AUDIT ENERGI DAN PEMROSESAN DATA AUDIT ENERGI MENGGUNAKAN MACRO MICROSOFT EXCEL Prasetyo Kristiono Nugroho1 , Karnoto2
Jurusan Teknik Elektro , Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro Jl. Prof Soedarto SH Tembalang, Seamarang 50275 1
[email protected]
ABSTRACT - Developing building must be initialized by a well planning as it is related to the use of energy. In reality the development of building is often not in accordance to its previous plan. For this reason, an energy audit must be conducted to research on some methods for more efficient energy consumption within a company or institution. Energy audit is the first step to start a good energy management. With energy audit will be obtained concrete data about existing conditions in a building. From these data can be analyzed and indentified opportunities for energy savings and measures to be taken in energy savings. Visual Basic for Application (VBA), usually called Macro, is the programming language develops from Visual Basic which is used in Microsoft Office, such as Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, Microsoft PowerPoint, atau Microsoft Outlook. Macro of Microsoft Excel can simplified works, increasing efficiency, and decreasingan error. Macro of Microsoft Excel used in a work related to data, whith characterisctic lot of data, periodically updating, system entry, and reporting. Basically the energy audit data presented in tabular form. Therefore, Microsoft Excel Macros can be used to facilitate the input, processing, and presentation of energy audit data. Keywords: energy audit, Microsoft Excel Macros, entry, processing, and presentation of data of energy audit. I.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Selaras dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini dapat dirasakan adanya kebutuhan tenaga listrik di Indonesia yang dari waktu ke waktu semakin meningkat. Hal ini disebabkan semakin berkembangnya berbagai sektor di Indonesia, seperti industri dan komersial, dan semakin banyak tenaga listrik yang diperlukan untuk proses produksi dan jasa. Kebutuhan tenaga listrik merupakan salah satu kunci bagi kemajuan industri dan juga penting dalam meningkatkan taraf hidup yang berkesinambungan bagi masyarakat. Peningkatan kebutuhan akan tenaga listrik ini telah dan sedang diantisipasi oleh pemerintah khususnya PLN dengan jalan membangun pusat-pusat pembangkit listrik berskala besar maupun dengan mengembangkan daya listrik yang telah dihasilkan oleh pusat-pusat listrik tersebut. Selain itu pemerintah juga 1
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro
2
mulai mencanangkan program audit energi untuk pelanggan-pelanggan berdaya besar. Audit energi tersebut sebenarnya sangat bermanfaat bagi pelanggan karena bisa menghemat pengeluaran. Pada dasarnya data audit energi disajikan dalam bentuk tabel. Oleh karena itu, Macro Microsoft Excel dapat digunakan untuk mempermudah input, pengolahan, dan penyajian data audit energi. 1.2. Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dalam kerja praktek ini yaitu: 1. Menjelaskan proses audit energi. 2. Mejelaskan pemprograman Macro Microsoft Excel. 3. Menjelaskan cara kerja input data, pengolahan, dan penyajian data audit energi menggunakan Macro Microsoft Excel. 1.3. Pembatasan Masalah Untuk membatasi pembahasan yang akan dilakukan maka dalam kerja praktek ini dibuat beberapa batasan – batasan masalah antara lain : 1. Parameter audit energi adalah faktor daya dan IKE. 2. Microsoft Excel yang digunakan adalah Microsoft Excel 2010. 3. Program hanya mengolah data untuk pelanggan golongan S3-TM. II.
DASAR TEORI
2.1. Audit Energi Audit energi adalah teknik untuk menghitung besarnya konsumsi energi dan mengenali cara-cara untuk penghematannya. Tahapan proses audit energi adalah : 1. Audit energi awal Audit energi awal pada prinsipnya dapat dilakukan pemilik atau pengelola bangunan gedung berdasar data dari rekening pembayaran listrik dan pengamatan visual kondisi dari data gedung beserta peralatannya. Audit energi awal tidak memerlukan pengukuran. Data yang dibutuhkan data rekening listrik, data beban dan instalasinya (single line diagram sistem kelistrikan), serta data bangunan berupa denah dan tapak bangunan. Dengan data tersebut dapat diketahui luas bangunan serta jumlah dan fungsi ruang, konsumsi energi listrik per tahun (kWh/tahun) dan Intensitas Konsumsi Energi (IKE) per tahun (kWh/m2/tahun).
2.
3.
Audit energi rinci Audit rinci dilakukan apabila IKE hasil perhitungan audit energi awal tidak sesuai IKE target yang diinginkan. Audit energi rinci perlu dilakukan untuk mengetahui profil penggunaan energi pada bangunan gedung sehingga dapat diketahui peralatan pengguna energi apa saja yang pemakaiannya cukup besar. Kegiatan yang dilakukan dengan pengukuran parameterparameter konsumsi energi listrik seperti arus, tegangan, daya (Watt, VA, VAR), faktor daya, lux, dan jam nyala lampu. Identifikasi, analisis, dan implementasi peluang hemat energi. Dari hasil audit awal dan audit rinci dapat diketahui peluang-peluang penghematan energi yang berkaitan dengan biaya energi listrik. Peluang-peluang penghematan energi tersebut kemudian diimplementasikan dan dihitung kembali nilai IKE-nya. Apabila IKE hasil perhitungan setelah implementasi lebih kecil atau sama dengan IKE target maka kegiatan audit energi dapat dihentikan, atau bisa juga dilakukan audit energi kembali untuk memperoleh IKE yang lebih rendah lagi. Apabila IKE hasil perhitungan lebih besar dari IKE target maka harus mengulang identifikasi, analisis, dan implementasi peluang hemat energi untuk memperoleh nilai IKE yang lebih rendah.
2.2. Konsumen PLN Beban konsumen PLN pada umumnya dapat dibedakan menjadi lima macam golongan, yaitu pemukiman atau perumahan, sosial, bisnis, industri, dan kantor pemerintah. Kemudian berdasarkan tegangan yang digunakan, pelanggan dibagi menjadi tegangan tinggi (TT), tegangan menengah (TM), tegangan rendah (TR). Sedangkan menurut fasanya beban konsumen dibedakan atas 1 fasa dan 3 fasa. Oleh PLN kepada konsumen ditentukan bahwa 3 fasa untuk daya minirnal 13,2 kVA, sedangkan 1 fasa maksimal 22 kVA. Peraturan yang mengatur tentang pelanggan PLN, tegangan yang digunakan, batas daya, dan Tarif Dasar Listrik (TDL) adalah Keputusan Presiden Republik Indonesia Nomor 8 Tahun 2011 tentang Tarif Tenaga Listrik Yang Disediakan Oleh Perusahaan Perseroan (PERSERO) PT. Perusahaan Listrik Negara yang ditetapkan tanggal 7 Februari 2011. Dalam perencanaan, untuk menentukan besarnya daya langganan hendaknya mengetahui kebutuhan daya maksimum. Besarnya daya maksimum dipengaruhi oleh faktor kebutuhan. Tabel 1 Faktor kebutuhan pada berbagai jenis beban Jenis Beban Faktor Kebutuhan Pemukiman
0,5 s.d 0,7
Komersial
0,5 s.d 0,7
Industri
0,5 s.d 0,8
Dengan memperhitungkan cadangan sebesar 15% sampai 25% maka besarnya daya langganan adalah : daya langganan = F × total daya terpasang × [1 + (15% sampai 25%)]
Ada 3 jenis sambungan untuk daya di atas 200 KVA, yaitu sambungan TM/TM/TM, sambungan TM/TM/TR, sambungan TM/TR/TR. Pada sambungan TM/TM/TM pelanggan sendiri yang menyediakan transformator, sedangkan pengukuran dan pembatasan dilakukan pada sisi tegangan menengah (TM). Pada sambungan TM/TM/TR pengukuran dan pembatasan dilakukan pada sisi tegangan menengah (TM). Namun, transformator disediakan oleh PT. PLN (PERSERO) dan ditempatkan di lokasi yang disediakan pelanggan. Pada sambungan TM/TR/TR pelanggan adalah pelanggan tegangan menengah (TM), tapi pembatasan dan pengukuran dilakukan di sisi tegangan rendah (TR), serta mendapat pelayanan tegangan rendah (TR).
Gambar 1 Diagram alir proses audit energi (SNI 03 - 6196 - 2000)
2.3. Intensitas Konsumsi Energi (IKE) Intensitas Konsumsi Energi (IKE) adalah pembagian antara konsumsi energi dengan satuan luas bangunan gedung dalam periode waktu tertentu. konsumsi energi IKE = luas bangunan gedung
Berdasar Petunjuk Teknis Konservasi Energi Bidang Audit Energi Departemen Pertambangan dan Energi, IKE standar hasil penelitian ASEAN - USAID yang dikeluarkan pada tahun 1992 yaitu 240 kWh/m2/th (IKE perkantoran/komersial), 330 kWh/m2/th (IKE pusat belanja), 300 kWh/m2/th (IKE hotel/apartemen), dan 380 kWh/m2/th (IKE rumah sakit) (Setiwan AA, 2003). Akan tetapi besarnya IKE yang menjadi standar dapat disesuaikan dengan kesadaran masyarakat pengguna energi. 2.4. Beban Listrik Beban dibagi menjadi beban penerangan dan beban tenaga. Dalam pengoperasiannya pada saat jalan mula, beban penerangan memerlukan arus yang sama dengan arus nominalnya, sehingga dapat juga disebut beban statis. Beban tenaga pada umumnya terdiri atas berbagai jenis motor listrik. Motor arus searah tidak banyak di pakai dalam instalasi yang banyak digunakan adalah motor induksi, seperti pompa air dan kipas angin. 2.5. Daya listrik Dalam bentuk kompleks persamaan daya 1 fasa adalah sebagai berikut : = × ∗ Dengan : = daya aktif = ( × ∗ ) = × × cos ( × ∗ ) = × × sin = daya reaktif = = +
Daya 3 fasa merupakan penjumlahan dari daya tiap fasa. =3 =3× × ∗ Pada sistem 3 fasa setimbang daya 3 fasa dapat dituliskan sebagai berikut : = √3 × × ∗ Dengan : = × ∗ = √3 × × ∗ × cos √3 × ∗ = × = √3 × × ∗ × sin √3 × = +
2.6. Faktor daya Faktor daya dapat didefinisikan sebagai perbandingan daya yang menghasilkan kerja (active power) dalam satuan watts atau kilowatts (kW) dengan daya nyata (apparent power) dalam satuan volt-ampere atau kilovolt ampere (kVA). =
=
+ Faktor daya dapat bersifat unity, lagging, atau leading. Faktor daya satu tercapai jika beban merupakan beban tahanan murni.
I 0 o V0 o
Gambar 2 Diagram vektor faktor daya unity
Beban dengan faktor daya lagging berarti beban termasuk beban induktif. Arus tertinggal terhadap tegangan. S
θ
V 0 o
Q
θ P
I θ Gambar 3 Diagram vektor faktor daya lagging Beban dengan faktor daya leading berarti beban termasuk beban kapasitif berarti arus mendahului tegangan.
I θ θ
θ
V 0 o
Gambar 4 Diagram vektor faktor daya leading 2.7. Peluang penghematan energi 2.7.1. Mengubah system langganan PLN Dalam kenyataannya yang terjadi dalam perencanaan tidak sama dengan kenyataan yang ada akibat faktor ekonornis dan aspek pengembangan masa datang. Dengan demikian penentuan kebutuhan daya dapat ditentukan dengan pemeriksaan kurva beban harian, mingguan, bulanan, atau tahunan dengan interval 15 menit, 30 menit atau satu jam. Dari kurva beban dapat diperoleh kebutuhan daya pada waktu beban puncak sebagai kebutuhan beban maksimal aktual. Dengan menambahkan cadangan akan menjadi beban puncak. Kemudian dihitung faktor penggunaan sebagai berikut : beban puncak daya terpasang beban maksimal aktual × [1 + (15% sampai 25%)] = daya terpasang faktor penggunaan =
Nilai faktor penggunaan yang baik adalah mendekati 1. Dengan demikian peninjauan kembali faktor penggunaan dapat dilakukan untuk mengevaluasi sistem langganan listrik PLN. Apabila nilai faktor penggunaan lebih kecil dari satu, maka dapat menjadi peluang penghematan energi dan biaya listrik dengan perubahan sistem langganan PLN (penurunan daya langganan), sebaliknya jika nilai faktor penggunaan lebih besar dari satu maka perlu adanya perubahan sistem langganan (menaikan daya langganan). = ×[ +(
%
%)]
2.7.2. Pemasangan kapasitor banks Besar kecilnya daya reaktif yang diserap oleh beban mengakibatkan faktor daya sistem berbeda. Untuk pelanggan PLN dengan daya di atas 200 kVA, faktor daya minimal yang harus dipenuhi adalah minimal 0,85 lagging. Bagi beban memiliki fakor daya kurang dari 0,85 lagging akan dikenakan denda pinalti. Denda pinalti tersebut dapat diturunkan/dihilangkan dengan memasang kompensasi daya reakif di sisi beban, yaitu kapasitor daya atau kapasitor banks.
Besar kapasitas kapasitor banks yang diperlukan adalah = (sin − sin )
Secara umum ada 3 cara dalam menentukan kapasitas kapasitor bank untuk mengkompensasi pemakaian energi reaktif. 1. Menggunakan data rekening pembayaran listrik kVARh yang terkena biaya = jam operasi dalam 1 bulan 2. 3.
Gambar 5 Penempatan kapasitor banks Untuk sistem tiga fase pemasangan kapasitor dilakukan dengan hubung bintang atau delta. untuk mendapatkan perbaikan faktor daya yang sarna, jika menggunakan kapasitor yang dihubung delta hanya membutuhkan kapasitansi sebesar sepertiga dari kapasitor yang dihubung bintang. Jadi dari segi ekonomis, pemasangan kapasitor secara delta lebih murah daripada pemasangan kapasitor secara bintang. 1.
Metode perbaikan faktor daya ada 2 macam : Dengan mempertahankan nilai daya nyata (P) dan mengubah nilai daya reaktifnya (Q) sehingga daya semu (S) yang terpakai menjadi kecil. QC
S1
Q1
S2
Q2
θ2
θ1
Gambar 6 Perbaikan faktor daya dengan mempertahankan nilai daya P
2.
Besar kapasitas kapasitor banks yang diperlukan adalah = (tan − tan )
Dengan mempertahankan nilai daya semu (S) dan mengubah nilai daya reaktifnya (Q) sehingga daya nyata (P) yang bisa dimanfaatkan akan lebih besar.
S
Q1
QC
S θ1
Q2
θ2
P1 P2
Gambar 7 Perbaikan faktor daya dengan mempertahankan nilai daya S
Menggunakan tabel faktor k. = (tan − tan ) =
×
Metode estimasi dari daya nominal trafo yang terpasang. Metode ini mengasumsikan bahwa trafo dibebani sebesar persentase dari kapasitas daya nominal trafo, dengan faktor daya awal adalah 0,7 dan faktor daya target adalah 0,99. Besarnya kapasitas kapasitor banks dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2 Kapasitas kapasitor banks berdasar metode estimasi dari daya nominal trafo Daya Trafo (kVA)
Kapasitas Kapasitor Banks pada Estimasi Beban Penuh Trafo (kVAR)
50%
65%
80%
90%
50
70
80
90
250
80
100
120
140
315
100
120
150
180
400
120
160
200
230
500
150
200
250
300
630
200
250
300
350
800
250
325
400
450
1000
300
400
500
600
1250
400
500
620
700
1600
500
650
800
900
2000
600
800
1000
1150
2500
800
1000
1250
1400
160
2.7.3. Mengganti ballast konvensional pada lampu TL dengan ballast elektronik Ballast elektronik sistem kerjanya tidak lagi menggunakan gulungan (kumparan) kawat pada suatu inti besi, tetapi telah diganti dengan sistem rangkaian elektronik sehingga besarnya rugi-rugi pada inti besi, pada kumparan menjadi tidak adalagi, dan hanya sedikit rugi saja karena rangkaian. Inilah yang paling menguntungkan dalam penghematan energi listrik yang diserapnya. Keuntungan lain yang didapat adalah dapat diatur konsumsi arus listriknya dengan tetap mempertahankann besar tegangan yang diinginkan, sehingga ballast elektronik dapat digunakan untuk sistem pengaturan energi listrik sesuai yang dibutuhkan
pada suat ruangan. Dengan sistem sirkit elektronik maka ballast menjadi lebih ringan dan lebih kecil dibandingkan dengan ballas konvensional.
Gambar 8 Rangkaian ballast konvensional dan ballast elektrik 2.7.4. Mengganti lampu pijar dan lampu TL dengan lampu hemat energi Lampu hemat energi mempunyai efikasi lebih tinggi daripada lampu pijar. Efikasi adalah konsumsi listrik untuk dapat mengeluarkan banyaknya cahaya dari lampu (lumen/watt). Efikasi lampu hemat energi bisa mencapai 5x lampu pijar. Sedangkan jika dibandingkan dengan lampu TL efikasinya relatif sama. Lampu hemat energi mempunyai faktor daya yang lebih baik dibandingkan lampu TL karena sudah menggunakan ballast elektronik. Selain itu bentuknya juga lebih ringkas daripada lampu TL. Oleh karena itu untuk mendapatkan faktor daya yang lebih baik dan konsumsi energi yang kecil sebaiknya mengganti lampu TL dan lampu pijar dengan lampu hemat energi. Lampu hemat energi adalah lampu jenis Fluorescen sama dengan lampu TL. Ada 2 jenis lampu hemat energi yaitu model SL & PL. Pada lampu model SL komponen elektrisnya terpadu dalam suatu kesatuan dalam lampu. Sedangkan model PL untuk komponen elektrisnya terpisah dari lampu. 2.8. Visual Basic For Application Microsoft Excel 2010 Visual Basic for Application mulai diterapkan pada Microsoft Excel 5.0 (1993) sebagai bahasa Macro Excel. Dan pada tahun yang sama, Microsoft membuat suite untuk aplikasi perkantoran yaitu Microsoft Office. Produk terakhir Microsoft Office adalah Microsoft Office 2010. Visual Basic for Application (VBA), atau biasa disebut Macro, adalah pengembangan bahasa bahasa pemrograman Visual Basic yang bisa digunakan dalam aplikasi Microsoft Office, misalnya Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, Microsoft PowerPoint, atau Microsoft Outlook. Penggunaan fitur Macro dalam Microsoft Excel mempunyai keuntungan menghemat waktu, menghemat tenaga, dan mengurangi tingkat kesalahan. Macro digunakan di banyak tempat kerja yang berhubungan dengan data, dengan karekteristik pekerjaan antara lain data banyak, pembaharuan secara periodic, dan pembuatan sistem. 2.8.1. Mengaktifkan Macro Untuk dapat menjalankan Macro di Microsoft Excel, kita harus mengubah tingkat keamanan di Microsoft Excel agar bisa menjalankan Macro yang kita buat. Untuk mengubah tingkat keamanan Macro secara temporer adalah dengan memperbolehkan
(allow) pada saat muncul peringatan untuk menjalankan Macro yang muncul pada saat membuka file Microsoft Excel yang mengandung Macro. Sedangkan untuk merubah tingkat keamanan secara permanen caranya adalah pilih File > Options > Trust Center > Trust Center Setting... > Macro Setting. Kemudian pilih Enable all macros (not recomended; potentially dangerous code can run). Setelah itu cek Trust acces to the VBA project object model dan kemudian tekan OK. Untuk menampilkan menu atau toolbar Macro, caranya adalah klik File > Options > Custumize Ribbon. Kemudian pada list Costumize the Ribbon: pilih main Tabs, lalu cek Developer kemudian tekan OK.
Gambar 9 Menampilkan toolbar Macro Workbook standar Microsoft Excel 2003 dengan format file *.xls mendukung fitur macro, sedangkan workbook standar Microsoft Excel 2007 dan Microsoft Excel 2010 dengan format file *.xlsx tidak mendukung Macro. Oleh karena itu, untuk menyimpan workbook yang mengandung Macro pada Microsoft Ecel 2007 dan Microsoft Excel 2010 harus dalam format *.xls atau *.xlsm. 2.8.2. Membuat Macro secara sederhana Untuk membuat Macro secara sederhana (tanpa menulis perintah di Visual Basic Editor) bisa menggunakan “record macro” untuk merekam setiap apa yang kita lakukan di Microsoft Excel. Caranya adalah pilih menu Developer > Record Macro. Untuk menghentikan perekaman Macro caranya adalah pilih menu Developer > Stop Recording. Untuk menjalankan Macro yang telah direkam tadi caranya adalah pilih menu Developer > Macros atau tekan Alt+F8. 2.8.3. Visual Basic Editor Selain membuat macro dengan cara perekaman, kita juga bisa membuatnya di Visual Basic editor (VB editor). Penulisan Macro di VB editor dibutuhkan untuk perintah-perintah yang lebih rumit yang merepotkan bila dibuat dengan cara perekaman. Untuk menampilkan VB editor bisa melalui tab developer pada toolbar atau tekan Alt+F11.
2.9.3. Tipe data pada VBA Tabel 4 Tipe data pada VBA TIPE DATA
Integer Long Single
4 byte
Double
8 byte
Decimal
14 byte
Gambar 10 Visual Basic Editor 2.9. Penulisan kode Macro Microsoft Excel 2010 2.9.1. Sub Procedure dan Sub Function Persamaan dan perbedaan procedure sub dan procedure function : 1. Semua kode program ditulis dalam lingkup procedure 2. Sub dan function dapat menerima masukkan nilai (input value) 3. Sub tidak mengembalikan nilai (return value), Function dapat mengembalikan nilai (return value) 4. Sub dimulai Sub dan diakhiri End Sub, Function dimulai Function dan diakhiri End Function 5. Function dalam maco dapat dipanggil dalam Sheet Excel. 2.9.2. Operator-operator pada VBA Operator merupakan simbol yang digunakan untuk melakukan suatu operasi nilai data. Simbol operator bisa berupa karakter ataupun kata khusus. Tabel 3 Operator-operator pada VBA JENIS
OPERATOR ARITMATIKA
OPERATOR PERBANDING AN
OPERATOR TEKS
OPERATOR REFERENSI OPERATOR LOGIKA
FUNGSI
SIMBOL
CONTOH
Penambahan
+
10+5
Pengurangan
-
10-5
Perkalian
*
10*5
Pembagian
/
10/5
Perpangkatan
^
10^5
Persentase
%
10%
Sama dengan
=
A1=A2
Lebih besar
>
A1>A2
Lebih kecil Lebih besar sama dengan Lebih kecil sama dengan Tidak sama dengan
<
A1
>=
A1>=A2
<=
A1<=A2
<>
A1<>A2
Is
A1 Is A2
&
"Menulis" & "Kode"
:
B1:B5
; atau ,
0
And
A1 And A2
Objek yang sama Menggabungkan dua nila teks sehingga menghasilkan satu gabungan nilai teks Operator range Operator pemisah argumen Dan Tidak
Not
Not A1
Atau
Or
A1 Or A2
UKU RAN 2 byte 4 byte
Currency String Byte Boolean Date Object Variant
8 byte 2 byte 1 byte 2 byte 8 byte 4 bye 16 byte
CONTOH -32768 sampai 32767 -2147483,648 sampai 2147483647 -3,40282E38 sampai -1,401298E-45 (negatif) 1,401298E-45 sampai -3,402823E38 (positif) -1,7976931348232E308 sampai 4,94065645841247E-324 (negatif) 4,94065645841247E-324 sampai 1,7976931348232E308 (positif) ±79228162514264337593543950335 sampai ±7,9228162514264337593543950335 -922337203685477,5808 sampai 922337203685477,5807 0 sampai dengan 65400 0 sampai dengan 255 True (benar) atau False (salah) 1 Januari 100 sampai dengan 31 Desember 9999 Referensi Object Null, Error, dan tipe seluruh tipe data yang lain
2.9.4. Variable, Constant, dan Array Variabel merupakan tempat dalam memori komputer yang diberi nama sebagai pengenal dan dialokasikan untuk menampung data. Variabel harus mempunyai tipe data yang sesuai dengan isinya. Konstanta adalah nama yang menyimpan suatu nilai yang tidak dapat berubah. Kecepatan proses konstanta lebih cepat dibandingkan variabel, karena tidak perlu menunggu diisi data. Array merupakan variabel yang mampu menyimpan beberapa nilai dengan tipe data yang sama. Kumpulan nilai tersebut satu sama lain dibedakan dengan indeks dan masing-masing disebut elemen array. Deklarasi variabel, constant, dan array harus diletakkan sebelum baris perintah yang menggunakannya. 2.9.5. Kontrol program 3.9.5.1. Pencabangan ketika terjadi error Pencabangan ketika error digunakan untuk menangani Run-time error dalam Macro. Ada 3 pencabangan error, yaitu On Error GoTo, On Error Resume Next, dan On Error GoTo 0. 3.9.5.2. Struktur kontrol keputusan Struktur kontrol keputusan ada 2, yaitu If dan Select Case. Pernyataan If memungkinkan untuk menjalankan sebuah program atau beberapa program apabila suatu kondisi terpenuhi. Pernyataan Select case digunakan untuk menguji sebuah ekspresi, apabila ekspresi tersebut
sesuai dengan nilai pada suatu case maka program dalam case tersebut akan dijalankan. 3.9.5.3. Struktur pengulangan Struktur pengulangan adalah sebuah struktur yang menjalankan program secara berulang-ulang. Ada tiga jenis pengulangan yaitu While, Do While, Do Until, For, dan For Each. Struktur pengulangan While digunakan untuk menjalankan satu atau beberapa program selama suatu kondisi itu benar. Struktur pengulangan Do While digunakan untuk menjalankan satu atau beberapa program jika suatu kondisi benar. Struktur pengulangan Do Until digunakan untuk menjalankan satu atau beberapa program hingga suatu kondisi menjadi benar atau tercapai. Struktur pengulangan For digunakan untuk menjalankan satu atau beberapa program dengan jumlah atau frekuensi pengulangan yang telah ditentukan. Struktur pengulangan for each merupakan struktur pengulangan elemen objek dalam grup objek. Struktur pengulangan ini akan sangat membantu jika tidak diketahui berapa jumlah elemen dalam grup yang akan diulang.
Properties merupakan karakteristik yang dimiliki oleh objek. Setiap objek memiliki properties yang menunjukkan identitas misalnya Name, Height, Width, Back Color, atau Caption. Properti objek dapat diatur sebelum membuat Macro atau melalui program saat Macro dijalankan. III.
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Macro dalam program ini digunakan untuk mengolah data. Sedangkan untuk memasukkan data dalam program ini dilakukan secara manual oleh pengguna. Program ini dibagi menjadi 3 bagian, yaitu audit awal, audit rinci, dan kesimpulan. Diagram alir proses audit energi pada program ini adalah sebagai berikut : MULAI
AUDIT AWAL : Pengumpulan dan penyusunan data histori
Analisa data histori energi listrik
Audit Rinci : pf < 0,85 dan IKE < target
TIDAK
YA Melakukan pengukuran
2.9.6. Message box dan Input box Kotak pesan digunakan untuk menampilkan pesan kepada pengguna. Pesan dapat berupa pesan kritis, informasi, peringatan, atau pertanyaan. Dengan menggunakan kotak pesan, pengguna dapat diberitahu mengenai apa yang akan dijalankan oleh program dan selanjutnya dapat memberikan pilihan kepada pengguna untuk tetap melanjutkannya atau tidak. Kotak input pada dasarnya memiliki kegunaan yang sama dengan kotak pesan, yaitu untuk mendapatkan nilai dari pengguna. Perbedaannya terletak pada cara yang dilakukan untuk mendapatkan nilai dari pengguna. Kotak input mendapatkan nilai dari pengguna setelah pengguna memasukkan nilai pada kotak isian yang terdapat dalam kotak input. 2.10. Object, Event, Methods, dan Properties Karena Macro Excel pada dasarnya adalah pemprograman berbasis objek, maka dalam Macro Excel juga dikenal adanya objek. Objek disini mempunyai method dan properties. Objek dalam Macro Excel antara lain application, workbook, worksheet, range/cell, shape, chart object, dan activeX Control. Event adalah peristiwa yang akan terjadi jika suatu objek mengalami kejadian tertentu. Objek yang mempunyai event adalah Workbook, Worksheet, dan activeX Control. Untuk menampilkan event apa saja yang terdapat pada objek adalah dengan mengklik Event Selector yang terdapat pada Window Code. Method merupakan suatu set perintah seperti halnya Function Procedure dan Sub Procedure, tetapi sudah tersedia dalam suatu objek. Penggunaan method dalam kode program tergantung pada kaitan perintah dan jumlah argumen yang diperlukan serta apakah metode tersebut mengembalikan nilai atau tidak.
Analisis data hasil pengukuran
TIDAK
Peluang penghematan energi? YA Analisis peluang penghematan energi
Rekomendasi PHE
SELESAI
Gambar 11 Diagram alir audit energi pada program 3.1.
Audit Awal Pada bagian ini data yang dimasukkan adalah informasi audit energi, data gedung dan ruang, IKE target, data pelanggan PLN dan rekening listrik selama 12 bulan. Setelah data-data tersebut dimasukkan maka akan diolah oleh Macro dan ditampilkan data hasil audit awal. Apabila IKE hasil perhitungan lebih besar daripada IKE target atau faktor daya kurang dari 0,85 maka dihasilkan kesimpulan harus melakukan audit rinci. Apabila IKE hasil perhitungan lebih kecil atau sama dengan IKE target atau faktor daya sama dengan 0,85 maka dihasilkan kesimpulan proses audit sudah selesai. Pada form informasi audit energi, pengguna memasukkan data informasi audit energi, antara lain tanggal audit, nama pengaudit, objek yang diaudit, dan kategori beban PLN. Untuk kategori beban dalam program ini dibatasi hanya untuk kategori sosial, sedangkan untuk jenis bagunan dibatasi hanya untuk sekolah dan lain-lain.
Selanjutnya untuk menentukan IKE kotor target dan IKE efektif target adalah dari data perbandingan luas AC dengan luas bangunan. Dengan perhitungan sederhana dapat ditentukan kategori IKE sebagai berikut : Sangat efisien = 0 + (%LuasAC * 0,0417) sampai dengan 0,84 + (%LuasAC * 0,071)
Efisien= 0,84 + (%LuasAC * 0,071) sampai dengan 1,67 + (%LuasAC * 0,1041)
Gambar 12 Form informasi audit energi Pada form data gedung dan ruang, pengguna memasukkan data gedung dan ruang. Data gedung antara lain luas bangunan, luas efektif, luas yang berAC, dan jumlah gedung. Luas efektif adalah luas bangunan yang digunakan untuk beraktifitas. Pada program ini jumlah gedung dibatasi maksimal 3 gedung. Data ruang antara lain letak lantai (jika gedung lebih dari 1 lantai), nama ruang, luas ruang, dan fungsi ruang. Apabila jumlah gedung lebih dari 1 maka nama gedung juga harus diisi.
Cukup efisien = 1,67 + (%LuasAC * 0,1041) sampai dengan 2,08 + (%LuasAC * 0,125)
Agak boros = 2,08 + (%LuasAC * 0,125) sampai dengan 2,5 + (%LuasAC * 0,1667)
Boros = 2,5 + (%LuasAC * 0,1667) sampai dengan 3,34 + (%LuasAC * 0,2041)
Sangat boros = 3,34 + (%LuasAC * 0,2041) sampai dengan 4,17 + (%LuasAC * 0,3333)
IKE kotor target dan IKE efektif target boleh diisi salah satu atau diisi semuanya. IKE kotor adalah konsumsi energi tiap luas bangunan, sedangkan IKE efektif adalah konsumsi energi tiap luas efektif bangunan.
Gambar 13 Form data gedung dan ruang Pada form IKE target, pengguna menentukan IKE kotor target dan atau IKE efektif target. Karena program ini hanya dibatasi untuk jenis bangunan sekolah dan lain-lain, maka standar IKE mengikuti Pedoman Pelaksanaan Konservasi Energi dan Pengawasannya di Lingkungan Departemen Pendidikan Nasional. Tabel 5 KRITERIA IKE Sangat Efisien Efisien Cukup Efisien Agak Boros Boros Sangat Boros
NILAI IKE (kWh/m2/bulan) BANGUNAN TANPA BANGUNAN DENGAN AC AC 0,01 - 0,82
4,17 - 7,92
0,82 - 1,67
7,93 - 12,08
1,67 - 2,08
12,08 - 14,58
2,08 - 2,5 2,5 - 3,34 3,34 - 4,17
14,58 - 19,17 19,17 - 23,75 23,75 - 37,5
Gambar 14 Form IKE target Pada form data pelanggan PLN, pengguna memasukkan data yang berkaitan dengan langganan PLN, yaitu ID pelanggan, nama pelanggan, alamat, tarif/daya, jenis sambungan, kapasitas trafo, dan faktor pengali (jika merupakan pelanggan S3 atau B3). Pada program ini golongan tarif dibatasi hanya untuk pelanggan S3-TM.
biaya pemakaian listrik = blok LWBP + blok WBP + biaya kVARh + pajak PJU (jika ada) + biaya trafo (jika ada) + materai Nilai P adalah 1 untuk pelanggan yang bersifat sosial, sedangkan 1,3 untuk pelanggan yang bersifat komersial. Nilai K adalah faktor perbandingan antara harga WBP dan LWBP sesuai karakteristik beban sistem kelistrikan setempat, ditetapkan oleh PLN, nilainya 1,4 ≤ K ≤ 2.
Gambar 15 Form data pelanggan PLN Pada form data rekening listrik, pengguna memasukkan data rekening listrik selama 12 bulan. Batas 12 bulan dihitung sebelum tanggal audit yang dimasukkan pada form informasi audit. Untuk pelanggan S3-TM, data yang dimasukkan adalah konsumsi energi LWBP, WBP, kVARh (Qm), serta biaya sewa trafo (jika ada), biaya penerangan jalan umum (PJU), dan materai. Pengguna bisa memasukkan data pemakaian energi atau stand meter listrik.
2.
Perhitungan faktor daya Untuk menghitung faktor daya didapatkan dari data konsumsi energi tiap bulan. faktor daya =
=
kWh tiap bulan kVAh tiap bulan
√ Di mana : kWh = LWBP + WBP
+
Nilai Qm muncul saat nilai faktor daya kurang dari 0,85 sehingga : kVARh = kVARh faktor daya 0,85 + Qm Saat faktor daya 0,85 (cos tan = 0,62, sehingga :
kVARh saat faktor daya 0,85 = kWh × tan = 0,62 × kWh
Gambar 16 Form data rekening listrik Kemudian setelah semua data dimasukkan maka akan diolah oleh Macro. Yang dihitung adalah biaya pemakaian energi listrik, faktor daya dan IKE. 1. Perhitungan biaya pemakaian energi listrik Pada golongan S3-TM adalah sebagai berikut :
Jadi : faktor daya =
biaya kVARh = 650 × kelebihan kVARh
biaya pemakaian listrik = Rekening Minimum + biaya kVARh + pajak PJU (jika ada) + biaya trafo (jika ada) + Materai Jika jam nyala > 40 maka : blok LWBP = P × 605 × konsumsi LWBP
blok WBP = K × P × 605 × konsumsi WBP biaya kVARh = 650 × kelebihan kVARh
LWBP + WBP
(LWBP + WBP) + [0,62(LWBP + WBP) +
Jika nilai Qm=0 maka dianggap faktor daya adalah 0,85. Kemudian nilai faktor daya tiap bulan tersebut dirata-rata.
jam nyala = konsumsi LWBP⁄kVA tersambung
Jika jam nyala ≤ 40 maka Rekening Minimum = 40 × kVA tersambung × biaya blok LWBP = 40 × kVA tersambung × P × 605
= 0,85) maka
3.
Perhitungan IKE Untuk menghitung IKE sebagai berikut : konsumsi energi IKE = luas bangunan gedung Sehingga IKE tiap bulan adalah LWBP + WBP IKE kotor = luas bangunan gedung LWBP + WBP IKE efektif = luas efektif bangunan
Kemudian nilai IKE kotor dan IKE efektif tiap bulan tersebut dirata-rata. Tampilan hasil audit awal adalah seperti Gambar 4.15. Pada kotak kesimpulan audit terdapat hasil perhitungan IKE dan faktor daya rata-rata. Kemudian nilai IKE dibandingkan dengan IKE target. Apabila IKE lebih tinggi daripada IKE target dan atau
]
faktor daya kurang dari 0,85 maka apabila tombol LANJUT>> di klik akan dilanjutkan ke audit rinci, apabila sebaliknya maka proses audit dapat dihentikan dan file akan disimpan (save as) di C:\.xlsm.
Gambar 20 Form daftar beban
Gambar 17 Hasil audit awal Pengguna juga dapat melihat grafik yang berhubungan dengan audit awal, yaitu grafik konsumsi energi, grafik faktor daya, grafik IKE, dan grafik biaya pemakaian listrik setiap bulannya selama 12 bulan. Selain itu pengguna juga dapat melihat data gedung dan ruang yang sudah dimasukkan di form data ruang. Apabila diperlukan maka hasil audit energi ini dapat dicetak dengan klik tombol cetak, begitu pula dengan grafik dan data gedung.
Gambar 21 Form jumlah beban tiap ruang Selanjutnya Macro akan mengolah data dan hasilnya adalah : - rekap beban, yang berisi daya (P, Q, dan S) yang ada pada tiap-tiap ruang. - Komposisi beban, yaitu diagram lingkaran yang menunjukkan komposisi dari beban tiap kategori, untuk tiap-tiap daya (P, Q dan S). - daftar beban tiap ruang, yang berisi daftar beban beserta jumlahnya pada tiap ruang. - data beban, yaitu daftar semua beban yang ada yang dikelompokkan dalam 5 kategori beserta jumlah total pada tiap kategori.
Gambar 18 Grafik hasil audit awal
Gambar 22 Hasil rekap beban
Gambar 19 Daftar ruang 3.2.
Audit Rinci Audit rinci dibagi menjadi 4 bagian, yaitu rekap beban, pengukuran beban harian, pengukuran ruang, dan pencatatan jam nyala harian lampu. 3.2.1. Rekap Beban Pada bagian ini, beban dikelompokkan menjadi 5 yaitu penerangan, AC, pompa, alat elektronik, dan peralatan laboratorium. Untuk mempermudah pengisian data pada bagian ini, dibagi menjadi dua bagian, yaitu pengguna memasukkan data semua beban yang ada terlebih dahulu kemudian memasukkan data jumlah beban yang ada pada tiap ruang.
Gambar 23 Diagram komposisi beban
Gambar 24 Daftar beban tiap ruang
Gambar 25 Data beban 3.2.2. Pengukuran beban harian Pada bagian ini, flowchart programnya mengikuti Gambar 4.5. Disini pengguna memasukkan data hasil pengukuran beban harian. Parameter yang diukur adalah tegangan tiap fasa (V), tegangan antarfasa (V), arus tiap fasa (A), faktor daya, daya P (kW), daya Q (kVAR), daya S (kVA). Untuk pengisian data tegangan, pengguna bisa mengisi semua tegangan tiap fasa dan antar fasa, atau minimal tegangan pada salah satu fasa, atau pada salah satu tegangan antar fasa. Jika pengisian tegangan tidak lengkap maka akan dianggap tegangan setimbang dan nilainya adalah rata-rata dari nilai yang ada. Untuk pengisian data arus tiap fasa, pengguna bisa mengisi semua arus fasa, atau minimal arus pada salah satu fasa. Jika pengisian arus tidak lengkap maka akan dianggap arus pada tiap fasa adalah sama dan nilainya adalah rata-rata dari nilai yang ada. Untuk pengisian daya P, Q, dan S yang diambil adalah nilai 3 fasa. Apabila yang diisi hanya nilai daya 3 fasa maka nilai tersebut akan langsung diambil sebagai daya 3 fasa. Apabila yang diisi semua nilai pada tiap fasa maka nilai daya 3 fasa adalah jumlah dari nilai daya pada ketiga fasa. Apabila yang hanya daya pada salah 1 fasa atau pada 2 fasa, maka nilai daya 3 fasa adalah rata-rata dari nilai daya tiga fasa dikalikan 3. Apabila daya 3 fasa dan tiap fasa diisi maka nilai daya 3 fasa yang diambil adalah nilai ratarata dari keduanya. Apabila menggunakan trafo maka pengguna bisa memilih untuk memasukkan data pengukuran pada sisi tegangan rendah saja atau pada kedua sisi trafo.
Gambar 27 Form pengukuran beban harian pada kedua sisi trafo Sampel pengukuran dilakukan selama 1 minggu dengan mengambil data setiap 1 jam, yang dimulai dari hari Senin pukul 00.00 sampai hari Minggu pukul 23.00. Selanjutnya Macro akan mengolah data dan hasilnya adalah hasil pengukuran beban harian serta grafik daya harian (yang memuat kWh, kVARh, dan kVA) dan grafik faktor daya.
Gambar 28 Hasil pengukuran beban harian 3.2.3. Pengukuran ruang Pengukuran ruang dilakukan untuk mendapatkan informasi yang berkaitan dengan datadata ruang seperti lux cahaya serta daya pencahayaan maksimum, suhu, kelembaban relatif, dan kecepatan udara AC. Data-data ini berguna untuk mengukur tingkat kenyamanan pengguna ruangan.
Gambar 29 Form data pengukuran ruang Gambar 26 Form pengukuran beban harian pada salah satu sisi trafo (sisi tegangan rendah)
Hasil dari pengukuran tersebut kemudian dibandingkan dengan standar yang ada sehingga bisa diambil kesimpulan sesuai atau tidak dengan standar. Tabel 6 Standar lux dan daya pencahayaan maksimum ruang Fungsi Ruang Garasi Teras Lobi, koridor
LUX 60 60 100
Daya pencahayaan maksimum (watt/m2) 2 10
Gudang arsip Kantin Ruang serba guna Dapur Kamar mandi Ruang kelas Perpustakaan Ruang arsip aktif Ruang rapat Ruang Kepala Ruang kerja Ruang komputer Laboratorium Ruang gambar
150 200 200 250 250 250 300 300 300 350 350 350 500 750
15 10 25
15 15 15
Tabel 7 Kategori kelembaban relatif Kategori daerah merah daerah kuning daerah biru daerah coklat
RH 75% 70%75% 50%70% < 50%
3.2.4. Jam nyala lampu Beban penerangan cukup besar dalam mengkonsumsi energi. Sehingga pengukuran jam nyala lampu diperlukan untuk mengetahui berapa besar energi yang digunakan untuk penerangan. Untuk perhitungan energinya tiap jenis lampu adalah : Energi = kWh lampu × jumlah lampu × jam nyala
Karena tarif pelanggan PLN adalah S3-TM maka data jam nyala yang dimasukkan adalah saat LWBP dan WBP. LWBP adalah pada pukul 22.00 sampai 17.00, sedangkan WBP adalah pada pukul 17.00 sampai 22.00.
Keterangan virus jamur dan bakteri akan meningkat populasinya terdapat listrik statis terutama di tempat yang lantainya mengunakan karpet tingkat kenyamanan bagus dan cocok untuk perkantoran terlalu kering, mudah terkena infeksi saluran pernapasan
Selain parameter kenyamanan ruang, pengguna juga bisa melihat daya pencahayaan tiap ruang, apakah sudah melebihi nilai maksimal atau belum. Perhitungan untuk daya pencahayaan ruang mengambil dari data rekap beban, yaitu jumlah kWh tiap ruang beban pencahayaan. Kemudian luas ruangan mengambil data dari data ruang. Selanjutnya dihitung daya pencahayaan ruang adalah
Gambar 33 Form data jam nyala lampu
Daya pencahayaan ruang = jumlah daya (kWh) pencahayaan tiap ruang luas ruangan (m2 )
Gambar 34 Konsumsi energi harian beban penerangan 3.3.
Gambar 30 Hasil pengukuran lux, suhu, RH, dan kecepatan AC di tiap ruang
Gambar 31 Kesimpulan hasil pengukuran lux, suhu, RH, dan kecepatan udara AC
Gambar 32 Kebutuhan pencahayaan tiap ruang
Kesimpulan Pada bagian ini semua data diproses, yaitu data gedung dan ruang, data audit awal, data rekap beban, data pengukuran beban harian, data pengukuran ruang, dan data harian jam nyala lampu. Dari kesimpulan audit energi ini pengguna bisa melihat gambaran dari audit awal dan audit rinci yang telah dilakukan, dan bisa melihat rinciannya masingmasing. Kemudian dianalisa peluang-peluang penghematan energi yang dapat dilakukan, yaitu : 1. Menurunkan langganan PLN Dengan menghitung kembali nilai faktor penggunaan, apabila nilai faktor penggunaan < 1 maka daya langganan PLN dapat diturunkan. faktor penggunaan beban maksimal aktual × [1 + 20%] = daya terpasang Beban maksimal aktual didapatkan dari hasil pengukuran beban harian. Nilai cadangan yang diperhitungkan adalah 20%.
2.
3.
4.
Memasang kapasitor banks Apabila nilai perhitungan faktor daya dari audit awal lebih kecil daripada 0,85 maka harus memasang kapasitor banks. Besarnya kapasitas kapasitor banks didapatkan dari hasil pengukuran harian, yaitu nilai Q (kVARh) yang paling tinggi. Mengganti ballast konvensional dengan ballast elektrik Apabila terdapat lampu TL maka peluang penghematan energi ini dapat dilakukan. Mengganti lampu pijar dan lampu TL dengan lampu hemat energi Apabila terdapat lampu pijar dan lampu TL maka peluang penghematan energi ini dapat dilakukan.
3.
4.2.
Peluang penghematan energi yang dapat dilakukan antara lain menurunkan daya langganan PLN, memasang kapasitor banks, mengganti ballast konvensional dengan ballast elektronik, serta mengganti lampu TL dan lampu pijar dengan lampu hemat energi.
Saran 1. Program perlu ditingkatkan agar bisa mengolah data selain pelanggan S3-TM. 2. Perlu dibuat perhitungan lebih lanjut untuk peluang-peluang penghematan energi. DAFTAR PUSTAKA
[1] Sulasno, Dasar Teknik Konversi Energi Listrik, Semarang: Badan Penerbit Universitas Diponegoro Semarang, 2004. [2] Sulasno, Teknik dan Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Semarang: Badan Penerbit Universitas Diponegoro, 2001. [3] S. Syofyan, Kebijakan Tarif Dasar Listrik dan Demand Side Management, Jakarta: Bagian Proyek Pelaksanaan Efisiensi Energi DEPDIKNAS, 2003. [4] Y. Wicaksono, Kupas Tuntas Macro Excel Untuk Pemula, Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 2009. [5] Y. Wicaksono, Membuat Macro Lebih Interaktif dengan ActiveX Control, Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 2010. BIODATA Prasetyo Kristiono Nugroho (L2F005566). Lahir di Pekalongan pada tanggal 9 Desember 1986. Riwayat pendidikan SDN Medono 07 Pekalongan, SLTPN 2 Pekalongan, SMAN 1 Pekalongan, dan sekarang sedang menjalankan studi Strata Satu di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro dengaan konsentrasi Ketenagaan. Menyetujui dan Mengesahkan Gambar 35 Kesimpulan audit energi IV. 4.1.
Pembimbing Kerja Praktek
PENUTUP
Kesimpulan 1. Audit energi adalah teknik untuk menghitung besarnya konsumsi energi dan mengenali cara-cara untuk penghematannya. 2. Macro Microsoft Excel dapat digunakan untuk mengolah data audit energi.
Karnoto, S.T, M.T. NIP 196907091997021001 Tanggal :
