Cari

Muhammad Burhanuddin

Specialty in Industrial Engineering

Kategori

Elektronika Industri

Menghitung Biaya Pemakaian Listrik


Di dalam Industri Manufaktur, peralatan yang paling banyak dipakai dalam produksi adalah peralatan yang menggunakan daya listrik sebagai energi atau tenaga untuk dapat mengerakkan peralatan tersebut. Peralatan-peralatan Listrik tersebut antara lain: Soldering Iron, Electric Screw Driver (Obeng Listrik), Mesin Solder, Mesin Bonding, Ionizer, Komputer, Air Conditioner (AC), Kompresor Angin dan Alat-alat uji dan pengukuran seperti  Osciloscope, Voltmeter, Signal Generator dan  Audio Analyzer.

Biaya Listrik merupakan salah satu biaya operasional produksi yang tertinggi setelah biaya Tenaga Kerja (Manpower). Di negara maju seperti Amerika Serikat, biaya listik yang digolongkan sebagai “Electric Utility Cost” memakan porsi biaya sekitar 7% ~ 16% dari total biaya operasional produksi (EIA, 2015) sehingga sangat penting sekali bagi kita untuk melakukan penghematan dan optimasi pemakaian peralatan listrik tersebut.

Untuk meng-optimasi-kan pemakaian listrik dan penghematan biaya listrik, tentunya kita harus mengetahui seberapa banyak peralatan tersebut meng-konsumsi-kan listriknya yang kemudian akan kita konversikan ke dalam biaya pemakaian listrik. Untuk melakukan perhitungan biaya pemakaian listrik, kita juga harus mengetahui tarif listrik yang telah ditetapkan oleh PLN setempat.

Berikut ini cara untuk menghitung biaya pemakaian listrik untuk peralatan-peralatan yang sering digunakan dalam produksi.

Kita mengambil contoh sebuah Pabrik yang berskala industri menengah ke atas, maka tarif yang kita gunakan adalah tarif yang ditentukan oleh PLN.  Contohnya di golongan I-1/TR (industri golongan 1 dengan memakai Tegangan Rendah) seperti lampiran dibawah ini.

tarif

Ada dua Jenis label informasi tentang penggunaan daya listrik pada peralatan produksi tersebut, yaitu adanya penulisan pemakaian Watt dan yang satu jenis lagi hanya tertuliskan Voltage dan Ampere. Berikut ini adalah cara perhitungan untuk kedua jenis label pada peralatan-peralatan listrik:

Adanya Informasi tentang Daya (Wattage) Pemakaian Listrik di Peralatan

Contoh Kasus I
Contoh Peralatan yang ingin dihitung biaya pemakaian listriknya adalah Solder yang bermerek Hakko dengan konsumsi daya sebesar 60W dan Tegangan listrik yang dipakainya adalah 230 Volt (label konsumsi daya listrik, seperti digambar bawah ini).

daya listrik soldering iron

Penyelesaiannya :

Diketahui :
Tarif / kWh: Rp. 1112,-
Konsumsi listrik : 60W (0.06kW)
Biaya Listrik per Jam = tariff/kWh x Wattage
Biaya Listrik per Jam = Rp. 1112 x 0.06 kW
Biaya Listrik per Jam = Rp. 66,72/Jam

Jika di Pabrik tersebut memiliki 30 unit Soldering Iron yang dihidupkan selama 24 Jam per hari dalam 30 hari kerja. Maka Biaya pemakaian Listrik dalam sebulan adalah :

Rp. 66,72 x 30 unit x 24 Jam x 30 hari = Rp. 1.441.152,- per bulan.

Contoh Kasus II
Di Pabrik yang sama, Mesin yang ingin dihitung biaya pemakaiannya adalah Mesin Solder dengan Konsumsi daya listrik sebesar 33 KiloWatt pada tegangan 380Volt.

Penyelesaiannya :

Diketahui :
Tarif / kWh: Rp. 1112,-
Konsumsi listrik : 33 kW
Biaya Listrik per Jam = tariff/kWh x Wattage
Biaya Listrik per Jam = Rp. 1112 x 33kW
Biaya Listrik per Jam = Rp. 36.696,-/Jam

Jika di Pabrik tersebut memiliki 5 unit Mesin Solder yang dihidupkan selama 24 Jam per hari dalam 30 hari kerja. Maka Biaya pemakaian Listrik Solder Mesin tersebut dalam sebulan adalah :

Rp. 36.696,- x 5 unit x 24 Jam x 30 hari = Rp. 132.102.600,- per bulan.

Hanya terdapat informasi tentang Voltage (Tegangan) dan Ampere (Arus Listrik) di Peralatannya

Jika di peralatan tersebut tidak tertulis Daya atau Wattage pemakaian Listrik, maka kita dapat melakukan perhitungan Daya atau Wattage-nya berdasarkan Voltage dan Ampere yang tertera di Peralatan tersebut.

daya listrik lcd monitor

Contoh Kasus III
Masih di Pabrik yang sama, Sebuah LCD Monitor hanya tertulis Power Rating AC 100~240 Volt dengan pemakaian Arus Listrik sebanyak 1.5 Ampere. Berapakah Biaya Pemakaian Listrik tersebut ?

Penyelesaiannya
Tarif / kWh: Rp. 960,-
Tegangan: 220 Voltage (karena di Indonesia, PLN mengeluarkan tegangan 220V)
Arus Listrik: 1.5A

Pertama, kita harus hitung Daya (Wattage) pemakaian listriknya terlebih dahulu.
Watt = Volt x Ampere
Watt = 220V x 1.5A
Watt = 330 Watt (0.33kW)

Setelah kita mengetahui Watt-nya, perhitungan selanjutnya sama dengan cara diatas, yaitu :
Biaya Listrik per Jam = tariff/kWh x Wattage
Biaya Listrik per Jam = Rp. 960 x 0.33
Biaya Listrik per Jam = Rp. 316.8/Jam

Jika di Pabrik tersebut memiliki 15 unit LCD Monitor yang dihidupkan selama 12 Jam per hari dalam 20 hari kerja. Maka Biaya pemakaian Listrik untuk LCD Monitor tersebut dalam sebulan adalah :

Rp. 316.8 x 15 unit x 12 Jam x 20 hari = Rp. 1.140.480,- per bulan.

Catatan :
Karena Satuan perhitungan Listrik adalah Kilo Watt Per Jam atau Kilo Watt per Hour (kWh) maka Daya atau Wattage pada peralatan tersebut harus di dijadikan ke Kilo Watt terlebih dahulu (1 Watt = 0.001 kilo Watt).

Keterangan Kategori Ketinggian Tegangan berdasarkan PT. PLN :

  • Tegangan Rendah (TR) : Tegangan dibawah 1,000 Volt
  • Tegangan Menengah (TM) : Tegangan 1,000 Volt sampai 35,000 Volt
  • Tegangan Tinggi (TT) : Tegangan 35,000 sampai 245,000 Volt
  • Tegangan Extra Tinggi (TET) : Tegangan diatas 245,000 Volt

(Masing-masing kategori dikenakan Tarif Dasar yang berbeda-beda)

Cara Perhitungan Pemakaian Listrik di atas dapat juga dipakai untuk pemakai Listrik lainnya seperti perumahan, pertokoan dan kampus/sekolah.

Optimasi Hidro-Termis


Dalam sistem tenaga listrik yang terdiri dari kelompok pembangkit hidro dan kelompok pembangkit termis, diperlukan jalur pembagian beban antara kedua kelompok pembangkit ini agar dicapai keadaan operasi yang optimum dalam arti tercapai biaya bahan bakar yang minimum.

Hal ini terutama diperlukan:

  • Kelompok pembangkit hidro tidak semua PLTA run-off river, tetapi ada yang mempunyai kolam tando harian.
  • Kemompok pembangkit termis terdiri dari beberapa macam jenis pembangkit, misalnya PLTU batubara, PLTGU gas, dan PLTG bahan bakar minyak dengan biaya bahan bakar Rp/kWh yang berbeda.

Pada prinsipnya, harus diusahakan agar yang tersedia untuk PLTA tepakai habis dan unit pembangkit termis yang termahal biaya bahan bakarnya mempunyai produksi kWh yang minimal. Dasar pemikiran ini memerlukan suatu prinsip yang harus diikuti dalam pelaksanaan operasinya, khususnya dalam memenuhi neraca daya sistem. Untuk itu, PLTA run-off river harus dibebani maksimum sesuai air yang tersedia. Sedangkan PLTA dengan kolam tando harian harus dioperasikan saat nilai air tinggi, yaitu saat incremental cost system tinggi.

Secara singkat, prinsip optimasi hidro-termis adalah agar menggunakan air sebanyak mungkin sewaktu nilai air tinggi, yaitu saat incremental cost system tinggi, dan hematlah air sebanyak mungkin sewaktu nilai air rendah, yaitu saat incremental cost system rendah.

Incremental cost system adalah nilai dF/dP pada kurva input-output.

Bahkan apabila variasi nilai incremental cost system ini besar sebagai fungsi waktu, melakukan pemompaan saat incremental cost system rendah merupakan langkah yang layak.

20140422115729_40934.jpg

PLTA pompa sering disebut dengan pumped storage hydrostation mempunyai turbin dan generator yang dibuat khusus, artinya unit PLTA ini dapat beroperasi sebagai unit pembangkit maupun sebagai unit pompa dengan arah putaran yang berlawanan agar turbinnya menjadi pompa. Sewaktu memompa, turbin diputar oleh motor sinkron yang sewaktu menjadi unit pembangkit adalah generator sinkron. Pemompaan bisa juga dilakukan tanpa membalik putara turbin tetapi dengan mengubah kemiringan sudu sudu jalan dari turbin tersebut.

PLTA pompa harus dilengkapi dengan kolam bawah untuk menampung air yang akan dipompa kembali ke atas. Efesiensi keseluruhan dari PLTA pompa kira-kira 67%, artinya jika dikeluarkan energi sebesar 1 kWh untuk memompa air ketas, maka hasil air pemompaan ini bisa menghasilkan 0,67 kWh.

Potensi Tenaga Air untuk PLTA


Dalam PLTA, potensi air dikonversikan menjadi tenaga listrik. Mula-mula potensi tenaga air dikonverso menjadi tenaga mekanik untuk memutar turbin, kemudian turbin akan memutara generator yang dapat menghasilkan listrik.

skema PLTA

Adapun persamaan atas Daya yang dibangkitkan generator yang diputar oleh Turbin Air adalah:

Ρ = k . η . H . q . [kW]

dimana:

  • P = daya [kW]
  • H = tinggi air terjun (meter)
  • q = debit air [m³/detik]
  • η = efesiensi turbnin bersama generator
  • k = konstanta

Konstanta (k) dihitung berdasarkan pengertian bahwa 1 daya kuda = 75 kgm/detik dan 1 daya kuda = 0,736 kW sehingga apabila P ingin dinyatakan dalam kW, sedangkan tinggi air terjun (H) dinyatakan dalam meter dan debit air (q) dalam m³/detik, maka:

hitung konstanta

CONTOH:

Sebuah PLTA mempunyai debit air penggerak turbin sebesar 14 m³/detik dengan tinggi terjun 125 meter. Apabila efesiensi turbin bersama generator adalah 95% hitunglah besar potensi daya akan dibangkitkan generator tersebut!

JAWAB:

Daya yang dibangkitkan generator:

Ρ = k . η . H . q . [kW]

  • P = 9,8 x 0,95 x 125 x 14
  • P = 16.292,5 kW

Pertanyaan berikutnya adalah:

  1. Jika PLTA berbeban penuh selama 24 jam, berapa banyak jumlah produksi kWh-nya?
  2. Berapa banyak pemaikaian airnya?
  3. Berapa banyak pemakaian air yang diperlukan untuk memproduksi 1 MWh?

Jika sudah terjawab, berikut adalah data debit air per tahun:

BULAN DEBIT (m³/det)
JAN 23
FEB 22
MAR 20
APR 16
MAY 13
JUN 10
JUL 8
AUG 6
SEP 5
OCT 10
NOV 14
DEC 20

Bila dibuatkan kolam tando untuk menampung air kelebihan pemakaian PLTA:

  • Berapa besar volum kolam tando ini dengan catatan ada air yang menguap 5%
  • Dengan adanya kolam tando sebesar itu, berapa lama PLTA ini bisa berbeban penuh dalam masa 1 tahun?
  • Dengan adanya kolam tando sebesar itu, berapa besar jumlah produksi yang bisa dicapai dalam satu tahun?

 

Membuat Counter dengan Sensor Infra Merah


Petang itu saya duduk di sekretariat fakultas Teknologi Industri Universitas Borobudur, dan kami pun berbincang sejenak dengan Pak Herdhy tentang Mikro Controller yang ingin diaplikasikan untuk membantu monitong mesin produksi yang sering down atau break-down di AHM. Ada satu yang menarik disitu adalah, saya ingin mencoba membuat bagaimana caranya menghitung barang yang lewat di konveyor secara elektronik, meskipun alat seperti ini biasanya sudah banyak dibuat dan dipasang di mesin-mesin produksi. Untuk itu mari kita membuat student project kecil-kecilan saja bagi kita yang hobby di elektronika. Toh dalam Mata Kuliah TTL di Teknik Industri ada yang dibahas ada yang tidak dibahas.

Contoh Model IR Sensor & Counter

Continue reading “Membuat Counter dengan Sensor Infra Merah”

Soal Elektronika Industri


Berikut adalah contoh soal dalam Elektronika Industri: “Sebuag pesawat terbang bergerak dengan kecepatan 1000 km/jam pada daerah yang mengalami medan magnet bumi sebesar 5 x 10^(minus 5) Tesla (hampir vertikal). Berapa beda potensial antara dua ujung sayap yang terpisahkan sejauh 70 meter? Berbahayakah?”

Soal kedua dan eh ternyata masuk di UTS adalah “Sebuah koil bujur sangkar mempunyai sisi 7.5cm mempunyai 125 lilitan dan diletakkan tegak lurus dengan medan magnet uniform sebesar 1.25 T. Secara cepat namun seragam koil tersebut dipindahkan ke tempat dengan medan magnet nol. Untuk proses ini diperlukan waktu 2 detik. Hitunglah energi yang hilang pada koil bila tahanan koil 1000 ohm.

Blog di WordPress.com. | Tema Baskerville.

Atas ↑

Ikuti

Kirimkan setiap pos baru ke Kotak Masuk Anda.

Bergabunglah dengan 178 pengikut lainnya