Kata Kunci: audit energi; efisiensi energi; efisiensi produksi; header pompa

How to cite: Rasyidi. F. H. et al (2022) Studi Rancangan Header Pompa Unit Produksi Wendit 2 dalam Rangka

STUDI RANCANGAN HEADER POMPA UNIT PRODUKSI WENDIT 2 DALAM RANGKA PENINGKATAN EFISIENSI ENERGI DI PERUMDA AIR MINUM TUGU TIRTA KOTA MALANG

Fikri Hanif Rasyidi¹, Ali Masduqi¹, Muhammad Sundoro²

1Departemen Teknik Lingkungan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Indonesia

2Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Email: fikrihanifrasyidi@gmail.com, masduqi@its.ac.id

Abstrak

Berdasarkan Laporan Bulanan Bagian Produksi Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang diperoleh bahwa biaya energi di Unit Produksi Wendit 2 sangat tinggi yakni sebesar Rp 671/m³ dengan nilai Spesific Energi Consumption (SEC) 0,584.

Oleh karena itu perlu dilakukan identifikasi masalah intensitas dan kinerja penggunaan energi dengan melakukan audit energi. Audit energi dilakukan dengan menganalisis parameter energi listrik dan hidrolika sehingga dapat direkomendasikan perbaikan pada sistem eksisting untuk menurunkan konsumsi energi listrik dan meningkatkan jumlah air yang diproduksi. Berdasarkan hasil audit energi pada Unit Produksi Wendit 2 dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi pompa dan nilai SEC dari masing-masing pompa masih dikategorikan efisien. Faktor penyebab tidak efisiennya Unit Produksi Wendit 2 terjadi pada header pompa eksisting dengan konfigurasi fitting tee 90⁰ dan memiliki 2 outlet header menuju reservoir Buring dan reservoir Mojolangu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rancangan header pompa dengan 4 pompa disusun paralel membentuk sudut 45⁰ dengan 1 outlet header dapat meningkatkan efisiensi header pompa menjadi 80,05%, meningkatkan debit produksi, menurunkan biaya energi produksi menjadi Rp 480/m³, dan memberikan potensi peningkatan pendapatan sebesar Rp 141.978.513 per bulan.

Kata Kunci: audit energi; efisiensi energi; efisiensi produksi; header pompa Abstract

Based on the Monthly Report of Production Division of the Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang, it was found that energy cost in the Wendit 2 Production Unit was very high at Rp. 671/m3 with a Specific Energy Consumption (SEC) value of 0.584. Therefore, it is necessary to identify the problem of intensity and performance of energy use by conducting an energy audit. Energy audit is carried out by analyzing electrical and hydraulic energy parameters so that it can be recommended improvements to the existing system to reduce electrical energy consumption and increase the amount of water produced. Based on the results of the energy audit at the Wendit 2 Production Unit, it can be concluded that the pump efficiency value and the SEC value of each pump are still categorized as efficient, the factor causing the inefficient occurs in the existing pump header with a tee-90

fitting configuration and has 2 header outlets to the Buring reservoir and the Mojolangu reservoir. The results showed that the design of the pump header with 4 pumps arranged in parallel forming an angle of 450 with 1 header outlet can increase the efficiency of the pump header to 80,05%, increase production flow, reduce production energy costs to Rp 480/m3, and provide a potential increase in revenue of IDR 141.978.513 per month.

Keywords: energy audit; energy efficiency; production efficiency; pump header

Pendahuluan

Perumda Air Minum Tugu Tirta merupakan Perusahaan Daerah Air Minum yang memberikan pelayanan air minum di Kota Malang Provinsi Jawa Timur. Berdasarkan Laporan Buku Penilaian Kinerja BPPSPAM tahun 2019 Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang termasuk PDAM dengan kategori Sehat. cakupan pelayanan Perumda Air Minum Tugu Tirta sudah mencapai 59,73% dengan angka kehilangan air sebesar 15,93%, sedangkan beban energi listrik adalah Rp.472/ m³, nilai tersebut diatas nilai rata-rata beban energi nasional yaitu Rp 352/m³.

Konsumsi energi pada jaringan distribusi dipengaruhi oleh penggunaan pompa (Martin-Candilejo dkk, 2020, Mala-Jetmarova dkk, 2017, Salomons & Housh, 2020, Luna dkk, 2019). Beban energi terbesar di Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang bersumber dari konsumsi energi listrik pompa distribusi, khususnya pada Unit Produksi Wendit yang melayani sekitar 70% wilayah pelayanan air minum di Kota Malang dengan kapasitas produksi 950 L/det. Pengoperasian pompa dapat menyebabkan inefisiensi energi pada jaringan distribusi sehingga perlu dilakukan audit kinerja pompa (Kementerian PUPR, 2014, Alsey & Arsyad, 2018, (Kamal, Al-Ghamdi,

& Koc, 2019).

Audit Energi adalah salah satu alternatif yang dapat dilakukan untuk mengetahui kondisi sistem eksisting baik dalam aspek konsumsi listrik maupun aspek hidrolika.

Dari hasil audit tersebut digunakan sebagai evaluasi terhadap sistem eksisting dan untuk mengatahui efisiensi energi dari sistem eksisting. Sehingga dapat dilakukan perbaikan pada sistem eksisting untuk menurunkan konsumsi energi listrik dan meningkatkan jumlah air yang diproduksi serta upaya lain yang dapat dilakukan dalam rangka program peningkatan efisiensi energi.

Berdasarkan hal tersebut di atas maka perlu dilakukan kajian teknis terhadap evaluasi sistem eksisting dan usaha peningkatan efisiensi header pada Unit Produksi Wendit 2. Dengan adanya kajian tersebut maka dapat menjadi pertimbangan bagi Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang selanjutnya dalam perencanaan program peningkatan efisiensi energi.

Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dengan mengumpulkan data primer dan data sekunder. Data primer merupakan hasil pengukuran kualitas daya listrik dan parameter kelistrikan pompa dengan menggunakan alat Power Quality Analyzer Panasonic KW9M-A Eco- PowerMeter yang dihubungkan melalui modbus dengan aplikasi bawaan dari Panasonic sebagai logger untuk menyimpan data hasil pengukuran setiap 5 detik. Selain itu dilakukan pengukuran debit dan tekanan pada masing-masing unit pompa untuk mengetahui debit output sebenarnya dari pompa yang sedang beroperasi. Pengukuran debit juga dilakukan di 2 outlet header pompa unit produksi Wendit 2 yang menuju reservoir Buring dan reservoir Mojolangu menggunakan Ultrasonic Flowmeter. Dari hasil pengukuran tersebut dapat diketahui perbedaan nilai debit pada inlet dan debit outlet pada header pompa. Pengukuran berikutnya adalah pengukuran dimensi dari header pompa eksiting untuk mengetahui ukuran sebenarnya dari konfigurasi header pompa unit produksi Wendit 2, pengukuran ini dilakukan karena pihak Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang tidak memiliki as built drawing header pompa. Dari data hasil pengukuran akan dilakukan pemodelan pada software Autodesk Inventor untuk kemudian dilakukan simulasi menggunakan software Autodesk CFD. Data sekunder merupakan data spesifikasi pompa, data rekening listrik, data skematik header pompa, dan tarif pemakaian air.

Berdasarkan data yang terkumpul, dilakukan audit energi untuk mengetahui pola konsumsi energi, melakukan evaluasi header eksisting menggunakan Autodesk CFD 2021, dan analisis perencanaan rekomendasi Alternatif header pompa untuk peningkatan efisiensi energi.

Hasil dan Pembahasan

Unit Produksi Wendit 2 merupakan salah satu unit dari sumber Wendit dengan kapasitas produksi terpasang sebesar 510 L/det, sedangkan kapasitas produksi untuk Unit Wendit 1 sebesar 510 L/det dan Unit Wendit 3 sebesar 480 L/det. Ketiga unit tersebut melayani 70% dari total kapasitas produksi Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang. Unit Produksi Wendit 2 terdiri dari 4 pompa distribusi identik kapasitas 200 kW dengan spesifikasi debit 170 L/det dan head 79 m serta 1 pompa transfer ke Wendit 3 dengan kapasitas 20 L/det.

Pengukuran debit pompa dilakukan dengan menggunakan ultrasonic flow meter portable pada pipa discharge dari setiap pompa sedangkan pembacaan debit header pompa dilakukan dengan menjumlahkan pembacaan pada flow meter dari outlet header Mojolangu dan outlet header Buring. Dari hasil pengukuran debit dan tekanan yang dilakukan diperoleh debit pada Pompa 1 sebesar 165 L/det dengan tekanan 7,8 bar, Pompa 2 sebesar 157 L/det dengan tekanan 8 bar dan Pompa 3 sebesar 149 L/det dengan tekanan 7,2 bar sedangkan tekanan pada header yang tercatat sebesar 7,19 bar.

Dari hasil pengukuran parameter efisiensi energi yang telah dilakukan diperoleh data sebagaimana pada Tabel 1.

Tabel 1

Hasil Pengukuran Debit dan Tekanan Unit Produksi Wendit 2

Parameter Efisiensi Energi

Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Header Pompa

Konsumsi Daya (kW) 183,37 175,64 170,22 577,57

Tagihan July (kWh) - - - 456.280

Produksi Air (m³) - - - 781.947

Debit (L/det) 165 157 149 335,6

Tekanan (bar) 7,8 8 7,2 7,19

Sumber: Perumda Air Minum Tugu Tirta, 2021

Berdasarkan data pengukuran yang telah dilakukan dapat dilakukan perhitungan untuk nilai SEC (specific energy consumption) dan nilai efisiensi pompa untuk mengetahui kinerja pompa saat ini. Dalam industri air minum SEC didefinisikan konsumsi energi (kWh) untuk setiap volume produksi (1 m³) pada kurun waktu tertentu, misalnya bulanan atau dalam waktu per tahun. SEC merupakan benchmark bagi PDAM untuk penilaian efisiensi energi, semakin kecil nilai SEC, pemakaian energinya semakin efisien. SEC juga menajdi indikator dari pompa dalam penilaian konsumsi energinya, standar yang digunakan untuk suatu pompa/sistem dikategorikan efisien apabila nilai SEC ≤ 0,4. Berdasarkan data debit dan daya yang diperoleh maka akan dianalisis untuk mencari nilai Specific Energy Consumption (SEC) melalui persamaan (1), yaitu:

Sedangkan efisiensi pompa adalah efisiensi perubahan daya/energi poros pompa ke daya/energi hidrolis pompa. Untuk mengetahui efisiensi kinerja pompa, dilakukan pengukuran dengan membandingkan daya hidrolik dan daya shaft. Nilai efisiensi pompa dapat diketahui berdasarkan persamaan (2) berikut:

(%)

Keterangan:

η = efisiensi pompa

PH = daya hidrolis, berupa daya yang dihasilkan (Watt) PS = daya shaft, daya nyata (Watt)

Daya hidrolis diperoleh berdasarkan persamaan (3) berikut:

Keterangan:

PH = daya hidrolis (Watt)

= massa jenis fluida (kg/m³)

= gravitasi (m/detik²) H = head total (m) Q = debit air (m³/detik)

Berdasarkan data pengukuran debit dan tekanan yang telah dilakukan pada masing- masing pompa di Unit Produksi Wendit 2, maka diperoleh hasil perhitungan nilai SEC dan Efisiensi Pompa dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2

Nilai SEC dan Efisiensi Pompa Parameter

Efisiensi Energi

SEC (kWh/m³) Efisiensi Pompa (%)

Pompa 1 0,308 68,8

Pompa 2 0,310 70,15

Pompa 3 0,317 61,82

Header Pompa 0,584 41,28

Dari perhitungan nilai Specific Energy Consumption (SEC) pada masing-masing pompa diperoleh nilai SEC pada pompa 1 0,308, pada pompa 2 0,310, dan pada pompa 3 0,317. Hal ini menunjukkan bahwa dari indikator pemakaian energi, pompa-pompa di Unit Produksi Wendit 2 masih dibawah standar 0,4 dan kinerja pompa tersebut dapat dikategorikan efisien. Namun nilai SEC pada header pompa Unit Produksi Wendit 2 diperoleh nilai 0,584 dan dikategorikan tidak efisien.

Sedangkan dari perhitungan nilai efisiensi pompa ( ) pada masing-masing pompa diperoleh nilai efisiensi pada pompa 1 68,8%, pada pompa 2 70,15%, dan pada pompa 3 61,82%. Hal ini menunjukkan bahwa kinerja pompa berdasarkan standar nilai efisiensi untuk dapat dikatakan efisiensi energi yaitu ≥ 60%, maka masih dikategorikan baik dan tidak perlu dilakukan tindakan perbaikan. Namun apabila melihat efisiensi secara keseluruhan pada Unit Produksi Wendit 2 nilai efisiensi yang diperoleh adalah 41,28%.

Dari analisa aspek efisiensi energi pada Unit Produksi Wendit 2 dapat disimpulkan bahwa rendahnya nilai efisiensi energi apabila dibandingkan terhadap jumlah produksi air yang dihasilkan bukan disebabkan oleh rendahnya kinerja pompa karena dari hasil hasil audit energi terhadap masing-masing pompa dengan indikator SEC dan efisiensi pompa diperoleh bahwa ketiga pompa tersebut masih dikategorikan efisien. Oleh karena itu identifikasi sumber pemborosan energi perlu dilakukan dari aspek hidrolika pada header pompa eksisting menggunakan software Autodesk CFD 2021.

Langkah berikutnya adalah melakukan pemodelan dan simulasi pada header eksisiting Unit Produksi Wendit 2. Saat ini Unit Produksi Wendit 2 mengoperasikan 3 Pompa distribusi dan memiliki 1 pompa stand-by yang dioperasikan apabila terjadi trip pada pompa yang sedang beroperasi. Unit Produksi Wendit 2 mengalirkan air menuju 2 reservoir yaitu reservoir Mojolangu dan reservoir Buring dengan konfigurasi header seperti pada Gambar 1.

Gambar 1

Simulasi Header Eksisting Unit Produksi Wendit 2

Pada Outlet header pompa eksisting diatur tekanan output sebesar 7 bar, pengaturan ini dilakukan untuk pengendalian tekanan pada sumber produksi yang digabungkan dengan sistem pengendalian dan rekayasa jaringan pada sistem distribusi dengan asumsi dengan tekanan 7 bar tersebut masih cukup untuk mengisi reservoir Mojolangu dan reservoir Buring pada saat malam hari. Pengendalian tekanan ini dilakukan dengan cara pemasangan Pressure Regulator System (PRS) berupa valve yang dengan input tekanan pada header pompa, valve tersebut akan terbuka apabila hasil pembacaan pada sensor tekanan lebih besar daripada tekanan di pompa distribusi (inlet header pompa). Pemasangan PRS tersebut sebagai pengaman pompa distribusi apabila terjadi shutdown maka aliran air balik dari sistem distribusi tidak menyebabkan water hammer pada pompa.

Gambar 2

Grafik Hasil Simulasi Header Eksisting

Dari hasil simulasi menggunakan software Autodesk CFD 2021 pada Gambar 2, dapat dilihat bahwa pada header pompa Unit Produksi Wendit 2 kecepatan tertinggi pada header pompa eksiting adalah 6,89 m/detik, kecepatan tersebut berada diatas standar yang ditetapkan oleh Permen PUPR No.27 Tahun 2016 tentang Penyelenggaran Sistem Penyediaan Air Minum bahwa pada jarigan perpipaan kecepatan maksimum yang diijinkan adalah 6 m/detik. sedangkan untuk parameter tekanan berdasarkan hasil simulasi tekanan tertinggi pada header pompa eksisting sebesar 7,1 bar, tekanan tersebut masih dibawah standar yang diijinkan menurut SNI 0039-2013 tentang Pipa Baja Saluran Air dengan atau Tanpa Lapisan Seng bahwa tekanan nominal untuk pipa galvanis sebesar 20 bar.

Dari grafik hasil simulasi tersebut dapat dilihat bahwa pada header eksisting kecepatan dan tekanan sepanjang header tidak stabil, hal tersebut dikarenakan perbedaan tekanan dan debit yang dihasilkan oleh ketiga pompa yang sedang beroperasi. Perubahan tekanan dan kecepatan aliran didalam header pompa tersebut menyebabkan energi kinetik yang berlebihan sehinga terjadinya turbulensi. Dalam aliran fluida, turbulensi akan semakin tinggi pada cairan dengan viskositas lebih rendah.

Pada air minum yang memiliki viskositas rendah, turbulensi akan mengakibatkan gaya hambat karena efek gesekan meningkat. Dari hasil simulasi didapatkan bahwa nilai Turbulent Kinetic Energy (TKE) pada header pompa eksisting maksimum 7.711,97 cm²/detik² dan nilai Turbulent Energy Dissipation (TED) maksimum 39.213,2 cm²/detik³.

Penurunan nilai efisiensi ini juga disebabkan oleh konfigurasi outlet header pada Unit Produksi Wendit 2 dimana terdapat 2 outlet menuju reservoir Mojolangu dan menuju reservoir Buring. Unit produksi yang dibangun pada tahun 1992 tersebut tidak memenuhi standar untuk konfigurasi header pompa paralel dimana kondisi idealnya adalah header memiliki satu outlet, Adapun apabila akan didistribusikan menuju dua lokasi berbeda maka letak pipa bagi ditempatkan setelah header pompa. Faktor kedua adalah sudut kemiringan dari pipa discharge pompa menuju inlet header pompa, pada Unit Produksi Wendit 2 membentuk sudut 90⁰. Hal tersebut menyebabkan headloss yang lebih besar daripada pipa discharge dengan sudut kemiringan 45⁰. Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya tentang pengaruh sudut tee pipa header terhadap performansi pompa, bahwa Pipa header dengan tee-45 dapat memberikan performansi pompa paralel yang lebih baik serta penyimpangan debit dan efisiensi yang lebih kecil dibandingkan dengan pipa header dengan tee-90. (Suryawan & Suarda, 2016). Oleh karena itu diperlukan upaya untuk memperbaiki konfigurasi header pompa Unit Produksi Wendit 2 untuk meningkatkan efisiensi produksi pada unit tersebut seperti pada Gambar 3.

Gambar 3

Simulasi Alternatif Header

Pada alternatif header yang diberikan, dibuat konfigurasi dengan hanya satu outlet diujung header dan 4 pompa disusun parallel dengan inlet membentuk 45⁰. Hal ini dilakukan karena untuk memenuhi kondisi ideal dari sebuah header pompa dengan susunan parallel. Pada skenario ini outlet menuju reservoir Buring dan reservoir Mojolangu dipisahkan melalui pipa bagi diluar header. Pada skenario ini disimulasikan keempat pompa beroperasi dengan debit dan tekanan sesuai seperti hasil pengukuran untuk mengetahui perbedaan dengan header eksisting dengan kondisi pompa yang sama sehingga akan dapat dibandingkan performa header eksisting dengan header yang direkomendasikan.

Gambar 4

Grafik Hasil Simulasi Alternatif Header

Dari hasil simulasi menggunakan software Autodesk CFD 2021 pada Gambar 4, dapat dilihat bahwa pada header pompa Unit Produksi Wendit 2 kecepatan tertinggi pada alternatif header adalah 5,46 m/detik, kecepatan tersebut berada dibawah standar yang ditetapkan oleh Permen PUPR No.27 Tahun 2016 tentang Penyelenggaran Sistem Penyediaan Air Minum bahwa pada jarigan perpipaan kecepatan maksimum yang diijinkan adalah 6 m/detik. sedangkan untuk parameter tekanan berdasarkan hasil simulasi tekanan tertinggi pada alternatif header sebesar 7,24 bar, tekanan tersebut masih dibawah standar yang diijinkan menurut SNI 0039-2013 tentang Pipa Baja Saluran Air dengan atau Tanpa Lapisan Seng bahwa tekanan nominal untuk pipa galvanis sebesar 20 bar. Dari hasil simulasi didapatkan bahwa nilai Turbulent Kinetic Energy (TKE) pada header pompa eksisting maksimum 6.841,16 cm²/detik² dan nilai Turbulent Energy Dissipation (TED) maksimum 37.182,4 cm²/detik³.

Tabel 3

Perbandingan Aspek Hidrolika Header Eksisitng dan Alternatif 1

Skenario Pressure (bar)

Velocity (m/detik)

TKE (cm²/detik²)

TED (cm²/detik³)

Eksisting 7,101 6,89 7.711 39.213

Alternatif 1

7,245 5,46 6.841 37.184

Dari Tabel 3, dapat dilihat bahwa pada header Alternatif 1 tekanan pada header alternatif 1 lebih tinggi daripada header eksisting sedangkan kecepatan lebih rendah.

Hal ini menunjukkan bahwa kecepatan dan tekanan sepanjang header alternatif 1 lebih stabil daripada header eksiting. Hal tersebut dikarenakan header alternatif 1 hanya memiliki 1 outlet header sehingga arah aliran dalam header hanya menuju ke satu arah.

Faktor berikutnya adalah sudut pipa discharge dari masing-masing pompa menuju header membentuk sudut 45⁰, sehingga membuat headloss pada pipa header lebih rendah daripada sudut 90⁰ seperti pada header eksiting. Dari hasil simulasi juga dapat dilihat bahwa nilai Turbulent Kinetic Energy (TKE) dan Turbulent Energy Dissipation (TED) pada header alternatif 1 juga lebih rendah daripada header eksisting sehingga sesuai dengan hasil simulasi bahwa dengan alternatif header yang diberikan membuat debit yang dihasilkan pada outlet header meningkat menjadi 511 L/det.

Tabel 4

Perbandingan Efisiensi Energi Header Eksisting dan Alternatif 1 Skenario Daya

(kW)

Kapasitas Debit (L/det)

Debit Produksi

(L/det)

SEC Efisiensi Header

(%)

Biaya Energi

(Rp)

Eksisting 577,57 468 335 0,584 71,25 671

Alternatif 1 760,94 636 511 0,414 80,19 476

Alternatif 1a

577,57 468 374 0,418 80,05 480

Dari Tabel 4, diperoleh bahwa Alternatif 1 memiliki nilai SEC 0,414 dan efisiensi header 80,19 %. Alternatif 1 memiliki konfigurasi header dengan 4 pompa disusun secara parallel dengan 1 outlet diujung header. Hal ini memungkinkan bahwa air yang mengalir pada header menuju ke satu arah yang sama sehingga nilai debit total yang diperoleh lebih optimal. Namun ada satu kondisi di Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang tidak bisa menggunakan Alternatif 1 sebagai upaya peningkatan efisiensi pada header Unit Produksi Wendit 2, dikarenakan kapasitas sumber air di Wendit saat ini sekitar 500 L/det. Oleh karena itu kami membuat skenario tambahan untuk Alternatif 1 dimana pada Alternatif tersebut hanya mengoperasikan 3 pompa sehingga terdapat 1 pompa cadangan. Dari hasil simulasi Alternatif 1a tersebut memiliki nilai SEC 0,418 dengan efisiensi header 80,05%, sedikit lebih rendah daripada Alternatif 1 namun secara operasional memungkinkan untuk diimplementasikan di Unit Produksi Wendit 2.

Adanya 1 pompa cadangan pada skenario tersebut juga akan meningkatkan keandalan dari header pompa.

Dari hasil simulasi yang telah dilakukan juga dapat dilihat penambahan debit produksi dari Alternatif rancangan header yang diusulkan. Penambahan debit produksi tersebut dapat meningkatkan keandalan dari sistem pelayanan di Unit Produksi Wendit 2 dikarenakan bertambahnya suplai air yang diproduksi akan menjamin ketersediaan dan kontinuitas pelayanan. Dalam hal ini, penambahan debit tersebut akan membuat suplai air menuju reservoir Buring dan reservoir Mojolangu pada jam minimum menjadi lebih baik sehingga secara keseluruhan dapat meningkatkan keandalan pada sistem pelayanan di Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang. Selain itu, penambahan debit juga memberi potensi sebagai sumber peningkatan pendapatan dari Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang.

Tabel 5

Perbandingan Biaya Energi dan Potensi Peningkatan Pendapatan

Skenario Air Terjual (m³/bulan)

Tarif Rata2

(Rp)

HPP

(Rp)

Laba/m³

(Rp)

Biaya Energi

(Rp)

Tambahan Laba/bulan

(Rp)

Eksisting 743.343 4.972 4.018 954 671 -

Alternatif 1 743.343 4.972 3.823 1.149 476 144.951.885 Alternatif

1a

743.343 4.972 3.827 1.145 480 141.978.513

Setelah dilakukan perhitungan sesuai hasil simulasi, dengan meningkatnya efisiensi header Unit Produksi Wendit 2 menjadi 80,05% (Tabel 4) membuat biaya energi berkurang yang semula Rp 671/m³ menjadi Rp 480/m³ (Tabel 5), sehingga memberikan kenaikan laba pada Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang sebesar Rp 191/m³. Penambahan laba tersebut apabila dikalikan dengan rata-rata air terjual per bulan maka akan diperoleh nilai potensi peningkatan pendapatan pada Perumda Air Minum Tugu Tirta Kota Malang sebesar Rp 141.978.513 per bulan.

Selain meningkatkan debit produksi dan menurunkan biaya energi, penggantian header pompa juga dapat meningkatkan keandalan dari sistem distribusi di wilayah pelayanan Wendit 2 karena lebih menjamin ketersediaan dan kontinyuitas pelayanan.

Perbandingan efisiensi header, nilai SEC dan biaya energi listrik antara header eksisting dan alternatif header dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6

Perbandingan Efisiensi Header, SEC, dan Biaya Energi Eksisting dan Alternatif Header

Parameter Header Eksisting Alternatif Header

Efisiensi Header 71,25% 80,05%

SEC (kWh/m3) 0,584 0,418

Biaya Energi (Rp/m³) 671 480

Debit Produksi (L/det)

335 374

Kesimpulan

Berdasarkan hasil evaluasi header eksisting diperoleh bahwa performa pompa dan pemakaian energi pompa 1, pompa 2, dan pompa 3 dikategorikan efisien karena efisiensi pompa diatas 60% dan nilai SEC dibawah 0,4 namun untuk keseluruhan sistem tidak efisien dengan nilai efisiensi 41,28% dan SEC 0,584. Rendahnya nilai efisiensi energi tersebut bukan disebabkan oleh kinerja dan performa pompa melainkan dari aspek hidrolika pada header pompa dikarenakan konfigurasi header eksisting memiliki 2 outlet header dan pipa discharge pompa menuju inlet header membentuk sudut 90⁰. Selain itu, perbedaan tekanan pada pompa yang menyebabkan turbulensi, semakin besar deviasi perbedaan tekanan pada pompa, semakin besar turbulensinya. Rekomendasi yang dapat dilakukan adalah melakukan penggantian header pompa seperti pada Alternatif 1 sehingga didapatkan peningkatan efisiensi header menjadi 80,05%, peningkatan debit produksi, menurunkan biaya energi menjadi Rp 480/m³, dan memberikan potensi peningkatan pendapatan sebesar Rp 141.978.513 per bulan.

BIBLIOGRAFI

Alsey, Fernanda Khaira, & Arsyad, M. Iqbal. (2018). Audit Energi Listrik Pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta Khatulistiwa. 2, 1–6.

Kamal, Athar, Al-Ghamdi, Sami G., & Koc, Muammer. (2019). Revaluing the costs and benefits of energy efficiency: A systematic review. Energy Research & Social Science, 54, 68–84.

Kementerian PUPR. (2014). Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM. 82.

Luna, Tiago, Ribau, João, Figueiredo, David, & Alves, Rita. (2019). Improving Energy Efficiency in Water Supply Systems with Pump Scheduling Otimization. Journal

of Cleaner Production, 213, 342–356.

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.12.190.

Mala-Jetmarova, Helena, Sultanova, Nargiz, & Savic, Dragan. (2017). Lost in Optimisation of Water Distribution Systems? A Literature Review of System Operation. Environmental Modelling and Software, 93, 209–254.

https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2017.02.009.

Martin-Candilejo, Araceli, Santillán, David, & Garrote, Luis. (2020). Pump Efficiency Analysis for Proper Energy Assessment in Optimization of Water Supply Systems.

Water (Switzerland), 12(1). https://doi.org/10.3390/w12010132.

Salomons, Elad, & Housh, Mashor. (2020). Practical real-time optimization for energy efficient water distribution systems operation. Journal of Cleaner Production, 275, 124148. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124148.

Copyright holder:

Fikri Hanif Rasyidi, Ali Masduqi, Muhammad Sundoro (2022)

First publication right:

Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia

This article is licensed under: