Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM.pdf

8/17/2019 Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM.pdf

1/82

PEDOMAN

PELAKSANAAN

EFISIENSI ENERGI

DI PDAM

KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT

DIREKTORAT JENDERAL CIPTA KARYA

DIREKTORAT PENGEMBANGAN AIR MINUM


2/82


3/82

PEDOMAN

PELAKSANAAN

EFISIENSI ENERGI

DI PDAM


4/82

Disusun pada tahun 2014 oleh:Direktorat Pengembangan Air Minum, Direktorat Jenderal Cipta Karya,Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat bekerjasama dengan

USAID IUWASH dan USAID ICED.


5/82

iii

KATA PENGANTAR

Berdasarkan hasil analisis penilaian kinerja PDAM yang dilakukan pada tahun 2014 olehBadan Pendukung Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum (BPPSPAM), dari sekitar350 PDAM di Indonesia baru 176 PDAM yang berstatus “sehat” sementara 104 PDAM

berstatus “kurang sehat” dan 70 PDAM masih berstatus “sakit”. Dalam rangka peningkatankinerja PDAM dan tingkat pelayanan air minum bagi masyarakat, maka salah satu upayayang perlu dilakukan oleh manajemen Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) adalahmeningkatkan pengoperasian dan pemeliharaan Sistem Penyediaaan Air Minum (SPAM)secara efektif dan efisien.

Pemerintah Pusat melalui Kementerian Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Cipta Karya,Direktorat Pengembangan Air Minum sangat menaruh perhatian besar dan mendukungsepenuhnya upaya peningkatan efisiensi energi di PDAM seluruh Indonesia yang diharapkanakan meningkatkan kinerja PDAM dan pelayanan air minum bagi masyarakat. Untuk itu,Direktorat Pengembangan Air Minum bekerjasama dengan USAID IUWASH dan USAID ICEDmenyusun buku Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi untuk PDAM.

Dengan adanya buku pedoman ini, diharapkan PDAM dapat melaksanakan programefisiensi energi secara mandiri, mulai dari melakukan Audit Energi, memilih danmerencanakan kegiatan pelaksanaan efisiensi energi sesuai yang diperlukan serta menggalidan menentukan alternatif sumber dana untuk pelaksanaan efisiensi energi.

Akhir kata, Kami berharap buku pedoman ini akan dapat menjadi acuan bagi pelaksanaanefisiensi energi di PDAM seluruh Indonesia sehingga pihak pengelola PDAM di setiap daerahdapat menekan biaya operasi dan pemeliharaan SPAM di PDAM. Dengan komitmen

bersama, semoga peningkatan kualitas pelayanan penyediaan air minum oleh PDAM kepadaseluruh masyarakat Indonesia akan segera tercapai.

Ir. M. Natsir, M.ScDirektur Pengembangan Air Minum

Direktorat Pengembangan Air Minum,Direktorat Jenderal Cipta Karya,

Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat


6/82

KATA PENGANTAR

Badan Pembangunan Internasional Amerika Serikat atau The United States Agency forInternational Development (USAID) membantu Pemerintah Indonesia untuk meningkatkan

akses air bersih bagi dua juta penduduk dan meningkatkan fasilitas sanitasi layak bagi250.000 penduduk miskin perkotaan di Indonesia melalui proyek Indonesia Urban Water,Sanitation and Hygiene (IUWASH) yang didanai oleh USAID.

Salah satu tantangan besar yang dihadapi mayoritas PDAM di Indonesia adalah biaya listrikatau energi yang masih tinggi untuk mengoperasikan sistem penyediaan air minum. PDAMumumnya mengeluarkan biaya listrik atau energi lebih dari 30% dari total biaya operasional.Biaya ini akan terus meningkat sehubungan dengan kenaikan tarif dasar listrik PLN yangcenderung naik. Di sisi lain, mayoritas PDAM belum menggunakan listrik secara efisien.Kondisi ini menyebabkan biaya produksi dan distribusi air minum menjadi tinggi danberdampak pada kenaikan tarif air minum yang harus dibayar oleh masyarakat. Jika masalahini dibiarkan berlarut, maka akan dapat menurunkan kinerja PDAM dan pelayanan air minumkepada masyarakat.

Oleh karena itu, USAID sangat mendukung penerbitan buku “Pedoman Pelaksanaan EfisiensiEnergi di PDAM” yang disusun oleh Direktorat Pengembangan Air Minum - DirektoratJenderal Cipta Karya bersama USAID IUWASH dan proyek USAID Indonesia Clean EnergyDevelopment (ICED), sebuah program bantuan teknis dalam pengelolaan berkelanjutansumber daya energi terbarukan dan pengurangan emisi gas rumah kaca.

Buku “Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM” ini diharapkan akan dapat

membantu PDAM dalam melakukan efisiensi energi sehingga kinerja PDAM dan kualitaspelayanan air minum kepada masyarakat lebih meningkat.

Louis O’BrienUSAID IUWASH Chief of Party


7/82

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................................... iii DAFTAR ISI ............................................................................................................................ v SINGKATAN ......................................................................................................................... vii

1 PENDAHULUAN ............................................................................................................ 1 1.1 LATAR BELAKANG ................................................................................................................................ 1 1.2 KARAKTERISTIK UMUM PEMAKAIAN ENERGI DI PDAM .......................................................... 2 1.3 PERMASALAHAN EFISIENSI ENERGI DI PDAM ............................................................................ 3 1.4 SISTIMATIKA PEDOMAN AUDIT ENERGI DI PDAM .................................................................... 4

2 PENGERTIAN DAYA DAN EFISIENSI PADA SISTEM PEMOMPAAN ............................. 5 2.1 UMUM ....................................................................................................................................................... 5 2.2 DAYA ......................................................................................................................................................... 5

2.2.1 Daya Input (P) .................................................................................................................... 6 2.2.2 Daya Poros (Pp) ................................................................................................................. 7 2.2.3 Daya Hidrolis (Ph) ............................................................................................................. 7

2.3 PENGERTIAN ENERGI ........................................................................................................................... 8 2.4 EFISIENSI .................................................................................................................................................. 8

2.4.1 Specific Energy Consumption (SEC) .............................................................................. 8 2.4.2 Efisiensi Pompa (ηp) ......................................................................................................... 9 2.4.3 Efisiensi Motor Listrik (ηm ) ........... ........... ........... ........... ............ ........... ........... ........... ..... 10 2.4.4 Efisiensi Total dari Pompa (ηt) ...................................................................................... 13

2.5 PENURUNAN EFISIENSI .................................................................................................................... 13 2.5.1 Penurunan Efisiensi Pompa .......................................................................................... 13 2.5.2 Penurunan Efisiensi Motor Listrik ................................................................................ 16 2.5.3 Penurunan Efisiensi Pada Transformator Daya ....................................................... 17

2.6 KERUGIAN EFISIENSI ......................................................................................................................... 17 2.6.1 Pada Kabel Penghantar Daya ...................................................................................... 17 2.6.2 Pada Transformer Daya................................................................................................. 18 2.6.3 Pada Panel Listrik dan terminal Box Listrik ................................................................ 19

3 PROGRAM EFISIENSI ENERGI DI PDAM ..................................................................... 21 3.1 UMUM .................................................................................................................................................... 21 3.2 PENGERTIAN DAN KLASIFIKASI AUDIT ENERGI ...................................................................... 22

3.2.1 Survei Energi (Walkthrough Audit) .............................................................................. 23


8/82

vi

3.2.2 Audit Energi Awal (PreliminAry Audit) ................... ........... ........... ............ ........... ........ 23 3.2.3 Detail Audit....................................................................................................................... 23

3.3 MENENTUKAN JENIS AUDIT YANG DIPERLUKAN .................................................................. 24 3.4 LANGKAH-LANGKAH PELAKSANAAN AUDIT ENERGI .......................................................... 24

3.4.1 Umum ................................................................................................................................ 24 3.4.2 Peralatan Yang Diperlukan .......................................................................................... 25 3.4.3 Langkah-Langkah Pelaksanaan Audit ....................................................................... 27 3.4.4 Persiapan .......................................................................................................................... 28 3.4.5 Pengumpulan Data Sekunder ...................................................................................... 28 3.4.6 Peninjauan dan Pengukuran Lapangan .................................................................... 29 3.4.7 Perhitungan Konsumsi Energi dan Efisiensi .............................................................. 35 3.4.8 Rekomendasi Program Penghematan Energi........................................................... 35 3.4.9 Hal-Hal Yang Perlu diperhatikan Pelaksanaan Audit Energi ........... ........... ........... 37

4 SUMBER DAYA, BIAYA ENERGI LISTRIK DAN PENGHEMATAN BIAYA ..................... 39

4.1 ANALISA SUMBER DAYA ................................................................................................................. 39 4.1.1 Pengertian Faktor Daya ................................................................................................. 40 4.1.2 Hubungan Daya dan Energi ......................................................................................... 41

4.2 BIAYA ENERGI LISTRIK ...................................................................................................................... 41 4.3 MEMAHAMI TAGIHAN BIAYA LISTRIK ........................................................................................ 42

4.3.1 Biaya Listrik ...................................................................................................................... 43 4.3.2 Analisa Rekening Listrik .......... ........... ........... ............ ........... ........... ........... ........... ......... 44

4.4 KONSUMSI ENERGI LISTRIK DAN PENGHEMATAN BIAYA ................................................... 47 4.4.1 Pengurangan Biaya Beban Listrik ............................................................................... 47 4.4.2 Pengaturan jam Operasional untuk mengurangi Biaya Pemakaian Listrik

Pada Waktu Beban Puncak (WBP) .............................................................................. 47 4.4.3 Manajemen Pemeliharaan ........................................................................................... 48 4.4.4 Pengunaan Bank Kapasitor .......................................................................................... 48 4.4.5 Pengunaan Variable Speed Driver............................................................................... 50 4.4.6 Perbaikan Kinerja Pompa dan Motor ......................................................................... 51

5 PEMBIAYAAN PROGRAM EFISIENSI ENERGI DI PDAM.............................................. 53 5.1 UMUM .................................................................................................................................................... 53 5.2 JENIS DAN SUMBER PENDANAAN ............................................................................................... 54 5.3 ALTERNATIF PEMANFATAAN SUMBER DANA ........................................................................ 55 5.4 TANTANGAN PENYEDIAAN SUMBER DANA PROGRAM EFISIENSI ENERGI .................. 56 5.5 PERSYARATAN UMUM PENERIMA HIBAH PROGRAM EFISIENSI ENERGI ....................... 61 5.6 DANA HIBAH DARI DIREKTORAT JENDERAL CIPTA KARYA, KEMENTERIAN

PEKERJAAN UMUM UNTUK PROGRAM EFISIENSI ENERGI .................................................. 62

6 LAMPIRAN ................................................................................................................... 63 A. PERATURAN DAN PERUNDANGAN TERKAIT ................................................................................. 63 B. TABEL-TABEL UNTUK PELAKSANAAN AUDIT ENERGI ................................................................ 65


9/82


10/82

viii

NPSH Net Positive Suction Head NPSHa Net Positive Suction Head absolute NPSHr Net Positive Suction Head required PDAM Perusahaan Daerah Air MinumPIP Pusat Investasi PemerintahPLN Perusahaan Listrik NegaraRM Rekening MinimumRPM Rotation Per Minute SDM Sumber Daya ManusiaSEC Specific Energy Consumption SPAM Sistem Penyediaan Air MinumUSAID United States Agency for International Development

VSD Variable Speed Drive WBP Waktu Beban Puncak


11/82

1

1

PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG

Permasalahan umum yang dihadapi dalam penyediaan air minum saat ini antara lain adalahmasih rendahnya cakupan pelayanan air minum dari PDAM. Rendahnya cakupan pelayanantersebut secara operasional dapat merupakan refleksi dari pengelolaan PDAM yang kurangefisien dan kurangnya pendanaan untuk pengembangan sistem yang ada.

Untuk memenuhi target peningkatan cakupan dan kualitas pelayanan air minum, tentunyakondisi PDAM harus sehat sehingga mampu mengoperasikan SPAM secara efektif danefisien melalui manajemen internal PDAM yang kuat, namun menurut data hasil analisa

penilaian kinerja PDAM yang dilakukan oleh Badan Pendukung Pengembangan SistemPenyediaan Air Minum (BPPSPAM) tahun 2013 menunjukkan fakta yang mengejutkan dari341 PDAM hanya 142 PDAM berstatus sehat, selebihnya 128 PDAM berstatus kurang sehatdan 71 PDAM berstatus sakit.

Salah satu penyebab kurang sehatnya PDAM adalah tingginya pemakaian energi untukmenggerakan motor pompa yang kurang atau tidak efisien. Kondisi ini mengakibatkan biayaproduksi dan distribusi air menjadi tinggi dan tarif air menjadi tinggi atau menurunkankinerja keuangan PDAM.


12/82


13/82

PEDOMAN PELAKSANAAN EFISIENSI ENERGI DI PDAM

3

Gambar 1.1. berikut ini memperlihatkan salah satu tipikal penempatan pompa pada sistempenyediaan air minum PDAM.

Gambar 1.1. Tipikal Penempatan Pompa pada Sistem Penyediaan Air Minum

Sumber energi yang umum digunakan oleh PDAM adalah dari energi listrik PLN. Namundemikian ada beberapa PDAM dilengkapi dengan genset yang digunakan sebagai cadanganatau saja.

1.3

PERMASALAHAN EFISIENSI ENERGI DI PDAMSalah satu komponen terbesar dari seluruh biaya yang harus dikeluarkan oleh PDAM yangmenggunakan sistem pemompaan adalah biaya listrik. Biaya ini bisa mencapai lebih dari30% dari seluruh biaya operasional. Tingginya biaya listrik ini disebabkan oleh pemakaianenergi sesuai dengan penambahan kapasitas produksi/distribusi air minum, umur peralatanyang semakin tua serta pemakaian energi yang tidak efisien.

Berdasarkan pengamatan dilapangan, rendahnya efisiensi energi disebabkan oleh beberapahal diantaranya adalah desain sistem yang tidak optimal, instalasi listrik yang tidak

memenuhi standar, pola pengoperasian mekanikal dan elektrikal yang tidak tepat,penurunan kinerja peralatan listrik dan pompa, pemeliharaan peralatan mekanikal dan listrikyang tidak sempurna dan faktor non-teknis (misalnya faktor kualitas Sumber Daya Manusia(SDM) dan administrasi).

Permasalahan pada pemakaian listrik untuk penggerak pompa-pompa air dari hasilbeberapa pengamatan di lapangan diperoleh gambaran sebagai berikut:

•

Konsumsi listrik untuk keperluan penggerak keseluruhan pompa air pada PDAMdiperkirakan mencapai lebih dari 60% dari keseluruhan konsumsi listrik PDAM.

• Overdesign, beberapa konfigurasi motor-pompa air dilakukan dengan safety-factor

yang tinggi yang mengakibatkan motor bekerja berada dibawah titik kerja optimal-


14/82


4

nya. Hal tersebut menyebabkan efisiensi konversi (perbandingan pemakaian dayalistrik dan daya hidrolis) sangat rendah;

•

Sehubungan dengan masalah tersebut pada butir kedua, beberapa instalasiseringkali ditemukan pembatasan aliran air yang dipompakan dilakukan secarathrottle (pemasangan kran atau klep pembatas aliran), sehingga tingkat efisiensienergi pada pompa air semakin tidak efisien;

• Adanya sistem perpipaan dengan ukuran pipa (diameter yang terlalu kecil) yangsudah tidak sesuai lagi dengan kenaikan debit air yang disalurkan;

1.4 SISTIMATIKA PEDOMAN AUDIT ENERGI DI PDAM

Sistematika Pedoman Audit Energi di PDAM adalah sebagai berikut:

Bab I : PendahuluanMenyajikan mengenai latar belakang disusunnya Pedoman Audit Efisiensi Energidi PDAM, karakteristik umum pemakaian energi di PDAM dan permasalahanefisiensi energi di PDAM.

Bab II : Pengertian Daya dan Efisiensi Energi Dalam Sistem PemompaanPada bab ini diuraikan mengenai tiga jenis daya pada sistem perpompaan, yaitudaya listrik, daya poros dan daya hidrolis, efisiensi energi termasuk specific energyconsumption, energi pada pompa dan energi pada motor pompa serta lokasikemungkinan terjadinya penurunan efisiensi pada sistem pemompaan.

Bab III : Pelaksanaan Audit Efisiensi Energi di PDAMPada bagian ini disajikan pengertian audit energi, klasifikasi audit energi sertalangkah-langkah pelaksanaan audit energi, termasuk persiapan yang harusdilakukan, pengumpulan data sekunder, peninjauan dan pengukurandilapangan, perhitungan dan analisa penyebab serta tindakan yang diperlukanuntuk meningkatkan efisiensi energi hasil rekomendasi program efisiensi energi.

Bab IV : Biaya Energi Listrik dan Penghematan Biaya

Menguraikan mengenai komponen tagihan biaya listrik dan usaha-usaha yangdapat dilakukan untuk melakukan penghematan biaya listrik

Bab V : Pembiayaan Program Efisiensi Energi di PDAMPada bagian ini disajikan jenis dan sumber pendanaan serta karakteristik dantantangan serta peluang dari tiap jenis dan sumber pendanaan.


15/82

5

2

PENGERTIAN DAYA

DAN EFISIENSI PADA

SISTEM PEMOMPAAN

2.1 UMUM

Hal yang perlu dipahami dalam melakukan perhitungan audit energi adalah daya danefisiensi pemakaian daya. Untuk itu pada bab ini akan diuraikan secara singkat mengenaipengertian daya, energi dan efisiensi pemakaian daya pada sistem pemompaan.

2.2 DAYA

Ada tiga jenis daya listrik, yaitu:• Daya Input (P) atau daya masukan yaitu daya listrik yang dimasukkan kedalam motor

pompa dalam besaran kW;• Daya Poros atau shaft power (Pp), yaitu daya mekanis yang diterima dari motor untuk

memutarkan poros, kemudian digunakan untuk memutar impeller pompa;


16/82


6

•

Daya Hidrolis (Phid), yaitu daya yang dipakai untuk mendorong air dari satu titi ke titiklainnya dan karena adanya hambatan dari sistem perpipaan, maka terbentuk tekanan(head ) tertentu.

Gambar 2.1. Daya Listrik (P), Daya Poros (Pp) dan Daya Hidrolis (Phid)pada tipikal sistem pompa air.

2.2.1 DAYA INPUT (P)Daya Input (P) atau daya masukan yaitu daya listrik yang dimasukkan kedalam motor pompadalam besaran kW.

Daya input dapat dihitung dari data hasil pengukuran rata-rata arus ( Ampere) dari voltaseantar phasa (Volt ) dari ketiga phasa, dan faktor daya (cos φ). Rumus yang dipakai untukmotor tiga phasa seperti:

P = daya input ke motor dalam kW,Vp = voltase rata-rata antar phasa dalam voltI = arus rata-rata ketiga phase dalam amperCos φ diambil dari data name plate motor atau panel starter pompa.

P = 1, 73 x Vp x I x cos φ /1000


17/82


7

2.2.2 DAYA POROS (PP)Daya Poros atau shaft power (Pp), yaitu daya mekanis yang diterima dari motor untuk

memutarkan poros, dan selanjutnya digunakan untuk memutar impeller pompa.

Daya poros (Pp) dapat dihitung dari hasil perkalian efisiensi motor (ηm) dan daya input motor(Pi), sesuai rumus berikut:

ηm dapat diambil dari data name plate atau dari data efisiensi motor yang didapatkan darisupplier (lihat Lampiran).dengan memperhitungkan faktor beban (load factor ), dan besaran

putaran (Rpm) motor.

Berbeda dengan pompa, karakteristik efisiensi pada motor terhadap beban, sampai denganload factor 50%, masih relatif stabil, dibandingkan dengan efisiensi pompa.

2.2.3 DAYA HIDROLIS (PH)Daya Hidrolis (Phid), yaitu daya yang dipakai untuk mendorong air dari satu titik ke titiklainnya dan karena adanya hambatan dari sistem perpipaan, maka terbentuk tekanan (head )tertentu.

pH : dalam satuan kWQ : dalam satuan m³/dt,H : dalam satuan meterg : dalam satuan m/s²ρ : dalam satuan kg/l

Dengan nilai:•

g = 9,8 m/s2 •

ρ = 1 kg/l

Maka rumus tersebut disederhanakan menjadi:

Ph = Daya hidrolis dalam kWQ = Debit air dalam m³/min

Htotal = Selisih discharge dan suction head dalam meter

Ps = ηm x P

Rumus umum: Ph = Q x H x g x ρ

Ph = 0,163 x Q x Htotal


18/82


8

2.3 PENGERTIAN ENERGI

Energi adalah hasil perkalian dari Daya dengan Waktu, atau:

2.4 EFISIENSI

Pada umumnya, hampir di semua PDAM, poros motor dan poros pompa segaris dan ter-koppel baik, maka daya poros motor dianggap sama dengan daya poros pompa. Jika ter-koppel dengan cara lain, misalnya menggunakan pulley atau gear box maka harus dihitung

lagi efisiensi antar poros.

Setiap perubahan dari satu jenis daya ke jenis daya lainnya akan ada kehilangan ataukerugian daya, sehingga timbul istilah efisiensi.

Dalam pengertian efisiensi, istilah efisiensi daya dan efisiensi energi dapat dikatakanindentik, karena daya-daya yang digunakan terjadi dalam kurun waktu yang sama. Istilahdaya dihitung dalam kW, sedang istilah energi dihitung dalam kWh. Jadi misalnya kinerja dayasebesar 2 kW dalam waktu 1 jam memerlukan energi 2 kWH.

Secara umum efisiensi pemakaian energi dari peralatan dapat dihitung dengan rumus:

2.4.1 SPECIFIC ENERGY CONSUMPTION (SEC)SEC adalah konsumsi energi (kWH) untuk tiap satuan volume produksi produksi (1000 m³)pada kurun waktu tertentu, misalnya bulanan atau dalam waktu per tahun.

SEC ini merupakan benchmark bagi PDAM untuk penilaian efisiensi energi. Makin kecil nilaiSEC, pemakaian energinya makin efisien.

Selain itu nilai SEC, dapat menjadi indikator dari pompa dalam penilaian konsumsienerginya.

Energi = Daya x Waktu

Masukan energi – Kerugian energiEfisiensi Energi (%) = ––––––––––––––––––––––––––––––––– x 100%

Masukan energi

SEC = kWh /1000 m³


19/82


9

2.4.2 EFISIENSI POMPA (ΗP)Efisiensi pompa (ηp), adalah efisensi perubahan daya/energi poros pompa ke daya/energi

hidrolis pompa. Pada umumnya efisiensi pompa sudah tercantum dalam label name plate pompa.

Efisiensi pada sistem pompa sangat tergantung kepada efisiensi masing-masing komponensistem. Energi listrik yang masuk kedalam sistem pompa, pertama-tama akan masukkedalam motor listrik. Dengan motor listrik energi listrik tersebut ditransformasikan menjadienergi mekanik putaran poros. Tidak semua energi listrik yang disuplai ke motor listrik dapatditransfromasikan menjadi energi mekanik putaran poros motor listrik. Transformasi inisangat tergantung kepada efisiensi motor listrik. Karena itu efisiensi motor listrik (ηm) didefinisikan sebagai efisiensi perubahan dari daya listrik ke daya mekanis pada poros.

Selanjutnya energi mekanik poros motor listrik ditransmisikan ke poros pompa menjadienergi mekanik pompa. Efisiensi transmisi (ηtr) energi mekanik poros ini sangat tergantungkepada tipe atau jenis transmisi. Umumnya jenis transmisi yang digunakan adalah transmisilangsung dimana poros motor listrik disambungkan langsung ke poros pompa. Efisiensitransmisi langsung dapat dianggap 100%, namun demikian jika transmisi yang digunakanadalah transmisi tidak langsung, misalnya menggunakan gearbox maka efisiensi transmisiharus dihitung.

Gabungan dari seluruh efisiensi tersebut disebut Efisiensi Total Pompa (ηt) adalah efisiensiperubahan dari daya listrik ke daya hidrolis atau sering disebut dengan istilah efisiensi kawat

ke air (wire to water ).

Jadi kesimpulannya, dalam audit energi, ketiga data dari daya tersebut diatas sangatdiperlukan untuk menghitung efisiensi energi pada sistem perpompaan. Jika data efisiensiini dapat ditemukan, misalnya dengan cara pengukuran/perhitungan atau diambil darikumpulan data teknis, maka kerugian energi dapat dihitung, dan dianalisa untuk usahapeningkatan efisiensi pemakaian energi.

Efisiensi total dari pompa dapat dihitung dengan rumus berikut:

Sedang efisiensi pompa secara individual dapat dihitung:

PhidrolisEfisiensi pompa total, ηt = –––––––––––– x 100%

Pinput motor

PhidrolisEfisiensi pompa = ηp = –––––––––– x 100%

ηm x Pi


20/82


10

2.4.3

EFISIENSI MOTOR LISTRIK (ΗM)Pada umumnya motor penggerak pompa di PDAM menggunakan motor listrik tiga phasa

dari jenis motor induksi. Pada motor lama data efisiensi motor tidak tertera pada name plate dan kadang-kadang juga agak sulit untuk mendapatkannya dari supplier motor.

Pada tabel 2.1. tertera berbagai kapasitas motor dengan RP yang berlainan, sesuai dengan jumlah pole pada stator , dan klasifikasinya.

Untuk menghitung putaran sinkron dari jumlah pol dipakai rumus:

Dimana:Frekuensi = 50 Hz dan jumlah pole beragam, 2, 4 dan 6.

RPM = 120 x frekuensi / jumlah pole


21/82


11

Tabel 2.1. Tabel Efisiensi Motor Induksi 3 Phasa

50 HZ

IE1-Standard Efficiency IE2-High Efficiency IE3-Premium Efficiency

kW 2-pole 4-pole 6-pole 2-pole 4-pole 6-pole 2-pole 4-pole 6-pole

0.75 72.1 72.1 70.0 77.4 79.6 75.9 80.7 82.5 78.9

1.1 75.0 75.0 72.9 79.6 81.4 78.1 82.7 84.1 81.0

1.5 77.2 77.2 75.2 81.3 82.8 79.8 84.2 85.3 82.5

2.2 79.7 79.7 77.7 83.2 84.3 81.8 85.9 86.7 84.3

3 81.5 81.5 79.7 84.6 85.5 83.3 87.1 87.7 85.6

4 83.1 83.1 81.4 85.8 86.6 84.6 88.1 88.6 86.8

5.5 84.7 84.7 83.1 87.0 87.7 86.0 89.2 89.6 88.0

7.5 86.0 86.0 84.7 88.1 88.7 87.2 90.1 90.4 89.1

11 87.6 87.6 86.4 89.4 89.8 88.7 91.2 91.4 90.3

15 88.7 88.7 87.7 90.3 90.6 89.7 91.9 92.1 91.2

18.5 89.3 89.3 88.6 90.9 91.2 90.4 92.4 92.6 91.7

22 89.9 89.9 89.2 91.3 91.6 90.9 92.7 93.0 92.2

30 90.7 90.7 90.2 92.0 92.3 91.7 93.3 93.6 92.9

37 91.2 91.2 90.8 92.5 92.7 92.2 93.7 93.9 93.3

45 91.7 91.7 91.4 92.9 93.1 92.7 94.0 94.2 93.7

55 92.1 92.1 91.9 93.2 93.5 93.1 94.3 94.6 94.1

75 92.7 92.7 92.6 93.8 94.0 93.7 94.7 95.0 94.6

90 93.0 93.0 92.9 94.1 94.2 94.0 95.0 95.2 94.9

110 93.3 93.3 93.3 94.3 94.5 94.3 95.2 95.4 95.1

132 93.5 93.5 93.5 94.6 94.7 94.6 95.4 95.6 95.4

160 93.8 93.8 93.8 94.8 94.8 94.8 95.6 95.8 95.6

200 94.0 94.0 94.0 95.0 95.1 95.0 95.8 96.0 95.8

220 94.0 94.0 94.0 95.0 95.1 95.0 95.8 96.0 95.8

250 94.0 94.0 94.0 95.0 95.1 95.0 95.8 96.0 95.8

300 94.0 94.0 94.0 95.0 95.1 95.0 95.8 96.0 95.8

330 94.0 94.0 94.0 95.0 95.1 95.0 95.8 96.0 95.8375 94.0 94.0 94.0 95.0 95.1 95.0 95.8 96.0 95.8

Catatan:Cara menghitung RPM sinkron:

120 x FrekRPM = –––––––––––

Jumlah pol


22/82


12

Seperti terlihat dalamgambar 2.2, pada motor

25 PK efisiensi motortidak terpengaruh olehbeban, asalkan faktorbebannya di atas 50%.Akan tetapi jika dataefisiensi yang ada sangatdiragukan, misalnyakarena faktor usia motor,atau sudah pernahmenjalani

reparasi/gulung ulang,maka cara alternatif dibawah dapat dilakukan,dengan menggunakandata ukur yang telahtersedia.

Ada beberapa metode cara perhitungan efisiensi motor, tergantung dari kondisai motor danperalatan ukur yang tersedia, misalnya metode slip dapat dipakai, jika tersedia selain powermeter juga rpm meter (stroboscope) dan motor belum pernah digulung ulang. Sedangkanmetode yang akan dibahas dibawah ini hanya memerlukan data ampere, voltage, faktor dayadari motor.

Pada dasarnya efisiensi motor dapat dihitung dengan cara menghitung dulu besaran faktorbeban dari motor itu (load factor ).

Salah satu cara yang mudah tanpa menghentikan operasional pompa dan akurasinya cukupacceptable (akurasi sekitar ± 10% ) serta data ukur yang diperlukan sudah tersedia dari datahasil pengukuran kelistrikan, yaitu besaran arus (ampere), Volt antar phasa, dan faktor daya.dari data name plate. Adapun cara yang dipakai sesuai dengan apa yang disebut denganteknik Voltage Compensated Amperage Ratio, yaitu:

LF = Faktor beban dalam decimal Iuk = ampere terukur rata-rata dari ketiga phasa Vuk = Voltage terukur rata-rata antar phasa,Ir = Arus sesuai name plate

Vr = Voltage antar phasa sesuai name plate

I ukur x V ukurFaktor Beban ( LF ) = –––––––––––––––

Ir x Vr

Gambar 2.2. Efisiensi motor pada berbagai beban parsial(sebagai fugsi dari % eficiency beban penuh)


23/82


13

Setelah faktor beban motor diketahui, maka efisiensi motor dapat dihitung memakai rumusseperti berikut:

ηm = Efisiensi motor dalam %Pr = Daya nominal motor sesuai name plate Pi = Daya terukur (daya aktual) dalam kWFaktor Beban = Hasil perhitungan dengan metode seperti diuraikan diatas dalam desimal.

Catatan: Penggunaan metode ini hanya dapat dipakai jika arus amper hasil pengukurantidak lebih kecl dari 60% dari arus yang tertera pada name plate motor.

2.4.4

EFISIENSI TOTAL DARI POMPA (ΗT) Efisiensi total dari pompa (ηt) adalah efisiesi perubahan dari daya listrik ke daya hidrolis atausering disebut dengan istilah efisiensi kawat ke air (wire to water ). Karena pompa dan motorpenggeraknya merupakan kesatuan, maka dalam menilai kinerja pompa data efisiensi iniyang dipakai sebagai acuan.

2.5 PENURUNAN EFISIENSI

Penurunan efisiensi pada sistem pempompaan dapat terjadi pada:•

Pompa•

Motor listrik• Kabel penghubung motor dan sumber listrik

2.5.1

PENURUNAN EFISIENSI POMPA

Penurunan efisiensi pompa bisa disebabkan oleh :•

Pemilihan pompa yang tidak optimal•

Adanya kavitasi• Terjadi proses keausan

Pr x Faktor BebanEfisiensi motor = ηm = ––––––––––––––––––– x 100%

Pi


24/82


14

a. Pemilihan Pompa yang tidak OptimalPompa yang dipilih biasanya pompa standar sesuai katalog dari produsen pompa. Jadikondisi pompa (karakteristik pompa) tidak selalu sesuai dengan kondisi instalasi

perpipaan yang telah atau akan dibangun (sistem head dari instalasi), sehingga titikoperasi pompa, yaitu titik perpotongan antara karakteristik pompa dan sistem head ,berada diluar titik BEP (Best Efficiency Point ). Jadi popa tidak bekerja secara optimal,seperti terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Grafik Hubungan beban Q dengan efisiensi dan Head pada pompa

b. Adanya KavitasiJika tekanan pada bagian suction dari pompa lebih kecil dari tekanan uap air, makabeberapa bagian dari zat cair ini akan menguap, yang menimbulkan gelembunggelembung kecil pada air. Jika tekanan pada bagian dari pompa ini turun, maka

gelembung gelembung ini akan pecah, yang dapat menimbulkan tekanan kejut. Jikatekanan ini cukup besar, dapat menimbulkan kerusakan pada impeller pompa danmenurunkan efisiensi pompa.

Gambar 2.4. memperlihatkan prinsip perpipaan disisi suction pompa, dengan tangki airtebuka atau sungai, seperti pada kodisi pada umumnya di instalasi PDAM. Tergantungdari level permukaan air di bak tersebut terhadap pompa, maka nilai s dapat positifataupun negatif.


25/82


15

Gambar 2.4. Skema sistem perpipaan di sisi suction dari pompa untuk perhitungan NPSHa

Dalam sistem perpompaan ada istilah NPSH (Net Positive Suction Head ). Besaran NPSHmenggambarkan tekanan absolut yang ada dimulut pompa pada waktu pompa sedang

beroperasi. Karena dalam hal ini, tekanan indentik dengan head, maka besaran tekanandalam satuan meter.

Supaya pompa dapat berkinerja secara optimal, produsen pompa akan memberikandata NPSHr (Net Positive Suction Head required ) sebagai patokan. Sedang untukmendapatkan supply air, pompa harus disambungkan dengan perpipaan ke bak airpengumpul. Sistem perpipaan ini akan mempengaruhi tekanan absolut dimulut pompatadi, yang disebut NPSHa (Net Positive Suction Head absolute). Agar tidak terjadi kavitasi,nilai NPSHa ini harus lebih besar dari nilai NPSHr.

Sesuai dengan gambar 2.4. di atas, nilai NPSHa dapat dihitung sebagai berikut:

Dimana:p = tekanan absolut = 10 m (fluid surface pressure)s = nilai static suction dalam meter, nilainya negatif atau positif tergantung dari

posisi pompa terhadap permukaan air yang diisapnya, lihat gambar.2.4v = tekanan uap air, pada temperatur 20˚ C = 0,233 mf = Kehilangan tekanan akibat adanya gesekan pada pipa (friction losses)

NPSHa = p + s – v - f

p

Pompa

S =Head

S =Headnegatif

Perhitungan NPSHa

f


26/82


16

Contoh perhitungan:p = 10 meters = - 1,5 meter

Kehilangan tekanan pada aksesori pipa = 3,8 meterNPSHr = 4 meter (dari data karakteristik pompa)Sedangkan NPSHa = 10 – 1,5 – 0,233 – 3,8 meter = 3,17 meter.

NPSHa < NPSHr, akan terjadi kavitasi

c. Terjadi Proses KeausanJika pompa sudah dioperasikan dalam waktu yang lama, maka celah yang ada antarabagian pompa yang berputar (impeller ) dan yang stasioner (Volute) akan bertambahbesar. Hal ini menyebabkan kebocoran antara bagian tekanan tinggi dari bagian

tekanan rendah dari impeller, yang menyebabkan efisiensi pompa menurun. Partikel-partikel kecil yang terkandung dalam air, seperti pasir, dapat mempercepat keausan ini.Oleh sebab itu, pada umumnya, pompa intake, akan mengalami hal ini lebih cepatdibandingkan dengan pompa distribusi, yang memompa air bersih. Karena itupemilihan pompa harus disesuaikan dengan kondisi air yang diisapnya.

2.5.2

PENURUNAN EFISIENSI MOTOR LISTRIKEfisiensi total pompa juga tergantung pada efisiensi motor penggeraknya. Karena itu perludiperiksa dan diketahui efisiensi motor. Kinerja motor sangat tergantung dari kualitas supply listriknya. Oleh karena itu pengukuran kualitas kelistrikan perlu dilakukan misalnya denganalat power analyzer atau dengan perhitungan.

•

Tegangan yang tidak stabil pada motor (V-Unbalance) akan menurunkan kinerjadan usia motor 3 phasa dari umur teknis.

• Tegangan yang tidak stabil pada terminal stator motor menyebabkan phasa ketidakstabilan arus (I-Unbalance)

•

Ketidakstabilan arus mengakibatkan ketidak stabilan torsi, yang mengakibatkanterjadinya getaran dan stres mesin, meningkatkan energy losses dan motor menjadilebih panas, yang pada ahirnya akan menyebabkan usia insulasi gulungan motormenjadi pendek.

•

Motor listrik akan menjadi lebih panas ketika beroperasi pada pasokan daya dengantegangan yang tidak stabil.

Untuk memperbaiki kondisi yang mungkin terjadi seperti disebutkan diatas perlu dievaluasidaya listrik dari sumber daya yang digunakan/PLN seperti yang diuraikan lebih lanjut padabutir 4.3.

Menurut syarat yang dikeluarkan oleh produsen motor listrik di Amerika (NEMA), yang seringdipakai acuan dari pengalaman praktis, untuk mendapatkan kinerja motor yang optimal,diperlukan kualitas dan kuantitas pasokan energi sebagai berikut:


27/82


17

Deviasi tegangan = ± 10 % (Standar NEMA)Unbalance antar tegangan = ± 1 % (Standar NEMA)Unbalane antar arus = ± 10 % (Standar DOE)Deviasi frekuensi = ± 5 % (Standar NEMA)

Selain itu, penggulungan ulang dari motor, juga akan jadi penyebab turunnya efisiensimotor. Karena pada umumnya reparatur motor tidak pernah bisa melakukan penggulunganulang seperti disain aslinya, dan reparatur tidak pernah melakukan pengukuran efisiensimotor akibat penggulungan ulang, maka disarankan dilakukan kajian sebelum dilakukanpenggulungan ulang, dan memperhitungkan kerugian energi bila tidak dilakukanpenggulungan ulang dibandingkan dengan keuntungan finansal akibat penggulunganulang.

Dari sudut biaya energi, untuk motor kapasitas kecil sebaiknya diganti dari pada digulungulang.

2.5.3 PENURUNAN EFISIENSI PADA TRANSFORMATOR DAYATransformator daya, merubah tegangan primer yang lebih tinggi ketegangan sekunder yanglebih rendah. Pada perubahan ini akan terjadi kehilangan energi.

Jika posisi kWh meter listrik berada pada sisi primer, maka kerugian energi dalam trafo iniakan ikut menjadi beban pelanggan, misalnya untuk pelanggan golongan tarif I2 keatas.Sedang jika posisi kWh meter ini berada di sisi sekunder dari trafo, kehilangan energi padatrafo tidak menjadi beban pelanggan.

Kehilangan energi pada trafo terutama terjadi pada kumparan primer dan sekundernya,yang berubah jadi panas dan sebagian lagi ada energi yang diperlukan untuk menimbulkanmedan magnet pada kern trafo.

Secara umum dapat disimpulkan, bahwa efisiensi trafo daya ini akan mencapai titikoptimum, jika beban trafo berada sekitar 40-60 % dari beban nominalnya.

Jadi penurunan efisiensi pada trafo akan terjadi jika beban trafo jauh berada dibawah dayanominal tafo. Hal ini sering terjadi jika kapasitas trafo terlalu tinggi, tidak sesuai dengankebutuhannya, yang disebabkan karena perencanaan yang tidak tepat.

2.6 KERUGIAN EFISIENSI

2.6.1 PADA KABEL PENGHANTAR DAYAKerugian energi pada kabel ditandai dengan naiknya temperatur pada kabel, kenaikantemperatur ini dapat dideteksi dengan alat penala panas (Thermal imager ), alat ini dapat


28/82


29/82


19

Yang dimaksudkan dengan faktor beban disini adalah :

Berdasarkan posisi trafo terhadap posisi meteran pengukur pusat, pemakaian energi sertaalur energi, ada dua katagori:

• Katagori pertama, trafo daya berada dimuka meter pusat, Pada katagori ini kerugianenergi pada trafo tidak ikut terukur, Keadaan ini biasanya terdapat jika PDAMmengambil energi listrik pada tegangan rendah (level 380 volt)

•

Katagori kedua trafo daya berada dibelakang meter pusat. Pada katagori ini energidiambil pada level tegangan menengah (20 kV). Kerugian energi dalam trafo padakatagori ini menjadi tanggungan pelanggan. Untuk mengurangi rugi-rugi di trafodaya ini, pelanggan harus berusaha agar faktor beban dari trafo daya selalu tinggi.

2.6.3 PADA PANEL LISTRIK DAN TERMINAL BOX LISTRIKa. Pada Panel

Pada panel listrik terdapat berbagai sambungan antar kabel maupun kabel dengan

komponen listrik atau elektronik lainnya, kabel dengan breaker , maupun dengancontactor dan busbar .

Jika sambungannya tidak sempurna, akan menjadi sumber kenaikan temperatur, yangdapat berakibat voltage drop pada motor, yang dapat mengganggu kinerja motor, danlebih jauh lagi kemungkinan terjadinya kebakaran akibat panas yang berlebihan.

b. Pada Terminal Box Motor ListrikAdanya getaran pada pompa maupun motornya, misalnya karena proses kavitasimaupun voltage unbalance pada suplai listrik, sering terjadi kontak kabel dengan motordi terminal motor menjadi tidak lagi sempurna. Di tempat ini timbul panas berlebih,bahkan juga mengakibatkan motor menjadi lebih panas. Kondisi ini menimbukankerugian efisiensi.

daya rata2 kVa rata-rataFaktor Beban = ––––––––––– = –––––––––––daya reaktif Rated kVA


30/82


20


31/82

21

3

PROGRAM EFISIENSI

ENERGI DI PDAM

3.1 UMUM

Pada prinsipnya, kegiatan penghematan energi merupakan rangkaian tahapan kerja yangbersifat kontinyu dan dinamis, yang terdiri dari langkah-langkah dengan tahapan kegaiatansebagai berikut:•

Lakukan audit energi•

Evaluasi peluang dan membuat rekomendasi peningkatan efisiensi energi• Lakukan studi kelayakan keuangan, untuk rekomendasi biaya sedang dan biaya tinggi,• Implementasi efisiensi energi• Lakukan monitoring, dan kembali siklus audit

Untuk jelasnya langkah kegiatan penghematan energi dapat dilihat pada gambar 3.1.


32/82


22

Gambar 3.1. Skema Tahapan Pelaksanaan Program Efisiensi Energi.

3.2

PENGERTIAN DAN KLASIFIKASI AUDIT ENERGIBerdasarkan Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tetang Konservasi Energi, AuditEnergi didefinisikan sebagai proses evaluasi pemanfaatan energi dan identifikasi peluangpenghematan energi serta rekomendasi peningkatan efisiensi pada pengguna energi danpengguna sumber energi dalam rangka konservasi energi.

Audit energi merupakan salah satu kegiatan awal dalam rangka penerapan konservasi danpengelolaan energi didalam suatu sistem produksi, seperti halnya PDAM didalammenyediakan pelayanan air minum.

Audit energi ditujukan untuk mengevaluasi berapa besar energi yang dikonsumsi sertamenghitung menentukan energi yang terbuang atau tidak dibutuhkan dan mengidentifikasilangkah-langkah yang dapat diambil untuk memanfaatkan energi lebih efisien. Hasilpenemuan harus teranalisa, serta potensi dan besarnya pengurangan biaya energi harusterdefinisi. Tujuan utama adalah mengurangi konsumsi daya dan biaya melalui perubahanfisik atau operasional.

Secara umum, pelaksanaan audit energi dapat diklasifikasikan ke dalam tiga jenis utama:• Survei Energi (Walkthrough Audit )• Audit Energi Awal (Preliminary Audit )•

Audit Energi Rinci (Detail Audit )


33/82


23

Perbedaan utama dari ketiga jenis audit tersebut adalah pada objek dan lingkup pekerjaan,siapa dan bagaimana mengerjakannya, persiapan yang diperlukan serta jadwal aktivitasaudit dan pelaporan serta rekomendasi yang diberikan.

3.2.1 SURVEI ENERGI (WALKTHROUGH AUDIT)Survei Energi awal atau Walkthrough Energy Audit adalah jenis audit energi yang palingsederhana, tetapi merupakan dasar dari semua audit energi. Survei seperti ini sering jugadisebut dengan istilah audit sederhana, karena dalam audit ini lebih difokuskan padapengumpulan data umum, seperti data pemakaian energi bulanan, baik rekenng bulananPLN, maupun pemakaian energi dari genset cadangan yang dipakai oleh peralatan sistempengelolaan air bersih, serta hasil produksinya dalam kurun waktu yang sama.

Selain itu juga dilakukan peninjauan lapangan, tanpa melakukan pengukuran, untukmendapatkan gambaran besarnya obyek yang akan diaudit dan peluang konservasi energi.

3.2.2

AUDIT ENERGI AWAL (PRELIMINARY AUDIT )Survei pendahuluan didalam rangkaian audit adalah merupakan Audit Energi Awal(Preliminary Audit ). Kegiatan pengukuran terbatas dan pengumpulan data primer dilakukanpada survei pendahuluan ini. Diharapkan permasalahan keenergian dan perkiraanpenghematan energi telah dapat diidentifikasi. Audit Energi Awal sering disebut jugadengan istilah audit sederhana, karena dalam audit ini lebih difokuskan pada pengumpulandata umum, seperti data pemakaian energi bulanan, baik rekening bulanan PLN, maupunpemakaian energi dari genset cadangan, yang dipakai oleh peralatan sistem pengelolaan airbersih, serta hasil produksinya dalam kurun waktu yang sama.

Selain itu juga dilakukan peninjauan lapangan, tanpa melakukan pengukuran, untukmendapatkan gambaran besarnya obyek yang akan diaudit dan peluang konservasi energi.

3.2.3

DETAIL AUDITDalam audit ini efisiensi pemakaian energi yang digunakan serta fasilitas yang terpasangakan ditelaah dengan seksama. Tingkat audit ini membutuhkan pengumpulan data dan

analisis teknik yang lebih mendetail untuk proyek-proyek padat modal yang telahdiidentifikasi di Audit Energi awal. Untuk keperluan ini diperlukan data-data yang valid yangdipakai untuk perhitungan efisiensi peralatan. Untuk mendapatkan data-data ini diperlukanpengukuran lapangan dengan peralatan yang akurasinya dapat dipertanggungjawabkan,serta data-data peralatan (name plate data) maupun data teknis pendukungnya dan datahistorisnya.

Tingkat ini akan memberikan informasi penghematan dan biaya proyek yang lebihmendetail dengan tingkat akurasi yang tinggi, dan layak sebagai dasar pengambilankeputusan proyek-proyek bermodal besar.


34/82


24

3.3 MENENTUKAN JENIS AUDIT YANG DIPERLUKAN

Jenis Audit Energi yang diperlukan ditentukan oleh pengalaman, potensi penghematan

energi dan tingkat pemborosan energi yang berhasil diidentifikasi, ukuran dan kapasitasPDAM.

Jika SPAM di suatu PDAM belum pernah melaksanakan Audit Energi, maka disarankan untukmenerapkan Survei Energi terlebih dahulu. Selain biaya yang murah, survei ini padadasarnya diperlukan untuk mengetahui secara kasar potensi penghematan energi di SPAMyang diaudit.

Bagi PDAM yang telah melaksanakan Survei Energi atau Audit Energi awal sebelumnya makaAudit Energi Rinci diperlukan untuk memeriksa kembali dengan teliti potensi penghematan

yang berhasil diidentifikasi.

3.4 LANGKAH-LANGKAH PELAKSANAAN AUDIT ENERGI

3.4.1 UMUMPelaksanaan proses audit energi umumnya dilaksanakan dalam 3 tahap. Gambar 3.2. dibawah menunjukkan tahapan didalam proses audit energi. Tahap pra-auditmencakup sejumlah pengumpulan data dan review kegiatan yang diarahkan untukperencanaan audit sehingga kegiatan di tempat dapat dilakukan secara efektif dan efisien.

Selama tahap audit, auditor mengumpulkan data tambahan, berdiskusi dengan personil dilokasi, dan mengevaluasi pengoperasian SPAM, dll. Kegiatan post-audit adalah termasukmelakukan penelitian tambahan, yang diperlukan untuk mempersiapkan analisis cost-benefit dari peningkatan efisiensi energi, dan menyusun draft dan laporan akhir audit termasukrekomendasi untuk meningkatkan kinerja. Setiap tahap proses audit diselesaikan dalamtahapan yang berurutan supaya konsisten dengan praktik umum audit dan untuk mencapaisasaran audit.

Gambar 3.2. Tahapan dalam Pelaksanaan Audit Energi

Pre-Audit Activities

On-Site Activities

Post Audit Activities

Scheduling and Preparing

for the Audit

Gathering Data at the CII

Customer Site

Preparing Recommendations

and Issuing a Report


35/82


25

3.4.2 PERALATAN YANG DIPERLUKANPeralatan yang diperlukan untuk melakukan pengukuran dilapangan adalah sebagai berikut:

Alat Pengukur Debit AirAlat yang biasa dipakai dalam audit energi ini adalahultra sonic flow meter ,yang dapat mengukur debit dankecepatan aliran air dalam pipa dengan mudah tanpamerubah sistem perpipaan.

Kesulitan pelaksanaan pengukuran dapat terjadi, yangbiasanya terdapat pada instalasi yang sudah tua, yaitukarena adanya penumpukan kotoran dalam pipa, ataukesulitan penempatan sensor dari alat tersebut, sesuaiinstruksi pabriknya.

Gbr. 1 - Ultrasonic Flowmeter

Manometer, Alat Pengukur Tekanan AirAlat ini dipakai untuk mengukur tekanan air. Besaranyang ditunjukkan biasanya dalam bar atau kg/cm² yangdapat dikonversikan ke meter. 1 bar = 1 kg/cm² = 10 m.

Untuk manometer di sisi suction sebaiknya dipasangmanometer yang dapat menunjukkan tekanan positif

atau negatif (Gambar 2)

Gbr. 2 - Manometer Pos/Neg

Alat Pengukur KelistrikanAntara lain dapat dipakai:•

Volt/ampere meter, alat ini biasanya disebut amperetang dan hanya bisa mengukur arus dan voltasekelistrikan.

•

Power meter , dapat mengukur selain amper danvoltase, juga daya kW dan faktor daya (cosφ) yangdiperlukan dalam perhitungan audit energi.

•

Power analyzer , jenis alat yang dapat mengukursemua besaran listrik yang sangat diperlukandalam audit energi, juga dapat memberikan dataanalisa tentang kualitas pasokan listrik seperti Volt -unbalance, jumlah harmonic dan lain-lain.

Gbr. 3 - Power analyzer Hioki


36/82


26

•

Tape meter , pengukur jarak dalam meter.• Alat pengukur kedalaman sumur. (Gambar 6)• RPM meter mengukur putaran poros pompa dan motor, seperti digital stroboscope

(Gambar 5)•

Alat pengukur ketebalan pipa, yang kadang diperlukan dalam pengukuran denganultrasonic flowmeter

Alat Ukur Penunjang• Thermometer , pengukur panas• Thermal Imager , penala adanya panas yang berlebihan dari obyek, misalnya pada kabel,

motor, panel listrik.

Gbr. 4 - Thermal Imager Gbr. 5 - Digital Stroboscope Gbr 6 - Pengukur KedalamanAir Sumur


37/82


27

3.4.3 LANGKAH-LANGKAH PELAKSANAAN AUDITDetail proses audit energi di PDAM secara umum adalah seperti terlihat pada gambar 3.3.

diagram alir di bawah ini.

Gambar 3.3. Detail Proses Audit Energi di PDAM

Penyusunan sasaran dan lingkup audit Penyusunan rencana kegiatan, kebutuhan personil dan peralatan dan biaya

dan sumber pembiayaan Penyiapan personil Penyiapan peralatan

Data Umum Data SpesifikRekening lisrik bulanan Spesifikasi teknis pompa

Pemakaian genset bulanan Spesifikasi teknis motorProduksi air bulanan Peralatan ukur terpasangDenah fasilitas Sistem kontrolDiagram Instalasi perpipaan dankelistrikan

Data historis servis dan pemeli-haraanperalatan ukur

Data historis servis dan pemeliharaanSPAM, pompa dan motorProsedur pengoperasian danpemeliharaan

Peninjauan lapangan Kondisi peralatan fasilitas dan instalasi penunjangnya

Denah serta lingkungannyaPengukuran Debit (flow rate) Tekanan (head ) Kelistrikan (daya, faktor daya, volt dan ampere, frekuensi)

Efisiensi pompa Efisiensi pompa total (ηt) Efisiensi pompa individual (ηp)

Efisiensi motor penggerak pompaPemakaian Energi Spesifik (SE )Kerugian Energi di kabel atau peralatan lainnya.

Analisa Kinerja pompa dan motorAnalisa Kinerja sistem distribusiPerbaikan Faktor dayaPerbaikan efisiensi pompaPerbaikan efisiensi motor

Meningkatkan efisiensi pompa TotalMeningkatakan efisiensi pompa dan motor secara individualMeningkatkan kinerja sistem perpompaan secara keseluruhan, baik dengan biayarendah, menengah atau tinggiMeningkatkan faktor daya jika diperlukan dan pemeliharaan peralatanPergantian peralatan dengan yang baru dengan effisiens tinggi

Rekomendasi

Analisa &Penyebab

Perhitungan

Peninjauan,Pengukuran

Lapangan

PengumpulanData

Sekunder

Persiapan &Perencanaan


38/82


28

3.4.4 PERSIAPANPada tahap persiapan perlu dilakukan beberapa kegiatan yang akan menunjang

keberhasilan audit energi, yaitu :•

Menentukan sasaran dan lingkup audit•

Menyiapkan rencana kegiatan dan jadwal kegiatan, kebutuhan personal, peralatandan biaya

• Menyiapkan personial, peralatan dan formulir yang diperlukan untuk mencatat hasilpengukuran dan menganalisa hasil pengukuran

3.4.5

PENGUMPULAN DATA SEKUNDERAdapun metode cara pengumpulan data sekunder dilakukan dengan mengumpulkan datatertulis dari dokumen yang ada di PDAM.

Data sekunder yang perlu didapatkan terdiri dari:• Data produksi air, biaya pengolahan air, pemakaian dan biaya konsumsi Listrik• Denah dan Diagram Sistem.• Data Disain Spesifikasi Teknis Pompa dan Motor Pompa

a. Data Produksi Air, Biaya Pengolahan Air, Pemakaian dan Biaya Konsumsi Listrik• Data hasil produksi air bulanan selama dua tahun terakhir•

Data pemakaian dan biaya listrik bulanan baik listrik PLN maupun daya listrik darigenset cadangan sesuai dengan kurun waktu diatas

Contoh tabel yang dapat digunakan untuk mencatat data produksi dan konsumsi listrikdapat dilihat pada Lampiran B.1, sedangkan contoh tabel penggunaan energi genset bulanan dapat dilihat pada Lampiran B.2.

b. Denah dan Diagram Sistem.• Denah fasilitas pemompaan, termasuk penempatan pompa, motor pompa, panel

dan lain-lain•

Diagram instalasi sistem perpompaan, termasuk sistem perpipaannya•

Single line diagram untuk kelistrikannya, mulai dari meter pusat sampai ke

peralatan, serta posisi trafo daya terhadap meteran pusat

c. Data Disain Spesifikasi Teknis Pompa dan Motor PompaPada dasarnya ada dua kelompok data yang diperlukan untuk analisa dan perhitunganefisiensi energi.• Data yang diperlukan untuk menganalisa dan menghitung efisiensi pompa dan

motor penggeraknya, yaitu data pompa dan motor pompa•

Data yang diperukan untuk menganalisa dan menghitung efisiensi energi peralatanpenyalur energi ke sistem perpompaan ini.


39/82


29

Data spesifikasi teknis pompa dan motor yang diperlukan adalah data yang tertera padaname plate pompa dan motor pompa, terlihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Data Spesifikasi Teknis Pompa dan Motor Pompa yang Diperlukan

Data UmumData spesifik (Name Plate)

Data pompa Data motor

• Lokasi Pompa/motorpompa

• Merek/tipe Pompa • Output power (kW)

• Fungsi Pompa • Kapasitas/Flow rate pompa • Voltase antar phasa (Volt)

• Jenis Pompa• Speed/putaran pompa

(RPM), khusus pompasubmersible

• Arus listrik (Ampere)

• Jumlah jam operasional

pompa per tahun

• Head (tekanan) Discharge• Speed/putaran motor

(RPM)• Tahun pemasangan

pompa/motor pompa• cos φ

• Sejarah pemeliharaapompa/motor pompa

• Efisiensi (η)

• Sejarah pemeliharaapompa/motor pompa

• Data Spesifikasi Teknis PompaYaitu data yang tertera pada nameplate yang melekat pada pompa maupun datayang didapat dari supplier -nya, seperti merek dan tipe pompa, kapasitas dan head

pompa, efisiensi, rpm , daya yang diperlukan, data karakeristik berupa kurva H-Qpompa dan NPSHr. Di samping itu perlu ditambahkan data yang menunjang untukevaluasi efisiensi pompa, seperti lokasi penempatan pompa, jenis pompa, lamaoperasional per bulan, tahun pemasangan dan historis pemeliharaan. Contohformulir untuk pencatatan data spesifikasi teknis pompa dapat dilihat padaLampiran B.3.

• Data Spesifikasi Teknis Motor PompaYaitu data yang tertulis pada name plate motor seperti volt, ampere, output kW,cosφ, rpm dan Hz. Pada motor produksi tahun-tahun terahir juga tertulis efisiensi

motor pada beban penuh. Seperti halnya data teknis pompa, maka data ini jugaperlu dilengkapi data penunjang seperti lokasi penempatan motor pompa, tahunpemasangan dan historis pemeliharaan. Contoh formulir untuk pencatatan dataspesifikasi teknis motor pompa dapat dilihat di Lampiran B.3.

3.4.6 PENINJAUAN DAN PENGUKURAN LAPANGANPengukuran lapangan bertujuan untuk mengumpulkan data primer. Hasil pengukurandilapangan menjadi dasar utama dari perhitungan efisiensi pompa dalam audit energi.

Pengukuran yang perlu dilakukan untuk dapat menganalisa dan menghitung efisiensipompa dan motor penggeraknya adalah sebagai berikut:


40/82


30

•

Pada pompa: debit air (l/dt atau m³/min) dan head total (selisih tekanan disisidischarge dan disisi suction). yang dikonversikan ke meter.

•

Kelistrikan pada motor penggeraknya mencakup daya input ke motor dalam daya

listrik (kW), voltase (volts), arus (ampere), faktor daya (cos φ.), frekuensi (Hz).

Pada perhitungan efisiesi pompa sendiri (individual pump efficiency ) juga diperlukan dataefisiensi dari motor penggeraknya.

Tabel 3.2. Pengukuran Pada Pompa dan Kelistrikan Motor Pompa

Hasil Pengukuran

Data pompa Data motor

•

Kapasitas/discharge pompa

•

Daya Pompa :-

P (kW)- S (kVA)

- Q (kVAr)

• Tekanan/head pompa pada pipa Suction •

Voltage- Vp

-

V(unb) %•

Tekanan/head pompa pada pipadischarge

• Arus ( Ampere)

• Lifting head pada pompa sumur • Cos φ•

Rotasi/Speed (RPM)

•

Temperatur (0

C)

a. Pengukuran DebitPengukuran debit dapat dilakukan dengan beberapacara, tergantung dari kondisi perpipaan dankeberadaan peralatan ukur. Misalnya penggunaan alatdebit dengan meter terpasang, ataupun data dariScada dapat dipakai dengan memperhatikanpengoperasian pompa (operasi paralel atau sendiri).

Karena berbagai kondisi di lapangan, maka alatultrasonic flowmeter dari jenis portabel paling seringdigunakan dengan memperhatikan beberapa hal,seperti penempatan sensor, harus disesuaikan denganpersaratan dari pabriknya.

Alat ini dapat mengukur debit air dalam berbagai besaran, misalnya l/dt maupun m³/h, sertakecepatan aliran air dalam pipa. Alat ini dapat mengukur aliran cairan untuk berbagai ukuranpipa dari jenis bahan seperti bahan plastik, besi cor maupun logam lainnya, yang biasa

dipakai untuk mengalirkan air.

Gambar 3.4. Tipikal UtrasonicFlowmeter portable yang

digunakan untuk Audit Energi


41/82


31

b. Pengukuran Head/TekananAlat yang digunakan untuk mengukur besarnya head adalah manometer. Alat ini dipakai untuk mengukur

tekanan air. Besaran yang ditunjukkan biasanya dalambar atau kg/cm² yang dapat dikonversikan ke meter. 1bar = 1 kg/cm² = 10 m.

Untuk manometer di sisi suction sebaiknya dipasangmanometer yang dapat menunjukkan tekanan positifatau negatif.

Pengukuran Head bertujuan untuk menentukan TotalHead . Yang dimaksud dengan total head ( Ht ) adalah

selisih dari tekanan discharge di sisi keluaran daripompa dan tekanan isap (suction) di muka mulutpompa.

Rumus umum dari perhitungan Total head untuk perhitungan efisiesi pompa adalah:

Sedang hd = hsd + hpd + hfd dan hs = hss + hps - hfs

Dimana:hd = total discharge head hsd = discharge static head hpd = discharge surface pressure head hfd = discharge friction head hs = total suction head hss = suction static head hps = suction surface pressure head hfs = suction friction head

Semua tekanan dihitung dengan nilai over pressure bukan tekanan absolut.Pada sisi discharge, manometer berada dekat dengan outlet pompa dan hpd = nilaiyang ditunjukkan manometer dikonversikan ke meter, dan hfd nilainya kecil, sedang disisi isap (suction) nilai hps = 0 dan nilai hfs juga kecil (pipa pendek, diameter besar),maka hd = nilai penunjukkan manometer dan hs = hss maka perhitungan total head sepert tertera pada diagram gambar 3.6. di bawah ini.

Ht = hd -hs

Gambar 3.5. Tipikal Manometer.


42/82


32

Sesuai dengan gambardisamping, dalam hal

suction head positive,

maka:

dimana hd hasil konversidari kg/cm² atau tekanandalam bar ke meter.

Gambar 3.6. Htot pada suction head positif

Gambar disamping inidalam kondisi negative

suction, jadi:

Gambar 3.7. Htot pada suction head negatif

Demikian juga dengan total head dari sumur dalam (gambar 3.8.), rugi-rugi (losses) daripipa dan aksesorinya dianggap kecil dibanding dengan panjang pipa sumur, sehingganilainya diabaikan.

hshd

hs

hd

Htot = hd – hs

Htot = hd + hs


43/82


33

Total head dari sistemperpompaan sumurdalam, dihitung sebagai

berikut:

Dimana:Hli= Lifting head = jarakvertikal diukur daripermukaan air sumurwaktu pompa sedang

berjalan sampai denganposisi discharge manometer di pipadischarge.

Gambar 3.8. Htot pada sumur dalam

c. Pengukuran Tegangan, Arus, Daya, Faktor Daya dan Konsumsi Energi ListrikDalam ilmu kelistrikan, daya yang diserap oleh motor ada tiga jenis, yaitu daya aktif

(kW), daya apparent atau daya nyata (kVA ) dan daya reaktif (kVAr).

Alat yang dapat digunakan untuk mengukurdata tersebut, antara lain adalah:

• Volt/Ampere meter Alat ini biasanyadisebut amper tang dan hanya bisamengukur arus dan voltase kelistrikan.

• Power meter , dapat mengukur selainamper dan voltase, juga daya kW danfaktor daya (cosφ) yang diperlukandalam perhitungan audit energi.

•

Power analyzer , jenis alat yang dapatmengukur semua besaran listrik yangsangat diperlukan dalam audit energi, juga dapat memberikan data analisatentang kualitas pasokan listrik sepertiVolt-unbalance, jumlah harmonic danlain-lain.

Hli

hd

Pompa sumur submersible

Htt = Hli + Hd

Htot= Hli + hd

Gambar 3.9. Contoh Power Analyzer


44/82


34

d. Peralatan Pengukuran lain yang digunakan• Tape meter , pengukur jarak dalam meter.• Alat pengukur kedalaman air sumur.•

RPM meter mengukur putaran poros pompa dan motor, seperti digital stroboscope.•

Alat pengukur ketebalan pipa, yang kadang diperlukan dalam pengukuran denganultrasonic flowmeter.

• Thermometer , pengukur panas.• Thermal Imager , penala adanya panas yang berlebihan dari obyek, misalnya pada

kabel, motor dan panel listrik.

Gambar 3.10. Peralatan pengukuran lain yang digunakan untuk Audit Energi.(a) Thermal Imager, (b) Digital Stroboscope dan (c) Pengukur Kedalaman Air Sumur.

Semua data hasil pengukuran lapangan untuk analisa dicatat dalam lampiran B.4. ataulampiran B.5. (khusus untuk pompa sumur dalam).

Disamping pengukuran debit dan head pompa serta pengukuran kelistrikan pada motorpenggeraknya, diperlukan pendataan hasil peninjuan secara visual dan pengukuran darikondisi fisik pompa dan motor pompa, panel listrik, perkabelan, perpipaan dan alat ukuryang terpasang pada sistem perpompaan, seperti terlihat pada tabel 3.5.

•

Kondisi fisik pompa pompa diperlukan, antara lain untuk melihat kemungkinanadanya kebocoran pada pompa.

•

Jika diperkirakan adanya proses kavitasi disisi suction, maka data desain perpipaansangat diperlukan.

• Sedang data kabel yang lengkap diperlukan jika dicurigai adanya voltage drop diujung kabel melebihi 5 % dari voltase diawal kabel, atau jika dirasakan adanyapanas berlebihan pada kabel.

• Demikian juga dengan kondisi panel. Thermal imager , akan sangat membantu untukmenala adanya panas berlebihan. Misalnya pada panel listrik akan segera dapatdideteksi komponen listrik panel yang tidak berfungsi dengan baik, sehingga dapatsegera diambil tindakan yang tepat.

• Kondisi alat ukur terpasang, antara lain manometer dan meter air, untuk melihat

apakah alat-alat tersebut berfungsi dengan baik.


45/82


35

Tabel 3.5. Memperlihatkan Data Penunjang yang Diperlukan

Data spesifik

Kondisi FisikPompa dan Motor

PompaPanel listrik Perkabelan Perpipaan

Alat UkurTerpasang

Kondisi Fisik Pompa,kemungkinanadanya kebocoran

Kondisi Panel &komponennya

Kondisi insulasikabel, temperaturkabel

Kondisi instalasi, jenis, diameter pipa

Kondisi manometer

di sisi suction dandischarge

Kondisi Fisik motorPompa

Sambungan antarkomponen listrik

Dimensi, misalPVC kabel 3x35mm²

Kondisi acessoriespipa, belokan, valve

Meteran padapanel starter motorpompa

Kondisi alat ukur,Volt, Amper, kW,cos φ, HC

Nominal loadpada temperaturnormal

dan panjang pipadi sisi suction /keluaran

Kondisi VSD danperalatannya, jikaada

Sign lamp TahananOhm/meter

Temperatur dalampanel

Panjang kabel

3.4.7 PERHITUNGAN KONSUMSI ENERGI DAN EFISIENSITahapan perhitungan konsumsi energi dan efisiensi pompa adalah sebagai berikut :

•

Lakukan pengukuran debit pompa = a (m3/menit)• Lakukan pengukuran tekananan pada pipa discharge = b (m) dan pada pipa suction

= c (m)•

Hitung tekanan total pompa d = b + c (m), dimana nilai c bisa positif atau negatif•

Hitung daya hidrolis pompa Ph = 0,163 x debit pompa x tekanan total pompaPh = 1,63 x (a) x (d)

•

Lakukan pengukuran daya listrik yang diserap pompa Pi (kW)• Hitung efisiensi total pompa (ηt) = Ph/Pi• Untuk menghitung efisiensi pompa individual (η) = Ph/(Pi x ηm)• Untuk mengitung SEC (specific energy consumption):

SEC = (Pi x h)/produksi air = kWh /1000 m³

SEC digunakan sebagai indikator dari pompa dalam penilaian konsumsi energinya.Untuk menghitung konsumsi energi dan efisiensi energi, dapat digunakan tabel seperti yangterlihat pada lampiran B.6.

3.4.8 REKOMENDASI PROGRAM PENGHEMATAN ENERGISecara garis besar penghematan energi dapat dikelompokan menjadi tiga, yaitu :

• Penghematan energi dengan tanpa biaya/berbiaya rendah• Penghematan energi dengan biaya menengah•

Penghematan energi dengan biaya tinggi


46/82


36

a. Penghematan Energi dengan Tanpa Biaya/Berbiaya RendahContoh kegiatan yang dapat dilakukan untuk penghematan energi dengan tanpabiaya/berbiaya rendah adalah:•

Pengendalian jam operasi pompa, untuk mengurangi pemakaiaan energi pada saatWaktu Beban Puncak (WBP)

•

Memperbaiki keseimbangan impeller • Pemasangan pompa secara pararel untuk memenuhi permintaan debit air yang

beragam.•

melakukan pemeliharaan rutin, seperti :- Memeriksa jaringan perpipaan dari kemungkinan kebocoran pipa- Memeriksa dan membersihkan impeller - Memeriksa koneksi antar kabel pada panel kontrol- memasang manometer yang dilengkapi kran pada suction dan discharge

pompa- Memeriksa rekening tagihan PLN secara berkala

b. Penghematan Energi dengan Biaya MenengahContoh kegiatan yang dapat dilakukan untuk penghematan energi dengan biayamenengah adalah:•

Pemasangan kapasitor bank individual langsung pada pompa untuk perbaikanpower faktor pada motor pompa itu sendiri

• Perbaikan atau penggantian panel starter motor pompa, yang tidak memenuhipersyaratam, misalnya timbul panas yang berlebih pada panel.

•

Penggantian kecil pada kabel yang sduah tidak memenuhi persyaratan, untukmengurangi kehilangan energi pada kabel

•

Meniadakan kebocoran air, baik pada sistem jaringan perpipaan pemompaanmaupun pada bagian dari pompa itu sendiri

c. Penghematan Energi dengan Biaya TinggiContoh kegiatan yang dapat dilakukan untuk penghematan energi dengan biaya tinggiadalah:• Penggantian pompa baru atau motor listrik penggeraknya, degan efisiensi yang

lebih tinggi

•

Pemasangan inverter /variable speed driver (VSD) terutama pada pompa distribusiyang beroperasi secara pararel dan atau fluktuasi beban cukup tinggi• Pemasangan bank kapasitor secara sentral di lokasi panel induk yang dapat bekerja

secara otomatis dalam mempertahankan power factor keseluruhan atas besaran cos φn >= 0,85, untuk menghindari biaya denda.


47/82


37

3.4.9 HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN UNTUK PELAKSANAAN AUDITENERGI

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam audit energi adalah:• Pengukuran debit, tekanan dan kelistrikan pada pompa distribusi dengan debit

yang berfluktuasi harus dilakakan secara bersamaan, sedangkan pada pemompaanyang stabil dapat dilakukan pengukuran pada waktu yang tidak bersamaan

•

Pada saat dilakukan pengukuran, semua valve harus terbuka penuh, tidak terjadithrottling

•

Aliran by pass harus tertutup

•

Pemasangan ultrasonic flow meter untuk pengukuran debit harus sedemikian rupa,mengikuti persyaratan dari pabriknya. Misalnya cara penempatan kedua sensorharus pada bagian pipa yang lurus, tidak berdekatan dengan belokan pipa, valvemaupun asesori pipa lainnya. Selain itu penempatan sensor juga tergantung daribesaran diameter pipa. Untuk melakukan pengukuran debit dengan ulltra sonic flowmeter ini, sebaiknya dipelajari buku petunjuknya secara seksama, karena setiap tipedan merek tertentu, mempunyai cara-cara tersendiri dalam melakukan input datayang diperlukan. Kesalahan input data ini akan menjadikan hasil ukur yang tidakakurat.

• Pemasangan manometer pada pipa discharge posisinya sedekat mungkin denganpompa. Kedua manometer ini dilengkapi dengan kran, sehingga pada saatmanometer tidak digunakan kran tersebut dapat ditutup. Demikian juga pada saatpenggantian manometer dapat dilakukan tanpa mengganggu operasional pompa.

• Pengukuran kelistrikan dari motor listrik penggerak pompa sebaiknyamenggunakan alat yang disebut Power Analyzer . Dengan alat ini semua besaranlistrik yang diperlukan dalam audit seperti volt, amper, daya kW, kVA dan kVAr,frekuensi Herz , Power faktor maupun Unbalance tegangan dan lainnya dapat dibacasekaligus, tidak memerlukan alat tambahan lainnya.


48/82


38


49/82

39

4

SUMBER DAYA, BIAYA

ENERGI LISTRIK DAN

PENGHEMATAN BIAYA

4.1 ANALISA SUMBER DAYA

Analisa sumber daya listrik diperlukan untuk mengetahui semua besaran listrik yangdiperlukan. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran daya di lapangan untuk mendapatbesaran:

•

Daya Aktif (P), dalam satuan (kW),• Daya Nyata/ Apparent Power (S), dalam satuan (kVA)• Daya Reaktif (Q), dalam satuan (kVAr).• Voltase (volt )• Arus listrik (ampere)• cos φ•

Frekuensi (herz )

Pengukuran dapat dilakukan alat power meter atau power analyzer .


50/82


40

4.1.1 PENGERTIAN FAKTOR DAYADalam ilmu kelistrikan daya-daya listrik, yaitu Daya Aktif atau Daya Efektif (P), Daya Nyata (S)

dan Daya Reaktif (Q). Ketiga daya ini dapat digambarkan sebagai segitiga siku-siku sepertitertera pada gambar 4.1.

Yang dimaksud dengan Faktor Daya = cos φ adalah perbandingan antara nilai Daya Aktif (P)dengan Daya Nyata (S). Jadi cos φ = P/S

Dari gambar 4.1. dapat dilihat:•

sinus φ = Q/S,•

cos φ = P/S• tangens φ = Q/P, dan• cotangens φ = P/Q.

Semua nilai besaran tersebut terdapat padatabel trigonometri, sehingga jika besaransudut diketahui, maka nilai cos φ dapatdiketahui, dan sebaliknya. Dari daftar tabeltrigonometri dapat disimpulkan jika sudut

φ ini makin kecil, maka nilai cos φ makinbesar. Dengan kata lain, untukmendapatkan nilai faktor daya yaitu cos φ yang lebih besar, maka sudut φ harus diperkecil.Ini berarti nilai Q (Daya Reaktif), dalam hal ini nilai kVAr harus diperkecil.

Dalam prakteknya, salah satu cara untuk melakukan penurunan Daya Reaktif adalah denganmemasang kapasitor. Daya kapasitor ini akan menentang daya reaktif.

Dalam kaitan dengan faktor daya ini, PLN telah memberikan batasan maksimum nilai faktordaya cos φ adalah 0,85. Jika Faktor Daya lebih kecil dari 0,85, maka pelanggan akan terkenadenda. Untuk menghindarinya, disarankan untuk memasang instalasi kapasitor daya padasistem kelistrikannya.

Perhitungan dasar kelistrikan yang digunakan adalah:

•

Phasa Tunggal:- P = U x I x cos φ- Q = U x I X sin φ- S = U x I- cos φ = P/S

• Tiga Phasa:- P = 1,73 x Up x I x cos φ- Q = 1,73 x Up x I X sin φ- S = 1,73 x Up x I-

cos φ = P/S- Tg φ = Q/S

Gambar 4.1. Diagram Segitiga Daya.


51/82


41

•

Dimana:- U = Voltase (volt)- Up = Voltase antar phasa (volt)

- P = Daya Efektif/aktif (kW)

- S = Daya Nyata (kVA)- Q = Daya Reaktif (kVar)- φ = Sudut (derajat)- cos φ = Faktor Daya (dalam desimal)

4.1.2 HUBUNGAN DAYA DAN ENERGIDalam perhitungan rekening pemakaian Tenaga Listrik PLN yang diukur adalah Energinya.Hubungan antara Energi dan Daya adalah:

4.2 BIAYA ENERGI LISTRIK

Pada umumnya biaya operasional yang terbesar untuk PDAM yang menggunakan sistempemompaan untuk pengambilan air baku dan pendistribusian air minumnya adalah untukbiaya listrik perpompaan.

Tarif listrik PLN yang diberlakukan PLN kepada PDAM adalah tarif golongan industri,sedangkan mayoritas pelanggan PDAM membayar tarif air minum golongan rumah tangga.Kondisi ini menimbulkan beban keuangan bagi PDAM.

Kebijakan PLN lain yang menambah beban keuangan PDAM, adalah Sejak tahun 2005 PLNmemberlakukan tarif disinsentif bagi pemakaian listrik pada waktu beban puncak, dimanawaktu beban puncak PLN adalah bersamaan dengan waktu puncak pemakaian air minumoleh pelanggan PDAM (pukul 18.00 - 22.00), sehingga biaya listrik yang ditanggung PDAMmeningkat 35%. Biaya listrik yang tinggi menjadi beban sangat berat yang melemahkankinerja keuangan PDAM.

Tarif PLN untuk PDAM adalah tarif untuk golongan industri dan pada umumnya termasukpada golongan I-2/TR atau golongan I-3/TM. Pada golongan tarif ini, PDAM dikenakan 2 jenisbiaya yaitu Biaya Beban dan Biaya Pemakaian. Tabel 4.1. memperlihatkan Tenaga Listrik dariPLN golongan industri yang berlaku sejak 1 Oktober 2013.

Energi = Daya x Waktu


52/82


42

Tabel 4.1. Tarif Tenaga Listrik Untuk Industri (berlaku mulai 1 October 2013)

No.GOL

TARIFBATAS DAYA

REGULER

BIAYA BEBAN(Rp/kVA/bulan) BIAYA PEMAKAIAN (Rp/kWh)DAN BIAYA kVARh (Rp/kVARh)

1. I-1/TR 450 VA 26.000Blok I : 0 sd. 30 kWh :Blok II : di atas 30 kWh :

2. I-1/TR 900 VA 31.500Blok I : 0 sd. 72 kWh :Blok II : di atas 72 kWh :

3. I-1/TR 1.300 VA *). 930

4. I-1/TR 2.200 VA *). 960

5. I-1/TR3.500 VA sd.

14 kVA*). 1.112

6. I-2/TRDi atas 14 kVA

sd. 200 kVA**).

Blok WBP : K x 972Blok LWBP : 972kVARh : 1.057

7. I-3/TM Di atas 200 kVA **).Blok WBP : K x 803Blok LWBP : 803kVARh : 864

8. I-4/TT30.000 kVA

ke atas***).

Blok WBP dan LWBP = 723

kVARh : 723

Catatan:*). Diterapkan Rekening Minimum (RM)

RM1 = 40 (jam nyala) x Daya tersambung (kVA) x Biaya Pemakaian**). Diterapkan Rekening Minimum (RM)

RM2 = 40 (jam nyala) x Daya tersambung (kVA) x Biaya Pemakaian LWBP***). Diterapkan Rekening Minimum (RM)

RM3 = 40 (jam nyala) x Daya tersambung (kVA) x Biaya Pemakaian WBP dan LWBPJam Nyala: kWh per bulan dibagi dengan kVA tersambung

****). Biaya kelebihan pemakaian Daya Reaktif (kVARh) dikenakan dalam hal faktor Daya rata-rata setiap bulankurang dari 0,85 (delapan puluh lima per seratus).K: faktor perbandingan antara harga WBP dan LWBP sesuai dengan karakteristik beban sistem kelistrikansetempat (1,4 < K < 2) ditetapkan oleh Direksi Perusahaan Perseroan (Persero)PT Perusahaan Listrik Negara.WBP: Waktu Beban PuncakLWBP: Luar Waktu Beban Puncak

4.3 MEMAHAMI TAGIHAN BIAYA LISTRIK

Pada umumnya tagihan listrik di PDAM hanya diketahui dan didokumentasikan oleh bagiankeuangan dan administrasi saja, dan tidak diketahui oleh karyawan bagian teknis, sehinggabagian teknis seringkali tidak menyadari biaya listrik yang harus dibayar oleh PDAM. Kondisiini mengakibatkan bagian teknis tidak mengetahui apakah penggunaan energi listrik sudahefisien atau belum. Kondisi ini diperparah karea bagian teknik seringkali tidak menyadaribahwa degan melakukan perubahan sederhana dalam pengoperasian akan memperolehpenghematan biaya energi yang cukup signifikan.


53/82


43

4.3.1 BIAYA LISTRIKBiaya yang dikenakan dalam rekening pada pelanggan PLN terdiri dari:

•

Biaya Beban, yaitu nilai yang ditetapkan berdasarkan Golongan atau Batas Daya.

•

Biaya Pemakaian Minimum, yaitu bila pemakaian kurang dari 40 jam, makaperhitungan rekening minimum adalah 40 (jam nyala) x daya tersambung (kVA) xbiaya pemakaian WBP dan LWBP.

• Biaya Pemakaian Energi Aktif , yang diukur dalam satuan Wh- Waktu Beban Puncak (WBP), pemakaian saat jam 18.00-22.00, dimana nilai

faktor K dari WBP adalah antara 1,4 s/d 2,0 nilai LWBP- Luar Waktu Beban Puncak (LWBP), pemakaian diluar jam puncak

•

Biaya Pemakaian Energi Reaktif , diukur dalam satuan VARh- Pemakaian Energi Reaktif dibatasi dengan Faktor Daya (cos φ) = 0,85- Apabila nilai Faktor Daya kurang dari 0,85, maka dikenakan biaya kelebihan.- Nilai standard Energi reaktif dengan Faktor Daya 0,85 = 0,62 x jumlah

Pemakaian Energi Aktif- Bila nilai Pemakaian energi Reaktif melebihi nilai standar, maka dikenakan biaya

yang nilainya sebagaimana tercantum dalam Tarif Dasar Listrik

• Pajak Penerangan Jalan, yaitu Pajak Daerah yang nilainya sekitar 3% dari jumlahBiaya Pemakaian Tenaga Listrik.

• Biaya Pemakaian/Sewa Trafo, hanya dikenakan untuk konsumen tertentu dan atasdasar kesepakatan kedua belah pihak.

•

Faktor Kerugian Travo, diperhitungkan dalam penghitungan pemakaian baikenergi aktif maupun energi reaktif, jika meteran listrik berada di sisi primer daritravo.

• Meterai

Dari komponen rekening listrik tersebut, maka komponen yang perlu diperhatikan adalah:• Biaya beban daya terpasang/tersambung•

Beban pemakaian, meminimalkan pemakaian listrik pada Waktu Beban Puncak(WBP)

• Denda, memaksimalkan nilai cos φ dengan memperkecil daya reaktif


54/82


44

4.3.2 ANALISA REKENING LISTRIKUntuk melakukan analisa rekening listrik, pada uraian ini digunakan rekening dari PLN

seperti terlihat pada tabel 4.2. Dari tabel tersebut dapat diketahui :•

Daya terpasang = daya nyata (S) = 555 kVA•

Energi terpakai = energi aktif (P) = LWBP + WBP = 178.160 + 15.832. = 193.992 kWh• Energi Reaktif (Q) = 141.808 kVARh• Total waktu penggunaan atau nyala = 350 jam

Untuk itu dapat dilakukan analisa sebagai berikut:• Daya Reaktif (KVArh)

Pada bagian ini dianalisa Daya Reaktif yang bisa menimbulkan denda.Akan dievaluasi nilai cos φ, seperti berikut ini:

-

Faktor daya = Q/P = 141.808/193.992 = 0,73- Dengan demikian dapat diketahui nilai besar sudut φ dapat dihitung = 36,13o

-

Maka Nilai faktor daya = cos φ = cos 36,13o = 0,81

Nilai minimum yang ditetapkan PLN untuk tidak kena beban reaktif adalah: 0,85.Atas dasar analisis tersebut, maka sistem terkena denda untuk beban energi Reaktif.

Supaya tidak terkena denda, maka harus dilakukan usaha meningkatkan cos φminimum = 0,85 sesuai dengan persyaratan PLN


55/82


45

•

Biaya PemakaianDari biaya pemakaian ini bisa dianalisa pemakaian daya adalah 193.993 kWh, yangterdiri dari pemakaian daya pada saat:

-

Luar Waktu Beban Puncak (LWBP) adalah 178.160 kWh- Waktu Beban Puncak (WBP) adalah 15.832 kWh, yang terdiri :

o pemakaian WBP 1 (yang masih < dari batas daya) 8.430 kWh dengan biaya2 kali lipat tarif LWBP

o

pemakaian WBP 2 (yang > dari batas daya) 7.420 kWh dengan biaya 1,5 x 2x tarif LWBP.

Makin besar pemakaian energi pada saat WBP, maka nilai rekening yang diterimaPDAM akan makin besar.

•

Biaya BebanSesuai dengan daya terpasang/tersambung sebesar 555 kVA, maka biaya yangdibebankan pada rekening PLN sebesar 555 kVA dikalikan dengan tarif berdasarkangolongan atau batas beban tersebut.

Sebenarnya Daya terpakai selalu berubah-ubah sesuai dengan pemakaian pada saattersebut, dan Daya terpakai bisa mendekati nol, yaitu pada saat sistem berhentitotal. Perolehan nilai Daya Terpakai hanya dapat diketahui pada saat pengukuran.

Dalam rekening tertulis nilai:-

Batas Daya Maksimu: 277,50 kVA- Daya Maksimum WBP (> Batas Daya) = 217,777 kA

Artinya saat dilakukan pengukuran, ternyata penggunaan Daya Nyata adalah (277,5+ 217,277) = 494,777 kVA. Nilai tersebut lebih kecil dari daya terpasang (555 kVA).

Jika Daya Nyata lebih besar dari Daya Terpasang, maka akan terjadi “tripping”, yaituterputusnya aliran air secara tidak sengaja.


56/82


46

Tabel 1.2. Analisa Rekening Listrik PLN

Nama Pelanggan/Alamat : PDAM ……………….... Rekening Bulan: JANUARI 2009PERMEN ESDM

2004

No ID Pelanggan : ………………………..…

No. Pelanggan Lama : ………………………..… Faktor K : 2,00 K= 1 Bila t > 350 h

Gardu/Tiang Batas Pemakaian WBP: K= 2 Bila t < 350 h

Daya Tersambung (VA) 555.000 Batas Energi Max (kWh): 8.430 kWh

Gol Tarif : I-3 Batas Daya Max (kVA): 277,50 kVA

Trafo Arus/Tegangan Jam Nyala: 349,54 h

Tipe/No Meter

Catatan MeterLWBP(kwh)

WBP(kwh)

TOTAL(kWh)

kVARh Total KWh x 0,62

St. Meter akhir 6.171,76 702,56 5.093,01 (Batas Faktor Daya)

St. Meter lalu 5.949,06 682,77 4.915,75 120.275,04

Selisih 222,70 19,79 177,26

Faktor kali (Meter) 800 800 800 Kelebihan kVARh

Pemakaian 178.160 15.832 193.992 141.808 21.532,96

Realisasi Daya Max WBP (VA) 360 JIKA AMR GAGAL

1. Biaya Beban 555 kVA Rp./kVA 29.500,00 = Rp 16.372.500

2. Biaya Pemakaian

a. LWBP (pk.22 s/d pk.18) 178.160 kWh Rp/kWh 439,00 = Rp 78.212.240

b. WBP 1 ( < Batas Energi ) 8.430 kWh 2 x Rp/kWh 439,00 = Rp 7.401.540c. WBP 2 ( > Batas Energi ) 7.402 kWh

1,5 x 2 xRp/kWh

439,00 = Rp 9.748.434

d. Daya Max WBP ( > Batas Daya ) 217,277 VA Rp./VA 29.500,00 = Rp 6.409.672

e. Kelebihan kVARh 21.532,96 kVARh Rp/kVARh 571,00 = Rp 12.295.320

(Pemakaian - 0.62 Total kWh)

3. Pengurangan Tagihan Listrik :

a. Akibat TMP Tidak Terpenuhi : = Rp

b. Reduksi = Rp

c. INS

Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM.pdf

Documents

Transcript of Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM.pdf