BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN

3.1

Lokasi Penelitian Penelitian ini mengambil lokasi di Kecamatan Medan Selayang dengan

jumlah LPJU yang

terpasang ada sebanyak 3869 lampu di daerah seluas

9,01 km². Dimana ada sebanyak 1935 lampu terpasang dengan daya 150 watt. Pada umumnya lampu ini terpasang di jalan-jalan kecil (daerah sekitar perumahan penduduk). LPJU ini biasa terpasang di salah satu ruas jalan, kiri ataupun kanan. Sementara sisanya, yakni 1934 lampu, terpasang dengan daya 250 watt. Pada umumnya penempatan LPJU di median jalan di jalan dua arah. Keseluruhan lampu yang terpasang masih berupa penerangan jalan umum konvensional (sumber energi dari PLN). Pengumpulan data lapangan dibantu oleh Dinas Pertamanan Kota Medan.

3.2

Data-Data Yang Dibutuhkan Data-data yang dibutuhkan merupakan data yang diambil dari survey

langsung ke lapangan dan data dari Dinas Pertamanan Kota Medan, seperti : a.

gambar dan kondisi lokasi Jalan (Lebar jalan, kelas jalan, dan panjang jalan)

b.

jenis lampu penerangan jalan

c.

jenis dan bentuk tiang

d.

kabel yang digunakan

48

e.

besaran-besaran listrik yang diperlukan untuk penerangan jalan umum konvensional (seperti, besaran pengaman dan pembatas)

f.

besaran-besaran listrik yang diperlukan untk penerangan jalan umum solar cell (seperti, panel surya, baterai, solar charge controller, dll).

3.3

Metode Penelitian dan Pengumpulan Data Penelitian “Perencanaan Penggunaan LPJU Solar Cell Sebagai Upaya

Efisiensi Penggunaan Listrik di Kota Medan” menggunakan metode rekayasa nilai (value engineering). Pendekatan yang digunakan dalam analisis dengan cara kualitatif dan kuantitatif dari berbagai sumber data yang diperoleh. Metode pengumpulan data yang digunakan yaitu studi pustaka dan studi lapangan, yaitu : 1)

Studi Pustaka Studi pustaka dilakukan upaya mempelajari dan mengumpulkan data

sekunder untuk menunjang penelitian. Data yang dikumpulkan berasal dari buku referensi, jurnal, prosiding, dokumen-dokumen dan artikel dari internet, serta bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini. 2)

Studi Lapangan Pengumpulan data melalui studi lapangan adalah untuk mendapatkan data

primer, dilakukan dengan cara : a) Observasi, yaitu dengan mengamati secara langsung objek yang diteliti, yakni LPJU konvensional yang berada di kecamatan Medan Selayang. Penempatan dan pemasangan LPJU di kecamatan Medan Selayang.

49

b) Wawancara, dalam penelitian lapangan dilakukan wawancara terhadap beberapa responden untuk mengumpulkan data-data mengenai lampu jalan solar cell dan lampu jalan konvensional. Wawancara ini dilakukan di Dinas Pertamanan Kota Medan dan pegawai di Dinas Pertamanan sebagai respondennya.

3.4

Teori Analisa Data Dalam penelitian ini dilakukan dua analisis data yang meliputi “analisa

teknis” dan “analisa ekonomis” terhadap penggunaan jalan umum solar cell dengan penerangan jalan umum konvensional. 3.4.1

Analisa Teknis Analisa teknis merupakan sebuah analisa yang sifatnya observatif serta

perhitungan rumus yang ada dengan menyesesuaikan kriteria dan Standarisasi Nasional Indonesia (SNI) yang berlaku dan tertera pada PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik). Menganalisis hal teknis terhadap LPJU dilakukan untuk mendapatkan sistem penerangan yang baik, aman, handal, tahan lama, dan sesuai dengan spesifikasi pabrikasinya dan terlebih sesuai SNI. Adapun analisis teknik dilakukan terhadap komponen-komponen PJU yang meliputi lampu, penerangan, tiang, stang ornamen, penghantar, dll. Berikut penjelasan masing-masing komponen yang dianalisa dalam tugas akhir berikut. 3.4.1.1 Lampu dan Penerangan Lampu adalah suatu unit lengkap yang terdiri dari sumber cahaya (lampu/luminer), elemen-elemen optik (pemantul/reflector, pembias/refractor, penyebar/diffuser). elemen-elemen elektrik (konektor ke sumber tenaga/power 50

supply. dll.). Untuk itu lampu memerlukan daya (sumber listrik) untuk membuatnya bekerja (hidup) dan akan menghabiskan energi selama lampu tersebut bekerja (dihidupkan). Berikut rumus yang digunakan untuk mencari besar energi yang dipakai pada lampu: (3.1) dimana : = energi yang dibutuhkan atau beban (Wh/watt.hour) = daya beban atau lampu (watt) = lama pemakaian beban atau lampu dalam satu hari (hour) Dalam merencanakan instalasi penerangan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk mendapatkan penerangan yang baik, yang memenuhi fungsinya agar mata dapat melihat dengan jelas dan nyaman. Maka dari itu diperlukan beberapa perhitungan penerangan, diantaranya adalah: i.

Intensitas cahaya Intensitas cahaya adalah fiuks cahaya per satuan sudut ruang dalarn arah

pancaran cahaya yang dapat ditulis dengan persamaan : (3.2) dimana :

= intensitas cahaya (candela) = fluks cahaya dalam lumen (lm) w = sudut ruang dalam steridian (sr)

ii.

Luminasi Luminasi adalah fluks cahaya per satuan sudut ruang per satuan luas

terproyeksi dari arah yang diberikan, atau intensitas cahaya dari suatu permukaan 51

persatuan luas hasil proyeksi dari arah yang diberikan seperti tampak pada Gambar 3.2. Luminasi merupakan ukuran terang suatu benda. Luminasi yang terlalu besar akan menyilaukan mata. Persamaan untuk menghitung besar luminasi adalah sebagai berikut : (3.3)

Subtitusikan pers (3.2) dengan persamaan (3.3), maka didapat : (3.4) dimana : = luminasi (cd/m2) A = luas bidang (m2) w = sudut ruang dalam steridian (sr) = sudut antara sinar datang dengan garis normal objek iii.

Iluminasi (Intensitas Penerangan) lluminasi atau intensitas penerangan adalah kerapatan fiuks cahaya yang

mengenai suatu permukaaan, secara matematis dirumuskan : (3.5) = intensitas penerangan/iluminasi (lux atau lm/ m2)

dimana : A

= luas bidang (m2) = fluks cahaya dalam lumen (lm)

Intensitas penerangan pada suatu titik umumnya tidak sama untuk setiap titik pada bidang tersebut. Intensitas penerangan suatu bidang karena suatu sumber cahaya dengan intensitas (I), berkurang dengan kuadrat dari jarak antara 52

sumber cahaya dan bidang itu (invers square law). Untuk memastikan intensitas penerangan di seluruh bagian bidang memenuhi syarat minimal yang telah ditetapkan (seperti yang tertera pada Tabel 2.4 dan Tabel 2.6), digunakan perhitungan metode titik.

Gambar 3.1 Perhitungan Iluminasi Metode Titik Dengan menggunakan diagram intensitas cahaya, maka perhitungan iluminasi dengan mensibtusikan persamaan 3.2 dengan persamaan 3.5 menjadi sebagai berikut: (3.6) dimana :

dengan mensubstitusikan kedua hal diatas dengan persamaan (3.6) didapatlah :

(3.7) dimana : = sudut yang dibentuk oleh sisi depan luminer dengan garis lurus antara luminer dengan titik yang dituju 53

= sudut yang dibentuk dari garis normal luminer dengan garis lurus antara luminer dengan titik yang dituju h

= tinggi sumber cahaya/tiang tiang PJU (meter) = intensitas cahaya pada sudut ,

iv.

Efikasi cahaya Efikasi cahaya merupakan perbandingan antara fiuks cahaya yang

dihasilkan larnpu dengan daya listrik yang dipakainya, secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :

0 dimana :

(3.8)

= efikasi cahaya (lm/watt) = daya lampu (watt)

0 = fluks cahaya (lumen)

v.

Efisiensi Penerangan Efisiensi penerangan adalah perbandingan antaran fluks cahaya yang

dipancarkan oleh armatur atau dapat juga diartikan sebagai fluks cahaya yang sampai ke objek dengan fluks cahayayang dipancarkan oleh sumber cahaya atau fluks cahaya awal, secara matematis dirumuskan :

g 0 dimana :

(3.9)

= efisiensi cahaya penerangan

0 = fluks cahayayang dipancarkan oleh sumber cahaya(lumen)

 g = fluks cahayayang dipancarkan oleh armatur (lumen) 54

Efisiensi penerangan juga dapat dihitung melalui perhitungan indeks ruang atau indeks bentuk(k). k

dimana :

p xl h ( p  l)

(3.10)

= indek ruang atau bentuk p = panjang permukaan jalan (m) l

= lebar permukaan jalan (m)

h

= tinggi tiang PJU (m)

Lalu melalui Tabel 3.1 dapat dilihat indeks bentuk (k) dan efisiensi penerangan maksimum dan minimumnya. (3.11) Sistem penerangan yang dipakai untuk penerangan jalan adalah sistem penerangan langsung. Tabel 3.1 Efisiensi Penerangan dari Armatur Penerangan Langsung (PJU) Melalui Perhitungan Indeks Ruang (k)

%

0 72 72

rp rw rm K 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3 4 5

0,5

0,7 0,3 0,1

0,1

0,5

0,5 0,3 0,1

0,1

0,5

0,3 0,3 0,1

0,1

0,28 0,33 0,42 0,48 0,52 0,56 0,61 0,64 0,66 0,69 0,71

0,23 0,28 0,36 0,43 0,48 0,52 0,58 0,61 0,64 0,67 0,69

0,19 0,24 0,33 0,40 0,44 0,49 0,55 0,59 0,61 0,65 0,67

0,27 0,32 0,41 0,47 0,51 0,55 0,60 0,63 0,65 0,68 0,69

0,23 0,28 0,36 0,43 0,47 0,52 0,57 0,60 0,63 0,66 0,68

0,19 0,24 0,32 0,39 0,44 0,49 0,54 0,58 0,61 0,64 0,66

0,27 0,32 0,40 0,46 0,50 0,54 0,59 0,62 0,64 0,66 0,68

0,22 0,27 0,36 0,42 0,46 0,51 0,56 0,59 0,62 0,65 0,66

0,19 0,24 0,32 0,39 0,43 0,48 0,54 0,57 0,60 0,63 0,65

Keterangan : rp = faktor refleksi dinding rm = faktor refleksi bidang pengukurannya 55

rw = faktor refleksi langit-langit Dimana : 0.1

= warna gelap

0.3

= warna sedang

0,5

= warna muda

0,7

= warna putih dan warna sangat muda

3.4.1.2 Tiang dan Stang Ornament Tiang merupakan salah satu dari komponen penting pada penerangan jalan umum. Fungsinya sebagai tempat untuk meletakkan lampu (beserta armaturnya), stang ornament, panel surya, baterai, inverter, dan lain sebagainya. Untuk menentukan sudut kemiringan stang ornamen, agar titik penerangan mengarah ketengah - tengah jalan:

(a)

(b) Gambar 3.2 Perencanaan Penerangan Jalan Umum (a) Tampak atas ; (b) Tampak depan

Maka, untuk menentukan sudut kemiringan stang ornamen,agar titik penerangan mengarah ketengah – tengah jalan √

(3.12)

(3.12) (3.13) 56

dimana: h

= tinggi tiang

T

= jarak lampu ke tengah jalan

c

= jarak horizontal lampu ke tengah jalan

w1 = jarak tiang ke horizontal lampu w2 = jarak horizontal lampu ke ujung jalan b

= lebar batu jalan

o

= jarak batu jalan ke horizontal lampu

T

= batas kemiringan stang ornamen

φ

= sudut kemiringan stang ornamen

3.4.1.3 Penghantar Listrik Kabel merupakan rakitan satu penghantar atau lebih, baik penghantar itu pejal maupun pintalan, masing-masing dilindungi isolasi, dan keseluruhannya dilengkapi dengan selubung pelindung bersama.Dimana pada umumnya bagianbagian untuk kabel tegangan rendah adalah:  penghantar  isolasi  lapisan pembungkus inti  pelindung mekanis  selubung luar Pada proses pemasangan instalasi untuk penghantar lsitrik penerangan jalan umum konvensional menggunakan kabel tegangan rendah, penggunaan kabel menurut tempat pemakaiannya terbagi ke dalam 3 bagian, yaitu : a. Kabel yang dipasang dari SUTR (Saluran Udara Tegangan Rendah) yang sudah ada menuju panel penerangan jalan umum atau disebut juga kabel induk. 57

b. Kabel yang dipasang dari Perangkat Hubung Bagi

penerangan jalan

umum ke titik- titik sambung LPJU. Biasanya PHB diletakkan dalam bawah tanah, sehingga penghantar listrik dengan kabel tanam. c. Kabel yang dipasang dari titik sambung penerangan jalan umum menuju lampu. Tembaga dan alumunium. Termasuk ke dalam bahan penghantar listrik yang baik. Untuk kabel tanah umumnya digunakan penghantar tembaga, sedangkan alumunium digunakan untuk penghantar udara. Untuk mengetahui ukuran luas penampang kabel berpenghantar yang dibutuhkan, digunakan persamaan dibawah ini : untuk tegangan 3 fasa :

√

(3.14)

untuk tegangan 1 fasa :

(3.15)

persentase jatuh tegangan :

(3.16)

dimana : = luas penampang penghantar (m2) = panjang penghantar (m) = faktor daya = tahanan jenis logam penghantar = drop tegangan (volt) = tagangan jala-jala/sumber = persentase drop tegangan = arus beban

58

Nomenklatur kabel adalah tata cara pemberian nama suatu kabel dengan kode - kode tertentu, Beberapa arti huruf-huruf kode yang biasa digunakan pada kabel : N

= kabel jenis standar dengan penghantar tembaga

NA = kabel jenis standar dengan penghantar alumunium Y

= selubung isolasi dari PVC

2X

= selubung isolasi dari XLPE

2Y

= selubung isolasi dari polyethylene

F

= perisai kawat baja pipih

R

= perisai kawat baja bulat

Gb

= spiral pita baja

Re

= penghantar pejal (solid)

Rm = penghantar pintalan 3.4.1.4 Pembatas dan Pengaman Listrik Pembatas dan pengaman listrik biasanya diletakkan di dalam suatu box yang disebut PHB. PHB adalah panel/box yang merupakan perlengkapan untuk mengendalikan dan membagi tenaga listrik dan atau mengendalikan dan melindungi rangkaian (circuit) listrik.

Berdasarkan penempatannya PHB terbagi dua yaitu: a) PHB Pasangan Dalam PHB yang ditempatkan dalam ruangan bangunan tertutup sehingga terlindung dari pengaruh cuaca secara langsung. b) PHB Pasangan Luar 59

PHB yang ditempatkan di luar ruangan bangunan sehingga terkena pengaruh dari cuaca secara langsung. Alat pembatas yang digunakan adalah MCB (Mini Circuit Breaker) 3 fasa. Untuk mendapatkan spesifikasi MCB yang sesuai, digunakan rumus berikut : (3.17) Dan alat yang digunakan sebagai pengaman pada instalasi PJU adalah menggunakan fuse dengan jenis NH Fuse. Sedangkan besar pengaman yang digunakan dapat dihitung dengan rumus : arus nominal pada masing fasa :

(3.18)

maka arus rating pengaman :

(3.19)

dimana :

= besar daya yang digunakan (watt) = arus nominal pada masing-masing fasa (amper) = besar arus yang dibutuhkan atau arus rating pengaman (amper) = tegangan fasa-netral (volt) = faktor beban lebih

3.4.1.5

Perencanaan LPJU Solar Cell Dalam merencanakan LPJU solar cell yang sesuai dengan SNI digunakan

perhitungan – perhitungan yang tepat dan sesuai kebutuhan. Beberapa kmponen penting LPJU solar cell akan dijelaskan satu per satu di bawah ini. a.

Lampu LED (Light Emitting Diode) Secara

sederhana

LED

dapat

didefinisikan

sebagai

salah

satu

semikonduktor yang mengubah energi listrik menjadi cahaya. LED merupakan

60

perangkat keras dan padat (solid-state component) sehingga unggul dalam hal ketahanan (durability). Lampu pijar dan neon tidak berguna lagi setelah bohlamnya pecah, namun tidak demikian dengan lampu LED. Lampu ini merupakan jenis solid-state lighting (SSL), artinya lampu yang menggunakan kumpulan LED sebagai sumber pencahayaannya. Sehingga lampu tidak akan mudah rusak bila terjatuh atau bohlamnya pecah. Kumpulan LED diletakkan dengan jarak yang rapat untuk memperterang cahaya. Satu buah lampu LED dapat bertahan lebih dari 30 ribu jam, bahkan ada yang mencapai 100 ribu jam. LED hanya memiliki 4 macam warna yang tampak oleh mata, yakni warna merah, kuning, hijau, dan biru. Untuk menghasilkan sinar putih yang sempurna, spektrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan. Hal paling umum adalah penggabungan antara warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB. Sampai saat ini, pengembangan terus dilakukan untuk menghasilkan lampu LED dengan komposisi warna seimbang dan berdaya tahan lama. b.

Panel surya Panel surya adalah alat yang yang terdiri dari sel surya (photovoltaik) yang

fungsinya mengubah energi cahaya menjadi menjadi energi listrik. Efisiensi dari sel surya merupakan perbandingan antara daya keluaran (P out) dan daya masukannya (Pin). Daya keluaran (Pout) adalah perkalian antara tegangan waktu open circuit (Voc) dengan arus short circuit (Isc) dan faktor pengisian (fill factor, FF) dari sebuah modul surya. Persamaanya adalah : besar fill factor sel surya :

(3.20)

61

Maka efisiensi sel surya :

(3.21) dimana :

= faktor pengisian/fill factor = tegangan nominal panel surya (volt) = arus nominal panel surya (volt) = tegangan open cicuit panel surya (volt) = arus short circuit panel surya (volt) = intensitas radiasi matahari yang diterima (watt/m 2) = luas permukaan modul sel surya (m2)

Daya nominal pada panel surya tidak dapat diperbesar lagi, kecuali panel surya diganti dengan panel surya lain yang spesifikasi daya nominalnya lebih besar. Maka untuk mendapatkan energi yang besar yang dihasilkan oleh panel surya tergantung pada lamanya penyinaran matahari. Lamanya panel surya mendapatkan sinar : (3.22) Dimana untuk mencari jumlah sinar global yang datang dapat dihitung dengan menggunakan rumus Hukum Stefan-Boltzmann, dimana besarnya fluks radiasi yang dipancarkan suatu benda setara dengan pangkat empat suhu mutlak benda tersebut. (3.23)

62

Maka untuk mencari jumlah sinar global yang datang dapat dihitung dengan mengalikan besarnya flux radiasi dengan lamanya penyinaran dalam satu hari. Dirumuskan : ( dimana :

)

(3.24)

= Daya (watt) = luas (m2) = tetapan Stefan-Boltzmann (5,67 x 10-8 watt/m2K4) = koefisien emisivitas (0-1) = suhu permukaan (oK) = lamanya penyinaran (hours)

Energi yg dihasilkan panel surya :

(3.25) Sehingga jumlah minimum modul yang digunakan untuk dapat melayani energi pada beban (lampu) yang dibutuhkan, dengan menggunakan persamaan diatas adalah : banyak panel surya: (3.26) dimana :

= lamanya panel surya mendapatkan sinar global (hour/jam) = energi yang dihasilkan modul (Wh/hari) = daya nominal panel surya (watt) = jumlah minimum modul yang diperlukan 63

ɳbaterai c.

= efisiensi baterai (%)

Solar charge controller Merupakan peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus

searah yang diisi dan diambil dari baterai ke beban. Solar charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian – karena baterai sudah penuh) dan kelebihan tegangan dari panel surya. Ukuran atau rating untuk alat pengontrol aliran masuk dan keluar dari aki ditentukan dalam satuan Ampere, yakni dengan rumus :

(3.27) dimana :

= arus rating solar charge controller (ampere) = banyak panel surya x Pnom (watt)

d.

Baterai Baterai adalah alat penyimpanan tenaga lsitrik arus searah (DC) yang

dibangkitkan oleh panel surya. Kapasitas baterai yang tertulis dalam satuan Ah (ampere hour), yang menyatakan kekuatan baterai, seberapa lama baterai dapat bertahan mensuplai arus untuk beban (lampu). Maka untuk menentukan total kapasitas baterai berdasarkan periode penyimpanan yang diinginkan sebagai berikut : (

)

(3.28) dimana :

= kapasitas baterai (Ah/Ampere.hour) = tegangan baterai (volt) = deep of discharge (%) 64

= banyak panel surya x Gambar 3.3 di bawah ini menunjukkan hubungan kerja antara satu komponen dengan komponen lain yang ada pada LPJU solar cell.

Gambar 3.3 Diagram Kerja LPJU Solar Cell

3.4.2

Analisa Ekonomi Penerangan jalan umum solar cell adalah penerangan yang menggunakan

energi matahari sebagai sumber energi dan energinya dapat dibangkitkan sendiri ataupun sebuah perusahaan. PJU sistem solar cell mempunyai biaya operasi dan perawatan yang rendah dan bahkan terkadang tidak ada pada suatu periode, ini dikarenakan

PJU

solar

cell

tidak

memerlukan

bahan

bakar

dalam

pengoperasiannya. Namun sistem pembangkitannya memerlukan biaya investasi yang sangat besar. Sedangkan PJU konvensional sebaliknya, biaya investasi yang rendah, namun biaya operasionalnya besar dan selalu ada setiap periode. 3.4.2.1 Biaya Investasi Yaitu biaya yang ditanamkan dalam rangka menyiapkan kebutuhan usaha untuk siap beroperasi dengan baik. Biaya ini biasanya dilakukan pada awal-awal kegiatan usaha dalam jumlah yang relatif besar ya berdampak jangka panjang 65

untuk berkesinambungan usaha tersebut. Investasi sering dianggap juga sebagai modal dasar usaha yang dibelanjakan untuk penyiapan dan pembangunan sarana prasarana dan fasilitas usaha termasuk pembangunan dan peningkatan sumber daya manusianya. 3.4.2.2 Biaya operasional Biaya operasional merupakan biaya yang dikeluarkan dalam rangka menjalankan aktifitas usaha tersebut sesuai dengan tujuan. Biaya ini biasanya dikeluarkan secara rutin atau periodik pada waktu tertentu dan dalam jumlah yang relatif sama atau sesuai dengan jadwal produksi. Biaya operasional pada PJU konvensional sangat bergantung pada TDL (Tarif Dasar Listrik) yang telah ditetapkan pemerintah. Tarif dasar listrik sendiri ditentukan pemerintah melihat kondisi harga dan pasokan BBM (Bahan Bakar Minyak). Biaya pemakaian listrik PJU konvensional selama satu bulan didapat dengan mengalikan Eload dengan banyak hari dalam sebulan (30) dan dikali besar TDL yang ditetapkan pemerintah untuk penerangan jalan : (3.29) dimana :

TDL = Tarif dasar listrik yang ditetapkan pemerintah untuk penerangan jalan (Rp –/Kwh) waktu pemakaian lampu jalan dalam satu periode (hours)

Sedangkan pada PJU solar cell, karena biaya bahan bakar tidak ada jadi hanya biaya operasi seperti persediaan air accu (baterai) dan biaya pengawas modul surya (membersihkan panel surya) yang ada. Karena biaya kegiatan operasional dilakukan secara berkala dan akan terus naik biayanya setiap beberapa periode, maka untuk menghitung total keseluruhan 66

biaya operasional PJU konvensional dan solar cell sampai pada waktu periode yang diinginkan, digunakan metode nilai masa depan (future value annuity):

⌈

⌉

(3.31)

FVAn = A (FVAn/A, i%, N) dimana :

FVAn

= Nilai mendatang (future worth), nilai ekuivalen satu atau lebih aliran kas (cash flow) pada satu titik yang didefenisikan sebagai waktu mendatang

A

= Aliran kas akhir pada periode yang besarnya sama untuk bebeapa periode yang berurutan (annual worth)

N = Jumlah periode pemajemukan i

= Tingkat bunga efektif per periode

3.4.2.3 Biaya Perawatan Untuk tetap mempertahankan kualitas dan kemampuan dari LPJU perlu dilakukan perawatan yang rutin salah satunya adalah pergantian material. Pergantian material dilakukan ketika material LPJU sudah rusak atau sudah tidak layak dipakai, baik yang disebabkan oleh alam (bencana alam), ulah manusia (pencurian atau perusakan) maupun karena umur dari material tersebut. Harga suatu material dari LPJU tidak akan selalu sama dengan ketika awal pendirian LPJU (biaya investasi), ada kenaikan harga tiap material tersebut setiap suatu periode. Sehingga untuk menentukan harga material pada masa yang akan datang digunakan metode Future Value, dimana rumusnya adalah :

⌈

⌉

(3.32)

Fv = Pv (Fv / Pv , i%, N) 67

Total biaya suatu material didapat dengan menjumlahkan setiap nilai mendatang dengan periode yang telah ditentukan (usia material), pada suatu jumlah periode yang diinginkan. Dirumuskan :

⌈ dimana :

⌉

⌈

⌉

⌈

⌉

(3.33)

= Nilai sekarang (present worth) atau nilai ekuivalen satu atau lebih aliran kas (cash flow) pada satu titik yang didefenisikan sebagai waktu saat ini = Nilai mendatang (future worth),nilai ekuivalen satu atau lebih aliran kas (cash flow) pada satu titik yang didefenisikan sebagai waktu mendatang = Jumlah periode pemajemukan ditentukan (Usia Material) = Jumlah periode pemajemukan yang diinginkan (10 tahun) = Tingkat bunga efektif per periode

Seluruh material dari penerangan jalan memiliki umur yang berbeda-beda, sehingga untuk mendapatkan biaya perawatan dari LPJU adalah dengan mengalikan harga untuk tiap satu material dengan total pergantian satu material pada selutuh LPJU tersebut, kemudian ditotalkan dengan pergantian materialmaterial yang lain. 3.4.2.4 Break Even Point (BEP) LPJU Break even point merupakan suatu kondisi dimana penghasilan yang diterima perusahaan sama dengan biaya yang dikelurkan dengan mempelajari hubungan antara biaya tetap, biaya variabel, keuntungan dan volume kegiatan dari komposisi produk yang diperlukan selama periode tertentu. Sehingga dari pengertian diatas break even point terjadi apabila 68

TR (Total Revenue/Pendapatan Total) = TC (Total Cost/Biaya Total). Beberapa manfaat analisa break even point untuk memanajemen suatu proyek atau perusahaan, yaitu : a) Hubungan antara penjualan biaya dan laba. b) Untuk mengetahui struktur biaya tetap dan biaya variabel. c) Untuk mengetahui kemampuan perusahaan dalam menekan biaya dan batas dimana perusahaan tidak mengalami laba dan rugi. d) Untuk mengetahui hubungan antara volume, harga dan laba. Analisa break even point memberikan penerapan yang luas untuk menguji tindakan-tindakan yang diusulkan dalam mempertimbangkan alternatif-alternatif atau tujuan pengambilan keputusan yang lain. Analisa break even point tidak hanya semata-mata untuk mengetahui keadaan perusahaan yang break even saja, akan tetapi analisa break even point mampu memeberikan informasi kepada pimpinan perusahaan mengenai berbagai tingkat volume penjualan, serta hubungan dengan kemungkinan memperoleh laba menurut tingkat penjualan yang bersangkutan. Sekalipun Analisa break even point ini banyak digunakan oleh perusahaan, tetapi tidak dapat dilupakan bahwa analisa ini mempunyai beberapa kelemahan. Kelemahan utama dari analisa break even point ini antara lain : asumsi tentang linearity, kliasifikasi cost dan penggunaannya terbatas untuk jangka waktu yang pendek.

69

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1

Kondisi Eksisting PJU di Kecamatan Medan Selayang PJU di Kecamatan Medan Selayang merupakan jalan perkotaan yang jenis

jalannya adalah jalan lokal dan jalan kolektor, jenis tiang lampu lengan ganda dan penempatan lampu jalan di median jalan dua arah (seperti pada Gambar 2.5) untuk jenis jalan kolektor, sementara untuk jalan lokal jenis tiang lampu tunggal dan penempatan lampu jalan di tepi (seperti pada gambar 2.2). Sampai saat ini kondisi LPJU yang terpasang di kecamatan Medan Selayang seluruhnya masih konvensional. Tabel 4.1 Data Kondisi Eksisting PJU Konvensional Simbol h l w b S

4.1.1

Keterangan Tinggi tiang Lebar jalan Panjang ornament (horizontal) Lebar batu jalan Jarak antar tiang Sudut kemiringan ornament

PJU Konvensional 8,5 m 8,0 m 1,5 m 1,0 m 45,0 m

Jenis Tiang dan Kemiringan Stang Ornamen Tiang PJU berjenis octagonal hot dip galvanize dengan konstruksi base

plate, dimana ornament lengan tunggal dan ganda. Angkur dan murnya harus diproses dengan proteksi hot dipped galvanized. Fondasi tiang lampu harus terbuat dari konstruksi beton K 225 (dimana anchor/baut tiang tertanam di fondasi tiang dengan ukuran yang disesuaikan).

70

Sudut kemirangan stang ornament menurut perhitungan rumus Berdasarkan Gambar 3.2 dan data Tabel 4.1 diatas, maka: a. Kemiringan stang ornament PJU konvensional φ 4.2

√

(pada data Tabel 4.1, φ

√

)

Perhitungan Daya Lampu dan Penerangan Konvensional Perhitungan dilakukan melalui persamaan-persamaan yang ada pada Bab

3.4.1.1 melalui data berikut. Tabel 4.2 Data PJU Konvensional Keterangan Jenis lampu Daya Tegangan Arus Warna cahaya Umur Lumen Temperatur PF warna

Lampu PJU Konvensional Tiang Lengan Ganda Tiang Lengan Tunggal SON T SON T 250 watt 150 watt 220 volt 220 volt 1,42 Amp 0,85 Amp Kuning Kuning 15.000 jam 15.000 jam 28.000 lm 15.000 0,8

0,8

Jenis lampu yang digunakan pada PJU konvensional adalah jenis lampu SON T sebesar 250 watt untuk jenis lampu yang di letakkan di median jalan dua arah (daerah kota). Sementara untuk LPJU yang terpasang di tepian jalan biasanya memakai lampu jenis SON T sebesar 150 watt. Biasanya lampu jenis ini terpasang di jalan umum sekitar pemukiman warga. Lama pemakaian lampu pada umumnya dari pukul 18.00 sampai dengan pukul 06.00 atau sekitar 12 jam. Maka besar energi yang dipakai pada lampu 

SON T 250 Watt adalah : (watt.hour) 71



SON T 150 Watt adalah : (watt.hour)

a) Intensitas cahaya:  PJU Konvensional 250 Watt,  PJU Konvensional 150 Watt, b) Luminansi rata-rata: 

PJU Konvensional 250 Watt 

cd/m2



cd/m2 )

((√

) √





cd/m2

PJU Konvensional 150 Watt cd/m2 cd/m2 ((√

)

) √

cd/m2

c) Efisiensi cahaya : 

PJU Konvensional ; sehingga

dan

maka efisiensi dari Tabel 3.1dengan rp =0,3;rm=0,1;rw= 0,1:

g 0

g

0

72

d) Iluminasi atau intensitas penerangan:  PJU Konvensional

g

(

)

√

g e) Efikasi cahaya dapat dihitung dengan pers 3.6 : 



PJU Konvensional 250 watt,

lm/watt

PJU Konvensional 150 watt,

lm/watt

Catatan : * Intensitas penerangan minimum (

) harus dikalikan dua karena titik

terjauh pada permukaan jalan yang akan disinari lampu berada diantara tiang atau lampu PJU sebelahnya. * Luminansi rata-rata

memiliki sudut sebesar 600 karena pada

sudut itu jatuh cahaya tepat pada pertengahan permukaan jalan. * Jarak (r) titik terjauh dan terdekat pada perhitungan luminansi dan iluminasi adalah sama. * Besar sudut ( ) pada titik terjauh dan terdekat pada perhitungan luminansi dan iluminasi adalah sama.

73

Menurut Tabel 2.1, didapat perhitungan kemerataan iluminasi dan luminansi dari PJU konvensional dan solar cell: Tabel 4.3 Kemeratan Iluminasi dan Luminansi Iluminasi

Luminansi

Jenis PJU

PJU Konvensional 250W PJU Konvensional wwatt 150W

4.3

lux 33 lux

0,14 2

0,14

cd/m 9,95

0,402

0,67

0,402

0,68

Pembatas dan Pengaman Listrik PJU Konvensional Pembatas dan pengaman listrik hanya ada pada PJU konovensional,

sedangkan untuk PJU solar cell tidak memerlukan pembatas dan pengaman listrik karena PJU solar cell tidak berhubungan dengan sumber listrik dari PLN dan antara tiang PJU satu dengan yang lain tidak berhubungan sehingga pada PJU solar cell tidak dibutuhkan pembagian grup daya. Perhitungan dilakukan melalui persamaan-persamaan yang ada pada Bab 3.4.1.4 melalui data berikut: Tabel 4.4 Data Pembatas Daya MCB (Mini Circuit Breaker) Keterangan

MCB 1 phasa

MCB 3 phasa

Rating arus

10 amp

63 amp

Tegangan kerja

220 volt

380 volt

50 Hz

50 Hz

Frekuensi

Pembatas dapat berguna dalam pembagian grup daya pada PHB (Panel Hubung Bagi).Pembagian grup daya sendiri dilakukan untuk meminimalisir gangguan pada suatu titik sehingga tidak seluruh terkena gangguan. Untuk mencari arus nominal MCB dengan pers 3.17, dimana spare untuk arus pengaman biasanya +25% arus nominalnya sehingga nilai k = 125%.

74

 satu phasa (1 ),

 tiga phasa (3 ), ampere

ampere

Maka untuk mencari pembagian grup daya MCB dengan pers 3.14 dan pers 3.15 :  satu phasa (1 ), maksimal arus nominal MCB 1 adalah 8,0 ampere, banyak lampu yang dapat dibebani dalam satu grup: -

Lampu SON T 250 watt = 5 lampu

-

Lampu SON T 150 watt = 9 lampu

Tetapi untuk menyeimbangkan daya pada setiap phasa maka satu grup juga akan dibebani 8 lampu untuk tiang PJU lengan tunggal dan 4 lampu untuk tiang PJU lengan ganda. Maka : -

-

Tiang PJU lengan tunggal (150 watt) : i)

ampere

ii)

ampere

Tiang PJU lengan ganda (250 watt) : i)

ampere

ii)

ampere

 tiga phasa (3 ), maksimal arus nominal MCB 3

adalah 50,4 ampere, arus

nominal untuk seluruhnya adalah: -

LPJU 150 watt : amp 75

Karna satu MCB arus nominalnya adalah 50,4 ampere maka dibutuhkan sekitar 25 MCB 3 . -

LPJU 250watt : amp Untuk LPJU 250watt dibutuhkan 32 MCB karna tiap MCB maksimal arus nominalnya adalah sekitar 50,4 ampere.

4.4

Penghantar Listrik Perhitungan dilakukan melalui persamaan-persamaan yang ada pada Bab

melalui data berikut: Tabel 4.5 Data Penghantar Listrik PJU Konvensional Spesifikasi

Kabel tanam

Kabel induk

Kabel dalam tiang

NYFGbY

NYFGbY

NYM

Luas penampang

4 10 mm2

4 16 mm2

2 2,5 mm2

Diameter kabel

21,2 mm

25,9 mm

11,3 mm

1089 Kg/Km

1637 Kg/Km

152 Kg/Km

0,0177 Ω.mm2/m

0,0177 Ω.mm2/m

0,0177 Ω.mm2/m

60 Ampere

80 Ampere

Jenis kabel Banyak Penghantar per kabel

Massa Kabel Tahanan jenis penghantar (ρ) Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Dalam hal ini Panel PHB diletakkan di tengah-tengah jalan antara 24 (dua puluh empat) tiang PJU, sehingga 12 tiang ke kanan dan 12 tiang ke kiri, begitu seterusnya untuk tiang double ornament. Sementara untuk tiang PJU single ornament PHB diletakkan diantara 96 tiang PJU, sehingga 48 lampu ke kiri dan 48 lampu ke kanan. Untuk menghubungkan satu lampu dengan lampu lainnya digunakan kabel tanah, agar terlihat lebih rapi. Kabel tanah yang aman digunakan adalah kabel NYFGbY dimana spesifikasinya

76

tertulis pada Tabel 4.5. Maka panjangnya kabel NYFGbY yang digunakan ditambah dengan toleransi 10% dapat dihitung sebagai berikut : Panjang kabel tanah ke kanan panel = Panjang kabel tanah ke kiri panel {

{

}

}

meter Sementara panjang kabel untuk tiang PJU single ornament adalah : Panjang kabel tanah ke kanan panel = Panjang kabel tanah ke kiri panel {

{

}

}

meter Maka dapatlah dicari drop tegangan pada kabel (1 phasa dan 3 phasa) dan persentase jatuh tegangan dari pers 3.16: a) Kabel Tanam yang berjenis NYFGbY 4 x 10 mm2 menurut nomenklatur kabel (pada Bab 3.4.1.3) berarti :  Memiliki empat inti (penghantar) yg memiliki luas penampang 10 mm 2, dimana tiga inti untuk phasa (R,S,T) dan satu untuk netral.  Kabel jenis standar dengan penghantar tembaga  Pintalan bentuk sector  Berisolasi dan berselubung PVC  Dengan perisai kawat baja pipih dan spiral pita baja  Tampak seperti Gambar 4.1 di bawah

77

Copper PVC Insulation PVC Filter Steel Plate Binder Tape PVC Outer Filter Rope

Gambar 4.1 Kabel NYFGbY Dengan panjang kabel 1.163,25 meter dan 569,2 5 meter dan arus beban satu grup (1 ) 7,1 dan 5,7 ampere, untuk beban lampu tiang PJU double ornament dan arus beban 7,7 dan 6,8 ampere untuk tiang PJU single ornament maka drop tegangannya adalah : -

Single Ornament  

volt

Dan persentase drop tegangannya adalah : 

= 5,7%



-

= 4,2%

Double Ornament 

V



volt

Dan persentase drop tegangannya adalah :  

= 5,2% = 4,17%

78

b) Kabel Induk yang berjenis NYFGbY 4 x 16 mm2. Panjang kabel induk NYFGbY 4 x 16 mm2 : [

]

meter

Arus beban : amp. Jatuh tegangannya adalah : 

√

√

volt

Prersentase jatuh tegangannya adalah : 

Menurut PUIL 2000, toleransi persentase drop tegangan pada suatu kabel yang diizinkan maksimal sebesar 5%.

4.5 Rancangan Penggunaan LPJU Solar Cell di Kecamatan Medan Selayang dengan Menerapkan Metode Rekayasa Nilai Seluruh LPJU yang terpasang pada saat ini di kecamatan Medan Selayang masih konvensional. Karena ketidaktersediaan data PJU solar cell di lapangan, maka penulis melakukan studi untuk perencanaan penggunaan LPJU solar cell di kecamatan Medan Selayang dengan menerapkan metode value engineering. Untuk mencari alternatif paling ekonomis sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) dengan tidak mengesampingkan kualitas dan manfaat LPJU itu sendiri. Data yang dipakai penulis didapat dari berbagai sumber seperti jurnal-

79

jurnal ataupun buku-buku yang membahas mengenai solar cell dan juga dari artikel yang berkaitan di internet. Seperti yang telah diungkapkan penulis di bagian latar belakang tugas akhir ini, bahwa penggunaan LPJU solar cell di kecamatan Medan Selayang perlu dilakukan sebagai upaya efisiensi penggunaan listrik di kota Medan. Sehingga jumlah konsumsi listrik di Kota Medan dari PLN dapat ditekan. Kecamatan Medan Selayang hanya satu contoh yang diambil penulis dari 21 kecamatan yang ada di kota Medan untuk menunjukkan beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dari penggunaan LPJU solar cell.

4.6 Material Penerangan Jalan Umum Solar Cell Adapun material-material pada PJU solar cell adalah tiang PJU, lampu LED, panel sel surya, baterai,dan solar charge controller. Tabel 4.6 Data Kondisi Perencanaan PJU Solar Cell Simbol H L W B S

Keterangan Tinggi tiang Lebar jalan Panjang ornament (horizontal) Lebar batu jalan Jarak antar tiang Sudut kemiringan ornament

PJU Solar cell 8,0 m 8,0 m 1,5 m 1,0 m 45,0 m

Jika besar daya lampu yang terpasang pada PJU konvensional adalah 250 watt untuk tiang lampu jalan berlengan ganda (double ornament) dan 150 watt untuk tiang lampu jalan berlengan tunggal (single ornament) serta jenis lampu yang digunakan adalah SON T, maka untuk penerangan jalan umum solar cell akan dipasang lampu jenis LED dengan daya 20 watt untuk tiang lampu jalan 80

berlengan tunggal dan lampu LED 40 watt untuk tiang lampu jalan berlengan ganda. Tabel 4.7 Data LPJU Solar Cell Keterangan Jenis lampu Daya Tegangan Arus Warna cahaya Umur Lumen

a.

Lampu PJU Konvensional Double Ornament Single Ornament LED LED 40 watt 20 watt 12 volt 12 volt 3,33 Amp 1,67 Amp Putih Putih 60.000 jam 60.000 jam 4500 lm 3500 lm

Panel Surya Material pertama PJU solar cell yag dibahas

Tabel 4.8 Data/Spesifikasi Panel Surya Single Ornament Keterangan Daya modul (Pnom) Tegangan maks (Vm) Arus maks (Im) Tegangan tanpa beban (Voc) Arus hubung singkat (Isc) Beban angina maksimum Lifetime (umur)

Jenis Tiang Single Ornament Double Ornament 60 Wp (watt peaks) 80 Wp (watt peaks) 18,07 volt 18,00 volt 3,33 ampere 4,45 ampere 21,92 volt 21,81 volt 3,55 ampere 4,75 ampere 2,4 k 2,4 k 25 tahun 25 tahun

Panel surya atau yang juga disebut photo voltaic terbuat dari sel surya silicon poli-crytalline yang memilikii efisiensi yang tinggi (Gambar 4.2). Ratarata panel surya dapat bertahan hingga 25 tahun. Ketika mencapai umur tersebut tingkat daya panel surya akan turun hingga 20%. Panel surya dilengkapi dengan junction box yang tahan air (water proof) dan konektor IP 67.

81

(a)

(b)

Gambar 4.2 Photo voltaic 60wp (a) dan 80wp (b)

Untuk mencari efesiensi sel surya dari pers 3.21, maka kita harus mencari dahulu faktor pengisian (fill factor) dengan menggunakan pers 3.20, yaitu : -

Single Ornament

-

Double Ornament

Luas permukaan panel surya (menurut Gambar 4.2a) = (700 x 670) = 469.000 mm2 = 0,469 m2

Luas permukaan panel surya (menurut Gambar 4.2b) = (955 x 670) = 639.850 mm2 = 0,63985 m2

Dimana besar intensitas sinar global matahari yang diterima ketika radiasi dalam keadaan maksimum (S) sebesar 1000 watt/m 2.

82

Maka efisiensi sel surya adalah : -

Single Ornament

-

Double Ornament

Menurut data Badan Meteorologi dan Klimatologi dan Geofisika (BMKG), suhu kota Medan yang terletak pada 3,30°-3,43° LU dan 98,35° - 98,44° BT berkisar antara 24oC - 34oC ketika penyinaran berlangsung. Dengan

menggunakan persamaan 3.23 dan 3.24 akan diperoleh besarnya jumlah sinar global, dimana e = 1, T = 30oC = 303oK, dengan lama penyinaran dari 07.30 16.30

= 9 jam adalah : (

)

(

)

Untuk mendapatkan lamanya panel surya mendapatkan sinar matahari dengan pers 3.22, dimana maksimum sinar global sebesar 1000 watt/m2/hari adalah :

Energi yang dihasilkan panel surya dengan pers 3.25 adalah : -

Single ornament (watt.hours) 83

-

Double ornament (watt.hours)

Jumlah minimum modul yang digunakan untuk dapat melayani beban (lampu LED) yang dibutuhkan dengan pers 3.26 adalah: -

Single ornament modul

-

Double ornament modul

Maka digenapkan menjadi 2 modul panel surya untuk melayani satu beban lampu LED. b.

Baterai Baterai yang digunakan adalah baterai khusus untuk solar system dari jenis

seak lead acid (SLA) atau valve regulated lead acid (VRLA). Ukuran baterai ditentukan berdasarkan tegangan dalam satuan volt dan daya dalam satuan ampere-hour (Ah). Pada umumnya yang digunakan adalah baterai dengan daya 12V/24V. Dalam pemenuhan kebutuhan baterai juga harus diperhatikan faktor efisiensi baterai dan pada saat pemakaian baterai tidak disarankan untuk menggunakan baterai hingga daya baterai tersebut habis. Tabel 4.9 Data/Spesifikasi Baterai Keterangan Type Tegangan pengenal Kapasitas arus Efesiensi baterai

Spesifikasi Double Ornament Single Ornament GEL-Electrolyte Valve GEL-Electrolyte Valve Regulated Regulated Lead Acid (VRLA) Lead Acid (VRLA) 12 volt 12 volt 120 Ah 150 Ah 90% 90% 84

10 tahun (pada suhu lingkungan 20oC) atau 6 tahun (pada suhu lingkungan 25oC) a. Discharge -20oC ~55oC b. Charge -10oC ~55oC c. Storage -20oC ~55oC

Umur

Suhu kerja pada saat beroperasi

10 tahun (pada suhu lingkungan 20oC) atau 6 tahun (pada suhu lingkungan 25oC) a. Discharge -20oC ~55oC b. Charge -10oC ~55oC c. Storage -20oC ~55oC

Syarat baterai bekerja secara normal adalah, arus tersimpan di baterai tidak boleh terkuras lebih dari 25%, sehingga DOD (deep of discharge) = 100% - 25% = 75%. Cadangan beban adalah cadangan daya untuk beban (lampu) apabila panel surya tidak dapat menerima sinar matahari atau dalam satu hari cuaca dalam keadaan mendung, biasanya dibuat cadangan untuk beban dalam satu hari. Cadangan beban dalam satu hari = =

= 43 Ah

Maka untuk mencari kapasitas baterai LPJU solar cell sehingga dipilih baterai kapasitas 120 Ah untuk single ornament dan 150 Ah untuk double ornament adalah sebagai berikut. -

Single ornament (

(

)

)

= 119,4 Ah

Sehingga minimal kapasitas arus baterai 119,4 Ah, dan diambil baterai yang berkapasitas 120 Ah.

85

Gambar 4.3 Baterai Panasonic VRLA 120AH

-

Double ornament (

(

)

)

143,4 Ah

Sehingga minimal kapasitas arus baterai 143,4 Ah, dan diambil baterai yang berkapasitas 150 Ah.

Gambar 4.4 Baterai Panasonic VRLA 150Ah c.

Solar charge controller Berikut data solar charge controller yang akan digunakan untuk

perencanaan penggunaan LPJU solar cell di kecamatan Medan Selayang. Tabel 4.10 Data solar charge controller Keterangan Type Tegangan nominal Arus Input/Output Temperatur Kerja Ingress Proteksi (IP)

Spesifikasi PWM/MPPT 12 volt (sesuai beban) 10A -20A -35oC - 55 oC IP 22 86

Solar charge controller dengan tipe ini dapat diprogram untuk memiliki kemampuan dual load atau dimmable load output. Tipe pengisian solar charge controller dengantipe pulse width modulation (PWM), mempunyai 4 tingkat pencas-an yakni : main, float, boost dan Equalization

Gambar 4.5 Solar Charge Controller Ukuran atau rating untuk alat pengontrol aliran masuk dan keluar dari aki dengan pers 3.27 dalam satuan Ampere adalah:

ampere

4.7

20 ampere.

Perhitungan Ekonomis PJU Biaya-biaya yang dikeluarkan dalam penggunaan LPJU solar cell dan

konvensional antara lain : biaya investasi, biaya perawatan, dan biaya operasional. Di bawah ini akan dilakukan analisa untuk melihat rincian-rincian biaya yang dikeluarkan masing-masing LPJU. Dari hasil analisa tersebut akan terlihat seberapa banyak biaya yang dapat dihemat dengan mengganti LPJU konvensional yang terpasang sekarang denga soalr cell. Tentunya biaya yang dapat dihemat tidak hanya untuk pemakaian saat ini tetapi juga untuk pemakaian jangka panjang hinga ke tahun-tahun berikutnya.

87

4.7.1

Biaya Investasi Biaya investasi pada PJU solar cell dan PJU konvensional meliputi biaya

pembelian keseluruhan material PJU dan biaya pemasangan (instalasi) material. a.

PJU Konvensional Berikut data harga per unit material PJU konvensional dan perhitungannya

sehingga didapat total biaya investasi atau biaya awal yang dipakai untuk membuat/mendirikan PJU konvensional di kecamatan Medan Selayang : Tabel 4.11 Harga Keseluruhan Material dalam satu Tiang dari PJU Konvensional Jenis Material

Harga Jumlah Single Ornament

Harga Total

Tiang PJU (tiang, ornament, klem & baut)

Rp 8.800.000

1

Rp 8.800.000

Lampu Sodium High Presure 150 watt

Rp 250.000

1

Rp

Balast Sodium 150 watt Ignitor SN 58 Kapasitor 20 mF Armatur Lampu

Rp 350.000 Rp 80.000 Rp 50.000 Rp 1.500.000

1 1 1 1

Rp 350.000 Rp 80.000 Rp 50.000 Rp 1.500.000

Total per Tiang

250.000

Rp 11.030.000

Dikalikan jumlah tiang sebanyak 1935 tiang

1935 x Rp 21.343.050.000

Double Ornament Tiang PJU (tiang, ornament, klem & baut) Lampu Sodium High Presure 250 watt Balast Sodium 250 watt Ignitor SN 58 Kapasitor 20 Mf Armatur Lampu Total per Tiang

Rp 9.000.000

1

Rp 9.000.000

Rp 350.000

2

Rp

Rp 450.000 Rp 80.000 Rp 50.000 Rp 1.500.000

2 2 2 2

700.000

Rp 900.000 Rp 160.000 Rp 100.000 Rp 3.000.000 Rp 13.860.000

88

Dikalikan jumlah tiang sebanyak 967 tiang

967 x Rp 13.402.620.000

Total Pengeluaran untuk Tiang LPJU Panel APP MCB 1 (10 ampere) MCB 3 (63 ampere) Kabel NYM 2 x 2.5 mm2 KabelNYFGbY 4x10 mm2 Kabel NYFGbY 4 x 16 mm2 Biaya Penyambungan kwhmeter untuk LPJU 150 watt (Listrik dari PLN) Biaya Penyambungan kwhmeter untuk LPJU 250 watt (Listrik dari PLN) Biaya instalasi material pertiang + Panel APP (gaji & sewa peralatan)

Rp 34.745.670.000 Rp 7.000.000

35

Rp 245.000.000

Rp 100.000 Rp 550.000

605 51

Rp 60.500.000 Rp 28.050.000

Rp 8.900/meter + 65.000 m Rp 76.500/meter + 260.000 m Rp 99.000/meter + 10.000 m Rp 1.500/VA

362,8125kVA

Rp 544.219.000

Rp 1.500/VA

604,375 kVA

Rp 906.562.000

Rp 1.500.000

2902 tiang

Biaya Total keterangan :

Rp 578.500.000 Rp 19.890.000.000 Rp 990.000.000

Rp 4.353.000.000 Rp 62.340.900.000

* Panjang kabel NYM = tinggi tiang x jumlah tiang * Panjang kabel NYFGbY 4 x 10 mm2 = jarak antara tiang x jumlah tiang * Panjang kabel NYFGbY 4 x 16 mm2 didapat dari perhitungan penghantar listrik pada bagian Bab 4.4Penghantar Listrik

Sedangkan biaya penyambungan atau pemasangan kwh-meter (listrik dari (PLN) ke beban, yang ditetapkan oleh pemerintah sebesar Rp 1.500,00/VA seperti yang tertera di Lampiran. Maka biaya penyambungan atau pemasangan kwhmeter untuk PJU konvensional di kecamatan Medan Selayang adalah :

89

b.

PJU Solar Cell Berikut data harga perunit material PJU konvensional dan perhitungannya

sehingga didapat total biaya investasi atau biaya awal yang dipakai untuk merencanakan/mendirikan PJU solar cell di kecamatan Medan Selayang : Tabel 4.12 Harga Keseluruhan Material dalam satu Tiang dari PJU Solar Cell Jenis Material

Harga Single Ornament

Jumlah

Harga Total

Tiang PJU (tiang, ornament, klem & baut)

Rp 9.000.000

1

Rp 9.000.000

Panel surya 60 watt peaks Lampu LED 20 watt Armatur Lampu Baterai 120 Ah Solar Charge Controller

Rp 2.000.000 Rp 800.000 Rp 1.500.000 Rp 1.800.000 Rp 950.000

2 1 1 1 1

Rp 4.000.000 Rp 800.000 Rp 1.500.000 Rp 1.800.000 Rp 950.000

Box (Baterai, Solar Charge Controller & )

Rp 1.700.000

1

Rp 1.700.000

Total per tiang

Rp. 19.750.000,00

Dikalikan jumlah tiang sebanyak 1935 tiang

1935 x Rp 38.216.250.000

Double Ornament Tiang PJU (tiang, ornament, klem & baut) Panel surya 80 watt peaks Lampu LED 40 watt Armatur Lampu Baterai 150 Ah

Rp 9.500.000

1

Rp 9.500.000

Rp 3.000.000 Rp 1.400.000 Rp 1.500.000 Rp 2.200.000

4 2 2 2

Rp 12.000.000 Rp 2.800.000 Rp 3.000.000 Rp 4.400.000 90

Solar Charge Controller

Rp 950.000

Box (Baterai, Solar Cherge Rp 1.700.000 Controller & ) Total per Tiang Dikalikan jumlah tiang sebanyak 967 tiang

2

Rp 1.900.000

2

Rp 3.400.000 Rp 37.000.000 967 x Rp 35.779.000.000

Total keselurahan tiang PJU Biaya instalasi material pertiang + Panel APP (gaji & sewa peralatan) Biaya Total

Rp.73.995.250.000 Rp 1.500.000

2902 tiang

Rp 4.353.000.000 Rp 78.348.250.000

Maka total biaya investasi atau biaya awal untuk membuat/mendirikan penerangan jalan umum solar cell pada kecamatan Medan Selayang adalah sebesar Rp 78.348.250.000,00 4.7.2

Biaya Operasional Biaya operasional penerangan jalan umum adalah biaya yang terus-

menerus dikeluarkan dalam setiap periode, biaya ini dikeluarkan untuk mengoperasi atau menghidupkan lampu penerangan jalan sesuai fungsinya. a.

PJU Konvensional Biaya operasional PJU konvensional tergantung pada harga TDL (Tarif

Dasar Listrik), dimana harga TDL (tahun 2014) tertera pada Lampiran 1, Sehingga dapat dihitung biaya operasional PJU konvensional dalam satu tahun melalui pers 3.29 adalah :

91

Tabel 4.13 Biaya Beban Eload / cosφ (KVA) 362,8125

Keterangan Single Ornament Double Ornament Biaya Total

Biaya (Rp –/KVA)

Biaya Beban [

1115 1115

604,375

]

Rp 194.177.000,00 Rp 673.878.000,00 Rp 868.055.000,00

Tabel 4.14 Biaya Pemakaian Listrik Keterangan

Eload (Kw)

t (hours)

TDL (Rp –/Kwh)

Biaya Pemakaian Listrik

Single Ornament Double Ornament

362,8125 604,375

4320 4320

1120 1120

Rp 1.755.432.000,00 Rp 2.924.208.000,00 Rp 4.679.640.000,00

Biaya Total

Maka total biaya rekening listrik yang harus dibayar Dinas Pertamanan kepada PLN dalam setahun (tahun 2015) adalah sebesar: Biaya rekening yg harus dibayar =Rp Rp 868.055.000 + Rp 4.679.640.000 = Rp 5.547.695.000,00/tahun Untuk mencari berapa biaya operasional PJU selama 10 tahun mendatang dapat dicari dengan menggunakan persamaan 3.31. Dengan memeperkirakan tahun-tahun berikut (setelah tahun 2014) kenaikan harga TDL berkisar 10%/tahun dan tingkat kenaikan harga TDL sebesar 5% / tahun, dimana FVAn = A (FVAn/A, i%, N) = Rp 5.547.695.000 (FVAn/ Rp 5.547.695.000, 5%, 10tahun) ⌈

⌉

⌈

⌉

Rp. 69.790.000.000 (selama 10 tahun)

92

b.

PJU Solar Cell Biaya operasional pada PJU solar cell adalah biaya untuk persediaan

airaccu (baterai) dan biaya pembersih panel surya setiap 3 bulan yang berkisar Rp 500.000,00 dan dalam setahun sebesar Rp 2.000.000,00/tahun. Dengan pers 3.31 dapat dicari biaya operasional dimana kenaikan harga air accu dan pembersih panel surya 10% / tahun. FVAn = A (FVAn/A, i%, N) ⌈

⌉

⌈

⌉

Rp 31.880.000,00 (selama 10 tahun) Maka perkiraan biaya operasional setiap tahunnya dengan pers 3.32 adalah: Tabel 4.15 Biaya Operasional per Tahun (a) PJU Konvensional Tahun ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Total

Biaya per Tahun 5.825.079.000 6.116.332.950 6.422.149.598 6.743.257.078 7.080.419.932 7.434.440.928 7.806.162.975 8.196.471.124 8.606.294.680

Rp 69.790.000.000

(b) PJU Solar Solar Cell Tahun ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Total

Biaya per Tahun 2.000.000 2.200.000 2.420.000 2.662.000 2.928.200 3.221.020 3.543.122 3.897.435 4.287.178 4.715.895 Rp 31.880.000

93

4.7.3

Biaya Perawatan Biaya perawatan pada PJU adalah biaya pergantian material karena rusak

atau tidak layak digunakan lagi.Pada tugas akhir ini, pergantian material

untuk perhitungan biaya perawatan PJU hanya dikarenakan umur material tersebut. a.

PJU Konvensional Berikut material PJU Konvensional beserta umur materialnya :

Tabel 4.16 Umur Material PJU Konvensional Jenis Material Tiang PJU (tiang, ornament, klem & baut) Lampu SodiumHigh Presure 250 watt Balast Sodium 250 watt Ignitor SN 58 Kapasitor 20 mF Armatur Lampu MCB Kabel Panel APP

Umur 30 tahun 15.000 jam = 3,4 tahun 3 tahun 3 tahun 3 tahun 10 tahun 3 tahun 12 tahun 30 tahun

Maka untuk mencari biaya material PJU konvensional dalam kurung waktu 10 tahun dengan pers 3.32 dan pers 3.33, dengan tingkat kenaikan harga ⌈

material 10% / tahun,

⌉

⌈

⌉

⌈

⌉:

- Single Ornament  Lampu SON T 150 watt + Balast Sodium 150 watt + Ignitor SN 58 + Kapasitor 20 mF + MCB (1 &

)

(250.000 + 35.000 + 80.000 + 50.000) x 1935 + 325.950.000 = Rp 1.738.500.000,00 ⌈ ⌈

⌉

⌈

⌉

⌉

81

∑Fv = 2.279.135.000 + 856.237.000 + 1.141.650.000 ∑Fv = Rp 4.277.022.000

 Armatur Lampu + MCB = (1.500.000 x 1935) = Rp 2.902.500.000 ⌈

⌈

⌉

⌉

Rp 7.546.500.000  Total biaya perawatan PJU konvensional untuk tiang single ornament = Rp. 4.277.022.000+ Rp. 7.546.500.000 = Rp. 11.823.552.000

- Double Ornament  Lampu SON T 250 watt + Balast Sodium 250 watt + Ignitor SN 58 + Kapasitor 20 mF (350.000 + 450.000 + 80.000 + 50.000) x 1934 = Rp 1.798.620.000 ⌈ ⌈

⌉

⌈

⌉

⌉

∑Fv = 3.392.164.000 + 1.198.113.000 + 1.597.484.000 ∑Fv = Rp 6.187.760.000

 Armatur Lampu + MCB = (1.500.000 x 1934) = Rp 2.901.000.000 ⌈

⌉

⌈

⌉

Rp 7.542.600.000  Total biaya perawatan PJU konvensional untuk tiang double ornament = Rp. 6.187.760.000 + Rp 7.542.600.000 = Rp. 13.730.360.000

 Total Biaya Perawatan PJU Konvensional dalam waktu sepuluh tahun, = Rp 25.553.910.000,00 (selama 10 tahun)

82

b. PJU Solar Cell Berikut material PJU Solar Cell beserta umur materialnya : Tabel 4.17 Umur Material PJU Solar Cell Jenis Material Tiang PJU (tiang, ornament, klem & baut) Panel surya Lampu LED Armatur Lampu Baterai 150 Ah Solar Charge Controller Box (Baterai, Solar Charge Controller )

Umur 30 tahun 25 tahun 60.000 jam = 13,7 tahun 10 tahun 7 tahun 10 tahun 30 tahun

Maka untuk mencari biaya perawatan PJU solar cell dalam kurung waktu 10 tahun dengan pers 3.31 dan pers 3.32, dengan tingkat kenaikan harga material 10% / tahun. - Single Ornament  Armatur lampu + Solar charge controller = (1.500.000 + 950.000 ) x 1935 = Rp 4.740.750.000 ⌈

⌉

⌈

⌉

Rp 12.325.950.000 - Double Ornament  Armatur lampu + Solar charge controller = (1.500.000 + 950.000 ) x 1934 = Rp 4.738.300.000 ⌈

⌉

⌈

⌉

Rp 12.319.580.000

- Single Ornament 

Baterai 150 Ah = 1.800.000 x 1935 = Rp 3.483.000.000 83

⌈

⌉

⌈

⌉

Rp 6.791.850.000,00

- Double Ornament 

Baterai 150 Ah = 2.200.000 x 1934 = Rp 4.254.800.000 ⌈

⌉

⌈

⌉

Rp 8.296.860.000,00

 Total Biaya Perawatan PJU Solar Cell dalam kurung waktu sepuluh tahun, = (Rp 12.325.950.000 + Rp 6.791.850.000) + (Rp 12.319.580.000 + Rp 8.296.860.000) = Rp 39.734.240.000 (selama 10 tahun)

4.8

Analisa Perbandingan Biaya Output Dengan Break Even Point (BEP) Untuk menganalisa perbandingan biaya output (pengeluaran) dari PJU

solar cell dengan PJU konvensional digunakan break even point. Karena syarat terjadinya break even point adalah TR (Total Revenue/Pendapatan Total) = TC (Total Cost/Biaya Total), sedangkan pendapatan dari penjualan produk (penerangan terhadap warga pemakai jalan) setelah PJU beroperasi tidak dihitung, maka biaya pengeluaran PJU konvensional (pada Tabel 4.16) dianggap menjadi TR (Total Revenue/Pendapatan Total) dan biaya pengeluaran PJU solar cell dianggap menjadi TC (Total Cost/Biaya Total). Berikut data perhitungan biaya pengeluaran PJU konvensional dan solar cell setiap tahun, sampai pada tahun ke 10 PJU beroperasi.

84

Tabel 4.18 Biaya PengeluaranPJU Konvensional Sampai pada Tahun ke-10 Tahu n ke0

Biaya Investasi

Biaya Operasional

Biaya Perawatan

62.340.900.000

Biaya Investasi 0 Biaya operasional

1

2

6.116.332.950 6.422.149.598 6.743.257.078 62.340.900.000

30.654.513.630 7.080.419.932

62.340.900.000

37.734.933.560

Biaya operasional + Biaya perawatan 5.671.299.000 (lampu, ignitor & kapasior) 0 Biaya operasional 0 Biaya operasional 5.671.299.000 Rp 98.666.712.630 2.054.350.000 Biaya operasional

62.340.900.000

45.169.374.490 7.806.162.975

Rp 107.801.482.600 0 Biaya operasional 7.725.649.000 Rp 115.235.923.500 0 Biaya operasional

62.340.900.000

52.975.537.460

7.725.649.000

7.434.440.928

9 Total

0 Biaya operasional

5.825.079.000

3 4 5 Total 6 Total 7 Total 8 Total

Keterangan

8.196.471.124 62.340.900.000

10

61.172.008.590 8.606.294.680

Total Rp 62.340.900.000

Rp. 69.790.000.000

7.725.649.000

Rp 123.042.086.500 Biaya operasional + Biaya perawatan 2.738.134.000 (lampu, ignitor & kapasior) 10.463.783.000 Rp 133.976.691.600 Biaya operasional + Biaya perawatan 15.089.100.000 (armatur, MCB & kabel) Rp. 25.553.910.000 Rp 157.684.810.000

Tabel 4.19 Biaya Pengeluaran PJU Solar Cell Sampai pada Tahun ke-10 Tahu n ke0 1 2 3 4 5 Total 6

PJU Solar Cell

Biaya Operasional

Biaya Perawatan

78.348.250.000

78.348.250.000

Keterangan Biaya Investasi

2.000.000 2.200.000 2.420.000 2.662.000 2.928.200 19680370 3221020

0 0 0 0 0 0 0

Biaya operasional Biaya operasional Biaya operasional Biaya operasional Biaya operasional

Rp 79.548.010.370 Biaya operasional 85

Total

78.348.250.000

22901390

15088710000

Rp 94.639941390 Biaya operasional +

7

3543122

0 Biaya perawatan (baterai)

Total 8 Total 9 Total

78.348.250.000 78.348.250.000 78.348.250.000

10

26444512 3897435 30341947 4287178 34629125 4715896

Total Rp 78.348.250.000

Rp 31.880.000

15088710000 Rp94643484512 0 Biaya operasional 15088710000 Rp 94647381947 0 Biaya operasional 15088710000 Rp 94651669125 Biaya operasional + Biaya perawatan 24645530000 (armatur, solar charge controller) Rp 39.734.240.000 Rp 118.114.370.000

Dari data perhitungan diatas dapat dilihat bahwa pada tahun ke-enam, biaya yang dikeluarkan untuk LPJU konvensional sudah melebihi biaya yang harus dikeluarkan untuk LPJU solar cell. Perbandingan biaya yang dikeluarkan selama 10 tahun antara LPJU konvensional dengan LPJU solar cell adalah Rp 157.684.810.000 : Rp 118.114.370.000

Penjelasan Tambahan Untuk membangun LPJU solar cell dengan biaya investasi yang lebih murah, kini telah banyak perusahaan yang menawarkan pembangunan LPJU solar cell mulai dari tiang hingga komponen-komponen lain yang terdapat di LPJU solar cell dalam bentuk harga satu paket. Dimana satu paket LPJU solar cell tersebut sudah disesuaikan daya lampu LED yang digunakan, ukuran batre dan solar charge controllernya. Pendapatan (Income) dari hasil penjualan produk (penerangan jalan terhadap masyarakat pemakai jalan)sebenarnya tidaklah ada. Dinas Pertamanan sebagai pelaksana, pengawas dan pembangun PJU mendapatkan sebagian dari 86

APBD (Anggaran Pendapatan dan Belanja Daerah) Pemko (Pemerintah kota) Medan. APBD itulah yang digunakan Dinas Pertamanan untuk membangun, merawat, dan mengoperasikan PJU. Sedangkan APBD Pemko Medan sendiri sebagiannya didapat Pemko Medan dari pajak salah satunya adalah PPJ (Pajak Penerangan Jalan) yang diambil dari masyarakat kota medan ketika pembayaran rekening listrik kepada PLN (Perusahaan Listrik Negara). PPJ diatur oleh Pemko Medan di dalam “Peraturan Daerah Kota Medan No.16 Tahun 2011 Tentang Pajak Penerangan Jalan” terlampir pada Lampiran No.2.

87

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan Beberapa kesimpulan yang dapat diambil melalui perhitungan dan analisa data pada bab – bab sebelumnya adalah sebagai berikut : 1. Daya total pemakaian beban lampu LED 20 watt dan 40 watt pada LPJU solar cell tiang lengan tunggal dan ganda masing-masing adalah 38.700 watt dan 77.360 watt. Sedangkan daya total pemakaian beban lampu SON T 150 watt dan 250 watt pada LPJU konvensional tiang lengan tunggal dan ganda masing-masing adalah 290.250 watt dan 483.500 watt. 2. Manajemen operasional LPJU di kecamatan Medan Selayang masih kurang. Terbukti masih ada banyak lampu penerangan yang mati yang mesti diganti. 3. LPJU koonvensional masih membutuhkan pembatas dan pengaman listrik yakni MCB 1ϕ dan MCB 3ϕ. Sementara untuk LPJU solar cell sudah tidak memerlukan pembatas dan pengaman listrik karena PJU solar cell tidak membutuhkan suplai energi listrik dari PLN sehingga tidak dibutuhkan pembagian grup daya. 4. Biaya investasi mendirikan sebanyak 1935 tiang LPJU konvensional berlengan tunggal (single ornament) dan 967 tiang LPJU berlengan ganda (double ornament) adalah Rp 62.340.900.000. Sedangkan biaya investasi untuk PJU solar cell adalah Rp 78.348.250.000

88

5. Biaya operasional atau rekening listrik LPJU konvensional sebanyak 2.902 tiang PJU dan 3.869 titik lampu) untuk satu tahun pengoperasian sebesar Rp 5.547.695.000. Sedangkan biaya operasional LPJU solar cell untuk satu tahun pertama pengoperasian sebesar Rp 2.000.000

6. Biaya perawatan LPJU konvensional selama 10 tahun adalah sebesar Rp 25.553.910.000. Sedangkan biaya perawatan LPJU solar cell selama 10 tahun sebesar Rp 39.734.240.000

7. Titik balik keseluruhan biaya (investasi, operasional dan perawatan) untuk LPJU solar cell dilewati oleh keseluruhan biaya untuk PJU konvensional terjadi pada tahun ke-6 LPJU beroperasi setelah didirikan.

V.2 Saran Adapun

saran-saran

yang

dapat

diberikan

oleh

penulis

untuk

pengembangan penelitian ini lebih lanjut lagi adalah sebagai berikut : 1. Manajemen operasional lampu jalan di kecamatan Medan Selayang perlu diperbaiki karena masih banyak kondisi LPJU yang perlu perawatan dan diganti karena kondisi lampu yang sudah mati. 2. Ada baiknya jika ingin membawakan penelitian yang sama, objek yang diteliti (LPJU) harus lengkap.

89