MAKALAH FISIKA LINGKUNGAN II

JUDUL PROGRAM

Kartu Hemat Energi Berbasis Sistem Laser sebagai Perangkat Pengontrol dalam Mengurangi Pemakaian Energi Listrik Berdasarkan Kegiatan Akademik

di FTSP ITS Surabaya

Diusulkan oleh :

Irin Ruli Manggali (3311100004)Aulia Ramadhani (3311100020)

Priscillia Yuniar L. N. (3311100030)Silvana Herrari (3311100042)

Bernaded oka Anggarani (3311100056)Nur Laily Safridah (3311100062)Febri Ayu Sasmita (3311100070)Novi Kartika Sari (3311100110)

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGANFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA2012

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) sebagai salah satu institut di

Indonesia juga berperan penting dalam menghasilkan emisi CO2 yang berasal dari

penggunaan listriknya. Penggunaan listrik ini berasal dari kegiatan-kegiatan dalam

hal menunjang proses belajar mengajar. Menurut data dari BAUK ITS, sebagai

contoh, pada tahun 2009, pemakaian alat lisrik berupa air conditioner di seluruh

bagian akademik (seluruh fakultas di ITS) pada satu hari adalah rata-rata sebesar 3,12

MW dan pada bulan Desember 2009 pemakaian listrik di ITS sebesar 367,280 MW

(BAUK, 2009).

Sebelumnya ITS telah mengambil langkah dalam menghemat penggunaan

listrik yaitu mengganti lampu atau peralatan listrik lainnya dengan daya yang lebih

rendah dan ekonomis dan menggunakan listrik secara seperlunya saja. Hal ini telah

membantu mengurangi emisi CO2 yang dikeluarkan akibat penggunaan listrik dan

tentu saja menghemat biaya yang dikeluarkan ITS untuk penggunaan listriknya. ITS,

contohnya di bagian BAUK, telah menerapkan perilaku hemat energi. Ini dibuktikan

dengan mengambil salah satu dari 2 lampu penerangan di ruangannya dan mematikan

lampu ruangan pada siang hari. Penerangan diganti dengan cahaya matahari yang

masuk melalui jendela.

Dari kenyataan di atas, kami mencoba menawarkan gagasan baru mengenai

solusi dalam mengurangi emisi CO2 yaitu menghemat penggunaan listrik secara lebih

efisien dengan menggunakan kartu hemat energi berbasis sistem laser untuk

diterapkan di lingkungan kampus ITS.

Tujuan

Penulisan karya ini dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:

1. Mengetahui berapa besar daya listrik yang dipakai oleh FTSP ITS Surabaya

dalam setahun kerja.

2. Mengetahui seberapa efektif penggunaan kartu hemat energi dalam

menghemat pemakaian energi listrik.

3. Memberikan solusi yang lebih efisien dalam menghemat pemakaian energi

listrik.

4. Menginformasikan langkah-langkah yang akan dilaksanakan untuk

mengimplementasikan gagasan ini.

Manfaat

Penulisan karya ini memberi manfaat antara lain:

Masukan bagi pihak ITS agar bisa menghemat pemakaian energi listrik dari

peralatan listrik dengan cara yang lebih modern.

GAGASAN

Kondisi Kekinian

Pasokan listrik ITS berasal dari 2 gardu yaitu gardu di dekat Rektorat dan

gardu di dekat blok T ITS. Pada tahun 2009, ITS memakai daya dari gardu rektorat

sebesar 4.462.620 KWh dan memakai daya dari gardu dekat Blok T sebesar

4.224.880 KWh sehingga total pemakaian daya di ITS sebesar 8.687.480 kWh.

Menurut Yanto (2011), jumlah pemakaian listrik di FTSP ITS sebesar 977222.1

kWh/tahun.

FTSP mempunyai jurusan-jurusan seperti jurusan Arsitektur, Teknik Sipil,

Teknik Lingkungan, Perencanaan Wilayah dan Kota, Geomatika, dan Desain Produk.

Pada setiap jurusan di FTSP ini, rata-rata mempunyai ruangan kelas, laboratorium

dan sekretariat jurusan. Pemborosan yang paling sering terjadi adalah pemborosan

dalam pemakaian AC, lampu dan LCD. Alat-alat tersebut merupakan penunjang

proses belajar mengajar. Alat ini seharusnya digunakan pada saat belajar, tetapi alat

tersebut masih menyala pada saat tidak digunakan lagi. Ini termasuk pemborosan. Hal

ini terbukti pada saat survey hampir di setiap jurusan terdapat kelas yang kosong

tetapi lampu, AC dan LCD masih menyala.

Tabel 1 Jumlah Daya Listrik per Tahun di FTSP ITS Surabaya

Jurusan

Jumlah

Pemakaia

n Listrik

(kWh/har

i)

Jumlah

Pemakaian

Listrik

(kWh/tahun

)

Teknik

Sipil2075.6 430313.6

Arsitektur 550.8 114454.9

Teknik

Lingkunga

n

479.4 99499.7

Teknik

Geomatik

a

379.1 78655

Desain

Produk751.9 155897.8

PWK 474.5 98401.1

Total 4711.3 977222.1

Sumber : Yanto (2011)

Solusi Yang Pernah Ditawarkan

Setelah mendapatkan jumlah pemakaian listrik per tahun yang dikeluarkan

oleh FTSP, terlihat bahwa hasil tersebut cukup besar dan akan dilakukan upaya

reduksinya dalam hal pemakaian listrik. Reduksi ini bertujuan untuk mengurangi

pemakaian listrik sehingga dari penghematan listrik ini dapat menghemat biaya yang

dikeluarkan ITS untuk membayar listriknya. Penghematan yang akan dilakukan yaitu

penghematan dengan mengganti alat listrik yang lebih efisien. Penghematan ini

merupakan penghematan yang mengganti lampu TL 2x40 watt menjadi 2 lampu

hemat energi yang masing-masing berdaya 14 watt. Pengantian ini dikarenakan

intensitas cahaya dari lampu hemat energi berdaya 14 watt setara dengan lampu TL

berdaya 40 watt. Maka penghematan ini sangat membantu untuk pengurangan daya

yang dipakai. Penghematan ini ditujukan untuk seluruh jurusan di FTSP ITS

Surabaya yang masih memakai lampu TL 40 watt.

Gagasan Baru yang Ditawarkan

Kartu Hemat Energi

Dari solusi yang telah ditawarkan, kami menganggap solusi tersebut masih

kurang efisien. Oleh karena itu, kami menawarkan solusi baru yang kami anggap

lebih efisien yaitu menggunakan kartu hemat energi berbasis sistem laser sebagai

perangkat pengontrol dalam mengurangi pemakaian energi listrik di FTSP ITS

Surabaya. Solusi ini dianggap lebih efisien karena kartu hemat energi dapat

mengurangi jumlah pemakaian daya listrik lebih besar dibanding hanya dengan

mengganti lampu dengan daya yang lebih rendah. Berikut tabel perbandingannya :

Tabel 2 Perbandingan Pemakaian Daya Listrik

JurusanNormal

(kWh/minggu)

Penggantian

Lampu

(kWh/mnggu)

Pemakaian

Kartu

(kWh/minggu)

Selisih

(kWh/minggu)

Selisih

(Rp)

Teknik

Lingkungan471.0296 429.0136 380.6706 48.343 32.632

Teknik

Arsitektur1068.026 935.1144 839.7521 95.3623 64.370

Teknik Sipil 1032.358 729.9576 682.0603 47.8973 32.331

Despro 844.542 709.758 709.4169 0.3411 230

Teknik

Geomatika323.5032 286.0632 262.8369 23.2263 15.678

PWK 397.5444 348.8724 264.7246 84.1478 56.800

Total 4137.003 3438.7792 3139.461 299.318 202.040

Sumber : Hasil Perhitungan

Sistem Kerja Kartu Hemat Energi

Dimana untuk kendali proses pembacaan dapat dilakukan dengan

Memaparkan kartu memori pada switch yang di dalamnya terdapat sensor dengan

memanfaatkan sinar laser. Prinsip dasar dari alat ini adalah mendeteksi daerah hitam

dan putih yang berbentuk diagram batang (bar code), pantulan warna hitam akan

memberikan level tegangan yang lebih rendah daripada warna putih. Pada tempat

tertentu dengan membentuk sudut yang sesuai untuk kondisi pantulan dipasang

pemancar laser dioda dan penerima yang bersesuaian, sehingga kombinasi warna

hitam dan putih dapat dideteksi. Penerima sinar laser yang digunakan adalah

photodioda. Adapun pengendalian sensor dilakukan secara manual, yaitu digerakkan

horisontal dari kiri ke kanan pada kode bar yang akan dibaca. Perangkat bar code

reader ini mampu mendeteksi 9 kode batang warna hitam.

Sistem Kerja Laser

1. Elektron pertama-tama dibawa ke tingkat energi yang tinggi

2. Elektron akan berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah dan melepaskan

foton

3. Foton iniakan dipantulkan oleh salah satu cermin yang ada pada laser, dan

interaksinya dengan elektron pada keadaan tereksitasi akan menghasilkan

foton lain

4. Foton ini kembali dipantulkan dan berinteraksi dengan elektron-elektron

pada keadaan tereksitasi.

5. Cermin lainnya yang dimiliki laser merupakan cermin half-silvered  , yang

hanya memantulkan sebagian foton, sementara sebagian lainnya menerobos

keluar.

6. Sinar yang menerobos keluar ini adalah sinar laser.

Keterangan

B : kebolehjadian

e(v) : rapat energy

N : jumlah banyaknya

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil setelah melakukan penghematan daya

adalah:

1. Pemakaian listrik di FTSP ITS Surabaya sebesar 4137,0032 kWh/minggu.

2. Kartu Hemat Energi Berbasis Sistem Laser dapat mengurangi pemakaian energi

listrik sebesar 3139.461 kWh/minggu.

3. Kartu Hemat Energi Berbasis Sistem Laser lebih efisien dalam mengurangi

pemakaian energi listrik.

SKEMA KERJA KARTU HEMAT ENERGI

Kartu switchMendeteksi hitam/putih

= B21.e(v).N2 = N2/N1

B12.e(v).N1

4. Langkah-langkah yang dapat diambil untuk merealisasikan gagasan ini adalah

mengajukannya ke pihak ITS Surabaya dan melakukan kerja sama dengan

perusahaan pembuat alat Wall Switch.