SIDANG TUGAS AKHIR
Validita R. Nisa’ 2105 100 045
Latar Belakang Semakin banyaknya gedung bertingkat Konsumsi energi listrik yang besar Persediaan energi dunia semakin menipis Penggunaan energi belum efisien Adanya peluang penghematan energi
Rumusan Masalah Apa yang menyebabkan terjadinya pemborosan penggunaan energi listrik dari
Rumah Sakit Umum Haji Surabaya? Apakah ada peluang penghematannya ? Apa langkah‐langkah untuk menghemat penggunaan energi listrik tanpa
mengurangi kenyamanan?
Tujuan Mengetahui besarnya beban pendinginan dalam suatu ruangan. Menganalisa potensi penghematan energi listrik berdasarkan tingkat penerangan
dan beban pendinginan. Memberikan alternatif rekomendasi pada manajemen operasional Rumah Sakit
Umum Haji Surabaya untuk mendapatkan penghematan.
Batasan Masalah Data berasal dari RSU Haji Surabaya. Pengambilan data pada sistem penerangan hanya pada ruangan yang
diijinkan. Analisa data dilakukan pada sistem penerangan dan akan dibandingkan
dengan standar penerangan yang ada. Peninjauan masalah hanya terbatas pada sisi pemakaian energi listrik
gedung (demand), bukan pada penyedia energi (supply). Diasumsikan tidak ada hal yang menyebabkan perubahan secara
signifikan terhadap pola penggunaan/konsumsi energi listrik di gedung selama periode penelitian.
Kajian Pustaka 1. Megantoro ( 2001 ) Melakukan audit & konservasi pada Gedung Menara PERTAMINA Surabaya. Pada sistem penerangan, upaya konservasi yang dapat dilakukan adalah dengan analisa perbaikan kekurangan dan kelebihan intensitas penerangan. Pada sistem tata udara, dilakukan analisa pembatasan udara luar yang masuk dalam ruangan sehingga akan memperkecil penyerapan beban kalor pada AHU. Pada sistem kelistrikan, upaya konservasi yang dapat dilakukan adalah dengan analisa pemasangan bank kapasitor di sistem kelistrikan.
2. Rani Setyodewanti ( 2006 )
Melakukan audit energi pada sistem kelistrikan dan penerangan di gedung DPRD Tingkat II Kota Surabaya. Pada sistem kelistrikan, setelah dilakukan audit energi, rata‐rata daya per bulannya dapat turun menjadi 7.960,483 [kWh]. Sehingga peluang penghematan energinya sebesar 38,57 %. Pada sistem penerangan, dilakukan penjadwalan penyalaan lampu. Dimana setelah dilakukan audit, rata‐rata daya per bulannya dapat turun menjadi 2529,102 [kWh]. Sehingga peluang penghematan energinya sebesar 15,96 %.
Standard Kategori Pencahayaan di Rumah Sakit
Lampu Kalor sensible lampu adalah : Dimana : qel = kalor sensible lampu (Watt) W = total daya lampu yang digunakan (Watt) Ful = lighting use factor Fsa = lighting special allowance factor
Jendela Beban pendinginan dari jendela adalah : Dimana : qj
= kalor sensible jendela ( Watt )
GLF = glass load factor Aj
= luas jendela ( m2 )
Dinding Beban pendinginan dari dinding adalah : Dimana : qd = kalor sensible dinding (Watt) Ud = U‐faktor dari material dinding (W/m2.K) Ad = luas dinding (m2) CLTD = cooling load temperature difference (K)
Lantai Beban pendinginan dari lantai adalah : Dimana : qd = kalor sensible lantai (Watt) Ud = U‐faktor dari material lantai (W/m2.K) Ad = luas lantai (m2) CLTD = cooling load temperature difference (K)
Atap Beban pendinginan dari atap adalah : Dimana : qd = kalor sensible atap (Watt) Ud = U‐faktor dari material atap (W/m2.K) Ad = luas atap (m2) CLTD = cooling load temperature difference (K)
Pintu Beban pendinginan dari pintu adalah : Dimana : qd = kalor sensible pintu (Watt) Ud = U‐faktor dari material pintu (W/m2.K) Ad = luas pintu (m2) CLTD = cooling load temperature difference (K)
Infiltrasi & Ventilasi
Kalor sensible & kalor latent yang ditimbulkan sebesar :
Dimana : qs = kalor sensible BTU/hr (Watt) = kalor latent BTU/hr (Watt) ql CFM = jumlah udara (ft3/min) ∆t = perbedaan temperatur (°C) CLTD = cooling load temperature difference (K)
Pengaruh Radiasi Matahari
cos sin.sin.cos sin.cos.sin.cos cos.cos.cos.cos cos.sin.sin.cos .cos cos.sin.sin .sin
Sudut zenith pada bidang horizontal (θz)
cos z sin sin cos cos cos
Sudut zenith pada bidang vertikal (θ)
cos sin . cos . cos cos . sin . cos . cos cos . sin . sin
Radiasi Matahari Go =
12 * 3600
360.n * cos . cos (sin sin ) 2 ( 2 1 ) . sin . sin .Gsc .1 0,033. cos 2 1 360 365
Radiasi Langsung
Radiasi Diffuse
Flowchart Penelitian
Flowchart Uji Kelayakan Penerangan pada tiap Ruangan
Diagram Alir Penghitungan Cooling Load pada tiap Ruangan
Perhitungan Intensitas Penerangan Ruang Angiografi Kondisi Awal Panjang Ruangan (p)
: 6,2 m Lebar Ruangan (l) : 8,4 m Tinggi Ruangan (h) : 3,6 m Warna Dinding : putih Warna Langit‐langit : putih Jumlah titik armatur (n) : 9 titik armatur (18 buah lampu) Jumlah fluks tiap armatur (φ) : 2 x 2700 = 5400 Lumen
Faktor refleksi Refleksi dinding dengan warna putih (pd) Refleksi langit‐langit dengan warna putih (pll) Refleksi lantai, umumnya diasumsikan sebesar (pl)
= 0,5 = 0,7 = 0,1
Indeks ruang (k)
Efisiensi Penerangan (η ) Dari tabel efisiensi penerangan, maka didapatkan η = 49% atau 0,49.
Intensitas Penerangan (E) Asumsi faktor depresiasi ringan (d = 0,85), maka intensitas penerangan :
Menurut standard, untuk ruang angiografi seharusnya intensitas penerangannya adalah 300 Lux → terdapat kelebihan nilai intensitas.
Perhitungan Intensitas Penerangan Ruang Baca Kondisi Awal Panjang Ruangan (p) Lebar Ruangan (l) Tinggi Ruangan (h) Warna Dinding Warna Langit‐langit Jumlah titik armatur (n) Jumlah fluks tiap titik (φ)
: 4 m : 4 m : 3,6 m : putih : putih : 1 titik armatur (2 buah lampu) : 2 x 2700 = 5400 Lumen
Faktor refleksi Refleksi dinding dengan warna putih (pd) Refleksi langit‐langit dengan warna putih (pll) Refleksi lantai, umumnya diasumsikan sebesar (pl)
= 0,5 = 0,7 = 0,1
Indeks ruang (k)
Efisiensi Penerangan (η ) Dari tabel efisiensi penerangan, maka didapatkan η = 30% atau 0,3.
Intensitas Penerangan (E) :
Asumsi faktor depresiasi ringan (d = 0,85), maka intensitas penerangan
Menurut standard, untuk ruang baca seharusnya intensitas penerangannya adalah 150 Lux → tidak memenuhi intensitas standard.
Data Hasil Pengukuran Tingkat Pencahayaan Pada Ruangan Lantai 1 No
Lantai
Nama Ruangan
Panjang (p)
Lebar (l)
Luas
Tinggi (h)
Jumlah armatur (n)
Daya (Watt)
1
X‐Ray 1
6.4
6.4
40.96
3.6
6
36
2
X‐Ray 2
6.0
6.0
36.00
3.6
6
36
3
Angiografi / Intero
6.2
8.4
52.08
3.6
9
36
4
MRI
7.0
6.2
43.40
3.6
6
36
5
Gudang
2.6
4.0
10.40
3.6
1
36
6
Operator
3.0
4.2
12.60
3.6
1
36
CT Scan
7.2
6.2
44.64
3.6
6
36
8
Mammografi
4.0
5.6
22.40
3.6
2
36
9
Dental
4.0
5.6
22.40
3.6
2
36
10
Rapat
4.0
6.0
24.00
3.6
2
36
11
USG 2
4.0
4.0
16.00
3.6
1
36
12
Baca
4.0
4.0
16.00
3.6
1
36
13
KA Instalasi
4.0
4.0
16.00
3.6
1
36
14
Pantry & Locker
4.0
5.1
20.40
3.6
4
36
7 1
Setelah dilakukan perhitungan, maka didapatkan :
Perbandingan Intensitas Exsisting Ruangan dengan Intensitas Standard
Dari grafik perbandingan dapat dilihat, bahwa pada beberapa ruangan nilai intensitasnya melebihi dari standard yang telah ditentukan. Namun ada pula beberapa ruangan yang justru nilai intensitas penerangannya masih di bawah dari standard yang telah ditentukan.
Solusi yang dapat ditempuh adalah:
Hasil Perhitungan Penghematan Sistem Penerangan pada Lantai 1 dengan Lampu TL 2700 Lumen No Lantai
Nama Ruangan
Jumla indek h Jumlah Total s Luas armat Lampu Daya bentu ur (n) k (k)
η
jumlah Penghe Penghem E E Penghema lampu matan atan tiap ruangan standar tan Rupiah Keterangan standa Daya hari (Lux) d (Lux) (Rp) rd (n) (Watt) (kWh)
1
X‐Ray 1
40,96
6
12
432
1,19
0,47
314
300
11
36
0,86
546,74 dapat dihemat
2
X‐Ray 2
36,00
6
12
432
1,11
0,45
347
300
10
72
1,73
1093,48 dapat dihemat
3
Angiografi / Intero
52,08
9
18
648
1,32
0,49
386
300
14
144
3,46
2186,96
4
MRI
43,40
6
12
432
1,22
0,47
300
150
6
216
5,18
3280,44 dapat dihemat
5
Gudang
10,40
1
2
72
0,58
0,3
131
75
1
36
0,86
546,74 dapat dihemat
6
Operator
12,60
1
2
72
0,65
0,32
118
75
1
36
0,86
546,74 dapat dihemat
7
CT Scan
44,64
6
12
432
1,23
0,47
293
150
6
216
5,18
3280,44 dapat dihemat
Mammografi 22,40
2
4
144
0,86
0,4
162
150
4
0
0,00
0,00
telah sesuai
9
Dental
22,40
2
4
144
0,86
0,4
162
150
4
0
0,00
0,00
telah sesuai
10
Rapat
24,00
2
4
144
0,89
0,4
154
150
4
0
0,00
0,00
11
USG 2
16,00
1
2
72
0,74
0,36
103
150
3
‐36
‐0,86
12
Baca
16,00
1
2
72
0,74
0,36
103
150
3
‐36
‐0,86
13
KA Instalasi
16,00
1
2
72
0,74
0,36
103
150
3
‐36
‐0,86
14
Pantry & Locker
20,40
4
8
288
0,83
0,39
348
75
2
216
5,18
8
1
dapat dihemat
telah sesuai tidak dapat ‐546,74 dihemat tidak dapat ‐546,74 dihemat tidak dapat ‐546,74 dihemat 3280,44
dapat dihemat
Hasil Perhitungan Penghematan Sistem Penerangan pada Lantai 1 dengan Lampu TL’D 3450 Lumen
No Lantai
Nama Ruangan
Luas (m2)
Jumlah Jumla armatur h (n) Lampu
Total Daya (Watt)
indeks bentuk (k)*
η*
jumlah Penghem E E ruangan lampu atan standar (Lux)* standar Daya (Lux) (n) (Watt)
Keterangan
1
X‐Ray 1
40.96
6
12
432
1.19
0.47
401
300
9
108
dapat dihemat
2
X‐Ray 2
36.00
6
12
432
1.11
0.45
444
300
8
144
dapat dihemat
3
Angiografi / Intero
52.08
9
18
648
1.32
0.49
494
300
11
252
4
MRI
43.40
6
12
432
1.22
0.47
383
150
5
252
dapat dihemat
5
Gudang
10.40
1
2
72
0.58
0.3
167
75
1
36
dapat dihemat
6
Operator
12.60
1
2
72
0.65
0.32
151
75
1
36
dapat dihemat
CT Scan
44.64
6
12
432
1.23
0.47
374
150
5
252
dapat dihemat
Mammografi
22.40
2
4
144
0.86
0.4
208
150
3
36
dapat dihemat
9
Dental
22.40
2
4
144
0.86
0.4
208
150
3
36
dapat dihemat
10
Rapat
24.00
2
4
144
0.89
0.4
197
150
3
36
dapat dihemat
11
USG 2
16.00
1
2
72
0.74
0.36
131
150
2
0
telah sesuai
12
Baca
16.00
1
2
72
0.74
0.36
131
150
2
0
telah sesuai
13
KA Instalasi
16.00
1
2
72
0.74
0.36
131
150
2
0
telah sesuai
14
Pantry & Locker
20.40
4
8
288
0.83
0.39
444
75
1
252
7 8
1
dapat dihemat
dapat dihemat
Analisa Ekonomis Investasi Sistem Penerangan Pengaturan Penyalaan Jumlah Titik Lampu Sample perhitungan pada ruang angiografi Daya lampu (Watt) total yang digunakan untuk memenuhi intensitas
penerangan Daya Awal = ( 9 titik lampu x 2 lampu/titik ) x 36 Watt = 648 Watt Daya Akhir = ( 7 titik lampu x 2 lampu/titik ) x 36 Watt = 504 Watt Konsumsi energi listrik (kWh) tiap hari jika beroperasi selama 24 jam yaitu Konsumsi Awal = (648 Watt x 24 jam/hari)/1000 = 15, 55 kWh Konsumsi Akhir = (504 Watt x 24 jam/hari) /1000 = 12,10 kWh Penghematan Rupiah = (konsumsi awal – konsumsi akhir) x 20 hari / bulan x 1,4 x Rp 452/kWh = (15,55 – 12,10) kWh / hari x 20 hari / bulan x 1,4 x Rp 452,‐ / kWh = Rp. 43.713,82,‐ / bulan
Penggantian Tipe Lampu Daya lampu (Watt) total yang digunakan untuk memenuhi intensitas
penerangan Daya Awal = ( 9 titik lampu x 2 lampu/titik ) x 36 Watt = 648 Watt Daya Akhir = 11 buah lampu x 36 Watt = 396 Watt Konsumsi energi listrik (kWh) tiap hari jika beroperasi selama 24 jam yaitu Konsumsi Awal = (648 Watt x 24 jam/hari) / 1000 = 15, 55 kWh Konsumsi Akhir = (396 Watt x 24 jam/hari) / 1000 = 9,50 kWh Penghematan Rupiah = (konsumsi awal – konsumsi akhir) x 20 hari / bulan x 1,4 x Rp 452/kWh = (15,55 – 9,50) kWh / hari x 20 hari / bulan x 1,4 x Rp 452,‐ / kWh = Rp. 76.518,‐ / bulan
Ringkasan Analisa Peluang Penghematan Energi pada Sistem Penerangan Sistem
Aktivitas
Jumlah Lampu
Konsumsi Daya (kW)
Konsumsi Energi (kWh/bulan)
Biaya Energi (Rp/bulan)
Sebelum Konservasi Pengaturan Penyalaan Jumlah Titik Lampu
433
15,588
4.760,64
3.012.532,99
Penerangan SetelahKonservasi Penggantian Tipe / Jenis Lampu Total Pengehematan Total Investasi
271
9,768
2.793,42
1.767.676,18
162
5,379
1.967,22
1.244.856,81
Rp 3.062.300,NPV = Rp 32.420.725,-
NPV
NPV >> 0 (investasi layak diimplementasikan) 3,9 bulan = 0,3 tahun
SPB
SPB = Y << N (investasi layak diimplementasikan)
Perhitungan Beban Pendinginan BEBAN PENDINGINAN DARI DINDING
BEBAN PENDINGINAN DARI VENTILASI
BEBAN PENDINGINAN DARI PINTU BEBAN PENDINGINAN DARI INFILTRASI BEBAN PENDINGINAN DARI JENDELA
BEBAN PENDINGINAN DARI LAMPU
BEBAN PENDINGINAN DARI ATAP
BEBAN PENDINGINAN DARI MANUSIA
Beban Pendinginan dari Radiasi Matahari Pengamatan dilakukan pada tanggal 1 ‐ 31
Agustus. Diambil tanggal pengamatan 16 Agustus (n=228) Pengamatan dilakukan pada jam 06.00 – 17.00
WIB namun akan diambil rata‐rata untuk 1 hari Dinding tegak lurus (β) : 0o. Dinding menghadap ke sisi utara dan timur. Sudut azimut (γ) bagian utara (γ=180o) dan
bagian timur ( γ = 90o). Konstanta radiasi matahari (solar constant)
setiap saat, Gsc = 1353 W/m2. Sudut deklinasi, δ (posisi matahari relatif
terhadap bidang equator),
23,45 sin 360.
284 228 o 13,45496 365
Cos θ = {sin(13,45496).sin(‐7,21).cos(0)} – {sin(13,45496).cos(‐7,21).sin 0.cos180 }+{cos(13.45496).cos(‐ 7,21).cos 0.cos(‐7,5)}+{cos(13,45496).sin(‐7,21).sin0.cos180.cos(‐7,5)}+{cos(13,45496).sin0.sin180.sin(‐ 7,5)} Cos θ = 0,35185 θ = arc cos (0,35185) = 69,39897° Cos θz = {sin (13,45496).sin (‐7,21)} +{cos(13,45496).cos(‐7,21).cos(‐7,5)} Cos θz = 0,9274 θz = arc cos (0,92740) =21,96608° Go= 1353*(1+0,33cos *{cos (‐7,21)cos(13,45496)(sin(‐7,5) ‐ sin(‐22,5))+ sin(‐7,21) sin(13,45496)} Go = 4398589 J/m2 Intensitas matahari : 1. Langsung
Gb I o * b
2. Diffuse
Gd Go . d
Gb 4398589 J / m 2 * 0,591343 2601074 J / m 2
G d 4398589 * 0,09542 427301J / m 2
427301 (1 cos 0 ) 0 , 2 2601074 427301 1 cos 0 2 2
Intensitas Matahari Total
Besarnya Intensitas Matahari yang Mengenai Dinding Utara
G T 2601074 * 0 ,379401
IT * (GT )
GT = 1419949 J/m
IT 0,12 * (1419949 ) J / m 2 1703939 ,88 J / m 2 47 ,33W / m 2
Perhitungan Beban Pendinginan Beban
Nilai (Watt)
Pada lantai 1 dipasang 7 buah AC dengan total
Dinding
243.85
Pintu
33.32
Jendela
11.36
Lampu
311.04
Infiltrasi
1127.73
sama, maka diasumsikan bahwa output keluaran
Ventilasi
673.24
dari tiap titik exhaust dianggap sama besar,
Manusia
1371.56
sehingga didapatkan bahwa setiap titik exhaust
Atap
94.62
Lantai
92.52
Peralatan Lain
NA
Radiasi Matahari Total
NA = Not Available
1977.91 5937.15
daya yang dihasilkan adalah 70 PK atau setara dengan 51484,9 Watt. Outputnya dibagi menjadi 55 titik exhaust. Karena dimensi lubang exhaust
menghasilkan 936 Watt. Pada ruang X‐ray teradapat 2 buah exhaust yang
senilai dengan 1872 Watt. Apabila dibandingkan, hal ini masih jauh belum mencukupi dari kebutuhan beban pendinginan yang ada di ruangan tersebut
Kesimpulan 1. Terdapat beberapa ruangan yang intensitas penerangannya melebihi dari intensitas
penerangan standard. Namun ada pula beberapa ruangan yang justru nilai intensitas penerangannya masih di bawah standard. 2. Penghematan dengan cara mengatur penyalaan titik armatur lampu, didapatkan
penghematan sebesar Rp 663.376,9 / bulan. 3. Penghematan dengan cara mengganti tipe lampu dengan luminasi yang lebih besar
dengan daya (Watt) yang tetap, diperoleh penghematan energi listrik sebesar 1.967,22 kWh / bulan atau setara dengan biaya listrik sebesar Rp 1.244.856,81/ bulan. 4. Berdasarkan analisa ekonomis investasi pada sistem penerangan dengan mengganti tipe
lampu, diperoleh hasil untuk Metode Net Present Value (NPV) = Rp 32.420.725,‐ (NPV >> 0) dan Metode Simple Payback Period (SPB) = 3,9 bulan = 0,3 tahun (Y << N). Dengan demikian, investasi secara ekonomis sangat layak diimplementasikan.
5.
Salah satu solusi pada sistem pendinginan adalah dengan memasang inverter pada exhaust masing‐masing ruangan, sehingga ruangan yang tidak memerlukan pendinginan lebih, nilai pendinginannya dapat dialihkan ke ruangan lain yang beban pendinginannya lebih besar. Hal ini juga dimaksudkan sebagai salah satu langkah untuk penghematan energi tanpa mengurangi kenyamanan.
6.
Melakukan pemeriksaan dan pemeliharaan AC secara rutin dan berkala untuk menjaga performa AC tetap baik.
Sekian TERIMA KASIH
Mohon Saran Dan Bimbingan Demi Kesempurnaan Tugas Akhir
