UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

12
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56 P-ISSN 1978 - 2365 E-ISSN 2528 - 1917 45 Diterima : 8 April 2016, direvisi : 19 Desember 2016, disetujui terbit : 29 Desember 2016 UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK LAMPU FLUORESEN (TL) SATU TABUNG ENERGY PERFORMANCE TESTING OF ELECTRONIC BALLAST FOR SINGLE TUBULAR FLUORESCENT LAMP Tri Anggono, Khalif Ahadi Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi Jl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, 12230 [email protected] Abstrak Tulisan ini membahas pengujian ballast elektronik untuk lampu fluoresen satu tabung jenis T8 untuk memberikan gambaran teknis ballast elektronik yang beredar di Indonesia, kesesuaian dengan standar yang ada, serta potensi konservasi energi pada penggunaan ballast elektronik tersebut. Hal ini dimaksudkan untuk menunjang penetapan Standar Kinerja Energi Minimum (SKEM). Pengujian balast elektronik dilakukan dengan menggunakan metoda uji SNI IEC 60929:2009, namun demikian, pada tulisan ini, pembahasan pengujian yang dilakukan dibatasi pada lingkup yang terkait dengan konservasi energi. Hasil uji coba menunjukkan bahwa sebagian besar sampel ballast elektronik yang diuji mengkonsumsi daya yang lebih kecil dari nilai daya pengenal yang tertera, sehingga menghasilkan nilai fluks luminous yang dihasilkan oleh lampu TL yang dipasang menjadi tidak optimal. Faktor daya pada sampel ballast elektronik yang diuji berada dalam rentang 0,51 hingga 0,98. Distorsi tegangan harmonik yang terjadi berkisar antara 0,53% hingga 1,23%, sedangkan distorsi arus harmonik berkisar antara 15,17% hingga 153,8%. Rugi-rugi pada sampel ballast elektronik yang diuji berkisar antara 2,3 watt hingga 6,5 watt dengan efisiensi antara 77% hingga 91%. Kata kunci : Standar Kinerja Energi Minimum, ballast elektronik, konservasi energi, sistem penerangan Abstract This paper discusses the testing of electronic ballast for single fluorescent lamp type T8 to provide a technical overview of electronic ballast available in the Indonesian market, compliance with existing standards, and the potential for energy conservation in the use of electronic ballasts. It is intended to support the establishment of the Minimum Energy Performance Standards. Electronic ballast testing was performed using test method SNI IEC 60929: 2009, however, in this paper, the discussion is limited to the scope related to energy conservation. The experiment results show that the majority of samples consume less power than the specified wattage value resulting in the luminous flux produced by the fluorescent lamp mounted are not optimal. Power factor of the samples tested were in the range from 0.98 to 0.51. Harmonic voltage distortion that occurred ranged from 0.53% to 1.23%, while the harmonic current distortion ranged from 15.17% to 153.8%. Losses in electronic ballast samples tested ranged from 2.3 watts to 6.5 watts with efficiencies from 77% to 91%. Keyword : Minimum Energy Performance Standards, electronic ballast, energy conservation, lighting system

Transcript of UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Page 1: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56 P-ISSN 1978 - 2365

E-ISSN 2528 - 1917

45 Diterima : 8 April 2016, direvisi : 19 Desember 2016, disetujui terbit : 29 Desember 2016

UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK LAMPU

FLUORESEN (TL) SATU TABUNG

ENERGY PERFORMANCE TESTING OF ELECTRONIC BALLAST FOR

SINGLE TUBULAR FLUORESCENT LAMP

Tri Anggono, Khalif Ahadi

Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi

Jl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, 12230

[email protected]

Abstrak

Tulisan ini membahas pengujian ballast elektronik untuk lampu fluoresen satu tabung jenis T8 untuk

memberikan gambaran teknis ballast elektronik yang beredar di Indonesia, kesesuaian dengan standar

yang ada, serta potensi konservasi energi pada penggunaan ballast elektronik tersebut. Hal ini

dimaksudkan untuk menunjang penetapan Standar Kinerja Energi Minimum (SKEM). Pengujian

balast elektronik dilakukan dengan menggunakan metoda uji SNI IEC 60929:2009, namun demikian,

pada tulisan ini, pembahasan pengujian yang dilakukan dibatasi pada lingkup yang terkait dengan

konservasi energi. Hasil uji coba menunjukkan bahwa sebagian besar sampel ballast elektronik yang

diuji mengkonsumsi daya yang lebih kecil dari nilai daya pengenal yang tertera, sehingga

menghasilkan nilai fluks luminous yang dihasilkan oleh lampu TL yang dipasang menjadi tidak

optimal. Faktor daya pada sampel ballast elektronik yang diuji berada dalam rentang 0,51 hingga 0,98.

Distorsi tegangan harmonik yang terjadi berkisar antara 0,53% hingga 1,23%, sedangkan distorsi arus

harmonik berkisar antara 15,17% hingga 153,8%. Rugi-rugi pada sampel ballast elektronik yang diuji

berkisar antara 2,3 watt hingga 6,5 watt dengan efisiensi antara 77% hingga 91%.

Kata kunci : Standar Kinerja Energi Minimum, ballast elektronik, konservasi energi, sistem

penerangan

Abstract

This paper discusses the testing of electronic ballast for single fluorescent lamp type T8 to provide a

technical overview of electronic ballast available in the Indonesian market, compliance with existing standards, and the potential for energy conservation in the use of electronic ballasts. It is intended to

support the establishment of the Minimum Energy Performance Standards. Electronic ballast testing

was performed using test method SNI IEC 60929: 2009, however, in this paper, the discussion is limited to the scope related to energy conservation. The experiment results show that the majority of

samples consume less power than the specified wattage value resulting in the luminous flux produced by the fluorescent lamp mounted are not optimal. Power factor of the samples tested were in the range

from 0.98 to 0.51. Harmonic voltage distortion that occurred ranged from 0.53% to 1.23%, while the

harmonic current distortion ranged from 15.17% to 153.8%. Losses in electronic ballast samples tested ranged from 2.3 watts to 6.5 watts with efficiencies from 77% to 91%.

Keyword : Minimum Energy Performance Standards, electronic ballast, energy conservation, lighting system

Page 2: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56

46

PENDAHULUAN

Potensi penghematan energi dari sektor

rumah tangga dapat dicapai salah satunya

dengan menerapkan standar efisiensi energi,

yang merupakan prosedur dan peraturan yang

menentukan tingkat kinerja energi suatu

produk yang dihasilkan oleh produsen. Salah

satu standar efisiensi energi tersebut adalah

Minimum Energy Performance Standard

(MEPS)[1 atau Standar Kinerja Energi

Minimum (SKEM) merupakan peraturan yang

berisi spesifikasi dengan sejumlah persyaratan

kinerja untuk peralatan pengguna energi.

Standar Kinerja Energi Minimum secara

efektif akan membatasi jumlah maksimum

energi yang dapat dikonsumsi oleh suatu

produk tertentu. Standar ini akan mencegah

produk yang tidak efisien memasuki pasar,

sehingga mendorong produsen untuk

memproduksi suatu produk yang lebih efisien

dalam menggunakan energi secara

berkelanjutan. Sebuah SKEM biasanya dibuat

oleh pemerintah dan menjadi wajib untuk

dipenuhi bagi produk yang beredar. Hal ini

selain untuk menekan penggunaan energi, juga

untuk memastikan bahwa kinerja umum dan

kepuasan pengguna tidak terpengaruh [2].

Ballast adalah perangkat yang digunakan

untuk membatasi jumlah arus dalam sebuah

sirkuit listrik[3]. Pada lampu fluoresen atau

lebih dikenal sebagai lampu TL (tubular

lamp), ballast digunakan untuk membatasi

arus yang melalui tabung, agar arus tidak naik

yang dapat merusak filamen lampu akibat

karakteristik resistensi negatif di dalam tabung

lampu TL[4]. Ballast konvensional yang biasa

digunakan pada lampu TL dapat berupa suatu

rangkaian resistor atau induktor yang

digabung dengan kapasitor, atau menggunakan

rangkaian kombinasi dari keduanya. Adanya

losses daya, menyebabkan resistor umumnya

tidak digunakan sebagai ballast untuk lampu

lebih dari 2 watt. Ballast konvensional pada

lampu TL biasanya menggunakan induktor,

yang bekerja menggunakan medan magnet,

sehingga ballast tersebut biasanya disebut

ballast magnetik.

Induktor dan kapasitor pada ballast reaktif

yang dioperasikan pada frekuensi jaringan

listrik akan mempunyai nilai yang cukup besar

sehingga ballast tersebut akan cenderung besar

dan berat. Kondisi ini juga menghasilkan

fenomena flicker karena frekuensi sumber

tegangan yang rendah. Adanya flicker dan arus

picu pada lampu fluoresen akan

mengakibatkan umur lampu menjadi lebih

pendek[5]. Selain itu, pada umumnya juga

menghasilkan kebisingan akustik atau biasa

disebut line-frequency hum. Sebagai

gambaran, Tabel 1 menunjukkan parameter-

parameter hasil pengukuran yang pernah

dilakukan pada ballast magnetik[3]. Rugi-rugi

pada ballast konvensional tersebut dalam

sistem penerangan dapat dikurangi jika

menggunakan ballast elektronik.

Ballast elektronik merupakan rangkaian

konverter elektronika daya, yang

menggantikan ballast konvensional setelah

berkembangnya mosfet yang berdaya besar

Page 3: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

47

Uji Kinerja Energi Pada Ballast Elektronik Untuk Lampu Fluoresen (TL) Satu Tabung

dan harga yang relatif murah. Prinsip kerja

ballast elektronik adalah sebagai berikut[6]:

Tegangan AC dari PLN akan diubah

menjadi DC menggunakan rectifier.

Untuk mencegah terjadinya tegangan

transien dari tegangan masukan PLN

maka digunakan filter. Selain itu filter

juga berfungsi untuk meredam berbagai

sumber gangguan atau noise berupa

electromagnetik interference yang

disebabkan oleh frekuensi tinggi. Filter

ini dapat berupa rangkaian kapasitor

maupun induktor.

Saat rangkaian dihidupkan maka tabung

lampu akan mempunyai impedansi yang

sangat besar, yang akan menyebabkan

kapasitor akan terhubung secara seri

dengan induktor dan kapasitor pada

bagian boost converter.

Tegangan yang sangat besar akan

muncul akibat resonansi. Tegangan

yang dihasilkan ini dapat digunakan

untuk mengionisai gas yang berada di

dalam tabung lampu.

Saat tabung lampu mengalami ionisasi

penuh, maka impedansi pada lampu

akan turun cukup jauh. Hal ini

menyebabkan rangkaian harus

membuang muatan pada kapasitor, yang

selanjutnya mengakibatkan frekuensi

resonansi akan tergeser dengan nilai

yang akan ditentukan oleh induktor dan

kapasitor pada bagian boost converter.

Energi yang dipakai pada kondisi

tersebut menjadi lebih kecil begitu pula

dengan tegangan di antara elektroda

menjadi lebih kecil. Kondisi ini akan

mengakhiri startup pada lampu dan

lampu akan menyala.

Tabel 1. Parameter pada ballast magnetik

[3]

Ballast elektronik biasanya memasok listrik ke

lampu pada frekuensi diatas 18 kHz. Frekuensi

yang biasa dipakai adalah frekuensi 20 kHz

sampai 60 kHz[7] atau lebih tinggi

dibandingkan dengan frekuensi 50 - 60 Hz

yang ada pada jaringan listrik. Hal ini secara

substansial menghilangkan efek stroboskopik

dari flicker yang dihasilkan oleh frekuensi

jaringan pada lampu TL. Frekuensi output

tinggi ballast elektronik dapat menyegarkan

fosfor di dalam lampu TL dengan sangat cepat

sehingga tidak ada flicker yang terlihat jelas.

Indeks flicker yang digunakan untuk

mengukur modulasi cahaya nyata bernilai 0,00

hingga 1,00, dimana nilai 0 menunjukkan

kemungkinan terendah terjadinya kedip dan 1

menunjukkan kemungkinan nilai tertinggi.

Lampu TL yang dioperasikan pada ballast

magnetik konvensional memiliki indeks flicker

antara 0,04-0,07 sedangkan ballast elektronik

memiliki indeks flicker di bawah 0,01[8].

Karena lebih banyak gas yang terionisasi,

lampu beroperasi sekitar 9% lebih efisien pada

Page 4: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56

48

frekuensi sekitar 10 kHz dan terus meningkat

sampai kira-kira 20 kHz[9]. Hasil pengujian

yang dilakukan di beberapa provinsi di Kanada

menunjukkan potensi penghematan dari

retrofit ballast elektronik untuk lampu jalan[10].

Dengan efisiensi yang lebih tinggi, ballast

elektronik menawarkan efikasi sistem lebih

tinggi untuk lampu tekanan rendah seperti

lampu TL. Saat ini ballast elektronik lebih

banyak digunakan pada lampu swaballast atau

lebih dikenal sebagai lampu hemat energi.

Namun demikian, ballast elektronik juga

beredar dipasaran untuk lampu TL jenis

tabung T5 dan T8. Pada tulisan ini akan

dibahas uji coba penggunaan ballast elektronik

yang hanya melayani satu unit lampu TL jenis

T8 untuk memberikan gambaran teknis ballast

elektronik yang beredar di pasar Indonesia,

kesesuaian dengan standar yang ada serta

potensi konservasi energi pada penggunaan

ballast elektronik tersebut.

METODOLOGI

Penelitian ini dilakukan di laboratorium

P3TKEBTKE. Pengujian balast elektronik

untuk melayani satu unit lampu TL dilakukan

dengan menggunakan metoda uji SNI IEC

60929:2009 “Balast elektronik bertegangan

a.b.–Untuk lampu fluoresen tabung–

Persyaratan kinerja” yang merupakan adopsi

identik dari IEC 60929 : 1990 “A.C. supplied

electronic ballast for tubular fluorescent

lamps – Performance requirements”. Namun

demikian, pada tulisan ini, pembahasan

pengujian yang dilakukan dibatasi pada

lingkup yang terkait dengan konservasi energi.

Perhitungan efisiensi daya listrik jika mengacu

pada persamaan [1a] pada CELMA Guide for

the application of the Commission Regulation

(EC) No. 245/2009 on “Tertiary lighting

sector products” [11] untuk ballast elektronik

yaitu

Persamaan tersebut digunakan pada Stage1

yang hingga bulan April 2017 masih

diberlakukan untuk mendapatkan nilai

efisiensi ballast elektronik. Selanjutnya, akan

diberlakukan Stage 3, dimana efisiensi ballast

untuk lampu dengan daya nominal antara 5

watt hingga 100 watt harus memenuhi

dimana

CELMA merupakan federasi dari asosiasi

manufaktur untuk luminer dan komponen

elektroteknik untuk luminer yang berada di

Uni Eropa.

Pada pengujian ini, perhitungan efisiensi

akan mengacu pada perhitungan efisiensi

ballast pada Stage 3 karena alat ukur yang

digunakan sudah mampu mengukur daya input

dan daya output dari ballast tersebut.

Disamping itu penggunaan metoda ini

dilakukan karena pada SNI IEC 60929:2009

tidak disinggung mengenai efisiensi daya

Page 5: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

49

Uji Kinerja Energi Pada Ballast Elektronik Untuk Lampu Fluoresen (TL) Satu Tabung

listrik yang ada pada ballast.

Dalam melakukan pengujian, digunakan

ballast electronic tester WT5000 yang

terintegrasi untuk melakukan pengujian

berdasarkan standar tersebut. Selain itu,

digunakan pula lampu fluoresen tabung jenis

T8 dengan daya pengenal 18 W dan 36 W

sebagai lampu standar selama pengujian

dilakukan. Untuk menjaga tegangan kerja agar

tidak berubah lebih dari 0,2% dan frekuensi

lebih dari 0,5%, digunakan AC Power Source.

Pengujian dilakukan terhadap 27 sampel

uji yang terdiri dari 9 model/tipe ballast

elektronik dengan daya kerja pengenal untuk

lampu tabung fluoresen 18 atau 20 watt dan 36

atau 40 watt. Sampel uji diperoleh dari pasar

di wilayah DKI Jakarta dan sekitarnya. Masing

-masing model/tipe tersebut diwakili oleh 3

sampel uji yang sama. Diagram alir

proses pengujian untuk peralatan ballast

elektronik ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 2 memperlihatkan peralatan yang

digunakan pada pengujian ballast elektronik

ini. Selain peralatan tersebut, dilakukan juga

pengujian tambahan untuk pengukuran

besarnya kuat cahaya (lumen) ataupun

intensitas cahaya (lux) untuk memastikan

cahaya yang dipancarkan oleh lampu tabung

fluoresen yang menggunakan ballast

elektronik yang diuji, sesuai dengan spesifikasi

lampu tabung fluoresen yang digunakan.

Pengukuran nilai fluks luminus yang

dipancarkan oleh lampu fluoresen tabung ini

menggunakan peralatan integrating sphere

photometer yang dimiliki oleh P3TKEBTKE

seperti, yang tampak pada Gambar 3.

Gambar 1. Diagram alir langkah kerja

pengujian ballast elektronik

Gambar 2. Fasilitas Pengujian Ballast

Elektronik

Peralatan ini umumnya digunakan untuk

melakukan pengujian lampu, baik lampu pijar,

lampu swaballast, maupun lampu TL. Untuk

pengujian lampu TL jenis tabung, biasanya

digunakan ballast standar yang dipasang di

luar sphere dan konektornya pun telah tersedia

di luar. Sedangkan untuk ballast elektronik,

Page 6: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56

50

konektor tersebut tidak kompatibel karena

hanya terdiri dari 2 kabel. Untuk itu, dibuat

suatu alat bantu untuk dapat menguji sampel

ballast elektronik untuk mengetahui besarnya

fluks luminus yang terpancarkan dari lampu

standar yang digunakan. Alat bantu tersebut

dapat dilihat pada Gambar 4, dimana tanda

panah merah menunjukkan posisi ballast

elektronik yang diuji.

Gambar 3. Integrating Sphere Photometer

Gambar 4. Alat bantu pengujian ballast

elektronik

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengujian balast elektronik dapat

dilihat pada Tabel 2. Parameter yang

didapatkan adalah nilai faktor daya serta daya

masukan dan keluaran dari balast elektronik

yang diuji.

Tabel 2. Hasil pengujian ballast elektronik

Tingkat efisiensi daya dari balast

elektronik kemudian dihitung dengan

persamaan yang telah dijelaskan sebelumnya,

yaitu merupakan persentase dari daya keluaran

dibandingkan dengan daya masukan. Selain itu

dihitung pula rugi-rugi daya yang dihasilkan

oleh rangkaian elektronik yang terdapat pada

ballast (ballast loses) yang dihitung dengan

mengurangi nilai daya masukan dengan daya

keluaran yang terukur.

Hasil perhitungan rata-rata tingkat

efisiensi pemakaian daya listrik serta rata-rata

hasil pengukuran nilai faktor daya dapat dilihat

pada Gambar 5. Nilai-nilai tersebut merupakan

nilai rata-rata dari 3 sampel uji untuk masing-

masing model/tipe.

Page 7: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

51

Uji Kinerja Energi Pada Ballast Elektronik Untuk Lampu Fluoresen (TL) Satu Tabung

Gambar 5. Faktor Daya dan Efisiensi

Pada Gambar 5 terlihat rata-rata nilai

faktor daya yang dihasilkan berada dalam

rentang 0,51 – 0,98, sedangkan rata-rata

tingkat efisiensi berada diatas 80 %. Sampel

uji 5 dan 8 memiliki nilai faktor daya rata-rata

di atas 0,85. Namun demikian, pada sampel uji

balast elektronik 8, walaupun menghasilkan

nilai faktor daya yang baik, tingkat efisiensi

yang dihasilkan lebih rendah dari rata-rata

yaitu 77%.

Gambar 6. Gangguan Harmonisa

Untuk parameter kelistrikan lainnya, yaitu

gangguan harmonisa yang timbul pada

tegangan dan arus listrik seperti terlihat pada

Gambar 6, kedua sampel tersebut juga menun-

jukkan nilai yang relatif lebih baik dibanding-

kan dengan gangguan harmonisa yang

dihasilkan oleh sampel-sampel lainnya.

Namun demikian, jika mengambil acuan yang

digunakan sebagai batas maksimal gangguan

harmonik merujuk kepada standar IEEE-519-

1992 dimana besarnya THD (total harmonic

distortion) untuk arus 15%[12], gangguan arus

harmonisa yang dihasilkan masih berada diatas

nilai ambang batas yang diperbolehkan.

Sedangkan berdasarkan standar, THD (total

harmonic distortion) untuk tegangan di bawah

69kV, gangguan tegangan harmonisa bernilai

maksimum 5%[12] dan hasil pengujian seluruh

sampel menunjukkan nilai yang memenuhi

standar.

Adanya ballast losses yang lebih besar

menunjukkan adanya komponen tambahan di

dalam ballast pada sampel 5 (40 W) dan

sampel 8 (20 W) dibandingkan dengan sampel

lain yang mempunyai daya pengenal yang

sama. Jika dilihat dari karakteristiknya yang

mempunyai nilai faktor daya dan gangguan

harmonisa yang lebih baik dibandingkan

sampel yang lain, dapat diduga bahwa

komponen-komponen tersebut merupakan

suatu filter. Filter tersebut berupa low pass

filter yang bersifat membatasi distorsi

harmonik dan arus inrush[13]. Namun

demikian, penambahan filter harmonisa

maupun rangkaian kapasitor untuk

meningkatkan nilai faktor daya tersebut tidak

terlalu berpengaruh terhadap efisiensi ballast

elektronik. Penambahan komponen kapasitor

Page 8: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56

52

dan komponen untuk rangkaian filter akan

mengkonsumsi daya, namun dampak yang

dihasilkan dapat mengurangi pengaruh dari

rugi-rugi yang ditimbulkan oleh faktor daya

yang rendah dan gangguan harmonisa.

Untuk melihat pengaruh penggunaan

ballast elektronik terhadap cahaya yang

dipancarkan oleh lampu TL dan kesesuaian

dengan spesifikasi lampu TL yang digunakan,

dilakukan pengukuran nilai kuat cahaya (fluks

luminus). Pengukuran nilai kuat cahaya yang

dipancarkan oleh lampu fluoresen tabung ini

menggunakan peralatan integrating sphere

photometer. Nilai kuat cahaya yang tertera

pada spesifikasi lampu TL standar 36 watt

yang digunakan adalah sebesar 2600 lumen,

sedangkan untuk lampu standar 18 watt adalah

sebesar 1060 lumen. Hasil pengukuran dapat

dilihat pada Tabel 3.

Hasil pengukuran menunjukkan bahwa kuat

cahaya yang dihasilkan oleh lampu standar

yang menggunakan seluruh sampel ballast

elektronik mempunyai nilai yang lebih kecil

dari spesifikasi teknisnya.

Tabel 3. Hasil pengukuran fluks luminus

Penggunaan alat bantu dan posisi ballast

yang diuji (Gambar 4) kemungkinan

mempengaruhi nilai pembacaan kuat cahaya

lampu di dalam ruang bola (sphere), namun

secara umum, karakteristik nilai kuat cahaya

yang dipancarkan oleh lampu dipengaruhi oleh

besarnya konsumsi daya.

Berdasarkan beberapa hasil pengujian

tersebut, terlihat bahwa meskipun efisiensi

daya dari ballast elektronik tersebut

mempunyai nilai rata-rata di atas 80%, namun

sebagian besar sampel menunjukkan nilai

pemakaian daya yang berada di bawah nilai

daya pengenal yang tercantum pada

kemasannya. Hal ini berdampak pada nilai

kuat cahaya yang dihasilkan oleh lampu TL

yang dipasang menjadi tidak optimal. Dalam

hal ini, konsumen dapat menjadi pihak yang

dirugikan. Jika mencontoh penerapan standar

minimum pemakaian energi di uni eropa yang

dikeluarkan oleh CELMA, untuk ballast

elektronik, perbedaan konsumsi daya yang

terukur dengan daya nominal yang tertera

tidak melebihi 1 watt[11]. Penerapan

standarisasi peralatan balast di uni eropa sudah

dimulai sebelum tahun 2010, dimana

klasifikasi indeks tingkat efisiensi untuk balast

berdasarkan daya masukan total terbagi atas 5

kelas. Saat ini, standarisasi tingkat efisiensi

energi di Uni Eropa tidak lagi menggunakan

daya input total terkecil, melainkan

berdasarkan tingkat efisiensi balast yaitu daya

keluaran dibandingkan dengan daya masukan.

Untuk nilai faktor daya dari sampel balast

elektronik yang diuji, didapatkan nilai

minimum sebesar 0,51 dan maksimum sebesar

0,98. Nilai rata-rata yang didapat sebesar 0,69,

Page 9: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

53

Uji Kinerja Energi Pada Ballast Elektronik Untuk Lampu Fluoresen (TL) Satu Tabung

sedangkan nilai tengah sebesar 0,61, dan

standar deviasi sebesar 0,18. Distribusi normal

dari 20% sampel uji didapatkan nilai faktor

daya sebesar 0,55. Pada dasarnya, nilai faktor

daya yang diharapkan mendekati 1, namun

dengan melihat nilai-nilai tersebut, maka

rekomendasi nilai standar kinerja energi

minimum (SKEM) untuk nilai faktor daya

balast elektronik yang digunakan untuk

melayani satu lampu fluoresen dapat diambil

dari nilai tengah yaitu 0,61. Hal ini berarti

dapat menghilangkan separuh dari produk

yang sedang beredar. Namun demikian,

melalui penetapan SKEM diharapkan adanya

perbaikan dengan kenaikan nilai terendah

faktor daya dari balast elektronik yang beredar

saat ini sebesar 0,1.

Berdasarkan hasil perhitungan statistik

terhadap rugi-rugi daya dari balast elektronik

yang diuji, didapatkan nilai minimum sebesar

2.3 watt, maksimum sebesar 6.5 watt, rata-rata

sebesar 3.65 watt, nilai tengah sebesar 3.3

watt, dan standar deviasi sebesar 1.15 watt.

Nilai yang direkomendasikan menjadi SKEM,

dapat diambil dari distribusi normal untuk

ballast losses dari 20% sampel uji yaitu 4,4

watt. Dengan demikian, melalui penetapan

SKEM diharapkan adanya perbaikan nilai rugi

-rugi daya pada balast elektronik yang beredar

di pasar saat ini sebesar 2,1 watt.

Melihat data hasil pengukuran terhadap

gangguan harmonik cukup besar, terutama

yang timbul pada arus listrik, maka perlu

dilakukan pembatasan maksimum gangguan

harmonisa yang ditimbulkan yang dapat

mengacu kepada standar yang ada saat ini

misalnya IEEE-519-1992 dan IEC 61000-3-2.

Untuk menjaga nilai fluks luminus yang

dihasilkan tidak terganggu, maka dapat

dilakukan pendekatan dengan cara menetapkan

besarnya konsumsi daya terukur pada balast

elektronik, yaitu pada saat dilakukan

pengujian tidak melewati batas toleransi

sebesar ± 10 % dari daya pengenal yang tertera

pada produk balast elektronik tersebut.

Pada dasarnya, untuk menunjang program

konservasi energi, SKEM harus dapat

meningkatkan kualitas ballast yang beredar.

Kriteria kualitas ballast dalam SKEM dapat

diusulkan menyangkut beberapa hal yaitu

efisiensi daya yang tinggi atau rugi-rugi daya

yang rendah, faktor daya yang tinggi, distorsi

harmonik yang memenuhi standar serta dapat

menjaga kualitas cahaya dari lampu sesuai

dengan spesifikasi lampu tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Percobaan penggunaan ballast elektronik

untuk lampu TL menunjukkan bahwa sebagian

besar sampel ballast elektronik yang diuji

mengkonsumsi daya yang lebih kecil dari nilai

daya pengenal yang tertera, sehingga

menghasilkan nilai kuat cahaya yang

dihasilkan oleh lampu TL yang dipasang

menjadi tidak optimal.

Faktor daya pada sampel ballast elektronik

yang diuji berada dalam rentang 0,51 hingga

0,98. Distorsi tegangan harmonik yang terjadi

Page 10: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 15 No. 1 Juni 2016 : 45 - 56

54

berkisar antara 0,53% hingga 1,23% yang

masih memenuhi standar, sedangkan distorsi

arus harmonik berkisar antara 15,17% hingga

153,8% dimana berdasarkan standar, seha-

rusnya berada di bawah 15%. Sedangkan rugi-

rugi pada sampel ballast elektronik yang diuji

berkisar antara 2,3 watt hingga 6,5 watt

dengan efisiensi antara 77% hingga 91%.

Saran

Batasan maksimum gangguan

harmonisa yang ditimbulkan harus diatur agar

mengacu kepada standar yang ada saat ini.

Untuk menjaga nilai kuat cahaya yang

dihasilkan tidak terganggu, dapat dilakukan

pendekatan dengan cara menetapkan besarnya

konsumsi daya terukur pada balast elektronik

pada saat dilakukan pengujian harus tidak

melewati batas toleransi sebesar ± 10% dari

daya pengenal yang tertera pada produk balast

elektronik tersebut. Rekomendasi nilai standar

kinerja energi minimum (SKEM) untuk faktor

daya adalah 0,61 dan ballast losses bernilai 4,4

watt.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada Kepala P3TKEBTKE

yang telah memberikan kesempatan kepada kami

untuk melakukan kegiatan penelitian ini. Selain itu

juga ucapan terima kasih ditujukan kepada Kepala

Bidang Sarana Penelitian beserta jajarannya yang

telah membantu dalam hal penyediaan peralatan

pendukung pengujian.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Stephen W., James E.M., 2005. Energy-

Efficiency Labels and Standards : A

Guidebook For Appliances, Equipment, and

Lighting, 2nd Edition, CLASP, Washington,

USA.

[2]. CLASP, Energy Efficiency Standards,

[online]. http://www.clasponline.org/en/

WhatWeDo/

EnergyEfficiencyStandards.aspx,

diakses pada 9 Maret 2015, 11:17.

[3]. Agustiawan, Wilman., Studi

Perbandingan Unjuk Kerja Ballast

Elektromagnetik dengan Ballast

Elektronik Pada Tube Flourescent

Lamp, Skripsi, Departemen Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas

Indonesia, Depok, Juni 2011.

[4]. Kremer, Jonathan Z., How a Basic

Fluorescent Lamp Works, [online]

http://www.megavolt.co.il/

Tips_and_info/BasicFluorLamp.html,

diakses pada 18 Pebruari 2015, 10:11.

[5]. Suroso; Winasis; Satria A. P., 2014.

Analisis Penggunaan Ballast Elektronik

Untuk Penghematan Energi Listrik Pada

Beban Penerangan, Transmisi, 16(2): 99

-105. Teknik Elektro FT Universitas

Diponegoro, Semarang.

[6]. https://faisalrizka.wordpress.com/2013/

04/01/prinsip-kerja-ballast-elektronik-

untuk-lampu-hemat-energi/ , (online)

diakses pada 9 Pebruari 2015, 16:00.

[7]. Syaifurrahman; Abang R.; Madduhir S.;

Page 11: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

55

Uji Kinerja Energi Pada Ballast Elektronik Untuk Lampu Fluoresen (TL) Satu Tabung

Jamhir I., 2013. Kajian Pemanfaatan

Ballast Elektronik Bekas Pada Lampu

TL, Jurnal ELKHA, 5(1): 10-13. Teknik

Elektro FT Universitas Tanjungpura,

Pontianak.

[8]. Specifier Reports: Electronic Ballasts

p.18, National Lighting Product

Information Program, Volume 8

Number 1, May 2000.

[9]. Kaufman, John E., and Jack F.

Christensen, 1984. IES Lighting

Handbook, New York, N.Y. :

Illuminating Engineering Society of

North America.

[10]. http://www.calgary.ca/Transportation/

Roads/Pages/Traffic/Traffic-signals-and

-streetlights/Streetlighting-Digital-

Ballast-pilot-project.aspx, [online]

diakses pada 27 Januari 2015, 13:05.

[11]. CELMA, Guide for the application of

the commission regulation (EC)

No.245/2009 on “tertiary lighting sector

products”, Desember 2009.

[12]. Blooming,Thomas M., and Daniel J. C.,

2006. Application of IEEE STD 519-

1992 Harmonic Limits, The 2005 IEEE

Industrial Applications Society: Pulp

and Paper Industry Conference,

Appleton: Institute of Electrical and

Electronics Engineers.

[13]. Mujiman, 2012. Unjuk Kerja Lampu

Fluorescen Balas Elektronik Dibanding

Lampu Fluorescen Balas Induktor,

Jurnal Teknologi, 5(1):24-31, FTI Insti-

tut Sains & Teknologi AKPRIND

Yogyakarta.

Page 12: UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK …

56

HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN