J.Tek.Ling
Edisi Khusus
Hal. 36 - 43
Jakarta, Juli 2006
ISSN 1441 – 318X
PENINGKATAN FAKTOR DAYA DENGAN PEMASANGAN BANK KAPASITOR UNTUK PENGHEMATAN LISTRIK DI INDUSTRI SEMEN Teguh Prayudi dan Wiharja Peneliti di Pusat Teknologi Lingkungan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Abstract that the installation of Capacitor bank at power factor in plant assessment can increase energy use up to 3 MVA, with this increasing automatically the energy can be used for other equipment. Therefore, the prediction of cost saving from electricity can raised more than 11 billion rupiahs. Even though, the installation of capacitor bank, cannot be implemented considering the high cost, but it is the main priority of the management. Key words: cement, Electrical, Capacitor bank 1.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Sebagai adalah salah satu produsen semen paling besar di Indonesia. Perusahaan telah mempunyai sistem pengoperasian pembuatan semen yang terintegrasi dengan kapasitas produksi total tahunannya mencapai 15.4 juta ton klinker. Perusahaan yang didirikan pada tahun 1985 dan saat ini mengoperasikan 12 pabrik,. Mempunyai produk utama Ordinary Portland_Cement (OPC). Selain itu juga menghasilkan semen jenis lain seperti Type V, dan Semen Portland Type II dan V, Oil Well Cement, dan Semen Portland Posolan. Sejak tahun 2001, setelah mayoritas sahamnya dibeli oleh pihak asing maka perusahaan lebih memfokuskan untuk mendapatkan kembali keuntungan finansialnya yang telah hilang selama krisis keuangan Asia. Dengan dukungan tenaga ahli dari internasional dalam bidang teknis,
36
keuangan dan pemasaran serta jaringan global, Perusahaan ini memfokuskan kembali aktivitasnya di bisnis inti yaitu memproduksi semen, dengan tujuan terakhir untuk mendapatkan kembali kekuatan keuangannya. Pada tahun 2003, perusahaan semen ini mencapai total penjualan dari lebih dari Rp 4 trilyun. Saham nya telah didaftarkan di Surabaya Stock Exchange dan Jakarta Stock Exchange. Perusahaan ini mempekerjakan lebih dari 7.100 personil pada akhir tahun 2003. Pada das arnya, semen dihasilkan dengan pyro-processing, penyiapan bahan baku dan penghalusan klinker yang diproduksi. Semen yang paling umum, Sement Portland memerlukan empat komponen bahan kimia yang utama untuk mendapatkan komposisi kimia yang sesuai. Bahan ters ebut adalah kapur (batu kapur), silika (pasir silika), alumina (tanah liat) dan besi oksida (bijih besi). Gipsum dalam jumlah yang sedikit ditambahkan selama penghalusan untuk memperlambat pengerasan.
Prayudi. T dan Wiharja: 2006
1.1.1 Penyedian Bahan Baku: Pabrik Semen ini mengoperasikan penggalian batu kapur dan tanah liat sendiri. Komponen campuran bahan baku lainnya dibeli dari tempat lain yaitu pasir silika, alumina (biasanya bauksit) dan besi. 1.1.2. Persiapan bahan baku: Semua bahan baku dihancurkan sampai menjadi bubuk halus dan dicampur sebelum memasuki proses pembakaran. Pengeringan awal bahan baku diperlukan untuk proses penggilingan dengan sistim kering 1.1.3. Persiapan bahan bakar dan Pyroprocessing: Tahap yang yang paling rumit dalam memproduksi Semen Portland adalah proses pembakaran, dimana terjadi proses konversi kimiawi sesuai rancangan dan proses fisika untuk mempersiapkan campuran bahan baku membentuk klinker. Proses dilakukan di dalam rotary kiln dengan mengunakan bahan bakar fosil berupa padat (batubara), cair (solar), atau bahan bakar alternatif. Batubara adalah bahan bakar yang paling umum dipergunakan karena pertimbangan biaya. 1.1.4. Persiapan Material Penghalusan:
Aditif
dan
Proses terakhir dalam memproduksi Semen Portland adalah penghalusan klinker dengan tambahan sedikit gipsum, kurang dari 4%, untuk menghasilkan jenis Ordinary Portland Cement I. Jenis semen lain dihasilkan dengan penambahan bahan aditif posolan atau batu kapur di dalam penghalusan semen. 1.1.5. Pengendalian mutu: Proses produksi pada setiap pabrik dimonitor oleh masing-masing pabrik dan dipusatkan di pusat ruang kontrol di mana peralatan komputer digunakan untuk
memonitor keseluruhan proses dari pengambilan bahan baku di gudang penyimpanan hingga penghalusan semen. Pemeriksaan mutu semen dilaksanakan secara terus-menerus. Untuk memastikan produksi semen tetap bermutu tinggi secara konsisten, suatu sistem modern pengambilan sample otomatis, analisis Xray otomatis dan komputerisasi proses dilaksanakan secara on-line untuk menjaga komposisi bahan baku sesuai ketentuan sehingga didapatkan komposisi kimia produk semen yang konsisten. 1.1.6. Pengiriman: Fasilitas penyimpanan semen, pengemasan, pengangkutan dan pengiriman adalah unsur penting dari suatu pabrik semen. Fasilitas ini nampak tidak penting dibandingkan dengan bagian yang lain dari pabrik semen, tetapi investasinya cukup besar terhadap total pabrik. Bila dilihat dari proses diatas maka dapat dilihat bahwa industri semen membutuhkan pasokan energi atau listrik yang sangat besar untuk dapat memproduksi semen dengan kualitas yang di inginkan. Oleh karena itu penghemat listrik akan sangat menguntungkan perusahaan terutama dalam hal penghematan biaya operasional. 1.2.
Tinjauan Pustaka
1.2.1.`Kapasitor bank Kapasitor bank adalah peralatan elektrik untuk meningkatkan power factor (PF), yang akan mempengaruhi besarnya arus(Ampere). Pemasangan kapasitor bank pada sebuah sistem listrik akan memberikan keuntungan sbb : 1. Peningkatan kemampuan jaringan dalam menyalurkan daya 2. Optimasi biaya : ukuran kabel diperkecil 3. Mengurangi besarnya nilai "drop voltage" 4. Mengurangi naiknya arus/suhu pada kabel, sehingga mengurangi rugi-rugi daya.
Peningkatan Faktor Daya......J. Tek. Ling. PTL- BPPT. Edisis Khusus: 36- 43
37
Peningkatan faktor daya ini tergantung dari seberapa besar nilai kapasitor yang dipasang (dalam kVAR). Sehingga denda kVARh Anda bisa dikurangi. Pada kehidupan modern dimana salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang besar. Besarnya energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R), induktansi (L) dan capasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan karena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan. Sedangkan beban listrik yang digunakan umumnya bersifat induktif dan kapasitif. Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya reaktif seperti trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif (negatif) mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan yang bersifat induktif. Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak hanya dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua daya itu akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN. Jika nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan industri maka rugi-rugi daya menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan yang sampai ke konsumen berkurang. Dengan demikian produksi pada industri itu akan menurun hal ini tentunya tidak boleh terjadi untuk itu suplai daya dari PLN harus ditambah berarti penambahan biaya. Karena daya itu P = V.I, maka dengan bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan harga V dan naiknya harga I. Dengan demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata merupakan suatu kesatuan yang kalau digambarkan seperti segi tiga siku-siku pada Gambar 1.
38
Dari Gambar 1 tersebut diperoleh bahwa Gambar 1: segitiga Power perbandingan daya aktif (kW) dengan daya nyata (kVA) dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf) atau cos r. cos r = pf = P (kW) / S (kVA) P (kW) = S (kVA) . cos r Seperti kita ketahui bahwa harga cos r adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti kondisi terbaik yaitu pada saat harga P (kW) maksimum [ P (kW)=S (kVA) ] atau harga cos r = 1 dan ini disebut juga dengan cos r yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga cos r yang ditentukan oleh PLN sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga cos r < 0,8 berarti pf dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW) yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan semakin menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan. Akibat menurunnya pf itu maka akan muncul beberapa persoalan sbb: a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi. b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR. c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan. Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan arus yang dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan rugi-rugi daya (daya reaktif) dan jatuh tegangan menjadi besar. Dengan demikian denda harus dibayar sebabpemakaian daya reaktif meningkat menjadi besar. Denda atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian kVARH yang tercatat dalam sebulan lebih
Prayudi. T dan Wiharja: 2006
tinggi dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang bersangkutan sehingga pf rata-rata kurang dari 0,85. Sedangkan perhitungan kelebihan pemakaian kVARH dalam rupiah menggunakan rumus sbb: [ B - 0,62 ( A 1 + A 2 ) ] Hk Dimana : B = pemakaian k VARH A1 = pemakaian kWH WPB A2 = pemakaian kWH LWBP Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH Untuk memperbesar harga cos r (pf) yang rendah hal yang mudah dilakukan adalah memperkecil sudut r sehingga menjadi 1r berarti r>r1. Sedang untuk memperkecil sudut r itu hal yang mungkin dilakukan adalah memperkecil komponen daya reaktif (kVAR). Berarti komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif harus dikurangi dan pengurangan itu bisa dilakukan dengan menambah suatu sumber daya reaktif yaitu berupa kapasitor.
memerlukannya dengan demikian pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil. Rugi-rugi kapasitor.
daya
sebelum
dipasang
Rugi daya aktif = I2 R Watt Rugi daya reaktif = I2 x VAR Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :
Rugi daya aktif = (I2 - Ic 2) R Watt Rugi daya reaktif = (I2 - Ic 2) x VAR 1.2.3. Pemasangan Kapasitor Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada dua cara :
Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua beban (induktor dan kapasitor) arahnya berlawanan akibatnya daya reaktif menjadi kecil. Bila daya reaktif menjadi kecil sementara daya aktif tetap maka harga pf menjadi besar akibatnya daya nyata (kVA) menjadi kecil sehingga rekening listrik menjadi berkurang. Sedangkan keuntungan lain dengan mengecilnya daya reaktif adalah :
1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:
•
1.2.4. Perawatan Kapasitor
•
Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem. Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.
1.2.2. Proses Kerja Kapasitor Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang
a. Sisi primer dan sekunder transformator b. Pada bus pusat pengontrol 2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan a. Feeder kecil b. Pada rangkaian cabang c. Langsung pada beban
Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang.
Peningkatan Faktor Daya......J. Tek. Ling. PTL- BPPT. Edisis Khusus: 36- 43
39
Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :
trip, maka dengan perbaikan faktor daya hal ini tidak terjadi lagi.
• •
Keuntungannya adalah dengan kapasitas daya (misal 900 VA), Anda bisa memakai peralatan listrik lebih banyak dengan cos phi yang tinggi, sehingga Anda tidak perlu mengajukan penambahan daya ke PLN.
•
Pemeriksaan kebocoran Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor Pemeriksaan isolator
Peningkatan faktor daya ini tergantung dari seberapa besar nilai kapasitor yang dipasang (dalam kVAR). Sehingga denda kVARh Anda bisa dikurangi. Jadi dengan memasang kapasitor bank, selain bisa menghemat tagihan rekening listrik per bulan, kita juga bisa mendapatkan penghematan dari optimasi jaringan (ukuran kabel bisa dipilih yg lebih kecil, rugi-rugi daya diperkecil, dan efisiensi jaringan listrik). Memang pemasangan kapasitor bank ini adalah sebuah investasi yang manfaatnya baru bisa diperoleh setelah beberapa bulan. Dengan memasang kapasitor, suplai daya reaktif yang dibutuhkan oleh peralatan2 induktif akan dilakukan oleh kapasitor dan jaringan listrik. Sehingga secara "kasarnya" dapat diartikan bahwa daya reaktif yang disuplai oleh jaringan listrik akan berkurang karena sudah dibantu suplai oleh kapasitor. Karena seluruh pemakaian listrik (termasuk losses) setelah kWhmeter akan dihitung oleh kWhmeter. Untuk industri, PLN menagihkan daya aktif dan daya reaktif sedangkan untuk rumah tangga, PLN hanya menagihkan daya aktif saja. Sebagai contoh, sebuah rumah dengan kapasitas daya 900 VA memiliki cos phi 0.65 Maka daya aktif yang bisa dipakai adalah 585 W. Apabila cos phi ditingkatkan menjadi 0.95 maka Anda mendapatkan daya aktif 855 W. Sehingga dengan cos phi yang lebih tinggi Anda bisa memakai lebih banyak peralatan listrik. Misal, sebelumnya kalau pompa air dan setrika menyala bersamaan menyebabkan MCB
40
Pemakaian capacitor ini menguntungkan kedua belah pihak, dari sisi pelanggan tagihan bisa berkurang dan dari sisi PLN Losses energi listrik dapat ditekan. Untuk Indonesia beban listrik umumnya induktif, sehingga makin jauh dari Sumber Listrik cos phi nya akan makin kecil. Untuk beban yang sama akan diperlukan arus yang lebih besar dibanding dengan yang cos phi nya lebih besar. Sedangkan losses berbanding lurus dengan pangkat dua dari arus dan tahanan penghantar (i^2 * R). PLN justru senang kalau pelanggan memasang capacitor karena dapat membantu PLN, dimana PLN dapat mensupply lebih banyak lagi arus ke pelanggan. Bagi konsumen ini merupakan investasi, dimana dengan dipasangnya capacitor, tagihan akan berkurang dengan alternative bisa memasang lebih banyak lagi alat listrik. 1.3. METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan dengan melakukan pengamatan pada besarnya faktor daya pada pembangkit utama serta besarnya kapasitas pembangkit tersebut, hasil dari pengamatan kemudian dikaji dan ditetapkan opsi yang paling tepat untuk dapat melakukan penghematan biaya operasional pabrik, dalam hal ini adalah penghematan penggunaan listrik. 2.1.
Peralatan
Peralatan yang digunakan adalah peralatan pengukur Listrik yaitu: Peralatan yang digunakan untuk mengukur parameter listrik utama seperti KVA, kW,
Prayudi. T dan Wiharja: 2006
PF, Hertz, KVAr, Ampere dan Volt. Beberapa peralatan juga mengukur harmonis. Pengukuran cepat dapat dilakukan dengan peralatan yang dibawa oleh tangan, sedangkan peralatan yang lebih baik dilengkapi dengan fasilitas pembacaan kumulatif dan pencetakan pada selang waktu tertentu.yaitu HIOKI 3286-20 Clamp-on Power Hitester Gambar 2. Pengukuran Daya dan Faktor Daya pada Sirkuit Tiga Kawat Satu Fase (Hioki Ltd) 2.3.
Gambar 1. Hioki 3286-20 Clamp-on Power Hitester (Hioki Ltd)Gambar 1
2.2.
Cara Kerja peralatan pengukur listrik
Peralatan mempunyai tiga kabel utama, yang disambungkan ke penjepit buaya pada ujungnya. Tiga kabel utama adalah kuning, hitam dan merah. Gambar 2 memberikan gambaran metode pengukuran untuk berbagai macam kondisi. Prosedur operasi bervariasi untuk setiap jenis penjepit atau analisis daya. Untuk prosedur operasi yang benar, operator harus selalu memeriksa instruksi manual yang diberikan bersama peralatan. Daya dan faktor daya pada sirkuit tiga kawat satu fase diukur dengan cara yang sama pada dua kawat satu fase. . Hubungkan ujung hitam ke kawat netral seperti yang ditunjukkan oleh gambar, kemudian ubah ujung merah dan sensor jepitan ke masing-masing kawat. Sekarang daya dan faktor daya antara kawat dapat diukur
Hasil Pengamatan :
Konsumsi tenaga listrik pada sistem suplai listrik di plant yang dikaji lebih tinggi dari yang seharusnya, dan tenaga listrik untuk semua jalur produksi dari pabrik semen tersebut disediakan oleh pembangkit listrik pembangkit utama dan sisanya oleh PT Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai cadangan. Pembangkit listrik utama terdiri dari Pembangkit diesel dan ko-generasi dengan total kapasitas terpasang kira-kira 300 MW, sedangkan dari PLN sekitar 20 MW. Tenaga listrik yang terdapat di pabrik tersebut mempunyai sistem tegangan 33 kV, 3-fase, 50 Hz.Pembangkit listrik untuk Plant yang dikaji didistribusikan dari dua sumber 3P10S1UC1 dan 3P10S1UC2, melalui dua trafo step down (33/6,6kV), masing-masing mempunyai kapasitas terpasang 22,5 MVA dan total beban operasi normal. Diagram sederhana untuk plant yang dikaji seperti ditunjukkan pada Gambar 3 di
atas. • Data yang dikumpulkan selama pengkajian adalah beban terpasang dan beban aktual untuk kedua pengumpan masuk dan keluar. Hal-hal yang diidentifikasi selama pengkajian pada sistem penyediaan listrik di line tersebut meliputi: • Transformator 22,5 MVA dioperasikan secara terpisah dengan Tie Bus yang menghubungkan bus bar 3P1 dan 5P1 dioperasikan dalam mode normal
Peningkatan Faktor Daya......J. Tek. Ling. PTL- BPPT. Edisis Khusus: 36- 43
41
terbuka (NO). Kondisi ini menyebabkan pemborosan karena ketidak seimbangan beban dan perawatan pada trafo. • Faktor daya dari Pembangkit Tenaga Listrik adalah 0,95, tetapi faktor daya di pengumpan masuk plant hanya 0,68, pada beban total 15,96 MW. Kondisi ini disebabkan karena pada kenyataannya
peralatan untuk koreksi faktor daya, seperti kapasitor bank, tidak dipasang. • Pada beban yang rendah (misalnya hanya sedikit motor sedang berjalan), faktor daya dari setiap pengumpan lebih dari 0,80. Sebagai contoh; pengumpan untuk raw mill mempunyai faktor daya 0,81 bila bebannya 428 kW, dan pengumpan trafo-pembantu mempunyai faktor daya 0.82 jika bebannya 194 kW.
Incoming Feeder 33 kV; 3φ; 50 Hz, dari Power Plant 11.71 MW 1524 Amp pf = 0.67
3P10S1UC1 3P10S1UC2
Bus-5P1; 6,6 kV; 50 Hz, 3φ; 3000 A; 300 MVA
Gambar 3 – Single Line Diagram di Plant Kajian
2.4. Pemasangan bank kapasitor untuk meningkatkan faktor daya. Diperkirakan, diperlukan 12 MVAR untuk meningkatkan faktor daya dari 0,68 menjadi 0,95 dengan memasang dua bank kapasitor. Masing-masing bank kapasitor dipasang pada kedua masukan pengumpan. Bank kapasitor masing-masing mempunyai daya 6 MVAR, 6,6 kV, 3 fase, 3 stage. Apabila diterapkan, keuntungan melalui meningkatkan faktor daya akan sebagai berikut:
42
Feeding Cement Mill 423 kW
Cement Mill 4061 kW
Feed RM Transport 600 kW
6.6 kV/115 V;1,5 kVA
PT. Measurement
Measurement 6.6 kV/115 V; 1,5 kVA
Aux. Transformer 600 kW PT.
Tie Bus NO
Kiln Cooler
Heat Exchanger 4553 kW
Raw Mill 5022 kW
Packing 600 kW 6 MVAR; 3-stage Bank Capacitor (Recommended Installation)
5P20TR1 33 / 6,6 kV 22.5 MVA ONAF
3P20TR1 33 / 6,6 kV 22.5 MVA ONAF
Bus-3P1; 6,6 kV; 50 Hz; 3φ; 3000 A; 300 MVA
4.25 MW 527 Amp pf = 0.71
6 MVAR; 3-stage Bank Capacitor (Recommended Installation)
Pengurangan kerugian distribusi sepanjang jalur distribusi listrik diperkirakan 672.000 kWh per tahun, diasumsikan kerugian distribusi arus adalah 1% dari total konsumsi daya. Pada operasi normal bebannya adalah 15,96 MW. Dengan faktor daya 0,68, maka Plant Kajian memerlukan 23.47 MVA, tetapi jika faktor dayanya dinaikkan 0,95, maka hanya akan diperlukan 16,80 MVA. Ini berarti ada penghematan kapasitas daya sebesar 6,67 MVA yang dapat dipergunakan untuk tujuan lain. Table 1dan table 2. memperlihatkan perhitungan untuk mendapatkan kebutuhan faktor daya pada feeder 1 dan feeder 2
Prayudi. T dan Wiharja: 2006
berdasarkan perhitungan loading dan anloading pada jam jam tertentu di plant
yang dikaji
Tabel 1. Perhitungan Loading dari Feeder I dan Feeder II Feeder I (AA5) Voltage Power
Feeder II (AA8)
No
Tgl
Jam
Ampere (A)
(KV)
(MW)
(MVAR)
(A)
(KV)
(MW)
(MVAR)
Factor
1
14/01/05
16:00
1506
6,56
13,05
11,1
0,76
483
6,52
4,48
3,04
0,82
2
14/01/05
24:00
1478
6,62
13,01
10,72
0,77
497
6,55
4,65
3,24
0,82
3
15/01/05
08:00
1441
6,58
12,51
10,49
0,76
501
6,51
4,57
3,18
0,82
4
15/01/05
16:00
722
6,69
5,01
6,64
0,60
492
6,54
4,59
3,28
0,82
5
15/01/05
24:00
364
6,71
2,66
3,25
0,63
504
6,55
4,66
3,26
0,82
6
16/01/05
08:00
280
6,66
2,01
2,4
0,64
507
6,56
4,63
3,25
0,82
7
16/01/05
16:00
270
6,72
1,95
2,32
0,64
502
6,53
4,61
3,24
0,82
8
16/01/05
24:00
379
6,67
2,78
3,27
0,64
493
6,46
4,62
3,2
0,82
9
17/01/05
08:00
714
6,66
5,32
6,3
0,64
509
6,51
4,67
3,18
0,82
Factor
Ampere
Voltage
Power
Tabel 2. Perhitungan Kebutuhan Power Faktor
LOAD
POWER (before pf impr) Active MW
Reactive MVAr
Apparent MVA
Cos f f 1
Tan f
f 2
f 1
f 2 0,4843 0,4843
FEEDER -I
Low High
5,01 13,05
6,64 11,1
8,32 17,13
0,6023 0,9000 0,7617 0,9000
1,3253 0,8506
FEEDER -II
Low High
4,25 4,65
3,12 3,24
5,27 5,67
0,8061 0,9000 0,8205 0,9000
0,7342 0,6967
Notes 1. Power factor is increased to be 0,9
4,2134 4,7802
Apparent power
MVAr MVA Cos f=0.9 Selisih Cos f=0.9 5,5667 14,5000
2,7514 2,6322
2,43 6,32
0,4843 1,0621 4,7222 0,5501 2,06 0,4843 0,9877 5,1667 0,5008 2,25 3. After increasing power factor, there is reduction on 2. capasitor that is needed is in grey coulomb. apparent power using (black coulomb) :
Cos f1 : power factor before # Feeder-I : ± 4.5 MVAr ; 6.6 kV increasing. Cos f2 : power factor after increasing. # Feeder-II : ± 1.0 MVAr ; 6.6 kV
2.
MVAr for Imprv.
PEMBAHASAN
Dari hasil perhitungan, maka keuntungan dari penerapan penambahan faktor daya atau bank kapasitor pada plant yang dikaji adalah sebagai berikut: 3.1 Keuntungan Finansial Investasi untuk proyek ini Rp 1.,500.000.000 atau kira-kira US $ 170.000 (1US $ = Rp 9.200,00). Dengan beberapa asumsi: • Biaya energi = Rp 532 per kWh • Operasi Pabrik = 300 hari Sehingga didapat perhitungan ekonomi seperti dibawah ini: Penghematan Daya = 3 x 1000 kW x 0,9 ( 1MV = 0,9 MW) = 2.700 kW
# Feeder-I : ± 2.5 MVA ; 6.6 kV # Feeder-II : ± 0.5 MVA ; 6.6 kV
Penghematan Energi per hari = 2.700 kW x Rp 532/kWh x 24 J = Rp 34,473,000 Penghematan energi per tahun = 2.700 kW x Rp 532/kWh x 24 J x 300 hari Cash Inflow per tahun = Rp 10.342.000.000 = US$ 1.124.130 Waktu pengembalian modal = 43 hari atau 1,5 bulan 3.2.
Keuntungan bagi lingkungan
• Penghematan energi (untuk feeder 1 & 2) • Emisi gas rumah kaca
= 3 MVA 3 MVA x Jam
x Hari x Faktor Emisi x cos ϕ 3 = 3 x 24 x 300 x 0.724* x 0.9 x 1.73 = 24,348.9 TCO2/YR
Prayudi. T dan Wiharja: 2006
42
Catatan: * Sumber dari UNEP GHG calculator: www.uneptie.org/energy/tools/ghgin/ 3. 4.1. •
•
37
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Walaupun penambahan faktor daya cukup mahal, namun waktu pengembaliannya atau break efen pointnya (BEP) tidak sampai 2(dua) bulan sehingga perusahaan tersebut sudah dapat mengambil keuntungan pada bulan ke 3.(tiga) . Pada saat ini dunia sedang konsen terhadap emisi gas buang, terutama gas CO2 yang dapat menyebabkan pemanasan global, maka perusahaan telah berkontribusi untuk mengurangi emisi CO2 nya sebesar lebih kurang 24 ribu ton per tahun. Dimana hal ini akan menambah kredibilitas perusahan
untuk menghadapai persaingan di dunia internasional. 4.2.
Saran
Karena biaya untuk investasi cukup mahal maka disarankan untuk bekerjasama dengan badan keuangan tertentu untuk pembiayaannya dengan skema pembayaran berdasarkan keuntungan penghematan energi setelah bulan ketiga selesainya proyek ini. DAFTAR PUSTAKA 1. ”Pedoman Efisiensi Energi Untuk Industri di Asia” Geriap Project, UNEP, 2005 2. Peranan energi dalam menunjang pembangunan berkelanjutan, Publikasi Ilmiah, BPPT, Jakarta, Mei 1995. 3. ”Energi Listrik”, Ir. Akbar, materi pelatihan produksi bersih untuk efisiensi energi di Gedung BPPT 23-25 November 2005
Peningkatan Faktor Daya......J. Tek. Ling. PTL- BPPT. Edisis Khusus: 36- 43
