LAPORAN PRAKTIKUM pencahayaan.docx

LAPORAN PRAKTIKUM KONSERVASI ENERGI PADA SISTEM PENCAHAYAAN

Nama Praktikan

: Ika Rosmala Listiany

Kelompok

: 3

Nama Anggota kelompok

: 1. 2. 3. 4. 5.

Tanggal Praktikum

: 18 April 2017

Tanggal/jam Pengumpulan Laporan

: 25 April 2017

Dosen

: Purwinda Iriani, S.T.,M.T.

Tanda tangan Mahasiswa

:

Bayu Tri Hartaya Trian Nur Nugroho Fajar Ahmad Firmansyah Ika Rosmala Listiany Ririn Nuraisyah

141711045

141711008 141711021 141711041 141711045 141711053

PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2017 I. Latar Belakang Kebutuhan akan tenaga listrik terus bertambah dari tahun ke tahun. Namun, ketersediaan bahan bakar fosil sebagai bahan bakar utama pembangkit listrik terus berkurang. Jika dilihat dari penggunaan listrik pada sektor bangunan, penggunaan energi listrik yang dominan salah satunya terdapat

pada

sistem

pencahayaan,

sehingga

perlu

dilakukan

penghematan

dalam

pemanfaatannya. Berbagai cara dapat dilakukan dalam penghematan energi, pemerintah melalui PP No. 30 Tahun 2007 merumuskan upaya untuk menghadapi krisis energi di Indonesia melalui konservasi energi. Secara garis besar konservasi energi adalah upaya sistematis, terencana, dan terpadu untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatannya. Salah satu langkah dalam konservasi energi adalah audit energi(pengukuran). Analisis data hasil audit energi akan menghasilkan seberapa besar peluang penghematan energi dengan langkah-langkah yang sesuai dengan kondisi eksisting. Dalam pelaksaan konservasi energi, dapat diaplikasikan pada praktikum konservasi energi salah satunya sistem pencahayaan. Dengan cara pengukuran langsung (audit) tingkat pencahayaan setiap lampu yaitu CFL, LED, Halogen dan TL dengan ballast kovensional dan elektrik, menganalisa hasil audit, menentukan langkah konservasi terbaik berdasarkan eksisting. II. Tujuan Berikut tujuan dari praktikum konservasi energi sistem penerangan : 

Mahasiswa dapat mengidentifikasi konservasi energi yang dilakukan pada sistem penerangan



Mahasiswa dapat mengetahui penghematan

setelah dilakukan

konservasi energi pada

sistem penerangan III.

Dasar Teori Sistem penerangan adalah sistem yang mengatur pencahayaan sesuai dengan kebutuhan

visual yang dibutuhkan. Sistem penerangan harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat memanfaatkan cahaya matahari sebagai cahaya sumber alami secara maksimal. Hal ini dimaksudkan agar pemakaian energi listrik untuk pencahayaan bisa seminimal mungkin. Persyaratan pencahayaan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

a

Sistem pencahayaan buatan yang dirancang - Tingkat pencahayaan minimalnya sesuai yang direkomendasikan. - Daya listrik untuk pencahayaan sesuai maksimum yang diijinkan. - Memenuhi tingkat kenyamanan visual.

b

Sistem

pencahayaan

alami

yang

dirancang

memanfaatkan

semaksimal

mungkin

pencahayaan siang hari.

Gambar 1 Unit of Measurements . 3.1 Penggunaan Energi Untuk Pencahayaan Buatan Pencahayaan energi untuk pencahayaan buatan dapat diperkecil dengan mengurangi daya terpasang, melalui pemilihan lampu dengan efikasi tinggi serta ballast dan armatur yang efisien. Pada bangunan publik atau lainya, cahaya dapat diperoleh dari sumber alami (matahari) maupun sumber buatan (lampu). Lampu elektrik yang dipergunakan untuk bangunan gedung antara lain jenis bulb dan fluorescent/TL. Lampu bulb menghasilkan cahaya melalui kawat filamen yang dilalui arus listrik. Cahaya tersebut melepaskan panas secara radiasi dalam daerah tampak dari spektrum radiasi yang dihasilkan. III.2 Tingkat Pencahayaan (Iluminasi) Tingkat pencahayaan merupakan besarnya cahaya yang dibutuhkan untuk menerangi suatu ruangan. Parameter ini dinyatakan dengan satuan lux. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. Alat untuk mengukur tingkat pencahayaan adalah luxmeter. Tingkat pencahayaan memiliki standar minimal yang direkomendasikan, dan ditentukan berdasarkan fungsi dari setiap

ruangan serta disesuaikan dengan tempat. Tingkat pencahayaan tidak boleh kurang dari tingkat pencahayaan standar yang ditentukan. Acuan tingkat pencahayaan di Indonesia yang direkomendaikan yaitu SNI 6197:2011. Tingkat pencahayaan digunakan untuk menentukan kualitas pencahayaan pada setiap ruangan sesuai dengan fungsinya. Lambang iluminasi adalah E dengan satuan lux (lux) sesuai persamaan berikut. ……….(1) Keterangan : E : Intensitas penerangan (lux) F : Fluks cahaya (lumen) A

: Luas bidang kerja (m2) Tingkat pencahayaan ini juga dapat dilakukan dengan cara pengukuran langsung

menggunakan alat ukur luxmeter, sehingga dapat langsung diketahui nilai tingkat pencahayaan pada suatu bidang kerja tertentu. Berikut merupakan prosedur pengukuran pada sistem pencahayaan dengan menggunakan luxmeter. Dalam mengoperasikan atau menjalankan lux meter perlu diperhatikan alat sensornya, karena sensornyalah yang kan mengukur kekuatan penerangan suatu cahaya. Oleh karena itu sensor harus ditempatkan tegak lurus pada daerah yang akan diukur tingkat kekuatan cahayanya (iluminasi) secara tepat agar hasil yang ditampilkan pun akuarat. Adapun prosedur penggunaan alat ini adalah sebagai berikut : 1. Nyalakan luxmeter. 2. Pilih kisaran range yang akan diukur ( 2.000 lux, 20.000 lux atau 50.000 lux) pada tombol Range. 3. Arahkan sensor cahaya tegak lurus terhadap bidang kerja dengan menggunakan tangan pada permukaan daerah yang akan diukur kuat penerangannya. 4. Lihat hasil pengukuran pada layar panel. III.3 Daya Pencahayaan Daya pencahayaan adalah daya listrik yang digunakan untuk pencahayaan dibagi dengan luas ruangan. Perhitungan daya pencahayaan dipengaruhi oleh beberapa fakor yaitu; fungsi ruang (untuk menentukan terang lampu), jenis lampu (berpengaruh terhadap kuantitas cahaya yang

dipancarkan), jumlah titik lampu (agar distribusi lampu merata dan sesuai kebutuhan). Daya pencahayaan memiliki standar daya pencahayaan, acuan standar di Indonesia yaitu SNI 6197:2011. Daya listrik yang terpasang tidak boleh melebihi angka maksimum yang ditentukan pada setiap ruangan. Metode perhitungan daya pencahayaan terdapat di persamaan 2 Pc=

Pt A ........... (2)

Keterangan : Pc = Daya pencahayaan (W/m2) Pt = Daya listrik yang dikonsumsi lampu (W) A = Luas ruangan (m2) III.4 Efikasi Adalah rentang angka perbandingan antara fluks cahaya (lumen) dengan daya listrik suatu sumber cahaya (watt), dalam satuan lumen/watt. Efikasi juga disebut fluks cahaya spesifik, biasanya nilai efikasi ini didapat pada katalog

dari suatu produk lampu. Nilai efikasi ini

berbanding lurus dengan efisiensi lampu, sesuai persamaan 3. ……. (3) Untuk mengetahui daya pencahayaan (efikasi) didapatkan dari nilai tingkat pencahayaan dari luxmeter dibagi dengan daya terukur yang ditunjukan oleh voltmeter dan amperemeter. III.5 Parameter Kualitas Warna Cahaya Kualitas warna cahaya dibedakan menjadi : 1

Warna cahaya lampu ( Cotrrelated Colour Temperature = CCT )

Warnanya sendiri tidak merupakan indikasi tentang efeknya terhadap warna objek, tetapi lebih kepada memveri suasana. Dua lampu yang saling mirip warna cahayanya dapat berbeda komposisi distribusi spektralnya sehingga akan berbeda juga efeknya kepada warna obyek yang diterangi. Warna cahaya lampu dibedakan menjadi : 

Warna putih kekuning-kuningan ( warm-white ), Kelompok 1 ( 5300 K )



Warna cool daylight, Kelompok 4 ( 6200 K ) Pemilihan warna lampu bergantung pada tingkat iluminasi yang diperlukan agar diperoleh

pencahayaan yang nyaman. Makin tinggi tingkat iluminasi yang diperlukan, maka warna lampu yang digunakan adalah jenis lampu dengan CCT sekitar > 5000 K ( daylight ) sehingga tercipta pencahayaan yang nyaman. Sedangkan untuk kebutuhan tingkat iluminasi yang tidak terlalu tinggi, maka warna lampu yang digunakan < 3300 K ( warm white ). 2

Renderansi Warna Disamping warna cahaya lampu, perlu diketahui efek suatu lampu kepada warna obyek,

untuk itu dipergunakan suatu indeks yang menyatakan apakah warna objek tampak ilmiah apabila diberi cahaya lampu tersebut. Lampu-lampu diklarifikasikan dalam kelompok renderansi warna yang dinyatakan dengan Ra, sebagai berikut : 

Efek warna kelompok 1 : Ra indeks 80-100 %.



Efek warna kelompok 2 : Ra indeks 60-80 %.



Efek warna kelompok 3 : Ra indeks 40-60 %.



Efek warna kelompok 4 : Ra indeks < 40 %.

3.6 Teknologi Sistem Penerangan Prinsip kerja lampu listrik adalah dengan cara menghubung singkat listrik pada filamen carbon (C) sehingga terjadi arus hubung singkat yang mengakibatkan timbulnya panas. Panas yang terjadi dibuat hingga suhu tertentu sampai mengeluarkan cahaya, dan cahaya yang didapat pada waktu itu baru mencapai 3 Lumen/W (Lumen = satuan arus cahaya). Sistem penerangan saat ini yang banyak digunakan oleh masyarakat pada umumnya adalah jenis lampu pijar, lampu flourescent ( lampu TL ), lampu CFL yang dikenal sebagai lampu hemat energi (LHE), lampu halogen, lampu HID ( High Intensity Discharge ) dan lain-lain serta banyak menggunakanballast konvensioanl dan ballast elektronik. 1. Lampu Flourescent ( Lampu TL ) Belakangan ini, penggunaan jenis lampu ini lebih populer daripada lampu pijar. Lampu ini memiliki efisiensi yang tinggi dan ketahanan yang lebih lama, hampir 20.000 jam. Sayangnya,

lampu ini membutuhkan alat ballast yang memakan banyak daya. Efisiensi dapat ditingkatkan dengan menggunakan ballast elektronik. 2. Lampu CFL (Compaq Flourescent Lamp ) Lampu ini adalah lampu yang paling efisien yang tersedia di pasaran, dengan efikasi tinggi sekitar 50-60 lumen per watt dengan usia sampai 12000 jam.

3. Ballast Elektronik Ballast jenis ini mempunyai keunikan khusus, yaitu sistem bekerjanya tidak lagi menggunakan gulungan (kumparan) pada suatu inti besi, berbeda sekali dengan ballast konvensional yang masih menggunakan gulungan (kumparan) pada inti besi. Ballast elektronik menggunakan suatu sistem rangkaian elektronik sehingga besarnya rugi-rugi pada inti besi, pada kumparan menjadi tidak adalagi, dan hanya sedikit rugi saja karena rangkaian/sirkit. Inilah yang paling menguntungkan dalam penghematan energi listrik yang diserapnya. Keuntungan lain yang didapat adalah dapat diatur konsumsi arus listriknya dengan tetap mempertahankan besar tegangan yang diinginkan, sehingga ballast elektronik dapat digunakan untuk sistem pengaturan energi listrik sesuai yang dibutuhkan pada suatu ruangan. Dengan sistem sirkit elektronik maka ballast menjadi lebih ringan dan lebih kecil dibandingkan dengan ballast konvensional (sistem gulungan kawat).

III.6 Faktor Daya (Cos Phi) Faktor daya atau sering disebut cos θ adalah perbandingan daya sesungguhnya dengan daya semu. Semakin rendah nilai faktor daya akan mengakibatkan daya reaktif nya makin besar, sebaliknya jika nilai faktor daya semakin besar maka daya reaktif menuju 0 nol. Persamaan faktor daya dan faktor reaktif : …….(3) Keterangan : Cos phi = faktor daya P = Daya aktif (Watt) S = Daya semu (VA) Pada umumnya suatu pabrik mempunyai faktor daya listrik yang rendah, hal ini disebabkan karena banyak menggunakan peralatan-peralatan seperti mesin-mesin, mesin las, lampu TL, transformewr dan lain -lain. Untuk memperbaiki besarnya faktor daya listrik ini dapat dilakukan dengan memasang kapasitor daya secara paralel terhadap beban listrik tersebut. Hal ini dikarenakan pada faktor daya listrik yang rendah, peralatan listrik banyak menarik daya reaktif induktif sehingga perlu dikompensir dengan daya reaktif kapasitif agar faktor daya listrik dari peralatan tersebut menjadi lebih besar. Besarnya rating kapasitor daya dapat ditentukan setelah didapat data-data dari peralatan listrik, kemudian dilakukan perhitungan untuk mendapatkan rating kapasitor daya tersebut. Rating kapasitor daya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Keterangan : C = kapasitor (F) Qc = Daya reaktif kapasitor (VAR) V = Tegangan (V)

w = 2 phi f

IV.

Metode Pekerjaan

Berikut merupakan metode yang digunakan, antara lain : 4.1 Prosedur Kerja 1. Periksa rangkaian yang sudah tersedia pada meja kerja 2. Catat spesifikasi dari lampu-lampu pada meja kerja 3. Rangkai secara tertutup sesuai skema rangkaian. Jika ingin menggunakan ballast konvensional,elektrik,tambah kapasitor,dan menggunkan jenis lampu yang lain. 4. Nyalakan MCB 5. Catat parameter yang dibutuhkan : -

Tegangan (V) Arus (A) Intensitas cahaya dengan menggunakan luxmeter (Lux) Tinggi lampu terhadap bidang kerja (cm) Luas bidang kerja (m2)

6. Matikan MCB 4.2 Skema Rangkaian dan Titik Pengukuran A. Skema Rangkaian Berikut merupakan skema rangkaian yang digunakan dalam praktikum sistem pencahayaan.

BK TL BE mcb C A CFL L1 LED

L2 AC

~

V HLG

L3

Gambar skema rangkaian sistem pencahayaan (Sumber : Data Primer) B. Titik Pengukuran Skema simulasi titk pengukuran tingkat pencahayaan pada bidang kerja (1m2). Skema titik pengukuran dibawah digunakan untuk jenis lampu yang lain seperti CFL, Halogen, LED. Namun, sebagai referensi kelompok kami menggunakan tiga titik pengukuran yaitu di ujung kanan,di ujung kiri, dan di tengah yang tegak lurus dengan lampu. Lampu Philips TLD 58W/54-765 Cool Daylight

Lampu TLD

62cm

Bidang kerja

Luxmeter

Gambar skema titik pengukuran ( Sumber : Data Primer )

V. Alat dan Bahan Yang Digunakan Berikut merupakan alat dan bahan yang digunakan.

Tabel 1. Alat dan Bahan No Alat dan Bahan 1 Lux meter

Gambar

Alat dan Bahan Lampu CFL

2

Kapasitor 8mF

Lampu LED

3

Volt meter

Lampu Halogen

4

Ampere meter

Lampu TL

Gambar

5

VI.

Ballast Konvensional

Ballast Elektrik

Data Pengukuran a) Lampu TL + BK Lux

Luas

N

Waktu

o

(menit ke-)

1

0

0,9176

1260

2

34

0,9176

1208

221,95

3

112

0,9176

1239

221,76

4

117

0,9176

1229

221,62

5

121

0,9176

1216

221,51

0,9176

1216

Rata - Rata

Ruangan (m2)

Terukur

Alami 42

42

Daya (Watt)

Tegangan

Arus

Cos

(Volt)

(A)

Phi

Terpasang

Terukur

0,622

36

53,3

0,624

36

50,8

0,625

36

50,4

0,623

36

51,5

0,625

36

51,8

0,62 5

36

51,8

0,37 4 0,37 6 0,37 6 0,37 5 0,37 6 0,37 6

222,51

221,51

b) Lampu TL + BK + C No

1 2 3

Lux

Waktu

Luas

(menit

Ruangan

Teruku

Alam

ke-)

(m2)

r

i

0 27 53

0,9176 0,9176 0,9176

1260 1208 1239

37

Tegangan

Arus

Cos

(Volt)

(A)

Phi

0,285 0,285 0,284

0,533 0,537 0,536

221,55 221,27 220,14

Daya (Watt) Terpasan

Teruku

g

r

36 36 36

34,3 33 33,5

4 5

58 102

Rata - Rata

0,9176 0,9176

1229 1216

0,9176

1216

219,55 219,38

0,284 0,283

219,38

0,283

37

0,538 0,539 0,539 0

36 36

33,6 33,4

36

33,4

c) Lampu TL + BE No 1 2 3 4 5

Waktu (menit ke-)

0 25 110 116 122 Rata - Rata

Luas Ruangan (m2) 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176

Lux

Daya (Watt)

Tegangan

Arus

Cos

(Volt)

(A)

Phi

Terpasang

Terukur

0,554 0,553 0,551 0,546 0,545 0,5450

36 36 36 36 36 36

26,5 25,4 25,5 27,4 27,2 27,2

Terukur

Alami

1115 1133 1099 1150 1163 1163

45

221,71 220,92 220,05 221,67 221,67

0,224 0,222 0,221 0,222 0,222

45

221,67

0,222

d) Lampu TL + BE + C Luas

Lux

N

Waktu

o

(menit ke-)

1

0

n (m2) 0,9176

2

21

0,9176

1129

3

108

0,9176

1158

4

114

0,9176

1153

5

120

0,9176

1168

Ruanga

Terukur 1108

Alam i 57

Tegangan

Arus

(Volt)

(A)

221,71 220,92 220,05 221,67 221,67

Daya (Watt) Cos Phi

0,224 0,222

0,536911 0,54190

0,221

4 0,54592

0,222

4 0,54605

0,222

7 0,54625

Terpasang

Terukur

36

16,5

36

16,5

36

16,7

36

16,7

36

16,6

Rata - Rata

0,9176

1168

221,67

0,222

9 0,5463

Tegangan

Arus

Cos

(Volt)

(A)

Phi

Terpasang

Terukur

0,0887 0,089 0,089 0,089 0,089

0,922 0,924 0,923 0,921 0,925 0,923

25 25 25 25 25 25

18,4 18,5 18,4 1,5 18,3 18,42

36

16,6

e) Lampu Pijar N

Waktu

o

(menit ke-)

1 2 3 4 5

0 21 23 24 25 Rata - Rata

Luas Ruanga n (m2) 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176

Lux Terukur 167 170 175 175 174 172,2

Alam i 45 45 45 46 56 47,4

219,72 219,22 219,7 219,77 219,72 219,24

0,085

Daya (Watt)

f) Lampu LED N

Waktu

o

(menit ke-)

1

0

2 3 4

5 12 12

Luas Ruanga n (m2) 0,9176

Lux Terukur 171

0,9176

1129

0,9176

1158

0,9176

1153

Alam i 54

Tegangan

Arus

(Volt)

(A)

219,26 218,76 219,4 219,65

Daya (Watt) Cos Phi

0,085 0,086

0,536911 0,54190

0,086

4 0,54592

0,086

4 0,54605 7

Terpasang

Terukur

25

16,5

25

16,5

25

16,7

25

16,7

5

13 Rata - Rata

219,13

0,9176

1168

0,9176

1168,0

0,086

0,54625

219,24

0,0858

9 0,5463

Tegangan

Arus

Cos

(Volt)

(A)

Phi

Terpasang

0,075 0,068 0,0687 0,067 0,065

0,389 0,385 0,39 0,379 0,381 0,38

12 12 12 12 12 12

25

16,6

25

16,6

g) CFL Tornado N

Waktu

o

(menit ke-)

1 2 3 4 5

0 13 14 16 18 Rata - Rata

Luas Ruanga n (m2) 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176

Lux Terukur

476 482 483 480 485

Alam i 63

481,2

221,08 221,15 220,6 221,56 219,1 219,24

0,69

Tegangan

Arus

(Volt)

(A)

Daya (Watt) Terukur

6,4 6,6 6,8 6,7 6,4 6,58

h) CFL Essential N

Waktu

o

(menit ke-)

1

0

2 3

21 23

Luas Ruanga n (m2) 0,9176

Lux Terukur 1108

0,9176

1129

0,9176

1158

Alam i

220,83 221,13 221,17

Daya (Watt) Cos Phi

0,066 0,066

0,536911 0,54190

0,065

4 0,54592 4

Terpasang 11 11 11

Terukur 5,3 5,4 5,4

4 5

24 25 Rata - Rata

0,9176

1153

0,9176

1168

0,9176

1168,0

221,29

0,065 7

221,37

0,064 5

0,54605 7 0,54625

11 11

219,25

0,66

9 0,5463

Tegangan

Arus

Cos

(Volt)

(A)

Phi

Terpasang

0,069 0,0696 0,0692 0,0691 0,068

0,378 0,377 0,375 0,379 0,377 0,5463

11 11 11 11 11 11

11

5,6 5,6 5,46

i) CFL Genie N

Waktu

o

(menit ke-)

1 2 3 4 5

0 21 23 24 25 Rata - Rata

VII.

Luas Ruanga n (m2) 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176

Lux Terukur 284 296 306 310 302,6 1168,0

Alam i

221,37 221,76 221,77 221,34 221,17 219,25

0,69

Daya (Watt) Terukur 5,4 5,5 5,8 5,7 5,8 5,64

Kompilasi Data Berikut merupakan data yang didapatkan mencakup data primer hasil pengukuran dan data

olahan beserta analisisnya. A. Data Primer 1. Spesifikasi Lampu

Pada tabel 2 terdapat spesifikasi lampu yang digunakan ketika praktikum sistem pencahayaan. Tabel 2. Spesifikasi Lampu No

Jenis Lampu

Spesifikasi Lampu Philips Genie 11W E27 6500K 220-240V 50-60Hz 570 lumen / Efikasi 54lm/W Philips Essential 11W E27 6500K

1

CFL

220-240 V 50-60Hz 594 lumen / Efikasi 54 lm/W Philips Tornado 12W E27 6500K 220-240V 50-60Hz

2

Lampu Pijar

3

LED

4

TL

665 lumen/ Efikasi 55lm/W Philips 25W 220-240V hilips Softone 25W 220-240V TL-D 36W/ 54-765 CDL 2600 lumen/ Efikasi 72lm/W

2. Data Pengukuran Data rata – rata hasil pengukuran praktikum sistem pencahayaan terdapat pada tabel 3. Tabel 1. Data Pengukuran N o

Jenis Lampu

Tegangan

Arus

Daya

Lux

(V)

(A)

(Watt)

terukur

Keterangan Lampu menyala

1

TL 36W +BK

147,26

1,24

51,8

1216

2

TL

147,26

0,95

33,4

1240

36W+BK+C

dengan mengalami delay 3,26 detik Tidak mengalami delay waktu

3

4

TL 36W+BE

TL 36W+BE+C

146,6

0,76

27,2

1163

146,5

2,07

16,6

1168

5

Lampu Pijar

146,5

0,31

18,42

172,2

6

LED

148,22

0,3

19,04

174,6

7

CFL Tornado

147,14

0,25

6,58

481,2

8

CFL Essential

146,28

0,22

5,46

302,6

penyalaan Lampu terang, tidak ada flick Terjadi kenaikan arus dari biasanya dan Tidak mengalami delay waktu penyalaan Lampu berwarna kekuningkuningan Lampu berwarna kekuningkuningan (warm) Intensitas cahaya terang dan tidak ada kedipan Intensitas cahaya terang dan tidak ada kedipan Intensitas cahaya

9

CFL Genie

146,67

0,23

5,64

280

terang dan tidak ada kedipan

A. Pengolahan Data Pada proses pengukuran dilakukan pengukuran pada parameter kelistrikan (tegangan, arus, faktor daya dan daya) dan intensitas cahaya pada masing-masing lampu. Dari data tersebut maka dapat dihitung lumen, daya pencahayaan dan efikasi pada masing-masing lampu. Berikut ini contoh perhitungan pada lampu TL + BK data ke-1 (data pukul 09.35). o Menghitung lumen E=

F A

F= E . A

F= 1260

lumen m2

. 0,9176 m2

F= 1156,176 lumen o Menghitung Daya Pencahayaan Pc=

P . ukur A

Pc=

53,3 0,9176 m2

Pc= 58,086 Watt/m2 o Menghitung Efikasi Eff =

f Pt

Eff =

1156,176 lumen 53,3Watt

Eff = 21,691 Lumen/Watt

Data Kompilasi Lampu TL+BK

N o

Wakt u

Luas Ruang an (m2)

1

0

0,9176

2

34

0,9176

3

112

0,9176

4

117

0,9176

5

121

0,9176

Rata Rata

0,9176

Lux

126 0 120 8 123 9 122 9 121 6 121 6

Tegan gan (Volt)

Aru s (A)

222,5 1 221,9 5 221,7 6 221,6 2 221,5 1 221,5 1

0,37 4 0,37 6 0,37 6 0,37 5 0,37 6 0,37 6

Tegang an (Volt)

Arus (A)

Daya (Watt) Cos Phi

Lumen

Ter pas ang

Teruk ur

Terpasa ng

0,62

36

53,3

2600

0,625

36

50,8

2600

0,624

36

50,4

2600

0,623

36

51,5

2600

0,625

36

51,8

2600

0,625

36

51,8

2600

Daya Pencahay aan (W/m2)

Efikasi (lm/W)

58,086

19,904

55,362

20,022

54,926

20,699

56,125

20,093

56,452

19,766

56,452

19,766

Terukur 1156,17 6 1108,46 08 1136,90 64 1127,73 04 1115,80 16 1115,80 2

Lampu TL+BK+C N o

Wak tu

Luas Ruang an (m2)

Lux

1

0

0,9176

1207

221,55

2

27

0,9176

1224

221,27

0,28 5 0,28

Cos Phi

0,53 1 0,53

Daya (Watt)

Lumen

Terpas ang 36

Teruk ur 34,3

Terpas ang 2600

36

33

2600

Teruku r 1107,54 32 1123,14

Daya Pencahay aan (W/m2)

Efika si (lm/ W)

37,380

29,62 9 31,23

35,963

3

53

0,9176

1248

220,14

4

58

0,9176

1243

219,55

5

102

0,9176

1240

219,38

0,9176

1240 ,0

219,380 0

Rata Rata

5 0,28 4 0,28 4 0,28 3 0,28 30

7 0,53 6 0,53 9 0,53 8 0,53 80

36

33,5

2600

36

33,6

2600

36

33,4

2600

36

33,40 00

2600,00 0

24 1145,16 48 1140,57 68 1137,82 4 1137,82 4

36,508 36,617 36,399 36,399

0 31,36 7 31,14 9 31,26 0 31,26 0

Lampu TL+BE No

1 2 3 4 5 Rata

Waktu

0 25 1.10 1.16 1.22 - Rata

Luas Ruanga n (m2)

0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176

Lux

Teganga n (Volt)

Arus (A)

Cos Phi

Daya (Watt)

Lumen

Terpasan g 2600 2600 2600 2600 2600 2600,000

1115 1133 1099 1150 1163 1163,0

221,71 220,92 220,05 221,67 221,67 221,6700

0,224 0,222 0,221 0,222 0,222 0,2220

0,552 0,55 0,548 0,547 0,547 0,5470

Terpasan g 36 36 36 36 36 36

Teruku r 26,5 25,4 25,5 27,4 27,2 27,2000

Lux

Teganga

Arus

Cos

Daya (Watt)

Daya Pencahayaa n (W/m2) Terukur 1023,124 1039,6408 1008,4424 1055,24 1067,1688 1067,169

28,880 27,681 27,790 29,861 29,643 29,643

Lampu TL+BE+C No

Waktu

Luas

Lumen

Daya

Ruanga n (m2)

1 2 3 4 5 Rata

0 21 1.08 1.14 1.20 - Rata

0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176 0,9176

n (Volt)

1108 1129 1158 1153 1168 1168,0

221,71 220,92 220,05 221,67 221,67 221,6700

(A)

Phi

Pencahayaa n (W/m2) Terpasan g 36 36 36 36 36 36

0,224 0,222 0,221 0,222 0,222 0,2220

0,552 0,55 0,548 0,547 0,547 0,5470

V (Volt )

I (Ampe re)

Cos phi

Luas (m2)

219, 72 219, 22 219, 7 219, 77 219,

0,0887

0,91 7 0,92 5 0,92 5 0,92 1 0,92

0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917

Teruku r 16,5 16,5 16,7 16,7 16,6 16,6000

Terpasan g 2600 2600 2600 2600 2600 2600,000

Terukur 1016,7008 1035,9704 1062,5808 1057,9928 1071,7568 1071,757

Lampu Pijar N O

wak tu

Lux

Daya (Watt)

Terpas ang

Teruk ur

Terpas ang

Teruk ur

1

0

45

167

25

18,4

2

21

45

170

25

18,5

3

23

45

175

25

18,4

4

23

46

175

25

1,5

5

24

56

174

25

18,3

0,089 0,089 0,089 0,089

Lumen Teruk ur 153,23 9 155,99 2 160,58 0 160,58 0 159,66

Daya Pencahay aan (W/m2) 20,052

Efikasi (lm/W)

20,161

7,737

20,052

8,008

1,635

98,232

19,943

8,006

7,642

17,982 17,982 18,200 18,200 18,091 18,091

Rata-rata

47,40

172,2 0

25,00

15,02

72 219, 24

0,0858

5 0,92

6 0,92

2 158,01

16,37

25,93

Lampu LED NO

wakt u

Lux

Alam i

Daya (Watt)

V (Volt)

1

0

Teruku r 167

2

5

170

25

18,5

3

12

175

25

18,4

4

12

175

25

1,5

5

13

174

25

18,3

172,20

25,00

15,02

Rata-rata

Terpasa ng 25

Teruku r 18,4

I (Amper e)

Cos phi

219,2 6 218,7 6 219,4

0,085

0,086

0,91 8 0,92 1 0,92

219,6 5 219,1 3 219,2 4

0,086

0,92

0,086

0,92 1 0,92

0,086

0,0858

Luas (m2)

0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,92

Lumen

Teruku r 153,23 9 155,99 2 160,58 0 160,58 0 159,66 2 158,01

Daya Pencahaya an (W/m2)

Efikas i (lm/W )

20,924

7,324

20,924

7,455

20,597

7,796

20,706

7,755

20,597

7,752

20,75

7,62

Lampu CFL Tornado N

wakt

Lux

Daya (Watt)

V

I

Cos

Luas

Lumen

Daya

Efikas

O

u

Teruku r

Terpasa ng

Teruku r

(Volt )

(Amper e)

phi

(m2)

Terpasa ng

Teruku r

Pencahaya an (W/m2)

1

0

476

12

6,4

0,075

482

12

6,6

3

14

483

12

6,8

4

16

480

12

6,7

0,067

5

18

485

12

6,4

221,5 6 219,1

0,065

0,37 9 0,38

481,20

12,00

6,58

219,2 4

0,0858

0,92

0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,92

436,77 8 442,28 3 443,20 1 440,44 8 445,03 6 441,55

6,975

13

0,38 5 0,37 7 0,39

665

2

221,0 8 221,1 5 220,6

Daya (Watt) Terpasa Teruku ng r

V (Volt )

I (Amper e)

Cos phi

Luas (m2)

Lumen Terpasa ng

220,8 3 221,1 3 221,1 7 221,2 9 221,3 7

0,066

0,37 9 0,37 7 0,37 4 0,37 9 0,37 9

0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6 0,917 6

594

Rata-rata

0,068 0,0687

665 665 665 665 665,00

7,193 7,411 7,302 6,975 7,17

i (lm/W ) 62,62 3 61,49 1 59,80 6 60,32 2 63,80 7 61,61

Lampu CFL Essential N O

wakt u

Lux Teruku r

1

0

284

11

5,3

2

27

296

11

5,4

3

30

306

11

5,4

4

30

310

11

5,6

5

32

317

11

5,6

0,066 0,065 0,0657 0,0645

594 594 594 594

Teruku r 260,59 8 271,61 0 280,78 6 284,45 6 290,87 9

Daya Pencahaya an (W/m2) 5,776 5,885 5,885 6,103 6,103

Efikas i (lm/W ) 45,11 8 46,15 4 47,71 3 46,61 0 47,66 3

Rata-rata

302,60

11,00

5,46

219,2 4

0,0858

0,92

0,92

594,00

277,67

5,95

46,65

Lampu CFL Genie N O

wak tu

1

0

5, 4 5, 5 5, 8 5, 7 5,8

Lux Teruk ur

Daya (Watt) Terpasa Teruk ng ur

V (Volt )

I (Ampe re)

Cos phi

Luas (m2)

Lumen Terpasa ng

259

11

5,4

0,069

0,4

281

11

5,5

0,0696

32

285

11

5,8

34

284

11

5,7

0,39 4 0,39 4 0,39

36

291

11

5,8

280,0 0

11,00

5,64

0,91 76 0,91 76 0,91 76 0,91 76 0,91 76 0,92

570

31

221, 37 221, 76 221, 77 221, 34 221, 17 219, 24

0,0692 0,0691 0,068 0,0858

0,39 4 0,92

570 570 570 570 570,00

Teruk ur 237,65 8 257,84 6 261,51 6 260,59 8 267,02 2 256,93

Daya Pencahay aan (W/m2) 5,885 5,994 6,321 6,212 6,321 6,15

Efika si (lm/ W) 40,38 4 43,01 8 41,37 4 41,95 2 42,24 5 41,79

VIII. Analisis Data 8.1 Perbandingan daya terukur dan terpasang

Daya (Watt) 60 50 40 Daya Terukur

Watt 30

Daya Terpasang

20 10 0

TL+ BK

TL+ BK+C

Jenis Lampu TL+ TL+ BE BE+C

1. Analisis Antara Lampu TL 36 W Lampu TL dengan daya terpasang yang sama yaitu 36 W .Namun, dengan menggunakan ballast yang berbeda dan dengan penambahan kapasitor. Didapatkan hasil daya terukur, lux terukur, efikasi, dan cos phi pada table kompilasi. 

TL 36W + Ballast Konvensional (Kumparan)

Daya terukur yang paling tinggi adalah saat menggunakan ballast konvensional yaitu 54,542 dengan tingkat pencahayaan 1216 lux. Sehingga daya pencahayaan yang dihasilkan yaitu 56,45 w/m2 dan nilai cos phi nya yaitu 0,625, hal ini disebabkan oleh induktor yang menyebabkan adanya daya listrik yang terbuang. Rangkaian yang ada komponen induktor akan mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan yang menimbulkan sudut fasa (cos phi), nilai cos phi ini lah yang akan mengakibatkan seberapa besar energi terbuang. Daya terukur pada lampu TL lebih besar dibandingkan dengan daya terpasangnya karena karakteristik lampu TL yang membutuhkan waktu penyalaan. Hal tersebut diakibatkan gas yang berada didalam tabung lampu tidak terionisasi penuh sehingga tidak terdapat cukup arus

yang melewati filament lampu TL. Hal ini dibuktikan saat lampu TL 36W + ballast konvensional energi terbuang berupa terjadinyanya lonjakan arus sebelum stabil dengan flick (kedip),flick ini disebabkan karena turunnya frekuensi tegangan supply. 

TL 36W + Ballast Konvensional + Kapasitor Dengan penambahan kapasitor pada ballast konvensional ini berfungsi untuk

memperbaiki nilai cos phi, dimana akibat rangkaian yang ada komponen induktor yang mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sehingga muncul sudut beda fasa (cos phi). Seharusnya dengan penambahan kapasitor nilai cos phi lebih bagus (>0,85) dibandingkan sebelum penambahan, namun data yang didapat dari pengukuran nilai cos phi tidak lebih baik. Ballast konvensional + kapasitor menjadi lebih efektif hal ini ditunjukan dengan naiknya nilai efikasi setelah dipasang kapasitor yang semula 19,7 lum/watt menjadi 31,2 lum/watts. 

TL 36W + Ballast Elektronik Saat lampu TL dihubungkan dengan ballast elektronik arus starting menjadi lebih

stabil karena BE ini termasuk ballast hemat energi karena komponennya terdiri dari sistem rangkaian penyearah - inverter (power electronic) yang mampu menyalakan dan mematikan pada frekuensi tinggi. Daya yang dihasilkan oleh lampu TL +ballast elektrik ini menjadi lebih kecil yaitu 27,2W dengan daya pencahayaan yang tinggi yaitu 29,6 watt/m2.



TL 58W + Ballast Elektrik + Kapasitor Dengan penambahan kapasitor pada ballast elektrik ini tidak bermanfaat seperti ballast konvensional + kapasitor. Karena semakin banyaknya penggunaan ballast elektronik untuk meningkatkan efisiensi lampu, maka bentuk gelombang tegangan dan arus berubah menjadi nonsinusoidal. Seberapa jauh suatu gelombang menyimpang dari bentuk sinusoidal dinyatakan dengan besarnya kandungan harmonisa. Arus harmonisa adalah arus listrik yang frekuensinya kelipatan bulat dari frekuensi dasarnya (PT. PLN menggunakan frekuensi dasar 50 Hz). Artinya, arus harmonisa mempunyai frekuensi yang lebih tinggi dibanding frekuensi dasar 50 Hz. Berlawanan dengan trafo atau induktor, kapasitor mempunyai impedansi atau hambatan yang rendah pada frekuensi yang tinggi. Karena arus listrik cenderung mengalir melalui melalui lintasan yang hambatannya rendah maka arus harmonisa cenderung mengalir melalui kapasitor. Akibatnya, kapasitor bisa mengalami arus lebih karena adanya harmonisa. Hal ini dibuktikan dengan nilai arus yang tinggi yaitu 2,07A saat ballast elektronik + kapasitor, salah satu solusi dari permasalahan ini adalah dengan memasang induktor yang dipasang seri untuk mencegah mengalirnya arus harmonisa melalui kapasitor. Namun biaya pemasangan kapasitor menjadi lebih mahal. 2. Analisis Antara Lampu CFL dengan LED

Berikut merupakan analisis antara lampu CFL (compact flourscent) dan LED (light emited diode) berdasarkan aspek hemat energinya. 

Lampu CFL, merupakan teknologi lampu pengembangan dari lampu Incandescent Light Bulbs (ILB), pada masanya lampu ini merupakan lampu hemat energi karena dengan memiliki daya yang relatif kecil dengan warna cahayanya yang putih dan tingkat pencahayaan yang baik. Namun lampu CFL memiliki kekurangan diantaranya. -

Memliki efek buruk pada lingkungan,hal ini disebabkan lampu CFL mengandung merkuri, logam beracun,dan harus didaur ulang secara benar ketika terbakar habis.

-

Color Temperature / suhu warna = makin tinggi nilainya makin putih warna cahayanya dan sebaliknya makin kecil nilainya makin kuning warna cahayanya.



Lampu LED memiliki kelebihan yang tidak dimiliki oleh lampu CFL, yakni ketahahannya hingga puluhan tahun serta efisiensi nya yang jauh lebih baikDengan lifetime yang lama yaitu 5000 jam dan effisiensi yang lebih baik dari lampu CFL, maka lampu LED menjadi solusi lampu hemat energi pada masa ini.

3. Banchmark Penggunaan Daya, Faktor Daya dan Efikasi Banchmark penggunaan daya, faktor daya dan efikasi dilakukan pada masing-masing lampu dengan daya terpasang yang sama besar. 

Lampu LED 25W dan Lampu Pijar 25 W

Efikasi Lampu Pijar dan LED 30 EFIKASI

20 10 0 PIJAR

LED

Jika dilihat dari penggunaan daya antara lampu LED dan lampu pijar, konsumsi daya lampu LED lebih kecil daripada lampu pijar yaitu 20,74 W/m2 walaupun daya terpasangnya sama besar. Hal ini karena komponen LED sudah menggunakan teknologi yang tidak memerlukan lagi

filament tungsten yang akan berpijar karena panas. Namun, pada percobaan ini digunakan LED dengan warna kekuning-kuningan (warm) sehingga efikasi yang dihasilkan lebih kecil dari pada lampu pijar. Efikasi LED yaitu 7,616 lm/W.



Lampu CFL dengan daya 11W dan 12W

Efikasi CFL 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CFL TORNADO

EFIKASI

CFL ESSENTIAL

CFL GENIE

Dari ketiga jenis lampu CFL dengan daya terpasang CFL Genie dan CFL Essential 11 W dan CFL Tornado 12W, penggunaan daya paling besar yaitu pada CFL Assential dengan daya terukur sebesar 5,95 W/m2. Namun, hal ini tidak terjadi selisih yang signifikan dengan CFL Genie maupun Tornado. Begitu pula dengan faktor dayanya. Jika dilihat dari efikasinya, lampu CFL tornado memiliki memiliki efikasi paling tinggi karena dengan mengkonsumsi daya yang hampir sama dengan CFL lain tapi CFL Tornado menghasilkan fluks cahaya yang lebih besar. Efikasi CFL Tornado yaitu 61,60 lm/W. 

Lampu TL dengan daya terpasang 36 W

Penggunaan Daya Lampu TL 36 Watt 60 50 40 30

Daya Pencahayaan

20 10 0 TL K

TL K+C

TL E

TL E+C

Faktor Daya Lampu TL 36 Watt 0.65 0.6

Faktor Daya

0.55 0.5 0.45 TL K

TL K+C

TL E

TL E+C

Dari grafik diatas dapat dilihat perbandingan antara lampu TL menggunakan ballast konvensional, TL menggunakan ballast elektronik dan TL dengan ballast konvensional +kapasitor. Lampu TL dengan ballast konvensional mengkonsumsi daya paling besar yaitu 56.452 W/m2 dan setelah dilakukan penambahan kapasitor penggunaan daya-nya berkurang menjadi 36.399 W/m2. Artinya ada saving energi sebesar 35%. Hal ini dikarenakan pada lampu TL ballast konvensional digunakan inductor yang secara karakteristik menyebabkan faktor daya lagging (arus tertinggal terhadap tegangan). Karena itulah yang menyebabkan besar kecilnya nilai cos θ yang akan berdampak pada besar kecilnya energi yang terbuang. Lampu TL dengan menggunakan ballast elektronik pun mengkonsumsi daya lebih kecil dari pada ballast konvensional yaitu 29.64 W/m2 dan diperoleh penghematan sebesar 54%. Oleh karena itu, dari ketiga teknologi tersebut dengan besar lumen pada name plate yaitu 2600 lumen, efikasi tertinggi terjadi pada lampu TL dengan ballast electronik yaitu 39.234 lm/W. 4. Perbandingan Efikasi

Pada lampu dengan jenis TL yang mempunyai fluks cahaya terpasang paling tinggi dari jenis lampu lain yaitu 2600 lumen, dihasilkan efikasi paling tinggi pada CFL Tornado menggunakan ballast elektronik yaitu 64,564 lm/W dengan tingkat pencahayaan 1168.0 lux. Pada lampu dengan jenis CFL, dihasilkan efikasi tertinggi pada CFL Tornado yaitu 61,60 lm/W dengan fluks cahaya terpasang yaitu 441,5 lumen. Lampu dengan jenis LED dan pijar memiliki efikasi paling rendah yaitu 7.616 lm/W dan 8.023 lm/W. Dari semua jenis lampu, diperoleh efikasi paling tinggi pada lampu CFL Tornado yaitu 61,60 lm/W namun intensitas cahaya lebih kecil dari pada lampu TL yaitu 481,2 lux.

IX.

Kesimpulan

Dari praktikum konservasi energi pada sistem pencahayaan dapat disimpulkan bahwa : 

Terdapat beberapa konservasi yang dapat dilakukan pada praktikum sistem pencahayaan diantaranya. -

Low cost : membersihkan lampu, hal tersebut tidak dilakukan saat praktikum sistem pencahayaan. Namun bisa dijadikan pilihan untuk meningkatkan efisiensi dari lampu.

-

Medium cost : mengganti ballast konvensional dengan ballast elektrik. Hal tersebut menjadi solusi lampu hemat energi yang diterapkan pada lampu TL36W, dimana dari aspek pencahayaan,efikasi, dan daya, Lampu TL 36W + ballast elektrik lebih baik dari lampu TL lainnya. Dan untuk memperbaiki nilai cos phi ballast onvensional ditambah dengan kapasitor

-

High cost : dengan mengganti lampu, seperti lampu CFL diganti dengan lampu LED yang lebih hemat energi, atau lampu TL yang diganti dengan lampu LED tabung.



Lampu LED dan lampu pijar memiliki nilai efikasi paling rendah diantara lampu lainnya.



Efikasi paling tinggi terdapat pada lampu CFL Tornada namun lampu CFL tornado memiliki nilai intensitas cahaya yang lebih rendah dari lampu TL.



Dari ketiga percobaan lampu dengan jenis TL (Tube Lamp) dengan berbeda perlakuan, didapatkan kualitas paling baik dari sisi intensitas pencahayaan maupun sisi kelistrikan yaitu pada penggunaan ballast elektronik, dengan hasil :

- Efikasi : 39.234 lm/W - Intensitas cahaya : 1067.16 lux - Daya pencahayaan : 27.2 W/m

2

X. Daftar Pusataka ______. Modul Praktikum Konservasi Energi pada Sistem Pencahayaan. Bandung: Politeknik Negeri Bandung. ______. 2012. Analisis Pengaruh Kombinasi Lampu Pijar, TL, dan Lampu Hemat Energi Terhadap Kualitas Daya Listrik di Rumah Tangga.

https://konversi.wordpress.com/2009/11/18/kapasitor-bermanfaat-sekaligus-berbahaya/ diunduh pada tanggal 26-04-2017, 18:00 https://gulangguling.com/2015/08/03/lampu-led-lebih-hemat-perbandingan-ukuran-watt-lampuled-dan-neon/ diunduh pada tanggal 26-04-2017, 19:00