Perhitungan Listrik Kapal [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1.



Latar Belakang Instalasi listrik yang diterapkan di darat tidak jauh beda dengan yang



diterapkan di kapal, di kapal listrik dapat dibangkitkan dengan menggunakan sistem yang dinamakan Power Take Off



(PTO), dimana energi mekanik yang



dihasilkan oleh main engine disamping digunakan untuk menggerakkan propeller, juga dikopel untuk menggerakkan generator, cara ini cukup efektif untuk mencapai efisiensi yang cukup tinggi untuk jenis kapal-kapal tertentu. Tegangan listrik yang dipakai di kapal sama dengan tegangan listrik yang dipakai di darat sehingga peralatan yang dipakai hampir sama. Perbedaan antara instalasi listrik di kapal dengan instalasi listrik di darat hanya pada jarak antara pembangkit listrik dengan beban, jika di darat jaraknya jauh tapi di kapal cukup dekat, sehingga dapat dikatakan jarak instalasinya saja yang berbeda. Pada saat kapal sedang berlayar, kapal harus dapat mencukupi kebutuhan listriknya sendiri. Sehingga pada saat berlayar kebutuhan listriknya akan sangat diperhitungkan, karena apabila terjadi gangguan pada listrik kapal maka kapal akan mengalami kesulitan untuk beroperasi atau kembali pada kondisi seperti sediakala dengan cepat. Tegangan



listrik



yang



dihasilkan



generator



termasuk



tegangan



tinggi sehingga akan berbahaya jika terjadi hubungan singkat. Untuk mengatasinya harus dipasang alat-alat pengaman (sekering) dan penggunaan kabel yang sesuai dengan spesifikasi sehingga arus dapat mengalir dengan hambatan sekecil mungkin. Jika kabel yang digunakan terlalu kecil hambatan yang terjadi sangat besar sehingga timbul panas. Panas tersebut membuat kabel meleleh dan terjadi hubungan singkat. Pemakaian daya yang terlalu berlebihan juga dapat menimbulkan panas.



1.2.



Rumusan Masalah



1. Berapa daya lampu yang dibutuhkan dalam tiap ruangan, dan dek? 2. Berapa daya yang dibutuhkan untuk peralatan keselematan, navigasi, dan komunikasi? 3. Berapa total daya yang dibutuhkan dalam satu kapal? 4. Berapa total ESEP yang dibutuhkan kapal untuk rute Pelayaran Surabaya – Makassar?



BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Perhitungan Penerangan di Kapal Daya



dari



sumber



cahaya



disebut



Intensitas



Luminasi



(I).



Menurut sejarahnya, sumber cahaya adalah lilin dan sekarang ini merupakan standar yang disetujui yang disimpan di Laboratorium Fisika Nasional. Lilin (Candela) adalah satuan intensitas dari sebuah titik sumber yang memancarkan energi cahaya ke semua arah. Sumber titik merupakan suatu pengertian yang relatif karena dianggap sangat kecil dibandingkan terhadap sekelilingnya. Aliran cahaya atau Fluks Luminasi (F) yang dipancarkan oleh sumber diukur dalam Lumen. Satu Lumen adalah fluksi cahaya yang dipancarkan dalam sudut pejal satuan dari sebuah titik sumber sebesar 1 lilin. Sekarang ini satu radian dapat dipandang sebagai sudut yang dilingkupi oleh suatu busur yang sama dengan radius satuan r, sedangkan sebuah sudut pejal menutupi suatu daerah pada bola yang sama dengan kuadrat jari-jarinya. Karena luas permukaan sebuah bola = 4  r2 di mana r = 1 m. Maka jumlah sudut-sudut pejal di dalam sebuah bola dengan jari-jari 1 m adalah 4, maka 4 lumen dipancarkan oleh sebuah sumber titik sebesar 1 lilin. Perhitungan-perhitungan hukum kuadrat terbalik sederhana hanya benarbenar dapat diterapkan pada sumber-sumber titik, bilamana tidak terdapat



permukaan-permukaan memantulkan seperti halnya mungkin diperoleh pada penerangan luar. Walaupun fitting-fitting cahaya bagian dalam menghasilkan penerangan pada bidang kerja atau permukaan yang akan diterangi, terdapat suatu sumber penerangan sekunder tambahan. Hal ini dihasilkan oleh pemantulan dari fitting sendiri, dari dinding, dan dari loteng. Jenis-jenis pantulan dapat dilihat pada bagan di lampiran. Bagan-bagan praktis didasarkan pada METODE LUMEN, yang memperhitungkan variasi berbagai faktor yang mempengaruhi distribusi fluksi cahaya, yang mana di antaranya adalah fluksi cahaya keseluruhan yang mungkin akan diterima bidang kerja, dan juga memperbolehkan penurunan dalam efisiensi satuan cahaya. Metode lumen memberikan penerangan umum yang harus ditambah dengan penerangan setempat. Kecenderungan modern di mana bila hanya diperlukan faktor keindahan, adalah mengurangi unit setempat sebanyak mungkin dengan memberikan penerangan keseluruhan yang baik. Rancangan penerangan sekarang ini memanfaatkan nilai-nilai penerangan yang disediakan oleh IES (Illuminating Engineering Society). Katalog-katalog tentang lampu-lampu pabrik terpilih dan fitting mencakup kurva-kurva kutub (polar curves), yakni grafik khusus yang memperagakan daya lilin (kandela) dalam semua arah, arah ke bawah, arah ke atas, dan menyamping mengelilingi 360 dengan menggunakan perhitungan



koordinat



kutub



atau



lingkaran.



Dalam



penerangan, faktor-faktor berikut ini merupakan parameter-



parameter :



2.2.



KOEFISIEN PEMAKAIAN (CU – COEFFICIENT OF USE)



Sebagian keluaran lumen dari sumber, hilang di dalam fitting. Sebagian keluaran tersebut diarahkan ke dinding dan langit-langit di mana sebagian akan diserap dan sebagian dipantulkan. Jadi hanya sebagian dari cahaya yang mencapai permukaan kerja. Bagian ini dinyatakan sebagai sebuah bilangan yang selalu lebih kecil dari pada satu. Jelas faktor pemakaian ini memperlihatkan bahwa cahaya yang mencapai bidang yang akan diterangi adalah berkurang, sehingga daya sumber cahaya mungkin harus diperbesar untuk mencapai nilai penerangan yang diinginkan. Penentuan sebesarnya dari luar sebenarnya dari nilai koefisien pemakaian memerlukan pengalaman dan pertimbangkan.



2.3.



FAKTOR



PEMELIHARAAN



(MF



-



MAINTENANCE



FACTOR) Debu dan kotoran pada fitting dan kadang-kadang umur fitting dapat mengurangi keluaran cahaya. Penerangan juga akan terganggu oleh dekorasi yang buruk. Suatu angka sebesar 0,8 lazim diambil tetapi harus dikurangi untuk lingkungan yang berdebu dan kotor seperti yang kadang-kadang ditemukan pada pengerjaan kayu dan pengerjaan kimia. Kadang-kadang digunakan istilah faktor penyusutan : 1 / faktor pemeliharaan



2.4.



PERBANDINGAN RUANG - KETINGGIAN



Ketinggian pemasangan fitting yang tepat adalah penting. Bila fitting dalam garis penglihatan, kesilauan (glare) bisa dihasilkan. Ketinggian yang berlebih dibatasi dalam mempengaruhi penerangan dan menimbulkan masalah bagi pemasangan lampu kembali dan dalam pemeliharaan. Pabrik sering mempunyai fitting-fitting yang terpasang pada tiang penopang atap atau balok tinggi. Nilai perbandingan ruang-ketinggian bergantung pada jenis fitting dan penerangan yang bisa diterapkan. Sekali tingginya telah diterapkan, perbandingan ini menentukan ruangan dan juga jumlah fitting yang akan ditentukan.



2.5.



RUMUS ILUMINASI



Lumen =



Iluminasi (lux) x luas bidang kerja (m2) Faktor pemeliharaan x koefisien pemakaian



=



E xA MF x CU



Bilamana jumlah lumen total dibutuhkan pada sebuah bangunan tertentu : Iluminasi yang diterima dari sekelompok unit cahaya :



Lux = Lumen total x Faktor pemeliharaan x koefisien pemakaian luas m2



2.6.



LAMPU PENERANGAN



Terdiri dari : -lampu pemancar suhu berupa lampu pijar -lampu tabung gas 1. Lampu pijar  lampu benang arang  lampu vakum kawat wolfram  lampu berisi gas  lampu bi-arlita  lampu argenta  lampu supralux 2. Lampu tabung gas   



lampu natrium lampu air raksa tekanan tinggi lampu tabung fluoresen



BAB III PERHITUNGAN 3.1. ANALISA PERHITUNGAN PENERANGAN DI KAPAL Penentuan kebutuhan penerangan dan jumlah lampu serta jumlahnya ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut :



a. Ukuran atau dimensi ruangan Ukuran atau dimensi ruangan akan menentukan harga indeks ruang.



b. Warna Ruangan Warna ruangan, dalam hal ini adalah warna langit-langit (ceiling), warna dinding (wall) serta warna lantai (floor). Warna ruangan ini menentukan besarnya faktor refleksi terhadap cahaya yang diterima ruangan.



c. Tipe lampu Tipe lampu berhubungan dengan jenis ruangan yang mempengaruhi cara pengamanan lampu. Berbagai tipe lampu ini juga memberikan karakteristik yang berbeda pula. Cara perhitungan penerangan seperti contoh berikut: 



Dimensi ruangan Panjang



= 2,0 m



Lebar



= 4,2 m



Tinggi



= 2,4 m



Luas



= 8,4 m







Indeks ruangan







Faktor refleksi ruangan



Ceiling



= 75 %



Wall



= 50 %



Floor



= 15 %







Iluminasi ruangan Iluminasi ruangan menurut aturan BKI sebesar E = 200 lux. (ketentuan lain



pada lampiran)  



Tipe Lampu Tipe lampu yang dipilih menurut ruangannya adalah FL 20 W x 2 Faktor maintenance Faktor maintenance M = 0,7







Ilumination rate Dari hasil interpolasi tabel tipe lampu didapatkan hasil :







Efisiensi penerangan







Flux cahaya







Flux cahaya lampu Dari tipe lampu yang dipilih flux cahaya yang diberikan adalah 1 = 4800







lumen Jumlah armature yang dibutuhkan



 



Sehingga jumlah armature yang diperlukan adalah 2 buah. Setelah mengetahui jumlah armature, kita menghitung Jumlah daya yang







dibutuhkan, dan jumlah stop kontak per ruangan tersebut. Setelah itu jumlah stop kontak dikalikan dengan Kuat Arus maksimal Stop







kontak, dan ditambahkan dengan jumlah daya. Dan akhirnya bisa diketahui Jumlah daya yang dibutuhkan tiap ruangan dan







dek Untuk jenis-jenis lampu, Indeks Lampu dan Jenis Ruangan berdasarkan Lux,







dapat dilihat di lampiran. Selanjutnya untuk perhitungan penerangan dalam laporan ini kami gunakan tabel untuk menghemat tempat serta memudahkan dalam pembacaan data.



3.2. PERHITUNGAN DAYA LISTRIK DARURAT 3.2.1. Perhitungan Daya Peralatan Komunikasi dan Navigasi Dalam peraturan BKI setiap kapal diharuskan untuk melengkapi peralatan Darurat, guna dapat digunakan untuk penyelamatan dan berkomunikasi dengan tim penyelamat terdekat. Adapun alat-alat yang dibutuhkan adalah:



Bisa dilihat di tabel di atas, terdapat alat-alat untuk komunikasi seperti Radio, dan selebihnya adalah alat untuk navigasi. Alat alat tersebut sangat dibutuhkan saat kapal mengalami keadaan darurat seperti Mesin Utama dan Generator Utama Mati/tidak berfungsi, jadi crew kapal dapat mencari bantuan di pelabuhan atau kapal terdekat yang lewat. 3.2.2. Perhitungan Daya Lampu Kapal Perhitungan selanjutnya adalah menghitung jumlah lampu-lampu yang harus menyala bahkan saat Mesin Utama dan Generator Utama mati, sehingga proses evakuasi tidak terhambat, seperti lampu di Gangway, Tangga, dsb.



3.3.3. Perhitungan ESEP ESEP ( Emergency Source of Electrical Power ) mempunyai fungsi yang sangat vital saat Mesin Utama dan Generator Utama mati, fungsinya adalah sebagai berikut: 



Sebagai pengganti sementara instalasi lisrik utama bila instalasi listrik utama







tersebut tidak berfungsi. Memberi jaminan aliran listrik pada selama 3 jam atau lebih, tergantung rute







pelayaran. Instalasi darurat ini akan tetap bekerja bila kapal oleng 22,58 dan atau bila







kapal trim sampai 108. Berupa sebuah baterai akumulator yang mampu menampung beban darurat tanpa pengisian kembali atau penurunan tegangan yang berlebih.



3.3.3.1. Menghitung Rute Pelayaran Untuk menghitung jumlah ESEP yang dibutuhkan, diperlukan jarak dari Rute Pelayaran sehingga kita bisa menghitung estimasi berapa lama Kapal Penyelamatan dari Pelabuhan terdekat akan tiba.



3.3.3.2. Menghitung Estimasi yang dibutuhkan bagi Tim Penyelamat Saat Crew Kapal sudah berhasil menghubungi Tim Penyelamat di Pelabuhan terdekat, kita harus tahu berapa lama respon dan durasi Kapal Tim Penyelamat bisa keluar dari pelabuhan.



3.3.3.3. Menghitung Tegangan dan Daya Cadangan yang dibutuhkan sampai Tim Penyelamat tiba Dari peraturan BKI menentukan bahwa ESEP harus mempunyai tegangan sebesar 24V, dan dari jumlah daya Peralatan Emergency dan Navigasi, dikali dengan total waktu yang dibutuhkan Kapal Tim Penyelamat, dibagi dengan Jumlah Tegangan yg diperbolehkan BKI, maka kita mengetahui Daya ESEP yang dibutuhkan.



3.3.3.4. Memilih Jenis ESEP Setelah mengetahui jumlah daya yang dibutuhkan, kita selanjutnya memilih jenis ESEP yang dijual di pasaran, ada banyak jenis, merk, kapasitas daya, dsb. Kita mencari kapasitas yang paling efisien dan mencukupi



3.3.3.5 Mendesain susunan ESEP dalam ruangan



BAB IV PENUTUP 4.1



Kesimpulan 1. Menurut perhitungan yang dilakukan, kebutuhan daya pada tiap ruangan, dan dek: 1. Pada main deck berjumlah:



4,03



KW 2. Pada bridge deck berjumlah: KW 3. Pada navigation



deck



/



3,245 whell



house



deck



berjumlah: 1 KW 4. Pada engine room berjumlah:



0,331



KW 5. Pada penerangan equipment berjumlah:



4,1



KW 2. Menurut perhitungan yang telah dilakukan, kebutuhan daya pada peralatan keselamatan, navigasi dan komunikasi, sebesar: 6,985 KW 3. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, total daya yang dibutuhkan pada kapal tersebut adalah sebesar: 12,71 KW 4. Dari perhitungan kebutuh battery yang telah dilakukan jumlah total ESEP yang dibutuhkan adalah sebesar: 120 Buah