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,
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.
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 Pyro-processing:
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 Aditif dan Penghalusan:
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 X-ray 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 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.
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
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 ( A1 + A2 ) ] 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 r1
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.
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 :
• 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
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 daya sebelum dipasang kapasitor.
Rugi daya aktif = I2 R Watt Rugi daya reaktif = I2
x VAR
Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor : Rugi daya aktif = (I2 - Ic2) R Watt
Rugi daya reaktif = (I2 - Ic2) x VAR
1.2.3. Pemasangan Kapasitor
Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada dua cara :
1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada: 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
1.2.4. PerawatanKapasitor
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.
Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :
• 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
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.
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,
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 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
Gambar 2. Pengukuran Daya dan Faktor Daya pada Sirkuit Tiga Kawat Satu Fase (Hioki Ltd)
2.3. 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 linetersebut meliputi:
• Transformator 22,5 MVA dioperasikan
secara terpisah dengan Tie Bus yang
menghubungkan bus bar 3P1 dan 5P1
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.
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:
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 Incoming Feeder 33 kV; 3φ; 50 Hz, dari
Power Plant 3P10S1UC2 3P20TR1 33 / 6,6 kV 22.5 MVA ONAF Bus-3P1; 6,6 kV; 50 Hz; 3φ; 3000 A; 300 MVA
Packing 600 kW Raw Mill 5022 kW
Heat Exchanger 4553 kW Kiln Cooler Aux. Transformer 600 kW Fe ed RM Transport 600 kW Cement Mill 4061 kW
Feeding Cement Mill
423 kW 6 MVAR; 3-stage Bank Capacitor (Recommended Installation) 3P10S1UC1 5P20TR1 33 / 6,6 kV 22.5 MVA ONAF Bus-5P1; 6,6 kV; 50 Hz, 3φ; 3000 A; 300 MVA PT . Measurement 6.6 kV/115 V; 1,5 kVA PT . Measurement 6.6 kV/115 V; 1,5 kVA Tie Bus NO 4.25 MW 527 Amp pf =0.71 11.71 MW 1524 Amp pf = 0.67 6 MVAR; 3-stage Bank Capacitor (Recommended Installation)
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) Feeder II (AA8)
Ampere Voltage Power Ampere Voltage Power
No Tgl Jam
(A) (KV) (MW) (MVAR) Factor
(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
Tabel 2. Perhitungan Kebutuhan Power Faktor
POWER (before pf impr) Apparent power
Active Reactive Apparent Cos f Tan f MVA MVAr LOAD
MW MVAr MVA f 1 f 2 f 1 f 2
MVAr for Imprv.
Cos f=0.9 Selisih Cos f=0.9 Low 5,01 6,64 8,32 0,6023 0,9000 1,3253 0,4843 4,2134 5,5667 2,7514 2,43 FEEDER -I High 13,05 11,1 17,13 0,7617 0,9000 0,8506 0,4843 4,7802 14,5000 2,6322 6,32 Low 4,25 3,12 5,27 0,8061 0,9000 0,7342 0,4843 1,0621 4,7222 0,5501 2,06 FEEDER -II High 4,65 3,24 5,67 0,8205 0,9000 0,6967 0,4843 0,9877 5,1667 0,5008 2,25 Notes 1. Power factor is increased to be 0,9 2. capasitor that is needed is in grey coulomb. 3. After increasing power factor, there is reduction on apparent power using (black coulomb) : Cos f1 : power factor before increasing. # Feeder-I : ± 4.5 MVAr ; 6.6 kV # Feeder-I : ± 2.5 MVA ; 6.6 kV
Cos f2 : power factor after increasing. # Feeder-II : ± 1.0 MVAr ; 6.6 kV # Feeder-II : ± 0.5 MVA ; 6.6 kV 2. 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
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 = 3 MVA
(untuk feeder 1 & 2)
• Emisi gas rumah kaca 3 MVA x Jam
x Hari x Faktor Emisi x cos ϕ
3
= 3x 24 x 300 x 0.724* x 0.9 x 1.73 =
Catatan:
* Sumber dari UNEP GHG calculator:
www.uneptie.org/energy/tools/ghgin/
3. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. 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
