan dari sinar matahari, membuat sel surya atau yang biasa desbut juga solar cell menjadi alternatif sumber energi masa depan yang sangat menjanjikan. Sel surya juga memiliki kelebihan menjadi sumber energi yang praktis mengingat tidak membutuhkan transmisi karena dapat dipasang secara modular di setiap lokasi yang membutuhkan. Sel surya bekerja berdasarkan efek fotoelektrik pada material semikonduktor untuk mengubah atau mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik. Sel surya mulai populer akhir-akhir ini, selain karena mulai menipisnya cadangan enegi fosil dan isu global warming, energi yang dihasilkan juga sangat 35
murah karena sumber energinya berasal dari radiasa sinar matahari yang bisa didapatkan secara gratis. Sel surya dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Ilustrasi Cara Kerja Sel Surya dengan Prinsip p-n Junction Berdasarkan teori dapat
dianggap
Maxwell tentang radiasi elektromagnet, cahaya
sebagai spektrum
gelombang
panjang gelombang yang berbeda. Pendekatan
elektromagnetik
yang
berbeda
dengan
dijabarkan
oleh Einstein bahwa efek fotoelektrik mengindikasikan cahaya merupakan partikel diskrit atau quanta energi. Dualitas cahaya sebagai partikel dan gelombang dirumuskan dengan persamaan : (2.2) Dimana : f = frekuensi pada cahaya (Hz) λ = panjang gelombang (m) h = konstanta Planck (6,625 X 10-34 Js) c = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s) E = energi yang datang berupa bentuk paket-paket foton (joule)
36
2.4.1 Klasifikasi sel surya Secara sederhana klasifikasi sel surya yang ada hingga saat ini diilustrasikan pada Gambar 2.7 berikut :
Gambar 2.7 Skema Klasifikasi Sel Surya i)
Sel surya konvensional (silicon based) Sel surya berbahan dasar silikon adalah sel surya komersil pertama yang
berhasil dikembangkan. Efisiensi komersilnya saat ini sudah mencapai 15% sedangkan efisieni lab sudah mencapai 24,7%. Silikon adalah suatu material semikonduktor bervalensi empat. Saat ini silicon based solar cell masih mendominasi hingga 86% pasar sel surya di seluruh dunia. Untuk mengurangi biaya produksi, maka pengembangan dilakukan dengan meminimalisir material yang digunakan.
37
ii) Advance solar cell Sel surya non-silikon yang sampai saat ini berhasil dikembangkan antara lain sel surya berbasis lapisan tipis atau thin film section solar cell, sel surya organik dan polimer serta dye sensitized solar cell. Adapun beberapa alasan dan konsep dasar dikembangkannya sel surya dengan konsep baru yang berbeda dari sel surya konvensional adalah: 1. Meningkatkan efisiensi, antara lain dengan cara :
Thermodinamik, besarnya energi yang diterima dan energi yang diserap.
Detailed balanced, menyeimbangkan perbedaan flux partikel.
2. Mengurangi biaya (Reduce cost), antara lain dengan cara:
Menggunakan bahan dasar yang lebih murah, sedikit dan efisiensi
Sistem manufaktur yang lebih murah.
2.4.2 Komponen-Komponen untuk Instalasi Listrik Sel surya Komponen-komponen yang diperlukan untuk instalasi tenaga sel surya terdiri dari : 1. Panel surya / solar panel Solar panel / panel surya mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimum). Umumnya kita menghitung maksimum sinar matahari yang diubah menjadi 38
tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada pagi – sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik bisa digunakan pada malam hari, dimana tanpa sinar matahari. 2.
Solar charge controller Solar charge controller berfungsi mengatur lalu lintas dari solar cell ke baterai dan beban. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai.
3. Inverter Inverter dalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC – direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC – alternating current). 4.
Baterai Baterai berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan elektronik lainnya yang membutuhkan listrik.
2.4.3 Permasalahan umum sel surya Selain banyaknya keuntungan yang dapat didapatkan dari sel surya, ada pula kekurangan serta masalah yang ditimbulkan akibat penggunaan sel surya. Permasalahan tersebut diantaranya adalah : a.
Ketersediaan Waktu penyinaran ke bumi dan pemanfaatannya yang terbatas hanya ada
pagi hingga sore hari dan cahaya maksimum pada siang hari sedangkan di malam hari hal ini menjadi tidak mungkin kecuali di luar angkasa. Selain 39
itu akan menjadi semakin berkurang efisiensinya di cuaca yang berawan karena sinar matahari tidak bisa secara optimal terserap oleh sel surya. b.
Jalur matahari Jalur pergerakan matahari tidak selalu berada tepat tegak lurus, dan hal ini
berubah – ubah seiring dengan waktu. Di tiap bagian dunia mempunyai waktu serta arah pergerakan yang berbeda, serta bergantung pada musim dan jam. Sehingga jalur ini harus diperhatikan dengan baik agar proses pengumpulan sinar menjadi optimal. c.
Tata letak sel surya Penempatan menjadi masalah tambahan yang perlu diperhatikan dengan
seksama, karena sel surya hanya akan menjadi efektif apabila mendapat sinar langsung dengan arah normal tegak lurus terhadap permukaan atau dengan kata lain cahaya matahar jatuh tepat dengan sudut 90o terhadap permukaannya jika dimungkinkan. Akan tetapi letak pengumpulan sinar matahari efektf hingga 20o, jika semakin jauh dari sudut tegaknya maka akan semakin rendah juga tinggat penerimaannya. Jika perbedaan sudutnya lebih dari 35o terhadap sudut tegak maka akan sebagian besar sinar matahari memantul dari permukaan sel
surya. Ruang yang baik
untuk
penempatannya
pada
umumnya
berupa lansekap yang datar, serta tidak terhalang pohon atau gedung. d.
Perubahan arus Arus yang didapat dari sel surya adalah DC (Direct Current) atau arus
searah, sehingga ataupun
jika
dipergunakan sebagai sumber listrik bagi rumah
industri maka perlu diubah menjadi AC (Alternating Current) atau
40
arus bolak – balik. Tidak hanya menambah kerumitan perangkat, tapi juga menyebabkan adanya energi yang hilang kurang lebih 4 hingga 12%.. e.
Limbah produksi Permasalahan yang sangat sering dikemukakan adalah penggunaan
Cadmium dalam Cadmium Telluride (CdTe), yang merupakan salah satu senyawa berbahaya yang jika penanganannya tidak tepat justru akan menyebabkan kerusakan lingkungan yang parah. Solusi yang baik adalah dengan adanya pengendalian tingkat emisi cadmium pada proses pembuatan sel surya maka jumlahnya dapat ditekan hingga mendekati nol.
2.5 Kecamatan Medan Selayang Kecamatan Medan Selayang adalah salah satu dari 21 kecamatan di kota Medan, Sumatera Utara, Indonesia. Kecamatan Medan Selayang terletak di wilayah Barat Daya Kota Medan dengan batas-batas sebagai berikut: -
sebelah barat berbatasan dengan Medan Sunggal
-
sebelah timur berbatasan dengan Medan Johor dan Medan Polonia
-
sebelah selatan berbatasan dengan Medan Tuntungan
-
sebelah utara berbatasan dengan Medan Sunggal dan Medan Baru.
Kecamatan Medan Selayang ini mempunyai penduduk sebesar 77.783 jiwa. Luasnya adalah 12,81 km² dan kepadatan penduduknya adalah 6.072,05 jiwa/km². Gambar 2.8 berikut merupakan gambar peta Kota Medan yang didalamnya terdapat Kecamatan Medan Selayang dan kecamatan-kecamatan lainnya.
41
Gambar 2.8 Peta Kota Medan 2.5.1 Kondisi Lampu Penerangan Jalan Umum di Kecamatan Medan Selayang Pada umumnya lampu penerangan jalan umum yang digunakan di sepanjang jalan yg berada di kecamatan medan selayang masih belum menggunakan lampu panel surya. Penempatan lampu penerangan jalan umumnyapun bermacam-macam. Ada lampu penerangan jalan umum yang terletak di tengah ruas jalan. Seperti Gambar 2.9, Gambar 2.10 dan Gambar 2.11. Ada pula lampu penerangan jalan umum yang terletak di salah satu sisi ruas jalan seperti Gambar 2.12.
42
Gambar 2.9 Lampu PJU di daerah Tanjung Sari
Gambar 2.10 Lampu PJU di depan Universitas Sumatera Utara
43
Gambar 2.11 Lampu PJU di sepanjang Jl. Dr.Mansyur
Gambar 2.12 Lampu PJU di daerah Kampung Susuk Jika di Kecamatan Medan Selayang ada sekitar 300 LPJU konvensional dengan ukuran 250 Watt, atau sekitar 312,5 VA per lampunya (Cos φ = 0,8). Untuk satu hari pemakaian LPJU, dengan perkiraan bahwa dalam satu hari setiap lampu akan menyala selama 12 jam, dayanya mencapai sekitar 3,75 KVA tiap lampu. Berdasarkan tarif dasar listrik yang ditetapkan oleh pemerintah untuk keperluan kantor pemerintah dan penerangan jalan umum pada tahun 2014 besar biaya yang harus dikeluarkan untuk setiap LPJU sekitar Rp. 1.352/kWH. Maka 44
total keseluruhan biaya yang harus dibayarkan Dinas Pertamanan Pemerintah Kota Medan untuk 300 LPJU dengan daya mencapai 900 kWH per hari adalah sekitar Rp. 1.216.800. Maka untuk pengeluaran tiap bulannya akan menghabiskan biaya sebesar Rp. 36.504.000 dengan penggunaan daya sekitar 2700kWH dan Rp. 438.048.000 per tahun dengan penggunaan daya sebesar 32400kWH atau sama dengan 32,4 MWH. Biaya yang hampir mencapai setengah milyar ini hanya dikeluarkan untuk satu kecamatan dari 21 kecamatan yang ada di medan. Dengan besar pengeluaran yang sama dengan kecamatan medan selayang maka untuk 21 kecamatan yang ada di Medan maka diperkirakan biaya yang harus dikeluarkan pemerintah hanya untuk penggunaan LPJU adalah sekitar Rp. 9.199.008.000 per tahun dengan penggunaan daya sekitar 680,4 MWH. 2.6 Rekayasa Nilai (Value Engineering) Rekayasa Nilai (value engineering) adalah suatu analisa untuk mengoptimalkan efisiensi biaya (efficiency cost) yang semula berpotensi menimbulkan pembesaran biaya pada suatu anggaran dan setelah dilakukan suatu rekayasa nilai menghasilkan suatu hasil efisiensi biaya dengan tetap berpatokan pada prinsip tidak menghilangkan mutu, fungsi, manfaat dan estetika dari suatu elemen pekerjaan yang dilakukan dalam analisis rekayasa nilai. Suatu proses rekayasa nilai harus memakai suatu inovasi dan kreatifitas dalam mereduksi suatu elemen biaya dari anggaran yang memiliki potensi pembesaran biaya. Proses inovasi tersebut dapat diperoleh dari pengatahuan dasar (Basic Knowladge), pengalaman dan informasi.
45
Metode rekayasa nilai pertama kali diterapkan di Amerika Serikat sekitar tahun 1940-an oleh perusahaan General Electric pada saat dihadapkan kepada tantangan pengambilan keputusan mengenai alternatif desain di dalam kondisi ketersediaan sumber daya yang terbatas. Ketika itu disadari bahwa penelaahan kembali desain dan melakukan substitusi material ternyata sering menghasilkan produk yang lebih baik dengan harga yang lebih rendah dan dengan demikian mencapai nilai atau value yang lebih baik.. Pendekatan ini menghasilkan suatu metode yang menganalisis fungsi dari komponen dan mencari pengganti dengan alternatif yang menyediakan fungsi yang sama. Salah satu manfaat dari proses ini adalah menghasilkan alternatif pengurangan biaya keseluruhan. Filosofi dasar dari value engineering adalah untuk menghilangkan komponen yang tidak berkontribusi terhadap fungsi yang diperlukan. Rekayasa nilai (VE) mencari alternatif terhadap desain yang original yang dapat secara efektif meningkatkan nilai (value) atau mengurangi biaya proyek atau produk. Alternatif-alternatif dapat dikembangkan dengan mengajukan pertanyaan yang mendasar sebagai berikut, “Apa lagi yang dapat melaksanakan fungsi yang esensial, dan berapa biayanya?” Dari berbagai leteratur seperti (Dell’isola, 1975; Zimmerman and Hart, 1982; PBS, 1992; Wilson, 2005) maka dasar-dasar rekayasa nilai disampaikan sebagai dibawah ini. 2.6.1 Definisi dan konsep Rekayasa nilai (VE) didefinisikan sebagai suatu usaha yang dilakukan secara sistematik dan terorganisir untuk melakukan analisis terhadap fungsi sistem, produk, jasa dengan maksud untuk mencapai atau mengadakan fungsi yang esensial dengan life cycle cost yang terendah dan konsisten dengan kinerja, 46
keandalan, kualitas dan keamanan yang disyaratkan. Seperti yang telah disampaikan di atas berapa istilah lainnya sering digunakan untuk menyatakan value engineering. SAVE International (The Society of American Value Engineers International) menggunakan istilah yang lebih luas yaitu metodologi nilai atau value methodology yang juga bermakna sama. Setelah fungsi-fungsi suatu produk atau jasa teridentifikasi maka dilakukan evaluasi terhadap nilai kegunaan (worth) fungsi-fungsi tersebut. SAVE mendefinisikan nilai atau value sebagai biaya yang terendah untuk mengadakan fungsi yang diperlukan, secara andal, pada waktu dan tempat yang diinginkan dengan kualitas yang esensial disertai faktor-faktor kinerja lainnya untuk memenuhi keperluan pengguna. VE merupakan suatu studi yang dilakukan oleh sebuah tim yang independen dan multidisiplin. Proses VE, yang biasa disebut dengan Job Plan, meliputi sejumlah aktivitas yang dilakukan secara berurutan selama suatu studi VE yang meliputi suatu workshop VE. Selama workshop VE, tim mempelajari latar belakang proyek, mendefinisikan dan mengklasifikasikan fungsi-fungsi produk, mengidentifikasi pendekatan-pendekatan kreatif untuk menghasilkan fungsi-fungsi tersebut, dan kemudian mengevaluasi, mengembangkan dan mempresentasikan proposal-proposal VE kepada para pengambil keputusan kunci. Pemusatan perhatian kepada fungsi-fungsi yang harus dilaksanakan suatu proyek, produk, atau proses inilah yang membedakan VE terhadap pendekatanpendekatan perbaikan kualitas atau penghematan biaya lainnya.
47
