EMS - D4-4B - Tugas Final-Kelompok 4 [PDF]

Citation preview

PERENCANAAN SME PADA STADION 3 LANTAI MAKALAH Digunakan Untuk Memenuhi Tugas Energy Management System



Disusun oleh: Kelompok 4 Rahmad Aldiyani F.



1741150083



Rizal Emha F.



1741150109



Santika Putri P



1741150129



Satrio Bayu Aji P.



1741150099



Thariq Zul H.



1741150121



Widya Pratiwi S.



1741150043



Yoga Dwi P.



1741150110



PROGRAM STUDI SISTEM KELISTRIKAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2020



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang



Seiring dengan perkembangan teknologi hardware dan software maka dunia industri dalam adaptasinya juga melakukan proses transformasi untuk mendapatkan kemudahan, fleksibilitas, dan biaya yang rasional dalam sistem kendali dan akusisi data. Kecenderungan untuk mendapatkan kemudahan dan fleksibilitas merupakan faktor yang banyak mempengaruhi dalam pengambilan keputusan untuk melakukan desain energy management system di Stadion Sepak Bola Energy Management System adalah suatu sistem dengan peralatan yang dilengkapi komputer yang digunakan oleh operator jaringan sistem tenaga listrik untuk mengawasi, mengatur dan mengoptimalkan kinerja dari sistem pembangkitan dan atau sistem transmisi. Perkembangan teknologi dalam suatu instansi di tuntut untuk menerapkan sistem manejemen energi sehingga pengendalian dan monitoring enegi dapat dilakukan dengan lebih efisien. Dalam hal ini dapat dilakukan hal hal yang dapat meningkatkan efisien terhadap penggunaan energy pada stadion lapangan sepak bola, seperti pemilihan dan penambahan peralatan atau komponen listrik yang lebih canggih dan terbaru, sehingga dapat meminimalisir gangguan dan losses serta dapat memonitoring energy pada Stadion agar penggunaannya lebih effisien Dalam penerapan EMS pada stadion sepak bola dapat dilakukan seperti penambahan system SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition). Pengertian SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) yaitu suatu sistem kontrol superfisi dan pengumpul. Pada prakteknya pengumpulan data umumnya adalah data yang diambil dari lokasi plant yang akan diawasi (supervisory), Supervisory Control adalah kendali yang dilakukan diatas kendali lokal. SCADA sebagai sistem yang sangat hsuatu perusahaan atau industril untuk monitoring dan kontrol distribusi listrik adalah pilihan tepat yang mudah, aman dan efektif untuk pengendalian jarak jauh dan koordinasi pengambilan tindakan yang cepat untuk mengatasi gangguan dan penormalan jaringan distribusi listrik dalam waktu yang sangat singkat sehingga SCADA



semakin terasa manfaatnya terhadap mutu dan kesuatu perusahaan atau industrilan yang secara sederhana dapat digambarkan dengan tuntutan memperkecil jumlah pemadaman dan cepatnya proses pemulihan gangguan. Dalam pemanfaatan energi, dapat dilakukan penambahan peralatan Solar cell sehingga kebutuhan energy atau penggunaan energy pada Stadion sepak bola dapat dikurangi atau dihemat . penggunaan solar cell dapat di aplikasi kan pada setiap PJU 1.2.



Rumusan Masalah Dari latar belakang yang ada maka dapat dirumuskan beberapa rumusan masalah berikut -



Bagaimana perencanaan SME pada stadion sepak bola 3 lantai ?



-



Bagaimana monitoring energy pada stadion sepak bola 3 lantai ?



-



Bagaimana pemanfaatan energy pada PJU stadion sepak bola ?



1.3.



Tujuan Masalah -



Merencanakan SME pada stadion sepak bola lantai 3



-



Merencanakan penerapan monitoring energy pada stadion sepak bola lantai 3



1.4.



Merencanakan pemanfaatan energy pada PJU stadion sepak bola Manfaat Penulisan



-



Dapat memberikan informasi mengenai perencanaan SME pada stadion sepak bola lantai 3



-



Dapat memberikan informasi mengenai bagaimana penerapan monitoring energy pada stadion sepak bola lantai 3



-



Dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan energy pada PJU stadion sepak bola



BAB II PEMBAHASAN 2.1.



Dasar Teori 2.1.1



Sistem Manajemen Energi Sistem Manajemen Energi adalah suatu sistem, cara atau upaya



manusia untuk mengatur pemakaian energi guna memenuhi kebutuhan mereka. Ada beberapa definisi berkaitan dengan istilah Sistem Manajemen Energi (SME) ini, di antaranya adalah: - SME adalah adalah suatu sistem dengan peralatan yang dilengkapi komputer untuk mengawasi, mengatur dan mengoptimalkan kinerja peralatan yang terpasang serta mengatur pemakaian energi pada suatu sistem. - SME adalah sebuah sistem yang diaplikasikan dalam sebuah organisasi melalui prosedur dan metode yang tepat dan untuk memastikan pengembangan yang berkelanjutan yang akan memperluas kesadaran akan efisiensi energi dalam organisasi secara keseluruhan. - SME adalah sistem komputer yang didesain secara spesifik untuk pengaturan dan pengawasan otomatis terhadap pemanfaatan pemanas, ventilasi, dan keperluan penerangan sebuah bangunan atau sekelompok bangunan seperti kampus-kampus pada sebuah universitas, bangunanbanguan kantor, atau pabrik-pabrik. Pada umumnya, teknologi SME tersebut dilengkapi dengan fasilitas untuk membaca penggunaan listrik, gas, dan air. Kemudian, data-data yang diperoleh dari pembacaan tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan analisa kecenderungan (trend analysis) serta ramalan konsumsi tahunan. 2.1.2



Efisiensi Energi Secara garis besar, manajemen energi dimulai dari audit energi, yang



mengukur kinerja dan tolok ukur serta mengevaluasi ketersediaan dan



kehandalan pasokan energi dalam suatu industri/instansi/organisasi. Audit ini meliputi penilaian terhadap semua asset, pelayana, serta kebiasaan atau budaya kerja dalam yang berlaku dalam industri/instansi/organisasi tersebut. Hal ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar energi yang diperlukan untuk menunjang aktivitas dan produktivitas sehari-hari. Dari data-data yang diperoleh, selanjutnya akan dilakukan analisa untuk menentukan solusi yang tepat bagi permasalahan yang berkaitan dengan pemenuhan kebutuhan energi. Salah satu solusi yang dapat diberikan adalah dengan memastikan adanya efisiensi energi melalui: (i) pengaturan, pemantauan dan penggunaan energi dan peralatan, (ii) penerapan dan program praktek kesadaran energi, dan atau (iii) memberikan saran mengenai aplikasi teknologi efisiensi energi baru Menurut Ian Mills salah satu factor yang juga berpengaruh dalam kesuksesan sebuah aplikasi sistem manajemen energi adalah adanya perubahan



pada



budaya



dan



perilaku



perusahaan.



Menurutnya,



keterlibatan karyawan dan kosumen di dalam merubah sikap dalam bekerja dan gaya hidup sangat diperlukan untuk menjangkau seluruh organisasi atau fasilitas. Jika perubahan yang telah dilakukan dapat dikelola dengan baik dan semua yang terlibat membuat perubahan ke arah yang lebih baik, meskipun dalam skala kecil, maka ini akan bisa berujung pada penghematan besar. Perubahan perilaku sederhana seperti mematikan alat pencuci piring saat tidak digunakan, menggunakan kapasitas oven yang tersisa untuk memasak, mematikan lampu yang tidak terpakai, ataupun mematikan AC ketika suhu udara sudah dingin akan berdampak besar terhadap pengurangan biaya energi.



2.1.3



Penerapana Sistem manajemen Energi Prosedur yang ada didalam penerapan SME diperoleh berdasarkan uraian di dalam Energy Management System in Practice .Prosedur ini sesuai dengan standar manajemen energi ISO 50001. Sistem manajemen energi yang sesuai ISO 50001 mengikuti siklus PDCA (Plan, Do, Check, Act) dari sistem manajemen terkenal lainnya seperti



ISO



14001



dan



ISO



9001.



Jika



Suatu



perusahaan/industri/organisasi telah memperkenalkan suatu sistem manajemen, maka perusahaan/industri/organisasi tersebut dapat dengan mudah melakukan integrasi ke dalam struktur manajemen yang ada. 



TANGGUNG JAWAB MANAJEMEN PUNCAK Untuk keberhasilan jangka panjang sebuah SME, motivasi dan komitmen semua pihak yang berkepentingan untuk sebuah SME sangat penting. Hal ini mencakup semua tingkatan dan fungsi organisasi



dan



dimulai



pada



tingkat



manajemen



tertinggi



(manajemen puncak) sebuah perusahaan hingga karyawan level bawah. Menurut ISO 50001, tanggung jawab manajemen puncak dalam kerangka kerja SME adalah: - Mendefinisikan dan terus mempertahankan kebijakan energi untuk organisasi - Memastikan tersedianya sumber daya yang dibutuhkan untuk mengenalkan, mencapai, memelihara, dan memperbaiki sumber daya manusia, sumber daya teknis dan keuangan. - Menunjuk perwakilan manajemen (biasa disebut juga sebagai "Manajer Energi") dengan tanggung jawab dan wewenang untuk menerapkan



sebuah



SME



Manajer



Energi



juga



harus



bertanggung jawab untuk mengirimkan laporan kinerja dan hasil sistem kepada manajemen puncak. - Memutuskan langkah-langkah pengelolaan energi strategis lebih lanjut berdasarkan hasil audit internal mengenai pemanfaatan dan pengaturan energi. - Mengkaji ulang skema organisasi secara berkala untuk menguji dan mendapatkan hasil. Kajian ini harus dilakukan berulang secara periodik. - Mengomunikasikan pentingnya SME dalam organisasi. Tanggung jawab yang jelas dari manajemen puncak adalah karakteristik penting dari ISO 50001. Jika suatu perusahaan atau industri telah menerapkan ISO 14001 dan manajemen puncak sudah terbiasa dengan masalah terkait energi, maka pengenalan ISO 50001 tidak memerlukan biaya tambahan untuk diintegrasikan pada sistem manajemen yang telah ada pada perusahaan/industri/organisasi tersebut. Akan tetapi, masih ada perusahaan/industri/organisasi yang masih enggan atau belum mengenalkan SME. Hal ini mungkin disebabkan beberapa hal, di antaranya adalah : - Tidak ada yang bertanggung jawab atas masalah energi - Biaya energi dipandang sebagai biaya tetap - Karyawan menganggap bahwa SME hanya berkaitan dengan "proses mereka" saja yang dioptimalkan dan menganggapnya dengan skeptisisme 2.2.



Perencanaan EMS Stadion 2.2.1 Fungsi Ems Yang Di Rencanakan 1. Cost Allocation - Alokasi Biaya Mendefinisikan cost center untuk menentukan pemakaian energi tiap-tiap unit operasi. Juga membantu untuk mengevaluasi efisiensi serta menentukan strategi pengurangan energi seperti memindahkan pemakaian pada periode on-peak ke periode offpeak. Pada stadion fungsi ini dapat digunakan unutk membantu



evaluasi dan efisiensi, karena penggunaan stadion yang tidak terus menerus dipakai. 2. Metering – Pengukuran Memonitor parameter-parameter listrik yang penting untuk menentukan pemakaian energi dalam suatu sistem distribusi. Pemakaian energi akan digambarkan secara akurat dan memungkinkan untuk mendapatkan keuntungan dengan cara menghindari periode permintaan puncak atau melakukan pergeseran beban. 3. Power Quality – Kualitas Daya Pengambilan data-data penting yang berhubungan dengan daya listrik seperti bentuk gelombang tegangan ataupun arus, ataupun harmonisa akan membantu dalam mengidentifikasi kejadiankejadian yang membutuhkan biaya besar dari kerusakan peralatan yang disebabkan oleh panas lebih serta membantu mengurangi gangguan trip-nya pemutus daya. 4. Protection – Proteksi Menyediakan proteksi ekonomis, pengukuran, dan monitoring terhadap trafo terhubung dengan aplikasi sehingga dapat memonitoring penggunaan daya dan melihat adanya gangguan yang terjadi pada sistem. Sehingga mempermudah dalam melakukan maintenance jika terjadi gangguan. 5. Trending - Penggambaran trend Secara akurat menampilkan catatan karakteristik operasi dari perlengkapan yang ada dalam sistem atau beban yang sedang beroperasi dengan mengumpulkan data yang diminta melalui peralatan-peralatan kendali jarak jauh. Kemudian menampilkan dan menganalisa trend yang muncul pada Power Management Control System (PMCS) workstation yang dilokasikan secara sentral. Peralatan ini akan menghapuskan tugas mengumpulkan data dengan tangan dan menyediakan akses real time dan catatan data untuk semua lokasi yang dimonitor. 2.2.2 Tahapan Persiapan Tahapan – tahapan dalam persiapan perencanaan Energy Managemen system di Stadion ini meliputi : 1. Survey denah lokasi tadion



Sebelum perencanaan dilaksanakan, terlebih dahulu kita lakukan survey lokasi. Dari survey kita adakan pengumpulan data yang dapat menunjang kerja kita seperti pengukuran lokasi dimana denah stadion meliputi ruangan : a. Lantai 1 -



Home (20 x 8) - Wasit (10 x 6)



-



Away (20 x 8) - Ruang Administrasi (11 x 8)



-



WC (8 x6)



-



Ruang Direktur (8 x 11)



- Loket ( 10 x 5 )



b. Lantai 2 -



WC (14 x 4)



- Merchandise (26 x 14)



-



Food Court (14 x 19)



-



Gudang (3 x 5)



-



Ruang control (14 x 5)



-



Ruang Pers (16 x 5)



c. Lantai 3 -



Wc (5 x 2)



-



Café (18 x 5)



-



Multimedia (30 x 4)



d. Lapangan (100 x 64 ) 2. Survey beban pada stadion - Beban Motor Pompa air - AC - Lampu 8 watt - Lampu 1000 watt



2.2.3 Desain SME pada Stadion Dari keadaan lokasi dan bangunan, maka tahap selanjutnya adalah desain sistem menejeman energy dengan menggunakan



GENSET dan UPS sebagai backup utama sistem. Dengan pengaturan pembebanan serta backup sistem, dapat menghemat energy tanpa harus mengurangi fasilitas yang ada



•



GENSET Genset adalah sebuah alat yang memiliki kemampuan menghasilkan daya listrik sebagai energi pengganti dengan prinsip kerja mengubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi listrik. Fungsi Genset yaitu menggantikan supply PLN ketika PLN padam sehingga dapat menunjang aktivitas kegiatan ataupun produksi •



UPS UPS memiliki pengertian yaitu perangkat hardware komputer yang berfungsi untuk memberikan suplai listrik ketika tegangan utama (PLN) tidak berfungsi atau terjadi pemadaman listrik secara tiba-tiba. Didalam komponen UPS terdapat baterai yang menjadi sumber listrik utamanya, ketika listrik mengalir melalui perangkat UPS maka secara otomatis baterai ini akan terisi penuh, pada saat PLN padam maka UPS akan membackup komputer tanpa adanya jeda sehingga komputer tidak tersertart dan data akan aman •



Power Meter Sebagai monitoring hasil dari pengukuran alat-alat listrik misalnya CT



•



Komunikasi data ( Konverter RS232/485 ) berfungsi sebagai penghubung atau untuk mengoneksikan antar perangkat atau peralatan standar yang menyangkut komunikasi data antara komputer, dengan alatalat pelengkap komputer lainnya, seperti modem, mouse, cash register, dan lain sebagainya.



•



CT Pengukuran Sebagai pengukuran arus



•



PLC



Sebagai pengendali utama sistem, yang mengatur bekerjanya sistem pada setiap SDP yang dituju. •



CB Pengaman pada setiap SDP



•



CB Motorize Sebagai pemutus ketika ada gangguan, CB ini dapat di control melalui PLC DESAIN SISTEM EMS YANG DI RENCANAKAN



Dari perencanaan sistem diatas dapat dilihat bahwa setiap computer akan terhubung pada 1 unit komputer utama yang akan terhubung pada PLC dan Powe Meter. Komputer utama adalah computer yang dapat mengakses setiap pc pada ruangan serta sebagai control utama sistem serta sebagai penyimpanan data. Pada saat terjadi gangguan pada sumber, maka secara otomatis UPS dan Genset akan bekerja dan memeberi sinyal pada Kompuer utama yang nanti akan diterus ke PLC. PLC akan secara otomatis memberi sinyal pada SDP Prioritas untuk tetap bekerja.



FLOWCHART MANAGEMENT BEBAN



FLOWCHART PENANGANAN GANGGUAN



 . SPESIFIKASI KOMPONEN SISTEM  Komunikasi data Brand : HEXIN Model: HXSP-485B Name: RS-232 To RS-485 Converter Standard: Accord EIA RS-232, RS-485 standard. Connector: DB9 female on RS-232 side, DB9 male with 4 terminal block on RS-485 side. Work methods: asynchronous, point to point or multi-point, 2 wire half-duplex. Transmission medium: Ordinary Line , twisted pair cable or Shielded Wire Baud rate: 300~115000bps. Transmission distance: 5 meters (RS-232 side) and 1200 meters (RS-485 side). Communication protocol: Transparent. Environment: -10 to 85 centigrade working temperature, 5% to 95% relative humidity. Signals: RS-232 TXD, RXD,GND ; RS-485 Date+, Date-,GND







PEMILIHAN KOMPONEN 1. Pemilihan Genset



2. Pemilihan ATS



3. Pemilihan ACB







. RAB UNTUK SISTEM SME



 JENIS KONTRAK JASA EMS Di dalam industri SME, tidak ada standard atau satuan definisi untuk berbagai macam kontrak jasa. Masing-masing distributor atau pabrikan memasang suatu paket layanan jasa yang unik. Maka kami memilih kontrak jasa yaitu : Kontrak Preventive Maintenance (PM) Kontrak ini biasanya dibeli untuk suatu pembayaran yang telah ditetapkan dan meliputi jumlah kunjungan yang telah dijadwalkan untuk masing-masing tahun. Tujuan kontrak jenis ini akan pada waktu tertentu supplier memeriksa permasalahan sistem dan melaksanakan aktivitas PM yang telah disetujui untuk memelihara sistem agar bekerja sesuai dengan perintah yang diinginkan serta memelihara program yang sedang dipakai dalam periode tahun tertentu. Kontrak bisa mencakup panggilan keadaan darurat ataupun tidak. Keuntungan utama kontrak jenis ini adalah lebih murah dibanding baik full-service maupun kontrak full-maintenance. Kontrak ini juga berfokus pada kegiatan pemeliharaan pencegahan. Bagaimanapun, penganggaran dan layanan keadaan darurat, pekerjaan pembetulan, dan tenaga pengganti menjadi lebih sulit, sebab aktivitas ini biasanya dilaksanakan atas dasar time-and-materials basis. Pemilik harus berani menanggung resiko.



2.2.4 Layout Stadion Dalam perencanaan SME dibutuhkan perancangan peletakan beban atau titik beban yang terpasang pada Stadion sehingga dapat menentukan penyeimbang atau kebutuhan daya pada setiap lantai stadion dan dapat menentukan beban prioritas dan non prioritas , berikut layout pada Stadion :



1. Lantai 1



2. Lantai 2



3. Lantai 3



4. Stadion dan PJU



2.3.



Perencanaan Solar Cell PJU 2.3.1



Komponen PJU



A. Lampu LED Lampu LED yang digunakan untuk PJU Tenaga Surya memiliki spesifikasi arus DC atau arus searah. Penggunaan spesifikasi lampu LED tersebut sangat penting karena menghindari penggunaan komponen yang lain yang bisa memakan biaya dan suplai daya. Jika lampu LED yang digunakan adalah spesifikasi dengan arus AC maka yang terjadi adalah penambahan biaya dan efisiensi daya menjadi turun. B. Panel Surya Panel surya adalah komponen yang penting karena daya PJU didapatkan dari komponen ini. Kapasitas yang dimiliki panel surya merupakan hasil dari penerimaan cahaya matahari pada panel yang diukur dalam satuan wattpeak (wp). Pada prosesnya, lama waktu penyinaran sering disebut dengan ekivalen matahari. C. Baterai Baterai yang digunakan pada PJU Tenaga Surya menggunakan satuan ampere hours (Ah) yang memiliki tegangan yang beragam. Biasanya tegangan yang digunakan untuk PJUTS adalah 12 volt, 24 volt, dan 48 volt yang dipilih sesuai dengan kebutuhan sistem antara jarak kabel dengan baterai atau lampu LED. Untuk baterai diperlukan beberapa pertimbangan yang harus dilakukan seperti kemampuan sistem untuk memenuhi kebutuhan daya, penggunaan maksimal kapasitas baterai, serta penurunan kapasitas baterai yang biasanya dipengaruhi oleh suhu yang turun.



D. Solar Charge Controller Komponen yang satu ini biasanya juga disebut dengan baterai kontrol yang pemilihannya harus sesuai dengan perhitungan penempatan perangkat itu sendiri. 2.3.2



Layout PJU



2.3.3



Skema wiring komponen pada PJU



BAB III KESIMPULAN Dari perencanaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 3.1. Perencanaa SME pada Stadion 3 lantai Perencanaan SME pada Stadion 3lantai dilakukan karena penggunaan gedung yang tidak terlalu sering dan hanya beberapa ruangan saja yang membutuhkan sistem penerangan serta pengamanan pada sistem penyimpanan data. Sehingga perencanaan EMS pada stadion terfokus untuk alokasi biaya, pengukuran, proteksi, pennggambaran trend, serta kualitas daya. Penghematan penggunaan data dilakukan agar biaya yang dikeluarkan dapat diminimalisir dan penggunaan daya dapat dimaksimalkan. Memperhitungkan kebuthan daya sangatlah penting, dengan tujuan untuk memprioritaskan unit/ruangan mana yang harus tetap menggunakan energi atau diamankan terlebih dahulu saat terjadi gangguan yang dapat menyebabkan blackout. Sehingga perencanaan ini diperlukan dengan sangat detail dilihat dari jenis bangunan, kondisi, dan kebuthan didalamnya. 3.2. Monitoring Energi pada Stadion 3 lantai Monitoring energi dilakukan agar dapat mengerti besar pengguunaan energi pada jangka waktu tertentu. Dari hasil monitoring tersebut dapat dilakukan analisa keadaan SME yang telah terpasang pada gedung. Tentu saja dengan berbagai aspek dalam melakukan analisa. Setelah mengetahui besar energi yang digunakan, dapat menarik kesimpulan pada keadaan yang sedang terjadi. Jika SME yang berjalan sesuai dengan perhitungan perencanaan maka sistem tersebut dapat terus dilanjutkan. Namun jika SME tidak sesuai dengan tujuan dapat dilakukan rekontruksi ulang SME pada bangunan. 3.3. Pemanfaatan energi pada PJU Penerangan jalan umum sangat dibutuhkan pada Stadion, dimana terpasang sebagai penerangan utama pada sisi luar stadion dan area parkir. Sehingga agar dapat menghemat energi, dapat memanfaatkan Sollar Cell



sebagai energi utama. Karena terpasang pada area terbuka, sehingga dapat memanfaatkan cahaya matahari pada Sollar Cell. Hal tersebut tentu sangat menghemat pengeluaran penggunaan daya yang terpakai terhadap PLN, karena wiring terpisah dengan gedung stadion. Serta menggunakan memanfaatkan energinya sendiri