POSAL TUGAS AKHIR
ANALISIS KONSUMSI DAN PENGHEMATAN ENERGI
LISTRIK DI DEPARTEMEN FINAL INSPECTION PLANT K
PT GAJAH TUNGGAL Tbk
Untuk memenuhi sebagai persyaratan untuk memperoleh derajat Diploma D3
Diajukan oleh
Insan Kahfi Lang Negara 1202036
Program Studi Teknik Elektronika
Politeknik Gajah Tunggal
2014
PROPOSAL TUGAS AKHIR
ANALISIS KONSUMSI DAN PENGHEMATAN ENERGI
LISTRIK DI DEPARTEMEN FINAL INSPECTION PLANT K
PT GAJAH TUNGGAL Tbk
Untuk memenuhi sebagai persyaratan untuk memperoleh derajat Diploma D3
Diajukan oleh
Insan Kahfi Lang Negara 1202036
Program Studi Teknik Elektronika
Politeknik Gajah Tunggal
Tangerang
2014
PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama :
NIM :
Program Studi : Teknik Elektronika
Judul Tugas Akhir : Audit energi listik di Departemen Final Inpection Plant k PT.Gajah Tunggal tbk
Menyatakan bahwa Laporan Tugas Akhir dengan judul tersebut di atas, saya susun dengan sejujurnya berdasarkan norma akademik dan bukan merupakan hasil plagiat. Adapun semua kutipan di dalam Laporan Tugas Akhir ini telah saya sertakan nama pembuatnya/penulisnya dan telah saya cantumkan ke dalam Daftar Pustaka.
Pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila ternyata di kemudian hari ternyata saya terbukti melanggar pernyataan saya tersebut diatas, saya bersedia menerima sesuai sanksi aturan tata tertib di Politeknik Gajah Tunggal.
Tangerang, xx Agustus 201x Yang menyatakan,
Penulis
AUDIT ENERGI LISTRIK DI DEPARTEMEN FINAL
INSPECTION PLANT K PT.GAJAH TUNGGAL Tbk
oleh
Insan Kahfi Lang Negara 1202036
INTISARI
Dalam upaya mencapai target produksi pada suatu perusahaan khususnya perusahaan ban, maka setiap section pada departemen produksi harus terus dapat mencapai target sesuai dengan yang telah direncanakan oleh departemen
perencana produksi. Salah satu hal yang dapat dilakukan adalah dengan cara rekayasa engineering yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kegagalan kerja mesin. Contoh mesin yang berpotensi mengalami kegagalan kerja adalah mesin Tread Ekstruder. Pada bagian head ekstruder sering mengalami kemacetan dikarenakan cylinder hidrolik yang digunakan tidak dapat bekerja, Hal ini disebabkan karena filter oli tersumbat. Oleh karena itu dibutuhkan indikator yang menampilkan keadaan filter oli secara aktual.
Perancangan indikator filter oli menggunakan penambahan instrument baru yaitu differential pressure tranduser yang berfungsi mengukur tekanan hidrolik sehingga kotor tidaknya filter dapat diketahui.
Indikator ini mengukur beda tekanan antara sisi sebelum melewati filter dengan sisi sesudah melewati filter. Kemudian didapatkan hasil selisih tekanan yang akan menjadi acuan untuk kapan filter harus dibersihkan.
AUDIT ENERGI LISTRIK DI DEPARTEMEN FINAL
INSPECTION PLANT K PT.GAJAH TUNGGAL Tbk
by
Insan Kahfi Lang Negara 1202036
ABSTRACT
In order to achieve the production target especially tire company, then each section in the production department must to be able to reach the target in accordance with the previously planned by the department of production planner. One of the things that can be done is by engineering processes that aim to prevent the failure of the engine work. Example of engine that potentially failure is Tread Extruder Machine. At extruder head is often stagnancy due to the hydraulic cylinder used can not work. This is caused by a clogged oil filter. Therefore it needs an indicator that displays the actual state of the oil filter.
The design of the oil filter indicator using the addition of a new instrument that is a differential pressure transducer which measure the hydraulic pressure so that the filter is dirty or not can be known.
This indicator measures the pressure difference between the sides before passing the filter and after passing the filter. And then showed that the pressure difference will be a reference for when the filter should be cleaned.
DAFTAR ISI
Halaman Cover ... Halaman Judul ...
Intisari ...i
Abstract ...ii
Kata Pengantar ...iii
Daftar Isi ...iv
Daftar Tabel ...v
Daftar Gambar ...vi
BAB I PENDAHALUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ...1
1.2. Rumusan Masalah ...2
1.3. Batasan Masalah ...2
1.4. Asumsi – Asumsi ...3
1.5. Tujuan Tugas Akhir ...3
1.6. Manfaat Tugas Akhir ...3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Studi Pustaka ...4
2.2. Landasan Teori ...4
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Pelaksanaan penelitian ...14
3.2. Rencana Jadwal Kegiatan ...18
DAFTAR PUSTAKA ...19
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan Penelitian ...18 Tabel 3.1. Parameter filter kotor... Tabel 5.1. Parameter filter bersih... Tabel 5.2. Parameter filter kotor... Tabel 5.3. Tekanan yang diijinkan...
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Filter oli cartridge ...4
Gambar 2.2 Pemantauan filtrasi menggunakan perbedaan tekanan ...5
Gambar 2.3 Cara kerja Differential Pressure Transducer ...6
Gambar 2.4 Modul PLC ...9
Gambar 2.5 Sistem kendali PLC ...9
Gambar 2.6 Display instrumen di HMI ...12
Gambar 2.7. Hubungan antara instrument lapangan dengan PLC ...12
Gambar 2.8 Hubungan antara PLC dengan display HMI ...13
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Energi merupakan salah satu kebutuhan mendasar manusia. Pertumbuhan ekonomi dan pertumbuhan penduduk di suatu negara yang terus meningkat berbanding lurus dengan pertumbuhan kebutuhan energi yang dibutuhkan oleh masyarakat dalam kehidupan berbangsa dan bernegara. Berdasarkan data dari Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) tahun 2012, konsumsi energi selalu tumbuh rata-rata 7,1 % per tahun, dan konsumsi energi di Indonesia didominasi oleh sektor industri dan transportasi. Pola pemanfaatan energi primer di dalam negeri masih didominasi oleh minyak bumi sebesar 46,7 %, gas bumi 20,6 %, batubara 27,4 %, dan EBT 5,3 %. [1].
Salah satu sumber energi yang mendasar yaitu energi listrik, energi listrik merupakan salah satu energi untuk mendukung kelangsungan kehidupan masyarakat terutama sektor industri. Berdasarkan data Pusdatin Kementrian ESDM tahun 2008, konsumsi energi listrik sektor industri mencapai 79,1 juta BOE (Barrel of Oil Equivalent) dengan persentase dari seluruh konsumsi energi total sebesar 12,6 %. Penyediaan energi listrik masih didominasi oleh bahan bakar fosil terutama minyak bumi dan batubara, Sedangkan pemanfaatan sumber energi baru-terbarukan sebagai bahan bakar penyediaan energi listrik hanya berkisar 4,8% dari keseluruhan total pemakaian bahan bakar[2].
Perusahaan industri harus meningkatkan efisiensi energi, khususnya energi listrik. Untuk meningkatkan efisiensi energi listrik perlu mengetahui potensi penghematan energi listrik yang ada di perusahaan industri, salah satu caranya adalah dengan melakukan audit
3
energi listrik. Berdasarkan UU No. 14 tahun 2012 pasal 8, Audit energi dilakukan secara berkala sekurang-kurangnya pada peralatan pemanfaat energi utama paling sedikit 1 (satu) kali dalam 3 (tiga) tahun[3].
PT Gajah Tunggal Tbk. Merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidang produksi ban. Produk utamanya adalah ban mobil penumpang, ban truck ringan , ban off-road, ban sepeda motor, dan ban kendaraan komersial. Pada saat ini untuk melakukan proses produksi nya PT Gajah tunggal Tbk. Membutuhkan energi yang besar yaitu sekitar 40% dari total biaya.
Pada penelitian kali ini akan dilakukan kegiatan audit energi listrik di Departemen Inspection yaitu Final inspection Plant K PT.Gajah Tunggal Tbk. Hasil dari audit energi ini adalah untuk industri memberikan saran atau solusi dalam upaya apa yang harus dilakukan untuk manajemen energi yang baik agar dapat meningkatkan efisiensi dan pada akhirnya akan menekan biaya operasional energi listrik.
1.2.Perumusan Masalah
1. Bagaimana cara mengetahui kondisi eksisting energi listrik di Plant D/K PT.Gajah Tunggal Tbk?
2. Bagaimana cara mengetahui peluang hemat energi di Departemen Final Inspection Plant K PT.Gajah Tunggal Tbk?
1.3.Batasan Masalah
1. Perhitungan Konsumsi Energi Apesifik (KES) dilakukan di Plant D/K PCR.
2. Perhitungan Intensitas Konsumsi Energi (IKE) dilakukan di Departemen Final Inspection Plant K.
3. Perhitungan Potensi Hemat Energi (PHE) dilakukan di Departemen Final Inspection Plant K.
4
1. Dapat mengetahui kondisi eksisting penggunaan energi listrik di Departemen Final Inspection Plant K PT.Gajah Tunggal Tbk.
2. Dapat mencari peluang hemat energi berdasarkan kondisi aktual.
1.5.Manfaat Tugas Akhir
Adapun manfaat dari Tugas akhir ini antara lain:
1. Dapat mengetahui dan mengevaluasi kualitas pemakaian energi listrik eksisting di bagian Visual Checking Departemen Final Inspection.
2. Dapat memberikan saran bagi perusahaan tentang penggunaan energi listrik .
3. Dapat menjadi bahan referensi untuk audit energi dengan lingkup yang lebih besar.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Tinjauan Pustaka
Penelitian ini merujuk dari “Pedoman teknis audit energi” yang di keluarkan oleh melalui Pusat Pengkajian Industri Hijau dan Lingkungan Hidup Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim dan Mutu Industri (BPKIMI) Kementrian Penindustrian Republik Indonesia tahun 2011.
2.2. Landasan Teori
2.2.1 Audit
Auditing adalah proses sistematik untuk memperoleh dan mengevaluasi bukti secara obyektif mengenai pernyataan-pernyataan
5
tentang kegiatan dan kejadian ekonomi, serta penyampaian hasilnya kepada pemakai yang berkepentingan[5].
2.2.2 Audit Energi
Proses manajemen energi yang efektif haruslah berdasarkan pada tujuan yang telah ditetapkan dan harus diuraikan secara rinci tindakan-tindakan yang diperlukan untuk mencapai tujuan tersebut. Untuk memberi batasan suatu program manajemen energi di industri, perlu ditentukan secara teliti jenis dan jumlah energi yang digunakan di setiap tingkat proses manufaktur. Oleh karena itu, diperlukan suatu prosedur pencatatan penggunaan energi secara sistimatis dan berkesinambungan. Pengumpulan data kemudian diikuti dengan analisa dan pendefinisian kegiatan konservasi energi yang akan dilaksanakan. Gabungan antara pengumpulan data, analisa data dan definisi kegiatan konservasi disebut sebagai audit energi[4].
2.2.3 Prosedur Audit Energi 2.2.3.1 Survei Awal
2.2.3.2 Pengumpulan data
2.2.3.3 Analisis data dan peluang penghematan energi 2.2.3.4 Konsumsi Energi Spesifik
Pada sektor industri gula, Indeks energi atau
Konsumsi Energi Spesifik (KES) merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan besarnya pemakaian energi yang diperlukan untuk memproduksi gula. Untuk mengukur besarnya Konsumsi Energi Spesifik industri dapat dilakukan jika diketahui :
1. Konsumsi energi industri selama proses periode tertentu (kWh/periode, GJ/periode)
2. Jumlah total produksi yang diproses selama periode tertentu (Ton/periode)
6
Untuk menghitung Konsumsi Energi Spesifik (KES) industri dapat dilihat pada persamaan berikut
2.2.4 Intensitas konsumsi energi
Intensitas Konsumsi Energi (IKE) adalah istilah yang digunakan untuk menyatakan besarnya jumlah penggunaan energi tiap meter persegi luas kotor (gross) bangunan dalam suatu kurun waktu tertentu. Penggunaan energi dapat dihitung jika diketahui [4]:
1. Rincian luas bangunan gedung dan luas total bangunan gedung (m2).
2. Konsumsi Energi bangunan gedung per tahun(kWh/tahun).
3. Intensitas Konsumsi Energi (IKE) bangunan gedung pertahun(kWh/m2/tahun).
4. Biaya energi bangunan gedung (Rp/kWh).
IKE =
2.2.5 Konservasi energi
Konservasi adalah pelestarian atau perlindungan.Sedangkan untuk konservasi energi menurut PP 70 Tahun 2009 adalah upaya sistematis, terencana, dan terpadu untuk melestarikan sumber daya energi dalam negeri serta meningkatkan efisiensi pemanfaatannya. Tujuan konservasi energi adalah untuk memelihara kelestarian sumber daya alam yang berupa sumber energi melalui kebijakan pemilihan teknologi dan pemanfaatan energi secara efisien dan rasional. Penghematan energi dapat dicapai dengan penggunaan energi secara efisien dimana manfaat yang sama diperoleh dengan menggunakan energi lebih sedikit. Penghematan
7
energi dapat menyebabkan berkurangnya biaya, serta meningkatkan efisiensi dan keuntungan [6].
2.2.6 Daya
Daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dalam sistem tenaga listrik, daya ialah jumlah energi yang dikeluarkan untuk melakukan kerja atau usaha. Daya listrik biasanya dinyatakan dalam satuan Watt atau Horsepower (HP), Horsepower merupakan satuan daya listrik dimana 1 HP setara dengan 746 Watt. Daya dinyatakan dalam P, Tegangan dinyatakan dalam V dan arus dinyatakan dalam I, sehingga besarnya daya dinyatakan :
P=VxI
P=Volt x Ampere x Cosφ P = Watt
Gambar 3.1 Arah aliran arus listrik 2.2.6.1 Daya aktif
Daya aktif (Active Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Misalnya energi panas, cahaya, mekanik dan lain-lain.
P = V.I. Cos φ
P = 3. VL.IL. Cos φ 2.2.6.2 Daya reaktif
Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet contoh daya yang menimbulkan daya reaktif adalah
8
transformator, motor, lampu pijar dan lain-lain. Satuan daya reaktif adalah Var.
Q = V.I. Sin φ
Q = 3 . VL . IL . Sin φ 2.2.6.3 Daya Nyata
Daya nyata (Apparent Power) adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms dan arus rms dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif. Satuan daya nyata adalah VA.
Gambar 2.penjumlahan trigonomoteri daya aktif,reaktif,dan semu
S=P+Jq , mempunyai nilai/besar dan sudut
S=S < φ
S=√P2 + √Q2 φ
Untuk mendapatkan daya satu phasa, maka dapat diturunkan persamaannya seperti di bawah ini :
S = P + jQ
Dari gambar 2 terlihat bahwa:
P = V.I Cos φ Q = V. I Sin φ
9 Maka: S1φ = V. I. Cos φ + j V. I Sin φ S1φ = V. I. (Cos φ + j Sin φ) S1φ = V. I. ej φ S1 φ = V. I φ S1 φ = V. I*
Sedangkan untuk rangkaian tiga phasa mempunyai 2 bentuk hubungan yaitu:
Hubungan Wye (Y)
Gambar 3 hubungan bintang Dimana:
VRS = VRT = VST = VL ; Tegangan antar phasa
VRN = VSN =VTN = VP ; Tegangan phasa
IR = IS = IT = IL (IP) ; Arus phasa /Arus saluran
Bila IL adalah arus saluran dan IP adalah arus phasa,
10 IL = IP VL = 3 VP Hubungan Delta (∆) Di mana : IRS = IST = ITR = IP ; Arus phasa IR = IS =IT = IL ; Arus saluran
VRS = VST = VTR = VL (VP) ; Tegangan antar phasa
Bila VL adalah tegangan antar phasa dan VP adalah
tegangan phasa maka berlaku hubungan :
VL = VP
IL = 3 . IP
Dari kedua macam rangkaian di atas, untuk mendapatkan daya tiga phasanya maka dapat digunakan rumus :
2.2.7 Segitiga daya
Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan matematika antara tipe- tipe daya yang berbeda (Apparent Power, Active Power dan Reactive Power) berdasarkan prinsip trigonometri.
Gambar sekian Dimana berlaku hubungan:
S = √P2 + √Q2 φ
P = S / Cos φ Q = S / Sin φ
2.2.8 Faktor daya
Faktor daya (Cos ) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos φ . Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Nyata (S)
=kW/kVA =V.I Cos φ/V.I =Cos φ
Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.
Tan φ = Daya Reaktif (Q) / Daya Aktif (P) =kVAR/kW
karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR berubah sesuai dengan faktor daya), maka dapat ditulis seperti berikut :
Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan φ
sebuah contoh, rating kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya sebagai berikut :
Daya reaktif pada pf awal = Daya Aktif (P) x Tan φ1
Daya reaktif pada pf diperbaiki = Daya Aktif (P) x Tan φ2
sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah:
2.2.9 Faktor daya “leading”
Faktor daya ini memiliki karakteristik seperti berikut : Apabila arus mendahului tegangan, maka faktor daya ini dikatakan “leading”. Faktor daya leading ini terjadi apabila bebannya kapasitif, seperti capacitor, synchronocus generators, synchronocus motors dan synchronocus condensor.
Gambar 7 Faktor daya “leading”
Gambar 8 segitiga daya untuk beban kapasitif
2.2.10 Faktor daya “lagging”
Apabila tegangan mendahului arus, maka faktor daya ini dikatakan “lagging”. Faktor daya lagging ini terjadi apabila bebannya induktif, seperti motor induksi, AC dan transformator.
Gambar 9 Faktor daya “lagging”
Gambar 10 Segitiga daya untuk beban induktif
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alur Penelitian
Setiap penelitian memiliki tahapan – tahapan yang menjelaskan bagaimana proses penelitian berlangsung secara sistematis. Gambar berikut menjelaskan langkah-langkah penelitian.
15
Mulai
Studi literatur Terkait prosedur dan cara
Audit energi
Melakukan survei awal di departemen
final inspection
16
A
Pengambilan data -Data primer -data sekunder
Data konsimsi energi
Periksa target KES
Identifikasi kemungkinan peluang hemat
energi
17 B Analisa Peluang Hemat Energi (PHE) Rekomendasi Peluang Hemat Energi (PHE) Kesimpulan Selesai
18
3.1.1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dengan membaca Pedoman teknis audit energi” yang di keluarkan oleh melalui Pusat Pengkajian Industri Hijau dan Lingkungan Hidup Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim dan Mutu Industri (BPKIMI) Kementrian Penindustrian Republik Indonesia tahun 2011. Penulis juga membaca Penelitian lain, artikel yang berkaitan dengan penelitian ini ,adapun Teori yang penulis pelajari antara lain:
Teori filtrasi oli pada sistem hidrolik, 1. Teori panduan teknis audit energi, 2. Teori Teori Motor listrik
3. Teori Teknik pendinginan 4. Terori Teknik Penerangan
3.1.2. Melakukan survei awal
Pada tahap ini penulis melakukan survei awal di departemen final inspection unttuk mengetahui jenis beban listrik yang dipakai.
3.1.3. Pengambilan Data
Pengumpulan data pada pelaksanaan audit energi ditujukan untuk mendapatkan informasi mengenai kondisi performa peralatan pengguna energi dan teknologi yang digunakan serta kondisi operasi proses pada masing-masing peralatan pengguna energi.Data yang terkumpul berupa data sekunder dan primer.
3.1.3.1. Data Primer
Pengumpulan data primer dilakukan melalui survei dan pengukuran lapangan guna untuk mendapatkan informasi data teknis dan operasi aktual serta spesifikasi peralatan yang berkaitan. Dengan operasional peralatan pengguna energi di industri. Kegiatan pengumpulan data primer ini diawali dengan walk-trough ke lapangan mengetahui kondisi operasi peralatan pengguna energi serta menentukan titik-titik pengukuran yang diperlukan.
3.1.4. Pengambilan data
Pengumpulan data pada pelaksanaan audit energi ditujukan untuk mendapatkan informasi mengenai kondisi performa peralatan pengguna
19
energi dan teknologi yang digunakan serta kondisi operasi proses pada masing-masing peralatan pengguna energi.Data yang terkumpul berupa data sekunder dan primer.
3.1.5. Menetukan Peralatan Yang Digunakan
Pada tahap ini hal yang dilakukan adalah mengumpulkan peralatan apa saja yang dibutuhkan untuk membuat rancangan indikator filter oli pada powerpack head extruder. Adapun peralatan yang digunakan antara lain differential pressure transducer, HMI, PLC Mitsubishi, ADC, kabel NYM, tool set, dan Laptop.
3.1.6. Membuat Desain Wiring Diagram
Tahapan ini merupakan tahapan pengembangan dari alur desain perancangan yang bersifat mendasar menjadi rancangan yang telah diberi wiring diagram.
3.1.7. Membuat Program PLC
Tahapan ini merupakan tahapan inti yaitu membuat program PLC dengan menggunakan ladder diagram.
3.1.8. Mensimulasikan Instalasi Yang Dibuat
Pada tahapan ini mulai menggabungkan beberapa komponen sesuai dengan rancangan wiring diagram yang telah dibuat kemudian mesimulasikan rancangan tersebut.
3.1.9. Analisis dan Pembahasan
Melakukan pengamatan terhadap hasil rancangan yang telah dibuat terkait dengan proses pada saat rancangan tersebut bekerja.
20
3.1.10. Membuat Kesimpulan
Menarik kesimpulan sesuai dengan pengamatan saat proses rancangan sedang berlangsung
3.2.Rencana Jadwal Kegiatan
Tabel 3.1. Jadwal Kegiatan Penelitian
N o Kegiatan Bulan ke-1 2 3 4 5 6 1 Pengajuan proposal 2 Studi Literatur 3 Pengumpulan data
4 Membuat program & desain perancangan
5 Merealisasikan rancangan 6 Analisis dan pembahasan 7 Penulisan tugas akhir 8 Pengumpulan tugas akhir
