KAJIAN TINGKAT EFIKASI LAMPU LED SWABALAST UNTUK PEN- CAHAYAAN UMUM THE STUDY OF THE EFFICACY LEVEL OF SWABALAST LED LIGHT FOR GENERAL LIGHTING

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : 1 - 14

ISSN 1978-2365

KAJIAN TINGKAT EFIKASI LAMPU LED SWABALAST UNTUK PENCAHAYAAN UMUM THE STUDY OF THE EFFICACY LEVEL OF SWABALAST LED LIGHT FOR GENERAL LIGHTING Sudirman Palaloi*), Subhan Nafis, Sarimin Emo** *) Balai Besar Teknologi Energi (B2TE) – BPPT Gedung 620 Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang Selatan [email protected] **) Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi Jl. Cileduk Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, 12230 [email protected]

Abstrak Saat ini lampu LED menjadi salah satu pilihan sebagai sumber pencahayaan. Penggunaan LED sebagai sumber pencahayaan umum berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Lampu LED semakin populer dan sudah banyak ditemukan dipasaran. Hal ini disebabkan karena lampu LED lebih efisien dan memberikan kualitas yang lebih tinggi daripada lampu penerangan lainnya. Studi ini bertujuan untuk mendapatkan tingkat efikasi lampu LED untuk pencahayaan umum yang beredar di Indonesia. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan pengujian tingkat efikasi lampu LED pada saat awal dinyalakan, dan setelah nyala 1000 jam. Hasil pengukuran menyatakan bahwa terdapat korelasi yang erat antara daya lampu dengan nilai flux. Ditemukan pula bahwa tingkat efikasi yang dihasilkan oleh lampu LED dapat dipertahankan rata-rata 98,7% dari nilai awalnya setelah mengalami aging selama 1000 jam. Pengukuran menunjukkan bahwa tingkat efikasi lampu awal pengujian berada pada rentang 56,3 – 119,5 [Lm/W] dengan rata-rata 86,9 [Lm/W]. Sedangkan efikasi setelah lampu di aging 1000 jam berada pada rentang 54,9 – 115,4 [Lm/W] dengan rata-rata 86,1 [Lm/W] yang sesuai dengan klaim LED secara umum Kata kunci : efikasi, lampu LED, pencahayaan umum

Abstract Currently LED light has become a choice of source of light. The use of LED light as a general source of light is growing rapidly in recent years. LED light has become increasingly popular and could easily be found in the market. It is because LED light is more efficient and provides higher quality than other lighting. The aim of the study is to determine the level of efficacy in LED light for general lighting available in Indonesia. The use of the method is by doing a test on the efficacy rate of the LED lights when it was first turned on and after 1000 hours flame. The result of the measurement suggests that there is a close correlation between the power of the light and the value of the flux. It was also found that the level of efficacy produced by LED light can be maintained in the average of 98.7% of its

Diterima : 21 Juli 2014, direvisi : 7 Januari 2015, disetujui terbit : 28 Mei 2015

1

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : 17 - 30 initial value after 1000 hours aging. Measurements showed that the level of efficacy of the light in the initial testing was in the range of 56.3 to 119.5 [Lm / W] with the average of 86.9 [Lm / W]. While the efficacy after 1000 hours was in the range of 54.9 to 115.4 [Lm / W] with the average of 86.1 [Lm / W] which suitable with the claim of LED in general. Keywords: efficacy, LED lamps, general lighting

PENDAHULAN

untuk menampilkan ritel, dan pencahayaan di

Latar Belakang

luar ruangan untuk jalan-jalan dan tempat

Light emitting diode (LED) adalah perangkat

semikonduktor

listrik menjadi

yang

mengubah

cahaya. Lampu LED juga

disebut "lampu solid state" karena cahaya yang dipancarkan berasal dari bahan semi konduktor yang padat, bukan dari tabung hampa udara atau gas, seperti yang terdapat pada lampu pijar ataupun lampu neon. Teknologi LED mulai diperkenalkan dan diaplikasikan sejak tahun 1960-an. LED memancarkan cahaya dalam rentang yang sangat sempit dan

panjang

gelombang, LED juga sangat ideal untuk menghasilkan cahaya yang berwarna [1,2]. Sekarang ini lampu LED unggul dan efisien untuk penggunaan lampu berwarna merah, hijau, dan biru dalam perangkat termasuk jam digital, jam tangan, televisi, dashboard, dan lampu lalu lintas. Pada tahun 1993

Perusahaan

Jepang

Nichia

Corp.

menemukan cara untuk menciptakan cahaya putih dari dioda tunggal. merupakan awal untuk teknologi

berbasis

menghasilkan

LED

Penemuan ini mengembangkan yang

dapat

cahaya putih yang cocok untuk

penerangan umum. Jumlah produk pencahayaan solid state ini berkembang pesat, termasuk lampu "downlight", lampu portabel, lampu

2

parkir. Produk lampu LED memiliki potensi yang cukup besar untuk mengurangi konsumsi listrik dan emisi gas rumah kaca [2]. Saat ini kinerja teknologi LED mengalami perkembangan yang terus-menerus.

LED

telah menjadi salah satu sumber pencahayaan pilihan untuk aplikasi penerangan umum. Penggunaan LED dalam aplikasi penerangan umum sudah muncul dan berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Secara umum beberapa kelebihan lampu LED adalah LED lebih hemat penggunaan energinya. LED dapat memancarkan warna cahaya tanpa menggunakan filter warna seperti lampu tradisional. Ini tentu lebih efisien dan dapat menurunkan biaya awal. LED dapat dirancang untuk fokus cahayanya. Warna yang dipancarkan oleh LED tidak berubah walau melewati media tertentu, seperti pada lampu pijar. LED juga tahan terhadap getaran dan goncangan. dan salah satu keunggulan lampu LED adalah memiliki rentang hidup yang sangat panjang.

LED menyala sangat cepat

dan tidak mengandung merkuri, seperti lampu neon [10]. Efisiensi lampu umumnya termasuk LED dapat dilihat dari tingkat efikasinya. Efikasi (ç) [lumen/watt atau lm / W]:

Kajian Tingkat Efikasi Lampu Led Swabalast Untuk Pencahayaan Umum

Efisiensi sumber cahaya untuk menghasilkan

Penelitian lain membandingkan tiga

cahaya terhadap daya listrik yang digunakan

jenis lampu LED, lampu pijar dan CFL dari

[7].

berbagai macam aspek seperti diperlihatkan

Efikasi juga didefinisikan total flux

cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya dibagi dengan watt lampu dinyatakan dalam lumen per watt (lm / W) [2]. Beberapa

penelitian

yang

telah

pada Table 3. Tabel 3. Perbandingan fluks cahaya efikasi beberapa jenis lampu [11] LED

Lampu pijar

CFL

efikasi

Efisiensi dan biaya energi

berbagai jenis lampu untuk pencahayaan

umur lampu

50000 jam

1200 jam

8000 jam

Watt

5 - 11

50

13 - 15

kWh tahunan

329

3285

767

Biaya operasi tahunan

$32.85

$328.59

$76.65

Merkuri

tidak

tidak

tidak

kadangkadang

ya

dibuplikasikan umum

membandingkan

seperti

diperlihatkan

pada

Tabel

berikut. Tabel 1. Perbandingan efikasi beberapa jenis lampu [2] Perbandingan luminasi dan efikasi berbagai

Siklus On/Off tidak efek

Sumber cahaya

Tipikal rentang efikasi [lm/W]

Lampu pijar

10 - 18

Lampu Halogen

15 - 20

Bila dilihat beberapa keunggulan di atas

Lampu Swabalast

35 - 60

terlihat bahwa memang lampu LED jauh lebih

Lampu neon

50 - 100

Lampu metal halide

50 - 90

Sesitif pada humidity

tidak

kadangkadang

ya

unggul dibanding dengan lampu lainnya, terutama dalam hal rendahnya konsumsi energi

jenis lampu juga dipulikasikan oleh Philips

dan umurnya. Hal ini menjadikan lampu LED

seperti terlihat pada Table 2 berikut.

begitu cepat berkembang dan banyak diminati. Populeritas penggunaan lampu LED sebagai

Tabel 2. Perbandingan fluks cahaya efikasi beberapa jenis lampu[1,5]

pencahayaan

umum

berkembang

pesat.

Asosiasi Industri Perlampuan Listrik Indonesia (Aperlindo) menargetkan pasar lampu Light Emitting Diode (LED) hingga akhir tahun

Sumber cahaya

Fluks Luminous (lm)

Efikasi (lm/W)

Lampu pijar/halogen

60 - 48400

5 - 27

Low pressure Sodium

1800 - 32500

100 - 203

High pressure Sodium

1300 - 90000

50 - 130

Lampu neon

200 - 8000

60 - 105

Untuk mengetahui tingkat efikasi lampu LED untuk pencahayaan umum yang ada

Lampu Swabalas (CFL)

200 - 12000

50 - 85

Lampu metal halide

53000 - 220000

75 - 140

Ceramic metal halide

1500 - 23000

68 - 95

LED

10 - 170

Up to 50

sekitar 15 juta unit,‖ Tujuan

dipasaran pada saat awal dinyalakan dan setelah lampu dinyalakan selama 1000 jam.

3


METODOLOGI

dikehendaki. Metode ini cocok digunakan

Tempat dan Waktu Pengujian

untuk penelitian seperti pemilihan sampel pada

Pengujian lampu LED swabalat ini dilakukan di Laboratorium Peralatan listrik Rumah

Tangga

B2TE

-

BPPT.

Waktu

pengujian dilakukan tahun 2013.

pengujian

lampu

ini,

ini

karena

keterbatasan biaya untuk membeli lebih sampel yang banyak, dan juga

mempertimbangkan

beberapa kapasitas daya lampu LED yang ada dipasaran.

Sampel dan Alat Pengujian

LED

Pengambilan sampel lampu LED

dilakukan secara acak, dengan cara membeli

Sampel adalah bagian dari jumlah dan

pada beberapa toko dan supermarket. Sampel

karakteristik yang dimiliki oleh populasi.

uji yang dipilih diharapkan dapat mewakili

Sampel dilakukan jika populasi besar dan tidak

jenis dan watt yang beredar dipasaran. Jumlah

mungkin memperlajari semua yang ada pada

lampu secara keseluruhan adalah 64 unit yang

populasi. Teknik sampling, adalah teknik

terdiri dari 12 merek, dengan daya dari 2 watt

pengambilan

s.d 13 watt.

sampel.

Untuk

menentukan

sampel yang akan digunakan dalam penelitian,

Pengujian unjuk kerja kelistrikan lampu

terdapat macam-macam teknik sampling yaitu

LED mengacu kepada SNI IEC 62612:2013

probability sampling dan non probability

Lampu swabalast LED untuk pelayanan pen-

sampling. Non probability sampling, adalah

cahayaan umum – Persyaratan Kinerja [13].

teknik

pengambilan

sampel

yang

tidak

memberi peluang atau kesempatan sama bagi

LED sebagai lampu pencahayaan umum

setiap unsur atau anggota populasi untuk

Akhir ini menjadi perbicangan dan

dipilih menjadi sampel. Teknik sampel ini

banyak diselidiki orang tentang kelebihan dan

meliputi,

kuota,

kekurangan lampu LED untuk mencahayaan

insidental, dan purposive. Pada penelitian ini

umum. Para peneliti, akademisi, produsen

metode

adalah

sedang mengkaji untuk menciptakan solusi

metode sampling insidental dan sampling

pencahayaan umum dari LED. Ada sejumlah

purposive. Sampling insidential adalah teknik

alasan penting mengapa pencahayaan LED

menentukan sampel berdasarkan kebetulan,

lebih baik daripada teknologi pencahayaan

yaitu lampu LED apa saja yang secara

lainnya yaitu masa pakainya yang lama, hemat

kebetulan atau insidental didapatkan dijual di

energi dan bentunya unik. Penggunaan energi

pasaran

membuat penghematan biaya yang signifikan,

sampling

sistematis,

samping yang

(toko

dan

digunakan

supermarket)

dengan

mengetahui terlebih dahulu kapasitas dan daya

terutama

yang diperjualbelikan dipasaran yaitu 2W s.d

menggunakan lampu dalam jumlah besar.

13W. Sampling purposive, adalah teknik

Pencahayaan LED juga lebih aman bagi

menentukan

lingkungan karena bebas merkuri dan tidak

tertentu

4

sampel

sesuai

dengan

dengan

pertimbangan tujuan

yang

dalam

aplikasi

komersial

yang

menghasilkan sinar Ifra Red atau Ultra Violet,


yang dapat berbahaya bagi manusia. Dengan

Nampak bahwa semakin tinggi wattnya, maka

kata

sumber

luminasi yang dihasilkan juga semakin tinggi.

ramah

Umur lampu bervariasi mulai dari 15.000 jam

lain,

pencahayaan

lampu

LED

terhijau

dan

adalah paling

lingkungan.

hingga 50.000 jam. Efikasi berada pada rentang

Teknologi LED mulai dikenal baik oleh masyarakat umum, bukan hanya oleh lighting designer, arsitek, atau desainer interior. Tetapi masyarakat

umum

sudah

banyak

yang

65 – 100 lumen/watt. CCT semua berada di atas 4400oK. Spesifikasi data sampel uji secara detail disajikan pada Tabel 4 berikut ini. Tabel 4. Spesifikasi sampel uji lampu LED

memafaatkan sebagai pencahayaan di rumarumah mereka. Sudah waktunya pula, LED digunakan

sebagai

pencahayaan

umum

mengganti lampu neon dan CFL dirumah rumah. Terlebih jika dikaitkan dengan usaha menghemat konsumsi listrik dan desakan untuk mulai menggunakan teknologi hijau.

Untuk

kedepannya, dapat dipastikan lampu LED akan menggantikan LHE. Namun demikian salah satu kekurangan lampu LED ini adalah Color Rendering Index (CRI), masih rendah bila dibandingkan dengan lampu halogen dan lampu penerangan lainnya. CRI lampu LED umumnya berada di bawah 80%.

Gambar 1. Lampu LED swabalast untuk pencahayaan umum Berdasarkan spesifikasi, lampu LED yang ada dipasaran berkapasitas dari 2 watt sampai dengan 13 watt. Tegangan kerja bervariasi, mulai dari 100 V sampai dengan 265V.

5

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : 17 - 30 Kecuali

jika

ditetapkan

untuk

keperluan

spesifik oleh pabrikan atau penjual yang bertanggung

jawab,

maka

lampu

harus

dioperasikan di udara bebas pada base-up vertikal untuk semua pengujian. Instrumen listrik dan photometrik yang digunakan harus dipilih yang mempunyai jaminan ketelitian dengan persyaratan uji. a. Penyalaan dan persiapan Pengujian penyalaan dan persiapan harus dilakukan sebelum uji penyalaan kecuali untuk Peralatan uji yang digunakan adalah integrator sphare, rack aging, regulator DC power supply, AC voltage stabilizer, lux meter, lampu standar, regulator AC power supply, Hygrometer, thermometer dan Power quality analyzer. Semua

peralatan

yang

digunakan

telah

lampu yang dinyatakan oleh pabrikan sebagai lampu jenis VPC (Vapour ressure Control Kendali Tekanan Uap). Tegangan uji untuk uji penyalaan harus sama dengan 92% dari tegangan pengenal atau, dalam julat tegangan 92% dari nilai minimum dari julat tersebut. b. Tegangan uji

terkalibrasi dengan baik.

Tegangan uji adalah harus tegangan

Metode pengujian Metode mengujian mengacu Standar Uji berdasarkan SNI IEC 62612-:2013. Semua pengujian dilakukan dalam ruang tanpa gerakan udara (draught-proof) pada suhu ruangan (25± 1) ºC dan kelembaban nisbi maksimum 65%. Tegangan uji harus stabil dalam ± 0,5%, selama periode stabilisasi, dan toleransi ini dikurangi

pengenal dengan toleransi ± 2%. Dalam hal julat tegangan, pengukuran harus dilakukan pada nilai rata-rata.

Untuk beberapa lampu

LED swabalast diperlukan nilai yang lebih rendah untuk pengukuran photometrik dan listrik. c. Daya lampu

menjadi ± 0,2% pada saat pengukuran. Untuk

Daya awal yang dipakai oleh lampu LED

pengujian umur lampu toleransinya adalah 2%.

tidak boleh tidak boleh melampuai 15% di atas

Kandungan harmonisa total tegangan suplai

daya pengenal.

tidak melebihi 3%. Kandungan harmonisa didefinisikan

sebagai

penjumlahan

harmonisa

individu

r.m.s

d. Kuat cahaya

dengan

Kuat cahaya lampu LED yang diukur

menggunakan dasar 100%. Semua pengujian

tidak boleh kurang dari 90% nilai kuat cahaya

harus dilakukan pada frekuensi pengenal.

pengenal. Pengukuran cahaya lampu dalam

komponen

bola integrator.

6


e. Menentukan nilai lumen

kemudian lampu tersebut dinyalakan selama

Kuat cahaya awal harus diukur setelah stabilitas termal dari lampu LED, yang

1000 jam (pemeliharaan lumen). Bila lampu telah menyala 1000 jam, maka dilakukan pengujian efikasi untuk kedua kalinya. Secara se-

waktunya adalah 15 menit.

derhana diagram pengujian diperlihatkan sep-

f. Pemeliharaan lumen

erti berikut ini.

Setelah 1000 jam operasi, termasuk

Seleksi lampu

Uji Efikasi 1

Pemeriksaan visual

Pemeliharaan lumen

Pemberian name tag

Uji Efikasi 2

periode penyalaan, pemeliharaan lumen (lumen maintenance) harus tidak kurang dari nilai yang diumumkan

oleh

pabrikan

atau

penjual

(vendor) yang bertanggung jawab. g. Suhu ruangan Suhu ruangan harus dalam dijaga dalam rentangan 15ºC sampai 40ºC. Aliran udara (draught) yang berlebihan harus dihindarkan dan lampu agar tidak mengalami goncangan dan getaran yang ekstrim.

Gambar 2. Prosedur pengujian lampu LED swabalast

HASIL DAN PEMBAHASAN

h. Waktu Stabilitas Pengukuran sebelum

waktu

Berikut ini akan menyajikan hasil dan tidak

boleh

stabilitas

dilakukan

terlewati.

Pen-

goperasian yang stabil dicapai bila suhu lampu LED tidak lagi meningkat 5 K per jam.

antara 2,5 W – 12,5 W. Besar konsumsi daya tergatung dari pada daya masing-masing lam-

melakukan inventarisasi terhadap lampu LED

pu. Analisis konsumsi daya lampu berdasarkan

yang

dengan

spesifikasi dilakukan dengan membandingkan

memperhatikan watt, merek, CCT, dan jenis

konsumsi daya listrik lampu saat awal dinya-

serta keterwakilannya.

lakan dan setelah dinyalahkan 2000 jam.

di

diawali

Konsumsi daya [Watt]

dengan

beredar

lampu

untuk pencahayaan umum.

Konsumsi daya lampu LED berkisar

i. Skema Prosedur Pengujian Seleksi

pembahasan unjuk kerja lampu LED swabalast

pasaran,

Lampu yang telah

Hal

dibeli diperiksa secara visual dan diberi name

ini dilakukan untuk melihat apakah lampu

tag agar mudah diinetifikasi. Setiap lampu ter-

setelah dinyalahkan mengalami perubahan kon-

sebut diuji untuk mendapatkan tingkat efikasi

sumsi dayanya.

Hasil pengujian konsumsi

awal dalam bola integrator dengan pesyaratan

daya

dinyalakan,

pengujian yang telah ditetapkan. Setelah selesai

dinyalakan dapat dilihat pada Gambar 3 berikut

pengujian efikasi awal untuk semua lampu,

ini.

sebelum

dan

setelah

7

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

semu 28,4 VA dan daya reaktif 28 VAr.

Daya name plate (W) Daya hasil pengukuran awal (W) Daya hasil pengukuran setelah nyala 1000 jam [W]

Tingginya daya semu dan daya reaktif

ini

disebabkan karena faktor daya yang sangat rendah yaitu 0,09. Namun demikian ditemukan cukup

di

atas

0,5.

dilihat pada gambar berikut ini. P Watt

40

Q Var

S VA

PF

1.2

35

1.0

30 0.8

25 20

0.6

15

0.4

10 0.2

5

ada beberapa lampu daya yang dikonsumsi lebih lebih besar diatas 15% dibanding dengan spesifikasinya, yaitu ada 4 unit lampu atau 6,25%. Namun dari 64 unit lampu tersebut ada 60 unit atau 93,75% yang dapat memenuhi

0

0.0

2W-E-01-Merek 01 3W-E-01-Merek 02 3W-E-03-Merek 03 3,5W-E-01-Merek 04 4W-E-01-Merek 01 4W-E-03-Merek 05 5W-E-01-Merek 02 5W-E-03-Merek 06 5W-E-05-Merek 07 5W-E-07-Merek 08 5W-E-09-Merek 09 5W-E-11-Merek 10 6W-E-01-Merek 01 6W-E-03-Merek 11 6W-E-05-Merek 03 7W-E-01-Merek 02 7W-E-03-Merek 12 7W-E-05-Merek 08 7W-E-07-Merek 06 7W-E-09-Merek 10 7W-E-11-Merek 04 8W-E-01-Merek 07 9W-E-01-Merek 11 9W-E-03-Merek 05 9W-E-05-Merek 10 9W-E-07-Merek 09 10W-E-01-Merek 01 10W-E-03-Merek 08 10W-E-05-Merek 07 10W-E-07-Merek 06 10W-E-09-Merek 04 13W-E-01-Merek 06

setelah nyala 1000 jam hampir sama. Namun

Hasil

serta faktor daya masing-masing lampu dapat

Daya (W.Var,VA)

untuk daya yang dikonsumsi sebelum dan

barada

pengukuran daya aktif, daya reaktif, daya semu

Gambar 3. Konsumsi daya sebelum dan pemeliharaan lumen 1000 jam Berdasarkan grafik di atas terlihat bahwa

baik,

Faktor daya

13W-E-01-Merek 06

10W-E-09-Merek 04

10W-E-06-Merek 07

9W-E-08-Merek 09

10W-E-03-Merek 08

9W-E-05-Merek 10

9W-E-02-Merek 11

8W-E-01-Merek 07

7W-E-10-Merek 10

7W-E-07-Merek 06

7W-E-04-Merek 12

7W-E-01-Merek 02

6W-E-04-Merek 11

6W-E-01-Merek 01

5W-E-10-Merek 09

5W-E-07-Merek 08

5W-E-04-Merek 06

5W-E-01-Merek 02

4W-E-02-Merek 01

3W-E-02-Merek 02

3,5W-E-01-Merek 04

juga lampu LED yang mempunyai faktor daya 2W-E-01-Merek 01

Daya [W]


Gambar 4. Hasil pengukuran daya dan faktor daya Analisis fluks cahaya

kriteria, yaitu daya yang dikonsumsi tidak Intensitas cahaya adalah sering juga

melampaui 15% di atas daya pengenalnya.

disebut fluks cahaya yang merupakan jumlah Analasis daya dan faktor daya

total cahaya yang dipancarkan oleh sumber

Sebagaimana kita ketahui bahwa lampu

cahaya, tanpa memperhatikan arah. Satuan in-

LED disamping membutuhkan daya aktif (W)

tensitas cahaya adalah lumen [2,5]. Sedangkan

juga daya reaktif (Var). Berdasarkan hasil

menurut WLO Fritz dan MTE Kahn, Fluks

pengukuran komsumsi daya reaktif dan faktor

bercahaya (Ö) adalah energi cahaya / gelom-

daya sangat variatif. Hasil pengukuran faktor

bang

daya lampu LED bervariasi mulai dari 0,090

(permukaan) [6]. Jadi intensitas cahaya adalah

sampai dengan 0,97 dengan rata-rata 0,53.

jumlah atau total keluaran cahaya yang

Apabila faktor daya rendah, maka konsumsi

dipancarkan oleh sumber cahaya ke segala arah

daya reaktif dan daya semu akan menjadi

yang diterima oleh suatu permukaan.

terpancar (diterima) oleh sumber

tinggi. Hal ini tentunya merugikan PLN sebagai

Untuk melihat seberapa besar jumlah

penyedia daya listrik. Contoh lampu Merek 1

yang dipancarkan oleh lampu LED, maka telah

dengan daya 2 W, menyerap daya aktif dari

dilakukan pengukuran untuk semua sampel uji.

sistem hanya 2,5W, tetapi membutuhkan daya

Pengukuran

8

intensitas

cahaya

sampel

uji


dilakukan dalam bola integrator selama sekitar

setelah penyalaan 1000 jam terhadap daya

15 menit setiap lampu. Hasil pengukuran inten-

lampu diperlihatkan dalam bentuk grafik pada

sitas cahaya lampu pada saat awal dinyalakan

Gambar 6 berikut.

setelah dinyalakan selama 1000 jam dibading-

1400

Fluks Spesifikasi [Lm]

kan. Hal ini dilakukan untuk melihat apakah bahan lumen yang dihasilkan kurang dari 90%.

Fluks setelah nyala 1000jam [Lm} Linear (Fluks setelah nyala 1000jam [Lm})

1000

Fluks Cahaya [Lm]

lampu setelah dinyalakan mengalami peru-

Fluks awal nyala 0 jam [Lm]

1200

Linear (Fluks awal nyala 0 jam [Lm]) Linear (Fluks setelah nyala 1000jam [Lm})

800 600 400

Hasil pengukuran lumen diperlihatkan pada

1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Fluks spek [Lm] Fluks awal [Lm]

0 0

2

4

6

8

10

12

14

Daya [W]

Gambar 6. Hubungan Fluks cahaya terhadap daya

Fluks setelah nyala 1000jam [Lm]

Dari gambar di atas lebih jelas terlihat bahwa variasi fluks cahaya lampu terhadap daya cukup besar, terutama lampu 9 dan 10 2W-E-01-Merek 01 3W-E-02-Merek 02 3,5W-E-01-Merek 04 4W-E-02-Merek 01 5W-E-01-Merek 02 5W-E-04-Merek 06 5W-E-07-Merek 08 5W-E-10-Merek 09 6W-E-01-Merek 01 6W-E-04-Merek 11 7W-E-01-Merek 02 7W-E-04-Merek 12 7W-E-07-Merek 06 7W-E-10-Merek 10 8W-E-01-Merek 07 9W-E-02-Merek 11 9W-E-05-Merek 10 9W-E-08-Merek 09 10W-E-03-Merek 08 10W-E-06-Merek 07 10W-E-09-Merek 04 13W-E-01-Merek 06

Fluks Cahaya [Lumen]

Gambar 5 berikut.

200

Gambar 5. Fluks cahaya Lampu LED Sesuai dengan standar bahwa fluks cahaya yang dihasilkan oleh lampu, tidak boleh kurang dari 90% dari apa yang dipesifikasikan oleh pabrikan. Berdasarkan hasil pengukuran fluks cahaya awal didapatkan bahwa ada 8 unit lampu diantara 64 unit sampel uji yang mempunyai fluks cahaya awal kurang dari 90% terhadap fluks cahaya yang dispesifikasikan. Hasil pengukuran menunjukkan pula bahwa

watt.

Misalnya

lampu

9

watt,

dapat

menghasilkan fluks cahaya dari 400 – 900 lm. Demikian halnya untuk lampu 10 watt, menghasilkan variasi dari 500 – 1000 lm. Ini menunjukkan bahwa lampu-lampu LED yang berada dipasaran sangat bervariasi dalam hal jumlah fluks cahaya yang dihasilkan, walaupun dayanya

sama.

Salah

satu

faktor

mempengaruhi adalah karena mereknya yang berbeda. Ditemukan pula adanya jumlah fluks yang dihasilkan, walaupun daya sama dan berasal dari merek yang sama. Analisis efikasi

terjadi penurunan rata-rata fluks cahaya lampu

Efikasi

merupakan indikator tingat

sekitar 1,2% setelah penyalaan 1000 jam ter-

efisiensi pada lampu. Pada Energy Efficiency of

hadap cahaya awal pengujian. Jadi tidak

White LEDs‖ Pacific Northwest National

ditemukan adanya signifikansi penurunan fluks

Laboratory. Energy Efficiency and Renewable

cahaya setelah penyalaan 1000 jam. Fluks ca-

energy,

haya yang dihasilkan oleh lampu sangat berva-

mempublikasikan bahwa efikasi LED berada

riasi tergantung dari daya lampu. Hubungan

pada nilai 60 – 92 Lm/W, dan lampu CFL ber-

fluks cahaya berdasarkan spesifikasi, awal dan

nilai 32-60 Lm/W. Narendra B Soni [3]

US

Department

of

Energy

[2]

9


menyatakan bahwa lampu nilai Efikasi CFL

pula efikasinya. Pada lampu LED tidak

berada pada rentang 50 -80 Lm/W, dan untuk

demikian. Hubungan daya lampu dengan ting-

lampu LED 20 – 60 Lm/W. Dalam jurnal yang

kat

ditebitkan oleh Philips [1] memberikan data

pengujian awal maupun pengujian setelah nya-

umum bahwa untuk CFL mempunyai efikasi

la 1000 jam tidak ditemukan adanya kecender-

50-85 Lw/W, dan lampu LED paling rendah

ungan adanya perbedaan tingkat efikasi antara

50 Lw/W. Palaloi di dalam Pemetaan Efikasi

lampu yang wattnya rendah dengan yang watt-

Lampu

nya

Swabalast

untuk

Mendukung

efikasi

berdasarkan

besar.

spesifikasi,

Hubungan

efikasi

dan

lampu

Penerapan SNI 04-6958-2003 Pada Lampu

berdasarkan spesifikasi, hasil pengujian awal

Hemat Energi [15] mengetengahkan hasil

dan pengujian setelah nyala 1000 jam terhadap

pengujian efikasi lampu CFL berada pada

watt lampu secara jelas diperlihatkan dalam

rentang 35,05 – 83,21 Lm/W dan rata-rata

bentuk scatter, seperti tampak pada Gambar 8

62,92 Lm/W.

berikut ini.

Untuk melihat sejauh mana tingkat

140

efikasi lampu LED yang ada dipasaran ber-

120

hasil pengujian setelah nyala 1000 jam, untuk

100

Efikasi [Lm/W]

dasarkan spesifikasi, hasil pengujian awal, dan setiap lampu dari yang paling rendah wattnya

80 60 40

Efikasi spek [Lm/W] Efikasi Awal 0 jam [Lm/W] Efikasi setelah nyala 1000 jam [Lm/W] Linear (Efikasi Awal 0 jam [Lm/W] )

20

hingga terbesar, dapat pada gambar berikut ini.

0

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6 7 8 Daya [W]

9 10 11 12 13 14

Gambar 8. Hubungan efikasi terhadap daya

13W-E-01-Merek 06

10W-E-09-Merek 04

10W-E-06-Merek 07

9W-E-08-Merek 09

9W-E-05-Merek 10

10W-E-03-Merek 08

9W-E-02-Merek 11

8W-E-01-Merek 07

7W-E-10-Merek 10

7W-E-07-Merek 06

7W-E-04-Merek 12

7W-E-01-Merek 02

6W-E-04-Merek 11

6W-E-01-Merek 01

5W-E-10-Merek 09

5W-E-07-Merek 08

5W-E-04-Merek 06

5W-E-01-Merek 02

4W-E-02-Merek 01

3W-E-02-Merek 02

3,5W-E-01-Merek 04

Spesifikasi daya [W] Spesifikasi Efikasi [Lm/W] Efikasi awal [Lm/W] Efikasi setelah nyala 1000j [Lm/W]

Efikasi [Lumen/Watt]

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2W-E-01-Merek 01

Pengukuran Konsumsi Daya [W]

0

Berdasarkan gambar di atas terlihat bahwa tidak nampak pengaruh daya terhadap tingkat efikasi pada lampu LED. Nilai efikasi lampu untuk yang berdaya kecil dan yang berdaya tidak berbeda secara signifikan.

Gambar 7. Efikasi lampu berdasarkan spesifikasi, hasil pengujian awal dan pengujian setelah menyala 1000 jam

Walaupun nampak bahwa efikasi lampu pada daya yang sama sangat variatif, namun kebanyak lampu yang diuji memiliki kon-

terlihat

sistensi efikasi yang relatif sama saat diuji

bahwa tingkat efikasi lampu tidak berpengaruh

awal dan diuji setelah 1000 jam. Dari sejumlah

terhadap daya lampu. Hai ini berbeda dengan

64 sampel ada sebanyak 27 unit (42%)

lampu CFL, dimana pada lampu CFL semakin

mempunyai efikasi setelah penyalaan 1000

tinggi kapasitas lampunya maka semakin baik

jam

Berdasarkan grafik di atas

lebih

tinggi

dari

pada

saat

awal

dinyalakan. Ada 3 unit (4%) efikasinya tidak

10


berubah. Ada 29 unit (45%) lebih rendah dari uji awal namun masih memenuhi persyaratan di atas 90% dan 4 unit (6%), tidak memenuhi persyaratan, karena nilai efikasinya lebih rendah dari 90%. Hasil pengujian tingkat efikasi ampu berdasarkan spesifikasi,

pengukuran

awal dan pengukuran setelah 1000 jam disajikan pada Tabel 5. Tabel 5. Tingkat efikasi lampu berdasarkan spesifikasi, pengukuran awal dan pengukuran setelah 1000 jam

Seperti diperlihatkan di atas terlihat bahwa sebanyak 33 (51,5%) unit lampu dari 64 sampel yang diuji mengalami penurunan efikasi dari nilai awal setelah dinyalakan 1000 jam. Sedangkan sisanya sebanyak 31 unit (48,4%)

justru

peningkatan.

efikasinya

Namun

mengalami

demikian

terjadi

penurunan tingkat efikasi rata-rata dari 69,9 [lm/W] menjadi 85,5 [lm/W] atau sekitar 1,4 [lm/W]. Berdasarkan tabel di atas terlihat bahwa efikasi lampu berdasarkan spesifikasi berada pada rentang 50 – 100 [Lm/W] dengan

11

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 14 No. 1 Juni 2015 : 17 - 30 rata-rata 84 [Lm/W]. Nilai efikasi hasil pen-

punya kekurangan, yang mungkin jarang

gukuran awal berada pada rentang 56 – 119,5

diceritakan.

[Lm/W]

dengan

rata-rata

86,9

[Lm/W].

Sedangkan efikasi hasil pengukuran setelah lampu dinyalakan 1000 jam berada pada rentang 56 – 119,5 [Lm/W] dengan rata-rata 85,5 [ Lm/W ].

Efikasi rata - rata hasil

pengukuran awal dan hasil pengukuran setelah nyala 1000 jam tidak jauh berbeda. Ini menujukkan bahwa unjuk kerja masing-masing lampu dalam hal mempertahankan efikasinya cukup baik. Secara singkat variasi efikasi lampu diperlihatkan pada Tabel 6 berikut ini.

Untuk urusan color rendering ternyata LED tidak sebaik lampu halogen. Acuan color rendering terbaik tentu adalah sinar matahari, dengan indeks 100 Ra, indeks yang sama juga dimiliki lampu halogen. Sedangkan indeks color rendering LED rata-rata masih di bawah 80 Ra. Artinya, cahaya dari lampu LED belum bisa memantulkan warna sesuai warna asli benda yang disinarinya. Spektrum warna pada LED masih terputus-putus (discrete), akibatnya cahaya yang dihasilkan tidak natural. Padahal

Tabel 6. Summary hasil pengukuran efikasi lampu LED

mata manusia sudah terbiasa dengan spektrum warna dari cahaya matahari yang continous, seperti juga spektrum warna pada halogen [5]. Beruntung

sekarang

sudah

ada

produsen yang menyatakan bahwa produk LED mereka sudah memiliki konsistensi yang baik, Analisis kelebihan dan kekurang LED sebagai pencahayaan umum

namun

jumlahnya

masih

sedikit

jika

dibandingkan dengan yang belum. Dengan mengetahui kelebihan dan kekurangan sebuah

LED memiliki banyak kelebihan sebagai

produk, dalam hal ini LED, tentunya akan

pencahayaan umum, tak heran kalau LED jadi

mempermudah kita untuk menggunakannya

primadona.

membicarakan

sesuai dengan kualitasnya. Dengan demikian

kelebihan-kelebihannya. Salah satu kelebihan

kualitas cahaya yang dihasilkan pun lebih

yang paling menonjol adalah tingkat efikasinya

memuaskan

yang jauh melebihi lampu pencahayaan umum

KESIMPULAN

Semua

orang

lainnya. Ini berarti sangat efisiensi mengurangi

penggunaan

energi

untuk listrik.

Kelebihan lainnya adalah life time (umur lampu) tahan lama, melebihi dari lampu-lampu

Daya lampu LED untuk pelayanan pencahayaan umum yang ada dipasaran kebanyak berada pada kisaran 2 – 12 Watt Fluks cahaya yang dihasilkan oleh lampu LED berada pada

lainnya.

kisaran 200 lumen hinggal 1200 lumen. Tapi sama halnya dengan produk apapun, selain punya kelebihan, LED pun

12

Besarnya lumen yang dihasilkan tergantung dari dayanya. Fluks yang dihasilkan setiap lam-


pu berbeda-beda, walaupun dayanya sama. Namun demikian pengujian menunjukan bahwa fluks cahaya yang

dinyatakan oleh

pabrikan hampir sama dengan hasil pengujian awal dan hasil pengujian setelah nyala 1000 jam. Hasil pengukuran menyatakan bahwa terdapat korelasi yang erat antara daya lampu dengan nilai

flux.

Tingkat

efikasi

lampu

awal

pengujian berada pada rentang 56,3 – 119,5 [Lm/W] dengan rata-rata 86,9 [Lm/W]. Sedangkan efikasi setelah

lampu dinyalakan

1000 jam berada pada rentang 54,9 – 115,4 [Lm/W] dengan rata-rata 86,1 [Lm/W]. Ini berarti bahwa tingkat efikasi yang dihasilkan oleh lampu LED dapat dipertahankan rata-rata 98,7% dari nilai awalnya setelah mengalami aging selama 1000 jam. Lampu LED memiliki tingkat efikasi dari lampu penerangan umum lainnya. Umur pakai lampu ini juga lebih lama. Walaupun efisiensi dan hemat energi, namun tentu ada kekurangannya yaitu rendering indeknya

lebih rendah

dibanding lampu

lainnya.

UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kepada Bapak Louis, Zulramadhanie, Diding Fahrudin, Sarwo Turino, Rendi Januardi, Heru Eka dan temanteman yang membantu kesuksesan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA [1] B " asics of Light and Lihgting ” Philips Dapat diakses di http:// www.lighting.philips.com/pwc_li/cn_zh/

connect/tools_literature/assets/ downloads/basics_of_light.pdf [diakses 1 April 2014]. [2] Robert Lingard, Juni 2012 ”Energy Efficiency of White LEDs‖ Pacific Northwest National Laboratory. Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy. [3] Eartheasy. Energy Efficiency Lighting. http://eartheasy.com/ live_energyeff_lighting.ht [diakses 25 Maret 2014]. [4] Narendra B Soni 2008. The tnrasition to LED Illumination : A case study on Energy Conservation. Journal of Theoretical and Applied Information Technology pp. 1083-1087. [5] Kelly Gordon, Juni 2008 ” Comparing White Light LEDs to Conventional Light Sources‖ Pacific Northwest National Laboratory. Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy. [6] WLO Fritz, MTE Kahn, 2006” Energy efficient lighting and energy management. Journal of Energy in Southern Africa Vol 17 No 4 November 2006. Pp 33- 38. [7] Energy efficient lighting, 2012. Technical Report. Office of Environment and Heritage. Department of Premier and Cabinet Australia. www. savepower.nsw.gov.au. (diakses 20 Maret 2014). [8] Robert Lingard, October 2010 ” Guide to Energy Efficient Lightings‖ Energy Efficiency and Renewable energy, US Department of Energy. [9] Lighting the way to energy efficiency : A Guide to Energy Efficient Lighting Solutions. www.sylvania.co. [10] TCR, June 2012. Lighting the Clean Revoluiion : The Rise of LEDs what is

13


means for www.TheCleanRevolution.or. [11]

Cities.

Comparison Chart LED Lights vs. Incandescent Lights vs. CFLs. Http:// www/designrecycleinc.com/led% 20comp%chart.htm. [accessed 2 April 2014].

[12] Hatem Elaydi*, Zaki Al Qaraa ”Energy Efficient Lighting System in Gaza Strip Buildings‖ American Journal of Electrical and Electronic Engineering, 2014, Vol. 2, No. 2, 57-61. [13] BSN SNI IEC 62612:2013 Lampu swabalast LED untuk pelayanan pencahayaan umum – Persyaratan Kinerja. [14] BSN SNI 03-6958-2003.”Label tingkat hemat energi pemanfaat tenaga listrik untuk keperluan Rumah Tangga dan sejenisnya” [15] Palaloi, S., 2009. Pemetaan Efikasi Lampu Swabalas untuk Mendukung Penerapan SNI 04-6958-2003 Pada Lampu Hemat Energi. Jurnal Standadisasi, BSN. Vol.11 No. 3, Jakarta. [16] Palaloi, S., 2013. Komparasi Penerapan Label Tingkat Hemat Energi Unutuk Lampu Swabalas Pada 6 Negara Asia ( Cina, Indonesia, Thailand, Vietnam, Pakistan dan Bangladesh). Jurnal Ilmiah Teknologi Energi. Vol.1 No. 16, B2TEBPPT, Jakarta.

14

KAJIAN TINGKAT EFIKASI LAMPU LED SWABALAST UNTUK PEN- CAHAYAAN UMUM THE STUDY OF THE EFFICACY LEVEL OF SWABALAST LED LIGHT FOR GENERAL LIGHTING

Recommend Documents