Sering kali kita mendengar dan melihat ada produk-produk listrik yang dijual oleh sales atau di toko listrik, yang memiliki fungsi untuk menghemat pemakaian daya listrik di instalasi listrik rumah tangga.
Gambar 1. Alat penghemat energi rumah tangga
(Sumber : Dokumentasi Pribadi)
Menghemat daya disini berarti mengurangi tagihan listrik yang harus dibayarkan ke operator tenaga listrik/ PLN. Tentu saja hal ini menjadi tawaran menarik ditengah kenaikan TDL (Tarif Dasar Listrik) yang mungkin sedikit membebani masyarakat 😎....... hehehehe
Gambar 2. Bagian dalam alat penghemat listrik
" Pada dasarnya Alat Penghemat Daya merupakan suatu alat yang terdiri dari komponen kapasitor yang terangkaia/ terhubung secara parallel dengan sumber atau beban listrik ".
Gambar 3. Rangkaian Ekuivalen
Dimana fungsi dari kapasitor adalah untuk memperbaiki faktor daya (Cos 𝛼) rendah yang dihasilkan oleh beban-beban listrik rumah tangga yang bersifat induktif, dimana faktor daya yang rendah akan menyebabkan naiknya arus listrik yang terjadi pada instalasi listrik. Contoh beban yang bersifat induktif pada peralatan listrik rumah tangga adalah Air Conditioner, kulkas, juicer, blender dll.
Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengetahui kondisi faktor daya yang terjadi pada instalasi listrik rumah tangga adalah :
Dengan melakukan pengukuran menggunakan cosphi meter atau dengan menggunakan power analyzer.
Dengan melakukan perhitungan total daya listrik rumah tangga, saat beberapa beban digunakan secara bersamaan dan menyebabkan MCB pada APP trip atau off.
Dengan metode pertama, hasil pengukuran faktor daya langsung dapat kita baca pada tampilan alat ukur. Sedangkan pada metode kedua, dapat dilihat pada contoh berikut.
Contoh :
Dalam suatu rumah tangga dengan kapasitas daya berlanggan adalah 2200 VA (kapasitas MCB di APP 10 Ampere dengan asumsi tegangan 220 volt), terdapat beban listrik sebagai berikut.
Tabel 1. Peralatan Listrik Rumah Tangga
Dapat dilihat bahwa total daya dari ketujuh beban tersebut adalah 1423 watt, ketika seluruh beban listrik tersebut digunakan secara bersamaan, menyebabkan MCB 10A di APP (Alat Pembatas dan Pengukur) tripp/ off. bisa diasumsikan bahwa penggunaan ketujuh beban listrik tersebut secara bersamaan, menghasilkan faktor daya yang rendah pada sistem kelistrikan di rumah tangga.
Pertanyaannya adalah ? bagaimana cara menghitung dan mengetahui nilai faktor daya yang rendah tersebut ?????
Gunakan segitiga daya untuk melakukan analisis perhitungan terhadap faktor daya yang dihasilkan beban listrik rumah tangga tersebut.
Gambar 4. Segitiga Daya
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa faktor daya (cos phi) merupakan perbandingan daya nyata (P) terhadap daya semu (S), sehingga :
Dari hasil perhitungan dapat dilihat bahwa nilai faktor daya yang dihasilkan dari penggunaan beban listrik dirumah tangga adalah 0,64. Secara teori nilai faktor daya memiliki rentang antara 0 - 1, dimana faktor daya 1 hanya terjadi jika beban yang dilayani merupakan beban resistif murni.
Saat faktor daya dari beban adalah 0,64 nilai arus total yang melewati MCB adalah 10 Ampere. Ketika piranti pembatas (MCB) pada APP dengan kapasitas arus 10 A, dilewati arus dengan nilai minimal 10 A, maka MCB tersebut akan trip/ off. Beberapa dari pelanggan yang tidak memiliki pengetahuan cukup mengenai kelistrikan akan menganggap bahwa penambahan daya merupakan solusi untuk menyelesaikan permasalahan ini. Tapi penambahan daya akan menghadirkan permasalahan lain yaitu semakin bertambahnya abodemen pembayaran yang dapat meningkatkan tagihan listrik bulanan ... 😥. Hal tersebut dapat dihindari dengan cara menambahkan kapasitor pada sistem instalasi listrik. Dimana kapasitor tersebut memiliki fungsi untuk mensuplai daya reaktif pada instalasi listrik, sehingga faktor daya dapat diperbaiki.
Kembali ke contoh diatas, besarnya daya reaktif (Q) yang diserap oleh beban yang bersifat induktif, dapat dihitung dengan persamaan berikut.
Dari perhitungan diatas diperoleh nilai daya reaktif yang diserap oleh beban yang bersifat induktif dengan nilai 1689,6 var. Untuk menjadikan faktor daya memiliki nilai 1, maka besar daya reaktif yang disupply ke beban harus memiliki nilai yang sama dengan besarnya daya reaktif yang diserap oleh beban. Dalam contoh ini, secara teori besarnya daya reaktif yang harus disuplai kebeban agar mendapatkan faktor daya 1 adalah 1689,6 var.
Gambar 4. Diagram fasor daya nyata dan daya semu
Gambar diatas merepresentasikan kondisi vektor dari daya nyata (P) dan daya reaktif (Q). Penambahan suplay daya reaktif oleh kapasitor dengan nilai yang sama dengan daya reaktif yang diserap oleh beban, menghasilkan kondisi baru dimana vektor daya nyata (P) sejajar dengan vektor daya semu (S). Sebelum dilakukan perbaikan faktor daya, daya semu senilai 2200 VA menghasilkan nilai arus sebesar 10 A, maka setelah dilakukan perbaikan faktor daya, daya semu turun menjadi 1423 VA sehingga pada kondisi baru ini nilai arus menjadi.
Setelah dilakukannya penambahan kapasitor pada instalasi listrik, MCB dengan kapasitas arus 10 A yang sebelumnya akan trip/ off pada daya 1423 watt, menjadi tidak trip/ off dikarnakan pada kondisi beban yang sama, arus yang melewati MCB adalah 6,46 A.
Kesimpulan :
Penambahan kapasitor secara parallel pada instalasi listrik berfungsi untuk memperbaiki faktor daya yang dihasilkan oleh beban listrik rumah tangga yang bersifat induktif.
Menurunkan nilai arus yang tinggi yang disebabkan oleh beban rumah tangga yang bersifat induktif.
Penambahan kapasitor tidak mengurangi penggunaan daya nyata (P) dalam instalasi listrik, berarti besarnya energi yang dimanfaatkan tetap sama dengan kondisi penggunaan beban dengan durasi dan daya yang sama. Yang berkurang adalah nilai daya semu yang diserap oleh beban, dengan melakukan perbaikan faktor daya nilai daya semu sebelum dilakukan perbaikan adalah > 2200 VA, setelah dilakukan perbaikan menjadi 1423 VA.
Metering APP hanya mengukur penggunaan energi rumah tangga dalam kWh (Kilo Watt Jam), dikarnakan tidak ada perubahan daya aktif (P) yang diserap oleh beban, penambahan kapasitor tidak akan mengurangi tagihan listrik.
Hal-hal yang dapat dilakukan untuk mengurangi tagihan listrik :
Gunakanlah peralatan listrik rumah tangga yang mengkonsumsi daya listrik rendah. saat ini dipasaran sudah banyak produk-produk kelistrikan yang mengkonsumsi daya rendah tapi dengan kinerja yang hampir atau bahkan sama dengan peralatan listrik yang mengkonsumsi banyak daya. Contoh lampu LED 5 watt memiliki lumen yang hampir sama atau bahkan lebih dengan lampu pijar 20 watt, AC inverter yang mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan AC non inverter dikarnakan pada AC inverter besarnya arus listrik ketika motor kompresor dan motor blower aktif bisa dikurangi.
Gunakanlah energi listrik se efisien mungkin, dalam artian setelah memanfaatkan energi listrik untuk keperluan-keperluan tertentu, matikan atau cabut peralatan listrik dari sumber listrik.
Memanfaatkan sumber energi terbarukan untuk menghasilkan energi listrik. Saat ini harga panel surya sudah mulai masuk dikantong, artinya kita bisa membeli panel surya dengan kapasitas tertentu dan memasangnya di atap rumah untuk menghasilkan energi listrik, sehingga energi listrik rumah tangga tidak hanya disuplay oleh PLN tetapi juga disupply dari Panel Surya.
Berapa nilai kapasitansi kapasitor yang digunakan ?
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, kapasitor yang dibutuhkan adalah senilai 111,19 𝛍F, Gunakan kapasitor dipasaran yang memiliki kapasitas nilai yang lebih rendah dari hasil perhitungan, untuk menghindari terjadinya kondisi oversupply daya reaktif yang dapat menyebabkan naiknya tegangan kerja dari instalasi listrik.
Comments