BAB 2
DASAR TEORI Lampu Penerangan Jalan
2.1
Lampu penerangan jalan merupakan bagian dari bangunan pelengkap jalan yang dapat diletakkan atau dipasang di kiri / kanan jalan dan atau di tengah (dibagian median jalan) yang digunakan untuk menerangi jalan maupun lingkungan disekitar jalan yang diperlukan [7].
2.1.1 Fungsi Penerangan Jalan
Adapun beberapa fungsi penerangan jalan adalah sebagai berikut : 1. Menghasilkan kekontrasan antara jalan dan obyek.
2. Meningkatkan keselamatan dan kenyamanan pengguna jalan khususnya pada malam hari.
3. Sebagai alat bantu navigasi pengguna jalan. 4. Mendukung keamanan lingkungan.
5. Menambah nilai keindahan lingkungan [7].
2.1.2 Dasar Perencanaan Penerangan Jalan
Dalam merencanakan sistem penerangan jalan ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain :
1. Perencanaan penerangan jalan terkait dengan hal-hal berikut ini :
a. Volume lalu-lintas, baik kendaraan maupun lingkungan yang bersinggungan seperti pejalan kaki, pengayuh sepeda, dan lain-lain. b. Tipikal potongan melintang jalan, situasi (lay-out) jalan dan
persimpangan jalan.
c. Geometri jalan, seperti alinyemen horizontal, alinyemen vertikal, dan lain-lain.
d. Tekstur perkerasan dan jenis perkerasan yang mempengaruhi pantulan cahaya lampu penerangan.
e. Pemilihan jenis dan kualitas sumber cahaya/lampu, data fotometrik lampu dan lokasi sumber listrik.
f. Tingkat kebutuhan, biaya operasi, biaya pemeliharaan, dan lain-lain agar perencanaan sistem lampu penerangan efektif dan ekonomis. g. Rencana jangka panjang pengembangan jalan dan pengembangan
daerah sekitarnya.
h. Data kecelakaan dan kerawanan di lokasi.
2. Beberapa tempat yang memerlukan perhatian khusus dalam perencanaan penerangan jalan antara lain sebagai berikut :
a. Lebar ruang milik jalan yang bervariasi dalam satu ruas jalan.
b. Tempat-tempat dimana kondisi lengkung horizontal (tikungan) tajam c. Tempat yang luas seperti persimpangan, interchange, tempat parkir,
dan lain-lain.
d. Jalan - jalan berpohon.
e. Jalan - jalan dengan lebar median yang sempit, terutama untuk pemasangan lampu dibagian median.
f. Jembatan sempit / panjang, jalan layang dan jalan bawah tanah (terowongan).
g. Tempat-tempat lain dimana lingkungan jalan banyak berinterferensi dengan jalannya [7].
2.1.3 Jenis Lampu Penerangan Jalan
Berdasarkan jenisnya lampu penerangan dibagi beberapa kelompok antara lain:
Gambar 2-1 lampu tabung fluorescent
b. Lampu Merkuri, Prinsip kerja lampu merkuri sama dengan prinsip kerja lampu fluorescen, yaitu cahaya yang dipancarkan berdasarkan terjadinya loncatan elektron (peluahan muatan) di dalam tabung. Sedangkan konstruksinya berbeda dengan lampu fluorescen. Lampu merkuri terdiri dari dua tabung, yaitu tabung dalam dari gelas kuarsa dan bohlam luar. Lampu merkuri bekerja pada faktor daya yang rendah, oleh karena itu harus menggunakan kapasitor untuk memperbaiki faktor daya lampu.
Gambar 2-2 Lampu merkuri
Gambar 2-3 lampu sodium tekanan rendah
d. Lampu Sodium Tekanan Tinggi (SON), Prinsip kerjanya sama dengan prinsip kerja lampu sodium tekanan rendah, yaitu berdasarkan terjadinya pelepasan elektron di dalam tabung lampu. Lampu ini mempunyai tekanan gas di dalam tabung kira-kira 1/3 atmosper (250 mm merkuri), dibandingkan dengan tekanan gas dalam lampu sodium tekanan rendah yang kira-kira hanya 3-10 mm merkuri. Temperatur kerja tabung lampu sodium tekanan tinggi juga lebih tinggi.
Gambar 2-4 lampu sodium tekanan tinggi
Gambar 2-5 lampu LED
Pemilihan jenis lampu mempengaruhi kualitas dari pencahayaan penerangan jalan, adapun syarat dalam pemilihan jenis dan kualitas lampu penerangan jalan adalah berdasarkan nilai efisiensi, umur rencana, dan kekontrasan permukaan jalan dan obyek [7].
Tabel 2-1 berikut ini menunjukkan karakteristik lampu penerangan jalan yang biasa digunakan.
Tabel 2-1 Karakteristik dan penggunaan lampu penerangan jalan.
Jenis
- efisiensi cukup tinggi tetapi berumur pendek;
Lampu gas - jenis lampu ini masih
dapat digunakan
Lampu gas - efisiensi tinggi, umur
Jenis atau Kelas Jalan 2.2
Jalan merupakan prasarana transportasi darat yang meliputi segala bagian jalan, termasuk bangunan pelengkap dan perlengkapannya yang diperuntukkan bagi lalu lintas yang berada pada permukaan tanah, di bawah permukaan tanah dan/atau air, kecuali jalan kereta api, jalan lori dan jalan kabel [4].
Lampu penerangan jalan dipasang di berbagai jenis atau kelas jalan dimana kebutuhannya disesuaikan. Adapun kelas-kelas jalan tersebut adalah sebagai berikut.
a. Jalan Trotoar, adalah jalur pejalan kaki yang umumnya sejajar dengan jalan dan lebih tinggi dari permukaan perkerasan jalan untuk menjamin keamanan pejalan kaki yang bersangkutan.
b. Jalan Lokal, merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan setempat dengan ciri perjalanan jarak dekat, kecepatan rata-rata rendah, dan jumlah jalan masuk tidak dibatasi.
c. Jalan Kolektor, merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan pengumpul atau pembagi dengan ciri perjalanan jarak sedang, kecepatan rata-rata sedang, dan jumlah jalan masuk dibatasi.
d. Jalan Arteri, merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan utama dengan ciri perjalanan jarak jauh, kecepatan rata-rata tinggi, dan jumlah jalan masuk dibatasi secara berdaya guna.
e. Jalan Layang, merupakan perlengkapan jalan bebas hambatan untuk mengatasi hambatan karena konflik dipersimpangan, melalui kawasan kumuh yang sulit ataupun melalui kawasan rawa-rawa.
f. Jalan Terowongan, adalah sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan biasa digunakan untuk lalu lintas kendaraan (umumnya mobil atau kereta api) maupun para pejalan kaki atau pengendara sepeda sebagai sebuah tembusan dari suatu tempat ke tempat lainnya.
Ketentuan Penempatan Penerangan Jalan 2.3
2.3.1 Kualitas Pencahayaan
2.3.1.1Pencahayaan pada Ruas Jalan
Kualitas pencahayaan pada suatu jalan diukur berdasarkan metoda iluminansi atau luminansi. Meskipun demikian lebih mudah menggunakan metoda iluminansi, karena dapat diukur langsung di permukaan jalan dengan menggunakan alat pengukur kuat cahaya. Kualitas pencahayaan normal menurut jenis/klasifikasi fungsi jalan ditentukan seperti pada tabel dibawah ini.
Tabel 2-2 Kualitas Pencahayaan Normal
Jenis /
Klasifikasi jalan
Kuat Pencahayaan
( Iluminansi) Luminansi Batasan silau
E
Jalan layang, simpang
susun, terowongan 20-25 0.20 2.00 0.40 0.70 6 10
keterangan :
g1 = Emin/Emaks VD = Lmin/Lmaks VI = Lmin/Lrata-rata G = silau (glare)
TJ = batas ambang kesilauan
2.3.1.2 Pencahayaan pada Tempat Parkir
Tempat parkir juga membutuhkan cahaya. Kuat pencahayaan untuk tempat parkir ditentukan pada Tabel 2.3.
Tabel 2-3 kuat pencahayaan pada daerah tempat parkir Kuat pencahayaan pada tempat parkir terbuka (lux)
Tingkat kegiatan
Lingkungan di lokasi
Untuk tujuan
Lalu-lintas kendaraan Keselamatan pejalan kaki
Rendah 5 2
Sedang 11 6
tinggi 22 10
Kuat pencahayaan pada tempat parkir tertutup (lux)
Daerah Siang hari Malam hari
Daerah tempat parkir
dan pejalan kaki 54 54
Kegiatan sedang/tinggi 100 54
Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga
2.3.2 Rasio Kemerataan Pencahayaan (uniformity ratio)
Tabel 2-4 Rasio Kemerataan Pencahayaan
Lokasi Penempatan Rasio Maksimum Jalur lalu lintas :
- Di daerah permukiman
- Di daerah komersil / pusat kota
6 : 1 3 : 1 Jalur pejalan kaki :
- Di Daerah permukiman
- Di daerah komersil / pusat kota
10 : 1 4 : 1
Terowongan 4 : 1
Tempat-tempat peristirahatan (rest area) 6 : 1 Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga
2.3.3 Penempatan Lampu Penerangan Jalan
Dalam merencanakan penempatan lampu penerangan jalan ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain :
1) Penempatan lampu penerangan jalan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan :
a) Kemerataan pencahayaan yang sesuai dengan ketentuan Tabel 2.4; b) Keselamatan dan keamanan bagi pengguna jalan;
c) Pencahayaan yang lebih tinggi di area tikungan atau persimpangan, dibanding pada bagian jalan yang lurus;
d) Arah dan petunjuk (guide) yang jelas bagi pengguna jalan dan pejalan kaki.
2) Sistem penempatan lampu penerangan jalan yang disarankan seperti pada Tabel 2.5.
Tabel 2-5 Sistem penempatan lampu penerangan jalan
Jenis jalan / jembatan Sistem penempatan lampu yang digunakan
- Jalan arteri - Jalan kolektor - Jalan lokal
- Persimpangan, simpang susun, ramp - Jembatan
- Terowongan
Sistem menerus dan parsial Sistem menerus dan parsial Sistem menerus dan parsial
Sistem menerus Sistem menerus
Sistem menerus bergradasi pada ujung-ujung terowongan Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga
4). Perencanaan dan penempatan lampu penerangan jalan dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Keterangan :
H = tinggi tiang lampu
L = lebar badan jalan, termasuk median jika ada E = jarak interval antar tiang lampu
S1 + S2 = Proyeksi kerucut cahaya lampu S1 = jarak tiang lampu ke tepi kereb
S2 = jarak dari tepi kereb ke titik penyinaran terjauh L = sudut inklinasi pencahyaan
5) Batasan penempatan lampu penerangan jalan tergantung dari tipe lampu, tinggi lampu, lebar jalan dan tingkat kemerataan pencahayaan dari lampu yang akan digunakan [7].
2.3.4 Penataan Letak Lampu Penerangan Jalan
Penataan / pengaturan letak lampu penerangan jalan diatur seperti pada Tabel 2.6 berikut :
Tabel 2-6 Penataan letak lampu penerangan jalan Tempat Penataan / pengaturan letak Jalan satu arah - Di kiri atau kanan jalan;
- Di kiri dan kanan jalan berselang-seling; - Di kiri dan kanan jalan berhadap-hadapan; - Dibagian tengah / separator jalan.
Jalan dua arah - Di bagian tengah / median jalan;
- Kombinasi antara di kiri dan kanan berhadapan dengan dibagian tengah / median jalan;
- Katenasi (dibagian tengah jalan dengan sistem digantung).
Persimpangan - Dapat dilakukan dengan menggunakan lampu menara dengan beberapa lampu, umumnya ditempatkan di pulau-pulau, di median jalan, diluar daerah persimpangan.
2.3.5 Penataan Lampu Penerangan Terhadap Tanaman Jalan
Dalam penempatan lampu penerangan jalan harus dipertimbangkan terhadap tanaman jalan yang akan ditanam maupun yang telah ada, sehingga perlu adanya pemangkasan pohon dengan batasan seperti Tabel 2.7 dan Gambar 2.7.
Tabel 2-7 Tinggi pemangkasan pohon terhadap sudut di bawah cahaya lampu Garis pemangkasan pada sudut α
dibawah cahaya lampu
Tinggi pemangkasan pohon (h)
700 H – 0.36 D
750 H – 0.26 D
800 H – 0.17 D
Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga
Keterangan : H = tinggi tiang lampu (mounting height ) dalam meter
D = jarak tiang lampu ke jarak terendah tanaman dengan tanah
2.3.6 Pemasangan Rumah Lampu Penerangan 2.3.6.1Tiang Lampu dengan Lengan Tunggal.
Tiang lampu ini pada umumnya diletakkan pada sisi kiri atau kanan jalan. Tipikal bentuk dan struktur tiang lampu dengan lengan tunggal seperti diilustrasikan pada Gambar 2.8.
Gambar 2-8 tipikal tiang lampu lengan tunggal
2.3.6.2Tiang Lampu dengan Lengan Ganda
Gambar 2-9 tipikal tiang lampu lengan ganda
Sel Surya 2.4
2.4.1 Prinsip Kerja Panel Surya
Sel surya dapat dianalogikan sebagai divais dengan dua terminal atau sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti dioda, dan saat disinari dengan cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan. Ketika disinari, umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan dc sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk panel surya.
Gambar 2-10 Panel surya
2.4.1.1 Kelebihan dan Kekurangan Panel Surya
Sistem penerangan jalan dengan menggunakan teknologi surya tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan, antara lain :
Kelebihan
a. Panel surya ramah lingkungan dan tidak memberikan kontribusi terhadap perubahan iklim.
b. Sumber energinya berupa radiasi matahari diperoleh secara gratis dan melimpah di planet kita.
c. Panel surya mudah dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.
d. Panel surya tidak memberikan kontribusi terhadap polusi suara. e. Harga panel surya terus turun meskipun mereka masih harus
bersaing dengan bahan bakar fosil.
f. Masa pakainya yang panjang, mecapai 25-30 tahun.
g. Jika dipasang secara individual (satu tiang satu sistem). Rumah atau tiang lampu yang berjauhan sekalipun tidak memerlukan jaringan kabel distribusi. Selain itu, gangguan pada satu sistem tidak mengganggu sistem lainnya.
Kekurangan
a. Panel surya masih relatif mahal, bahkan meskipun setelah banyak mengalami penurunan harga.
b. Saat ini efisiensi panel surya yang tersedia masih rendah. Rata-rata panel surya saat ini mencapai efisiensi kurang dari 20%.
c. Jika tidak terpasang dengan baik dapat terjadi over-heating pada panel surya.
d. Daur ulang panel surya yang tak terpakai lagi dapat menyebabkan kerusakan lingkungan jika tidak dilakukan dengan hati-hati karena silikon, selenium, kadmium, dan sulfur heksafluorida (merupakan gas rumah kaca), kesemuanya dapat ditemukan di panel surya dan bisa menjadi sumber pencemaran selama proses daur ulang
2.4.1.2 Komponen-Komponen untuk Instalasi Listrik Sel surya
Komponen-komponen yang diperlukan untuk instalasi teknologi surya terdiri dari :
1. Panel surya / solar panel
Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari / surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah sel surya menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt – 1 volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimum).
2. Solar charge controller.
Solar charge controller berfungsi mengatur lalu lintas dari panel surya ke baterai dan beban. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai.
3. Baterai
