dalam rangka effisiensi energi novarianto s. eddy setyo ... · sedang digunakan pada saat...

1

Analisa Karakteristik Kebutuhan Daya Listrik Pada Kapal Cargo

Dalam Rangka Effisiensi Energi

Novarianto S. * )

Eddy Setyo Koenhardono, ST, M.Sc. ** )

* )

Mahasiswa Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS ** )

Dosen Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS

Abstrak

Metode analisa beban listrik dalam menentukan kapasitas generator di kapal sangat tergantung

pada ketepatan nilai load faktor dan factor diversitas peralatan. Dimana load faktor dan faktor

diversitas tersebut sangat dipengaruhi oleh jenis kapal, daerah operasional dan kebiasaan dari

penumpang atau Anak Buah Kapal (ABK). Karena data yang ada tidak banyak, maka perlu dilakukan

validasi untuk mengoreksi nilai faktor-faktor tersebut. Koreksi dilakukan dengan melakukan

pengamatan secara langsung terhadap fluktuasi kebutuhan daya listrik di kapal. Oleh karena itu, pada

skripsi ini penulis mencoba untuk melakukan koreksi terhadap kapasitas sistem pembangkit daya listrik

di kapal dengan melakukan pengamatan secara langsung terkait dengan fluktuasi pembebanan

generator di kapal, serta melakukan analisa terhadap kebutuhan daya listrik yang ada. Hal ini

dimaksudkan untuk memperoleh efektifitas dalam penggunaan generator yang telah terpasang. Alat yang

digunakan dalam pengerjaan Skripsi ini adalah Hi – Tester HIOKI Clamp On.

Kata kunci : generator, load factor, factor diversitas, dan Hi – Tester HIOKI Clamp On.

1. PENDAHULUAN

Sistem kelistrikan yang terdapat di

kapal terdiri dari peralatan pembangkit daya,

system distribusi, dan juga berbagai macam

peralatan listrik. Tenaga listrik digunakan

sebagai penggerak motor bagi banyak mesin

bantu dan juga untuk berbagai peralatan di dek

kapal, penerangan, ventilasi, dan peralatan

pendingin ruangan (air conditioning).

Penyediaan listrik yang kontinyu pada dasarnya

sangat dibutuhkan untuk operasi peralatan dan

kapal secara aman, oleh karena itu ketersediaan

kapasitas daya generator yang memadai sangat

penting. Hal ini terutama dikaitkan dengan

kondisi keterisoliran kapal pada saat berlayar,

sehingga di kapal juga harus dilengkapi dengan

sistem pembangkit daya listrik darurat guna

menghadapi kondisi darurat pada kapal.

Generator di fungsikan sebagai sumber

tenaga utama yang sanggup untuk mencukupi

semua kebutuhan akan listrik di kapal. Akan

tetapi pada kebanyakan kasus yang terjadi di

kapal, kebutuhan terbesar yang terjadi di kapal

sebisa mungkin ditanggung oleh generator yang

ada di kapal tersebut. Hal inilah yang

menyebabkan terjadinya penumpukan daya pada

instalasi kelistrikan di kapal. Penumpukan daya

tersebut biasanya digunakan pada saat – saat

tertentu dimana beberapa peralatan di kapal

sedang digunakan pada saat bersamaan.

Sehingga pada saat pemilihan generator sebagai

sumber tenaga di kapal ditentukan dengan cara

memilih daya yang paling besar yang dapat di

jangkau oleh generator di kapal tersebut.

Pada saat ini terdapat tiga metode dalam

menentukan kapasitas daya generator listrik

pada suatu kapal, yaitu dengan metode empiris,

analisa beban listrik dan simulasi. Diantara

ketiganya analisa beban listrik yang paling

banyak dipergunakan, analisa beban listrik

didasarkan pada load factor peralatan pada

setiap kondisi operasional kapal dan juga faktor

diversitas peralatan. Penentuan harga load

factor peralatan didasarkan pada tabel yang ada

di galangan dimana harga tersebut masih belum

pernah diteliti tentang ketepatannya.

Oleh karena itu, pada tugas akhir ini

penulis mencoba untuk melakukan koreksi

terhadap load factor peralatan dan factor

diversitas di kapal dengan melakukan

pengamatan secara langsung terkait dengan

fluktuasi pembebanan generator di kapal, serta

melakukan analisa terhadap kebutuhan daya

listrik yang ada. Hal ini dimaksudkan untuk

memperoleh efektifitas dalam penggunaan

generator yang telah terpasang.

2. PERUMUSAN MASALAH DAN

BATASAN MASALAH

Perumusan masalah dan batasan masalah dalam

paper ini antara lain :

2.1 Perumusan Masalah

2

Metode analisa beban listrik dalam

menentukan kapasitas generator di kapal sangat

tergantung pada ketepatan nilai load faktor dan

factor diversitas peralatan. Dimana load faktor

dan faktor diversitas tersebut sangat dipengaruhi

oleh jenis kapal, daerah operasional dan

kebiasaan dari penumpang atau Anak Buah

Kapal (ABK). Karena data yang ada tidak

banyak, maka perlu dilakukan validasi untuk

mengoreksi nilai faktor-faktor tersebut.

Validasi dilakukan dengan melakukan

pengamatan secara langsung terhadap fluktuasi

kebutuhan daya listrik di kapal cargo.

2.2 Batasan Masalah

Untuk memperjelas proses pengerjaan

dan mempermudah pemahaman yang lebih baik

dari masalah yang telah di ungkapkan, maka

sekiranya pembatasan masalah diperlukan yaitu

:

a. Dalam tugas akhir ini, peralatan listrik yang

akan di teliti adalah peralatan listrik di kapal

cargo.

b. Analisa dilakukan setelah melakukan hasil

pengukuran kebutuhan daya listrik di kapal,

berupa arus listrik, tegangan dan cos .

3. TUJUAN

Secara umum tujuan penulisan Tugas

Akhir adalah :

a. Melakukan validasi dalam perhitungan

kapasitas generator dengan metode analisa

beban.

b. Melakukan koreksi terhadap nilai load

factor dan factor diversitas peralatan.

c. Membuat database karakteristik

pembebanan listrik pada kapal cargo.

4. MANFAAT

Adapun manfaat dari penulisan Tugas

Akhir ini dapat dijadikan acuan untuk

mendesain sistem kelistrikan pada kapal

terutama kapal cargo sehingga dapat

menentukan kapasitas generator yang optimal.

5. TINJAUAN PUSTAKA

5.1 Kebutuhan Daya Listrik

5.1.1 Umum

Dalam rangka menentukan kapasitas

pabrik listrik dan konfigurasi (generator, dan

transformer konverter untuk catu daya sekunder,

dan sebagainya), maka perlu untuk

mendapatkan informasi tentang permintaan daya

listrik di bawah kapal variasi kondisi

operasional. Kondisi operasional yang

permintaan daya listrik ditentukan tergantung

pada misi kapal. Bagi banyak kapal jenis,

kondisi operasional berikut ini diperiksa:

• Di laut

• Saat manuver

• Di pelabuhan, loading dan pemakaian

• Di pelabuhan, tidak ada loading atau

pemakaian

• Pada jangkar

Kapal dengan misi khusus (misalnya

instalasi lepas pantai, kapal angkatan laut) akan

juga memiliki kondisi operasional khusus yang

harus diperhitungkan. Misi kapal tertentu,

misalnya, perlu untuk membuat sebuah

perbedaan antara musim panas dan musim

dingin (misalnya pelayaran kapal dengan udara

yang besar - unit AC, lemari es kapal dengan

pendingin besar unit), dan untuk kapal-kapal

angkatan laut yang di laut conditionsis dibagi

lagi menjadi beberapa derajat kesiapan

tergantung pada ancaman, misalnya tindakan

transit dan status. Semua hal dipertimbangkan,

ini menunjukkan bahwa permintaan tenaga

listrik harus ditentukan selama tiga sampai

sepuluh kondisi operasional.

Ada tiga cara untuk menentukan

kebutuhan daya listrik: (1) rumus empiris, (2)

analisis beban listrik dan (3) simulasi. Dalam

proses desain, diperkirakan pertama dari beban

listrik sering dibuat dengan formula empiris, dan

sebagai proses berlangsung, yang lebih rinci

perhitungan dibuat dengan analisis beban.

5.1.2 Rumus Empiris

Formula empiris dapat digunakan

dengan sukses untuk mendapatkan perkiraan

pertama listrik pra demand dalam tahap desain,

jika rumus empiris didasarkan pada jumlah yang

memadai kapal dengan pernyataan misi yang

sama dan dengan ukuran yang sebanding.

Namun, untuk desain rinci kapal dan sistem

listrik salah satu metode berikutnya indisperable

untuk mendapatkan hasil yang lebih dapat

diandalkan.

Ketika rumus empiris berada di tangan,

mereka dapat digunakan untuk menentukan

kebutuhan tenaga listrik atau dipasang listrik

dengan menggunakan, misalnya, dimensi utama

kapal seperti ukuran (bobot mati) atau tenaga

propulsi terinstal. Contoh yang diberikan di sini,

Persamaan (1), ini adalah formula yang

menggunakan kekuatan pendorong yang

terinstal untuk menentukan kebutuhan tenaga

3

listrik di laut bagi kapal konvensional tanpa

peralatan khusus seperti kargo sebuah sistem

pendingin, peralatan memancing, busur

pendorong atau dek crane. Sebagai aturan

praktis, beban listrik ketika maneuvering adalah

130% dari beban listrik di laut, dan beban di

pelabuhan (tanpa pemuatan atau pemakaian)

adalah 30 sampai 40%.

Berhati-hatilah ketika menggunakan

rumus empiris: hanya menggunakan orang-

orang yang didasarkan pada kapal-kapal yang

sebanding dalam ukuran dan misi. Selain itu,

akan menyadari perbedaan antara kapal-kapal

yang berbasis formula dan salah satu yang

sedang dirancang.

5.1.3 Analisis Beban Listrik

Yang paling banyak digunakan metode

untuk menentukan permintaan listrik yang

disebut analisis beban listrik, atau keseimbangan

beban listrik. Daftar neraca semua konsumen

listrik secara vertikal, diurutkan oleh power

supply (utama atau sekunder). Tabulasi kolom

berikutnya nominal sifat konsumen listrik

seperti:

• Nama

• Nomor diinstal

• Power at full load

• Daya motor listrik yang d install

(nama kekuatan pelat)

• Daya Nominal diserap dari jala listrik.

Bagian kedua dari lembar

menggambarkan berbagai kondisi operasional

untuk menentukan beban listrik sebenarnya

untuk setiap kondisi. Dalam setiap kondisi, sifat

berikut harus ditentukan untuk setiap konsumen

listrik:

• Jumlah dalam pelayanan

• Faktor beban

• Faktor Simultanitas

• rata-rata daya diserap

Daya pada beban penuh adalah

kekuatan yang harus diberikan ke mengarah dari

mesin (sejauh yang mesin seperti pompa dan

kompresor yang bersangkutan). Efisiensi mesin

(misalnya pompa efisiensi) adalah

dipertanggungjawabkan. Listrik langsung

pengguna, seperti pencahayaan dan komputer,

kekuasaan ini sama dengan daya listrik yang

diserap dari net. Di sisi lain, bagi pengguna

listrik yang digerakkan oleh motor listrik, daya

yang diserap dari bersih adalah kekuatan yang

dituntut oleh pengguna yang digerakkan oleh

motor alectic, kekuatan yang diserap dari bersih

adalah kekuatan yang diminta oleh pengguna

dibagi dengan efisiensi motor listrik. Perhatikan

bahwa, secara umum, tenaga motor listrik

terpasang lebih besar daripada daya pada beban

penuh dari sepotong mesin, karena motor listrik

harus dipilih dari berbagai produsen motor. Jika,

misalnya, memerlukan sebuah pompa 7 kW

pada beban penuh, dan kekuatan

mengembangkan motor listrik 1, 2, 5 dan 10 kW

dapat dikirim, jelas bahwa 10 kW motor akan

diinstal. Jumlah kolom dalam pelayanan

berbicara untuk dirinya sendiri. Beberapa mesin

hanya akan dalam pelayanan dalam kondisi

operasional tertentu: misalnya loading sistem

dan pemakaian hanya di pelabuhan dan sistem

propulsi hanya di laut. Untuk mesin yang telah

diinstal secara berlebihan, jelas nomor dalam

pelayanan akan lebih kecil dari jumlah diinstal.

Faktor beban menunjukkan relatif (%)

beban dari mesin dan dengan demikian

menentukan seberapa besar daya listrik yang

diserap dalam suatu situasi aktual. Sebuah roda

setir pompa misalnya hanya kadang-kadang

menjadi fully loaded. Faktor beban, yang

bervariasi antara 0 dan 1, account untuk ini.

Tipikal faktor muatan untuk roda setir pompa

adalah 0,1.

Faktor simultanitas laporan untuk

potongan mesin yang tidak dioperasikan secara

terus menerus, tapi sebentar-sebentar. Contoh

dari ini adalah kompresor udara, pompa bahan

bakar dan pemberat pompa. Faktor simultanitas

menunjukkan relatif (%) berarti waktu

operasional dari mesin. Faktor ini juga

bervariasi antara 0 dan 1. Hal ini sering

mungkin untuk membuat perkiraan goos faktor

ini dengan membandingkan kapasitas mesin dan

kapasitas rata-rata permintaan. Dalam banyak

kasus, tidak ada pembedaan antara faktor beban

dan faktor simultanitas, dan kedua faktor

digabungkan menjadi satu faktor layanan. Ini,

bagaimanapun, tidak memberikan wawasan

yang jelas beban permintaan yang sebenarnya.

Kolom menyerap rata-rata daya adalah

produk dari kekuatan diserap, jumlah dalam

pelayanan, faktor beban dan faktor

keserempakan. Total kolom ini menunjukkan

kekuatan diserap total untuk kondisi operasional

yang diberikan. Analisis beban dinilai untuk

utama dan sekunder pasokan tenaga listrik.

Hasil analisis beban untuk persediaan sekunder,

dikoreksi untuk efisiensi transformator, akan

ditransfer ke bahwa suplai utama.

4

Perkiraan beban dan faktor-faktor

simultanitas adalah yang paling sulit bagian dari

analisis beban listrik. Faktor-faktor ini sering

diperkirakan terlalu tinggi, Dalam rangka untuk

meminimalkan risiko merancang pabrik dengan

kapasitas generator yang terlalu kecil. Hal ini

mengakibatkan harga yg terlalu tinggi dari

permintaan tenaga listrik, dan akibatnya

kapasitas generator yang dipilih terlalu besar.

Kerugian yang jelas:

• investasi Tinggi

• rata-rata rendah beban generator set

diesel, mengakibatkan konsumsi

bahan bakar spesifik yang tidak

optimal dan internal polusi dari

mesin

Sebuah studi menyeluruh kapal serupa

harus membentuk dasar untuk beban dan

perkiraan faktor simultanitas

5.1.4 Simulasi Kebutuhan Tenaga Listrik di

Kapal

Yang lebih akurat permintaan tenaga

listrik diperkirakan dapat dicapai dengan

simulasi operasi kapal di bawah berbagai

kondisi operasional. Metode ini memerlukan

cukup wawasan ke dalam kapal operasi. Sebuah

simulasi membutuhkan interaksi antara

potongan-potongan peralatan ke account dan

model dapat beban dan faktor-faktor

keserempakan dengan menggunakan distribusi

probabilitas stokastik. Secara khusus

penggunaan distribusi probabilitas dapat

membuat metode yang lebih akurat daripada

biasa keseimbangan beban listrik.

Keuntungan dari distribusi probabilitas

stokastik dijelaskan dengan sebuah contoh: gigi

kemudi pompa. Faktor beban diperkenalkan di

paragraf sebelumnya. Pompa gigi kemudi hanya

kadang-kadang fully loaded; faktor beban

rekening untuk ini dengan menyiratkan bahwa

sebagian dimuat sepanjang waktu. Dengan

distribusi probabilitas beban dari pompa dapat

dimodelkan menjadi nol atau beban penuh.

Setelah cukup lama distribusi simulasi

memberikan wawasan yang diharapkan beban

minimum dan maksimum dan kemungkinan

melebihi maksimum tertentu, dengan ini

dimungkinkan untuk membuat pilihan yang

didirikan baik mengenai jumlah dan kapasitas

generator dan transformer.

5.2 Listrik Kapal

5.2.1 Umum

Kebutuhan listrik di kapal tentunya

harus disediakan oleh generator dan besarnya

daya yang tersedia sangatlah tergantung pada

operasional kapal tersebut. Pemilihan generator

merupakan pengkhususan dari idealisasi sistem,

dalam hal ini berperan untuk perencanaan

karena menyangkut masalah tekno-ekonomis.

Adapun persyaratan atau peraturan

umum listrik kapal antara lain:

1. Supply listrik untuk keperluan kapal.

Sistem grounded netral pada badan kapal

tidak boleh kecuali:

Zinc Anode protection sistem atau

harus katoda pelindung bagian luar

badan kapal.

Sistem terbatas atau local ground

seperti sistem start dan penyalaan

pada motor bakar dalam.

Alat pengukur monitor insulator,

untuk arus-arus yang tersikulasi tidak

lebih dari 30 mA pada kondisi

terburuk.

Pembumian netral tegangan tinggi

harus menghindari daerah-daerah

berbahaya yang terdefinisasi dalam

persyaratan.

2. Power supply dan distribusi.

Generator, Switch Board dan battery

harus dipisahkan letaknya dari tangki

bahan bakar, minyak dan kamar

pompa dengan suatu cofferdam atau

dengan jarak yang cukup.

Kabel yang mungkin terbuka

terhadap uap dan gas harus

dilindungi dengan insulator yang

sesuai, dengan kemungkinan

mengurangi korosi.

Beberapa persyaratan yang dibentuk

untuk instalasi kabel di kapal dibuat berdasarkan

posisi dimana kabel-kabel akan ditempatkan,

disesuaikan dengan struktur kapal sehingga

pemasangan dan plat penyangga terhindar dari

kemungkinan strain/regangan.

Tahapan sistem kelistrikan untuk kapal

dimulai dari genset yang merupakan generator

dengan penggeraknya yang berfungsi sebagai

pembangkit tenaga listrik yang menyuplai

semua kebutuhan tenaga listrik di kapal.

Kemudian arus yang dihasilkan genset

disalurkan menuju Main Switch Board (panel

5

penghubung utama) yang merupakan suatu

panel utama yang menggabungkan tenaga listrik

dari beberapa genset yang ada untuk

didistribusikan ke seluruh junction yang

kemudian diteruskan ke seluruh komponen

masing-masing junction. Junction Power adalah

suatu terminal dari beberapa peralatan yang ada

di kapal yang membutuhkan tenaga listrik tiga

phase. Junction Lighting adalah suatu terminal

untuk menyuplai daya listrik yang akan

digunakan sebagai alat penerangan (lampu) di

kapal. Junction communication adalah suatu

terminal untuk menyuplai daya listrik yang

digunakan sebagai alat komunikasi di kapal.

Junction Monitoring adalah terminal yang

menyuplai daya listrik yang akan digunakan

sebagai alat monitoring.

Setelah menggunakan genset, kapal

dapat menggunakan tenaga listrik dari darat

melalui fasilitas shore connection yang biasanya

digunakan pada saat kapal dalam keadaan

docking. Jika genset tidak aktif maka sumber

tenaga listrik darurat (emergency Power Source)

biasanya dalam bentuk battery. Karena bersifat

darurat maka hanya peralatan tertentu dan yang

sangat penting yang disupply oleh sumber

tenaga listrik darurat tersebut misalnya lampu

gangway, lampu navigasi, lampu tangga, dan

lain-lain. Emergency Power Source akan

tersimpan secara otomatis melalui Emergency

Switch Board jika semua genset tidak aktif.

5.2.2 Switch Board.

Daya listrik dari genset setelah melalui

peralatan proteksi dialirkan melalui kabel

transmisi menuju busbar yang merupakan

terminal switch board.

Berikut ini beberapa pertimbangan dalam

pemasangan switch board di kapal yaitu:

Switch Board harus diletakkan di daerah

yang kering.

Peletakkan harus mempertimbangkan

gambar struktur badan kapal dan

susunan permesinan untuk menjamin

bahwa instalasi tidak akan saling

berpengaruh dengan girder, beam,

bulkhead, stiffener dan konstruksi

lainnya.

Ruang kerja di depan dan di belakang

switch board minimum 36 inchi (36

inchi = 0,9144 m).

Peletakkan switch board haruslah

sedekat mungkin ke generator agar kabel

transmisi daya terpakai sependek mungkin,

sehingga rugi transmisi menjadi kecil.

Adapun beberapa ketentuan tambahan:

Pipa uap, air atau minyak tidak boleh

berlokasi di dekat switch board.

Switch board dan komponen-komponen

bagian dalamnya harus mempunyai

ketahanan terhadap getaran, mampu

beroperasi dengan sempurna meskipun

kapal miring 30o, dalam hal ini

pemasangan busbar harus dilakukan

dengan pengikatan yang baik.

Ventilasi udara tidak boleh menyembur

langsung ke arah switch board.

Bagian atas switch board harus diberi

lapisan (shield) pelindung.

Bagian depan panel switch board

dilengkapi dengan pegangan pembuka

(handle) yang terbuat dari bahan isolator

agar mudah dalam pengispeksian ke

bagian dalam switch board.

Ruang kerja bagian depan dan belakang

switch board harus diberi alas dari

bahan isolator sepanjang switch board

dengan tujuan agar operator aman dari

listrik atau terpeleset.

5.2.2.1 Switch Board di kapal

Switch board memiliki dua tipe yaitu:

1. Tipe Dead Front.

Tipe ini digunakan untuk:

a. AC, dengan ketentuan tegangan

antar phase atau antar phase ke

netral lebih besar dari 550 Volt.

b. DC, dengan ketentuan tegangan

antar kutub atau kutub ke ground

lebih besar dari 250 Volt.

Pada tipe ini semua bagian tegangan

terletak dibagian dalam switch board, sehingga

keamanannya menjadi lebih baik sehingga tipe

ini banyak digunakan pada daya-daya besar dan

sering ditemukan di kapal-kapal besar.

6

2. Tipe Live Front.

Tipe ini meletakkan fuse, circuit breaker

dan peralatan lainnya dipermukaan, hal ini

memang membuat kemudahan dalam

pembongkaran pada saat pemeliharaan atau

penggantian fuse, tetapi kurang memenuhi

persyaratan keamanan. Tipe ini banyak

ditemukan di kapal-kapal kecil.

5.2.2.1.1 Susunan Switch Board di kapal

Dalam praktek, susuanan bertujuan

untuk menyediakan panel yang mengontrol

setiap generator dan beberapa panel tambahan

lainnya untuk mengatur circuit breaker dan

saklar pembagi daya. Untuk switch board yang

berukuran kecil dan menengah, maka panel

generator dapat dibuat pada sisi paling pinggir.

Sedangkan untuk switch board yang berukuran

besar dengan pertimbangan penghematan busbar

maka peletakkan panel generator adalah

ditengah dengan kabel transmisi mengarah

kedua sisinya (kanan-kiri) dengan pembagian

beban kerja dengan seimbang, sehingga dengan

susunan seperti ini tidak ada bagian busbar yang

menerima lebih dari setengah beban kerja total.

5.2.2.1.2 Penerapan Switch Board di kapal

Switch board digunakan untuk distribusi

daya, main switch board digunakan untuk

mengatur, melindungi, melakukan kerja paralel

antara generator di kapal. Di kapal biasanya

hanya terdapat satu buah MSB, tetapi untuk

kapal-kapal besar atau khusus terdapat dua atau

lebih MSB yang diselubungi melalui busbar-

busbarnya. Pemasangannya tergantung dari

jumlah dan lokasi generator utamanya.

Hubungan supply listrik dari luar kapal (saat

kapal berlabuh) disediakan melalui Shore Power

Circuit Breaker (sebagai proteksi circuit daya di

kapal) yang terletak pada MSB. Generator

dihubungkan ke switch board melalui generator

panel sedangkan panel daya ke seluruh bagian

kapal dalam hal ini bukan langsung ke titik- titik

yang membutuhkan sistematika identifikasi

bagian keperluan perbaikan.

5.2.2.2 Emergency Switch Board di kapal.

Emergency Switch board berfungsi

untuk melindungi dan mengawasi generator

emergency dan daya listrik darurat untuk

penerangan dan sistem telekomunikasi. Di kapal

umumnya hanya terdapat satu emergency switch

board, kecuali pada kapal penumpang yang

biasanya memiliki dua buah. Tegangan yang

diatur dari emergency switch board yang

melalui panel distribusi adalah 24 V DC, 120 V

AC, atau 450 AC, yang jumlah terminalnya

sesuai dengan kebutuhan, serta beberapa

terminal tambahan yang sewaktu-waktu dapat

digunakan. Alat-alat yang digunakan pada

emergency switch board sama seperti pada

MSB, namun ada beberapa tambahan

diantaranya:

Lampu indicator (warna putih) yang

menunjukkan bahwa beban listrik dalam

keadaan normal.

Lampu indicator (warna putih) yang

menunjukkan bahwa seluruh peralatan

dalam keadaan siap beroperasi secara

otomatis.

Circuit Breaker.

Sakelar Feedback.

Selain pada kondisi darurat, emergency

switch board dipakai juga untuk sumber daya

listrik tambahan bagi beberapa sistem dalam

kapal. Daya listriknya disupply dari MSB

melalui alat pemindah busbar, yang diproteksi

dengan dua buah circuit breaker yaitu generator

emergency switch breaker dan busbar switch

breaker.

Penel-panel pada emergency switch

board mengatur beberapa kebutuhan tertentu

dalam kondisi darurat ataupun jika supply utama

mengalami gangguan. Selain itu sebagian daya

(dari battery emergency/24 DC) digunakan juga

untuk keperluan navigasi dan telekomunikasi.

5.3 Perhitungan Kebutuhan Daya Listrik

5.3.1 Kebutuhan Daya Listrik Untuk

Penerangan

Dalam perhitungan kebutuhan daya

listrik di kapal, maka kebutuhan penerangan

termasuk dalam proses perhitungan, antara lain :

Ruangan-ruangan yang memerlukan

daya listrik baik untuk penerangan

maupun untuk catu daya peralatan-

peralatan yang ada.

Dimensi ruangan tersebut.

Jenis armatur yang akan dipasang.

7

Daya yang dibutuhkan untuk tiap-tiap

komponen.

Waktu operasi komponen-komponen

tersebut.

Jenis operasi komponen tersebut

intermittent atau continuous.

Jumlah titik armature dalam ruangan-

ruangan yang ada.

Total daya tiap ruangan.

Sehingga dalam perhitungan tersebut

akan dihitung daya listrik pada tiap-tiap

deck yang ada, antara lain :

Main deck

Poop Deck

Boat Deck

Bridge Deck

Navigation Deck

Engine Room

Lampu Navigasi dan Bongkar muat

5.3.2 Kebutuhan Listrik Untuk Komunikasi

dan Navigasi

Peralatan navigasi haruslah tetap dijaga

ketersediaan tenaga listriknya, peralatan-

peralatan tersebut antara lain :

Radio Equipment

Gyro Compass

Echo Sounder

Radar

General Alarm

Motor Sirine & Motor Horn

Navigation Light

5.3.3 Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan

Selain daya listrik untuk penerangan

dan peralatan navigasi,

diperhitungkan pula daya listrik

untuk peralatan-peralatan yang ada

di kapal, antara lain :

Peralatan-peralatan yang termasuk

dalam General Service Pump


dalam Engine Service System


dalam Hull Machinery


dalam Refrigation and Ventilation


dalam Workshop Machinery


dalam Navigation, Communication,

Safety

Stop kontak tiap-tiap ruangan

Akumulator untuk emergency

5.4 Generator

5.4.1 Umum

Generator adalah sebuah alat yang

memproduksi energi listrik dari sumber energi

mekanikal, biasanya dengan menggunakan

induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal

sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan

motor punya banyak kesamaan, tapi motor

adalah alat yang mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik. Generator mendorong

muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah

sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak

menciptakan listrik yang sudah ada di dalam

kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan

dengan sebuah pompa air, yang menciptakan

aliran air tapi tidak menciptakan air di

dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa

resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang

jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air,

mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol

tangan, energi surya atau matahari, udara yang

dimampatkan, atau apapun sumber energi

mekanik yang lain.

Macam Generator berdasarkan tegangan yang

dibangkitkan generator dibagi menjadi 2 yaitu :

1.Generator Arus Bolak-Balik (AC)

Generator arus bolak-balik yaitu generator

dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out

put ) berupa tegangan bolak-balik.

2.Generator Arus Searah (DC)

Generator arus searah yaitu generator dimana

tegangan yang dihasilkan (tegangan out put)

berupa tegangan searah, karena didalamnya

terdapat sistem penyearahan yang dilakukan

bisa berupa oleh komutator atau menggunakan

dioda.

5.4.2 Perhitungan Kapasitas Generator

Dalam perhitungan kapasitas generator

terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan,

antara lain :

- Macam kondisi operasi kapal

- Beban-beban pada electrical part, hull part,

dan machinery part.

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi

http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Induksi_elektromagnetik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Motor

http://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_uap

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalam

http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Engkol&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_surya

http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari

8

- Diversity factor

- Load faktor tiap peralatan

5.4.2.1 Macam- macam kondisi operasi

Setiap perhitungan kapasitas generator

mempunyai pandangan yang berbeda mengenai

kondisi operasi kapal antara lain :

a. Dua kondisi : berlayar dan

berlabuh

b. Empat kondisi : berlayar,

meninggalkan pelabuhan, bongkar

muat serta berlabuh di pelabuhan

c. Delapan kondisi : sama seperti

pembagian dalam empat kondisi

hanya dibagi lagi menjadi kondisi

siang dan malam

Menurut BKI pada kondisi berlayar

yang digunakan sebagai pedoman dalam

menentukan kapasitas generator karena

merupakan kondisi yang paling lama dilakukan.

Kecuali untuk kapal khusus misalnya kapal

keruk, karena kondisi terlamanya adalah saat

mengadakan pengerukan.

Saat kapal meninggalkan pelabuhan,

kebutuhan listriknya digunakan untuk olah

gerak kapal, dimana peralatan-peralatan berdaya

besar dihidupkan, misalnya balancer dan

blower.

Ketika bongkar muat dilaksanakan,

kebutuhan listrik digunakan untuk

mengoperasikan peralatan bongkar muat serta

peralatan penunjangnya. Disamping itu pada

kondisi ini juga digunakan untuk mereparasi

peralatan. Peralatan tersebut diantaranya adalah

: cargo gear, turning gear, ballast pump, mesin

bubut, mesin gerinda, mesin bor, dan lain

sebagainya. Kondisi ini berlaku untuk kapal

cargo, sedangkan untuk jenis lainnya akan

berbeda pekerjaan yang dilakukan misalnya tug

work untuk kapal tunda.

Pada saat berlabuh di pelabuhan,

kebutuhan listrik menggunakan pelayanan sewa

listrik dari pihak pelabuhan karena

pertimbangan biaya yang lebih murah daripada

pengoperasian generator.

Dalam penentuan kapasitas generator

perlu diketahui jumlah beban pada beberapa

kondisi operasi kapal, hal ini dilakukan dengan

perhitungan analisa beban listrik yang berupa

tabel dan biasanya disebut tabel kalkulasi

keseimbangan beban listrik (calculation of

electric power balance) atau disebut juga

Anticipated Electric Power Consumption Table.

Analisa ini berisi kolom tentang jenis

peralatan, jenis operasi, daya masuk, jumlah

peralatan yang dipakai serta yang terakhir

adalah jumlah beban dari kelompok peralatan

tersebut. Perhitungan beban ini dikelompokkan

berdasarkan fungsi beban sehingga dapat terbagi

menjadi :

― Beban pada geladak, lambung

― Beban berupa motor-motor listrik/pesawat

tenaga, dalam sistem permesinan kapal

― Beban yang berupa pesawat elektronika dan

penerangan

Pengelompokan ini biasanya berupa

kelompok mesin daya, penerangan dan peralatan

komunikasi/navigasi. Untuk kapal khusus

dengan instalasi pendingin yang dikelaskan dan

untuk peti kemas dengan pendingin maka

diperlukan juga perhitungan kebutuhan daya

beban pendingin tersebut pada analisa beban

listrik.

5.4.2.2 Load faktor peralatan

Load faktor peralatan adalah

perbandingan antara daya rata- rata dengan

kebutuhan daya untuk operasi maksimal untuk

suatu kondisi. Sesudah diadakan

pengelompokan, kemudian dari data yang ada

diisikan jumlah peralatan, daya masuk,

kemudian saat pengoperasian peralatan tersebut

juga banyaknya peralatan yang akan

dioperasikan mengingat adanya peralatan

cadangan. Prosentase faktor beban diisikan pada

tiap kondisi operasi dan besarnya tergantung

pada seringnya peralatan tersebut dipakai,

besarnya pemakaian daya dari peralatan tersebut

terhadap daya nominal dan berdasarkan pada

pengalaman perancangan sebelumnya. Untuk

peralatan yang jarang digunakan dapat diberikan

faktor beban nol untuk semua kondisi.

Sedangkan peralatan yang beroperasi

secara kontinyu dalam pengoperasian kapal

mendapatkan beban tetap atau continuous load.

Dan untuk peralatan dengan beban sementara

atau intermitten adalah beban dari peralatan

yang beroperasi tidak secara terus menerus.

9

Setelah semua data dimasukkan

menurut masing-masing kelompok, kemudian

beban dijumlahkan, beban tetap dan beban

sementara.

5.4.2.3 Diversity faktor

Diversity faktor sering juga disebut

sebagai faktor kebersamaan, adalah faktor yang

merupakan perbandingan antara total daya yang

dibutuhkan untuk setiap satuan waktu dengan

total daya keseluruhan peralatan yang ada.

Faktor diversitas dapat digunakan untuk

mencari beban operasi dengan tujuan

menentukan jumlah total beban yang harus

dilayani oleh generator akibat adanya

pengoperasian beban-beban dalam waktu yang

bersamaan.

Faktor kesamaan waktu bersama harus

ditetapkan dengan dimasukkan pertimbangan

beban tertinggi yang dapat diharapkan terjadi

pada waktu yang sama. Jika penentuan yang

tepat sulit dilaksanakan maka faktor kesamaan

waktu yang digunakan menurut aturan BKI

tidak boleh rendah dari 0,5. Dalam perhitungan

penentuan kapasitas generator ini diambil harga

0,6.

Daya total yang diperlukan adalah

jumlah beban yang harus dilayani generator

pada masing-masing kondisi operasi kapal dan

besarnya menurut BKI adalah :

Jumlah beban = beban sementara x

faktor diversitas + beban tetap

Untuk menentukan kapasitas generator

yang dipilih dihitung dengan seminimalnya daya

yang digunakan untuk mengoperasikan kapal

dilaut adalah 15% lebih besar dari kebutuhan

daya hasil perhitungan tabel Ballans Daya.

Tujuan dari pembatasan ini adalah untuk

menjaga kerja generator agar tidak terlalu berat

yang berhubungan dengan masalah arus

pengasutan pada motor-motor listrik.

5.4.3 Pemilihan Generator Set

Penentuan besar kapasitas generator set

yang akan terpasang di kapal, dapat ditentukan

berdasarkan pada kondisi kebutuhan beban

listrik terutama pada saat kondisi beban terbesar

(maksimum). Genset normalnya dalam paket

lengkap dengan semua komponen utama dan

peralatan-peralatan bantu seperti : penggerak

utama, reduction gear (jika dibutuhkan),

generator, exiter, panel kontrol, sistem minyak

lumas dan sistem air pendingin.

Semua generator bertipe medan putar.

Belitan stator boleh menggunakan hubungan Δ

(delta) ataupun hubungan Y (way) yang hanya

tiga terminal utama yang dibutuhkan tiap

generator. Perubahan tegangan yang melekat

pada generator, relatif besar dengan tiggi reaksi

tinggi sinkronisasi lilitan. Hal ini merupakan

sebuah kelebihan, sebab seperti batasan-batasan

reaksi sinkronisasi pada hubungan pendek.

Dalam penggunaannya, memelihara kebutuhan

tegangan dan kVAR dilakukan dengan

menghubungkan pararel generator dengan

menggunakan pengubah tegangan otomatis

dengan mesin lainnya.

Generator diusahakan terlindung dari

tetesan air atau tertutup keseluruhan. Jika

tertutup keseluruhan, generator dilengkapi

dengan sebuah pendingin udara double-tube

menggunakan air laut sebagai medium

pendingin. Isolasi silicon dilarang digunakan

untuk tertutup keseluruhan pada generator yang

sedang tidak digunakan, slip ring terletak pada

lokasi paling luar dari generator, hal ini untuk

mencegah pelindung yang tidak normal dan

untuk memelihara slip ring.

Generator-generator terpasang di kapal

yang mempunyai berat lebih dari 1000 lb, tidak

termasuk poros, dan semua generator

emergency dilengkapi pula dengan pemanas

elektrik untuk mencegah kondensasi udara

lembab selama generator dimatikan. Generator

yang kapasitasnya di atas 800 kVA dilengkapi

dengan tahanan tipe pendeteksi temperatur yang

melekat pada lilitan stator.

Ada dua tipe pembangkit berputar yaitu

pembangkit DC dan pembangkit AC brushless.

Kedua pembangkit ini dihubungkan dengan

poros generator. Pembangkit AC brushless

responnya lebih cepat daripada pembangkit DC.

Tipe lain dari pembangkit adalah pembangkitan

statis, sistem ini mengurangi kebutuhan

terhadap komponen-komponen berputar dan

memiliki respon lebih cepat daripada tipe-tipe

pembangkit lainnya. Pembangkit dan

penghubung tegangan harus dikoordinasikan

untuk mendapatkan waktu yang tepat untuk

perbaikan.

Mesin dua langkah dan empat langkah

biasanya digunakan untuk menggerakkan

alternator sebagai pembangkit tenaga listrik di

kapal. Pada saat ini banyak mesin dua langkah

10

dan empat langkah dilengkapi dengan

turbocharge untuk meningkatkan daya keluar

mesin dan memperbaiki ekonomis pemakain

bahan bakar. Kebanyakan mesin-mesin yang

dioperasikan dilaut, dilengkapi dengan

turbocharge untuk mengurangi ukuran dan berat

mesin.

Perhitungan Generator Set didasarkan

atas kebutuhan listrik pada saat berlayar,

berangkat, berlabuh, dan bongkar muat sehingga

dapat diketahui daya maksimum dari kebutuhan

listrik yang ada. Dari kebutuhan maksimum

tersebut, dilakukan pemilihan atas beberapa

alternatif generator yang ada di pasaran dengan

pertimbangan :

a) Kebutuhan daya yang ada.

b) Faktor daya generator.

c) Maintainbility.

d) Space di ruang mesin.

Faktor beban atau load faktor adalah hal

yang penting dalam perencanaan karena bila

melebihi faktor daya yang optimum dari

generator akan mengakibatkan kelebihan daya

yang menyebabkan generator bekerja tidak

maksimal. Faktor beban yang optimum adalah

sekitar 0,86 atau sedikit dibawahnya sehingga

dalam pemilihan generator hendaknya dipilih

yang mendekati faktor beban tersebut. Dalam

penentuan jumlah generator harus dipikirkan

tentang daya cadangan yang disyaratkan oleh

BKI sehingga bila salah satu generator tidak

dapat beroperasi maka dapat digantikan oleh

generator lainnya. Perhitungan dari pemilihan

generator dapat dilihat di lampiran.

5.4.4 Perhitungan Beban Generator

Perhitungan Generator Set didasarkan

atas kondisi operasional kapal tersebut. Dari

beberapa kondisi operasional tersebut, dapat

diketahui daya maksimum dari kebutuhan listrik

yang ada. Dari kebutuhan maksimum tersebut,

dilakukan pemilihan atas beberapa alternatif

generator yang ada di pasaran dengan

pertimbangan :

Kebutuhan daya yang ada.

Faktor daya generator.

Maintainbility.

Space di ruang mesin.

Electrical Power Balance adalah

perhitungan untuk menentukan kapasitas dari

generator maupun auxilary engine yang

dibutuhkan untuk kapal. Berikut adalah data-

data yang perlu di ketahui dalam pemilihan

Generator :

a. Peralatan yang dioperasikan kontinyu

b. Peralatan yang dioperasikan intermitten

Dari sini kita dapat mengumpulkan

rumus yang dipakai untuk menetukan daya

listrik yang dipakai adalah sebagai berikut :

perhitungan daya listrik dari berbagai bagian

kapal yang terdiri dari beban pemakaian tetap

dijumlahkan dengan beban pemakain sementara

yang terlebih dahulu dikalikan dengan faktor

kesamaan (coomon simultanity factor) yang

mana tidak boleh lebih rendah dari 0,5 dengan

demikian diperoleh daya-daya total beban

sebagai berikut :

PB = PA (kontinyu) + ( x . PT

(Intermitten))

Dimana : PB : Daya total beban

PA : Pemakaian beban Kotinyu

PT : Pemakaian beban Intermitten

x : Common Simultanity factor (0.5)

Sedangkan keluaran dari genarator yang

diperlukan sekurang-kurangnya 15% atau lebih

tinggi dari pada kebutuhan daya. Prosentase

keluaran daya dari generator disini sering

dinamakan load faktor generator (%) load faktor

generator diperoleh dari total beban dibagi

dengan kapasitas yang digunakan dekali dengan

100%, yang perlu diperhatikan dalam

pengunaan generator disini harus diperlukan

satu buah generator cadangan.

5.5 Pengukuran Daya Listrik

Untuk mendapatkan data dari daya

listrik yang terpakai pada kapal dapat digunakan

alat ukur yakni Clamp On Hi Tester. Alat ukur

ini mampu mengukur daya listrik yang terpakai,

besar arus, frekuensi, cos dan tegangan.

Gambar II.6 Alat ukur ( Clamp on high tester)

11

6. METODOLOGI

6.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini

adalah untuk membandingkan penentuan

kebutuhan daya listrik dengan menggunakan

rumus empiris dan analisa beban listrik dengan

keadaan yang sebenarnya di kapal dalam rangka

efisiensi energi. Adapun tahapan pengerjaan

tugas akhir terbagi menjadi dua tahapan awal

yakni tahapan analisa perhitungan dan analisa

profil kebutuhan daya listrik yang diperoleh dari

pengamatan di lapangan. Setelah itu melakukan

perbandingan hasil analisa dari kedua tahapan,

penerapan analisa, pembuatan database

dilanjutkan dengan penarikan kesimpulan dan

saran.

6.2 Studi literatur

Mengumpulkan dan mempelajari

referensi penunjang baik berupa buku, makalah,

paper, maupun browsing internet yang

berhubungan dengan teori penentuan kebutuhan

daya listrik di kapal.

6.3 Pengumpulan Data

Data-data yang diperlukan dalam tugas

akhir ini adalah data dimensikapal, data

spesifikasi peralatan, data load faktor peralatan.

6.4 Analisa Perhitungan

Yaitu melakukan perhitungan secara

empiris dan menganalisa beban listrik pada

kapal cargo.

6.5 Tinjauan ke Lapangan

Melakukan tinjauan secara langsung ke

kapal cargo yang akan di ambil datanya.

6.6 Pengumpulan Data Profil Listrik

Hasil dari tinjauan secara langsung adalah

mendapatkan suatu data mengenai profil

kebutuhan daya listrik saat kapal beroperasi

dalam berbagai kondisi pelayaran.

6.7 Analisa Profil Kebutuhan Daya

Listrik

Setelah mendapatkan data profil

kebutuhan daya listrik maka akan di analisa

mengenai data tersebut yakni peralatan apa saja

yang difungsikan saat kapal beroperasi.

6.8 Perbandingan Hasil Analisa

Setelah mendapatkan hasil analisa baik

analisa secara teoritis dengan analisa yang di

dapatkan dari tinjauan langsung ke lapangan.

6.9 Pembuatan Database

Pembuatan database dilakukan sebagai

upaya validasi tabel yang ada di galangan

mengenai load factor peralatan listrik di kapal

cargo.

6.10 Kesimpulan dan Saran

Hasil akhir dari pengerjaan tugas akhir

ini adalah menarik kesimpulan dan saran dari

hasil analisa sebelumnya.

7. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

7.1 Data

7.1.1 Data Kapal

Pengambilan data kapal pada Tugas

Akhir ini didapatkan dari peninjauan langsung

terhadap kapal container KM Meratus Barito

milik perusahaan pelayaran PT. Meratus,

adapun dimensi kapal sebagai berikut :

Length Overall (LOA) : 106,68 m

Length Waterline (Lwl) : 101,3 m @

4,3 m

Breadth (B) : 20,6 m

Height (H) : 5,6 m

Draft (T) Sch : 4,5 m

Draft (T) Ass : 4,215 m

Kapal ini merupakan kapal dagang yang

melayani rute Surabaya – Banjarmasin, kapal ini

adalah kapal dagang yang digunakan untuk

memenuhi kebutuhan pokok (Telur, Beras,

Tepung, dsb) masyarakat Banjarmasin maupun

sebagai transit komoditi ekspor bagi masyarakat

Banjarmasin.

7.1.2 Pengambilan Data

Pengambilan data pada kapal ini tidak

dapat menggunakan alat ukur yakni Hi Tester

Hioki Clamp On, dikarenakan kepentingan

keselamatan kapal yang sangat tidak

memungkinkan untuk dipasang pada kapal.

Dalam pengambilan data diukur dengan cara

melihat Control Box dan juga mencatat variable

yang berhubungan dengan pemakaian daya

listrik, antara lain : tegangan (Volt), Arus (I),

Cos Φ, Daya (Watt), dll.

Karena pada kapal kebanyakan

menggunakan tegangan 3 phase maka proses

pengambilan data dapat dilihat pada gambar di

atas, alat ukur ini diletakan di tegangan RST

yang berada di dalam Control Box, dalam

pengambilan data ini tegangan yang diukur

diasumsikan adalah tegangan R.

Setelah mendapatkan data maka dipakai

asumsi bahwa tegangan R,S,T adalah seimbang.

Maka untuk mengetahui daya yang terpakai

12

pada saat itu adalah dengan cara, daya yang

terekam oleh alat ukur tersebut dikalikan tiga.

Pengambilan data pada kapal dilakukan

dengan cara mencatat alat ukur yang ada pada

Control Box yang ada didalam Engine Control

Room (ECR) pada kamar mesin. Dari

pengamatan saya kali ini pengambilan data

dilakukan per 10 menit, mengingat banyaknya

data dan factor lainnya yang di butuhkan dalam

pengolahan data Tugas Akhir ini.

7.1.3 Hasil Pengamatan Berikut ini adalah hasil pengamatan selama

pelayaran kapal KM. Meratus Barito yang

melayani rute Surabaya – Banjarmasin :

Jadwal Kerja Generator hari pertama

Tabel 4.1 Jadwal kerja generator hari Kamis, 17 Desember

2009

No Jam Kegiatan Genset Kerja

1 00,00 - 01,00 Bongkar Muat (SBY) I,III,IV







8 07,00 - 08,00 Departure (to BDJ) I,II,III,IV

9 08,00 - 09,00 Departure (to BDJ) I,II,III,IV

10 09,00 - 10,00 Berlayar (to BDJ) II,III,IV

11 10,00 - 11,00 Berlayar (to BDJ) II,III,IV

12 11,00 - 12,00 Berlayar (to BDJ) II,III






18 17,00 - 18,00 Berlayar (to BDJ) I,II

19 18,00 - 19,00 Berlayar (to BDJ) I,IV






Jadwal Kerja Generator hari kedua

Tabel 4.2 Jadwal kerja generator hari Jumat, 18 Desember

2009








7 06,00 - 07,00 Berlayar (to BDJ) I,III,IV

8 07,00 - 08,00 Berlayar (to BDJ) I,III,IV

9 08,00 - 09,00 Arrival (to BDJ) I,II,III,IV

10 09,00 - 10,00 Arrival (to BDJ) I,II,III,IV

11 10,00 - 11,00 Bongkar Muat (BDJ) I,II,III














Jadwal Kerja Generator hari ketiga

Tabel 4.3 Jadwal kerja generator hari Sabtu, 19 Desember

2009










9 08,00 - 09,00 Bongkar Muat (BDJ) I,III,IV











13



22 21,00 - 22,00 Departure (to SBY) I,II,III,IV

23 22,00 - 23,00 Departure (to SBY) I,II,III,IV

24 23,00 - 24,00 Berlayar (to SBY) I,II,IV

Jadwal Kerja Generator hari ketiga

Tabel 4.4 Jadwal kerja generator hari Minggu, 20

Desember 2009


1 00,00 - 01,00 Berlayar (to SBY) I,II,IV

2 01,00 - 02,00 Berlayar (to SBY) II,IV



















Hasil pengamatan profile daya listrik hari

pertama

Gambar 4.3 Grafik Profile Daya Listrik hari pertama

Grafik diatas adalah grafik profile daya

listrik KM. Meratus Barito pada hari pertama,

sesuai jadwal yang telah ada pada table 4.1.

profile daya listrik didapat sesuai dengan

penggunaan beban daya listrik yang dipakai di

kapal. Dari grafik diatas terlihat pada menit

sekitar 400 – 600 terdapat lonjakan kebutuhan

daya yang cukup signifikan, hal itu disebabkan

adanya arus start dari bow thruster yang sedang

digunakan, bow thruster pada kapal ini biasanya

hanya dipakai untuk menuvering saja yaitu pada

saat kapal akan meninggalkan atau sedang

masuk area pelabuhan. Bow thruster pada kapal

ini sangat penting adanya dikarenakan kapal ini

melayani rute perairan sungai yang dikenal

dengan kedalaman yang tidak terlalu dalam

yaitu di daerah sekitar pelabuhan Banjarmasin.


kedua

Gambar 4.4 Grafik Profile Daya Listrik hari kedua


listrik KM. Meratus Barito pada hari kedua,

sesuai jadwal yang telah ada pada table 4.2. Dari

grafik diatas terlihat pada menit sekitar 400 –

600 terdapat lonjakan kebutuhan daya yang

cukup signifikan, hal itu disebabkan adanya arus

start dari beroperasinya bow thruster pada saat

tersebut kapal akan masuk pelabuhan

Banjarmasin. Setelah itu sekitar menit ke 600

dan antara 600 – 800 juga terdapat lonjakan

daya tapi tidak terlalu signifikan seperti pada

menit ke 400 – 600 yang terdapat pada grafik,

kenaikan yang tidak terlalu signifikan tersebut

dikarenakan sedang beroperasinya 2 buah crane

yang digunakan sebagai alat bongkar muat di

pelabuhan Banjarmasin. Dari grafik didapat 2

buah lonjakan daya yang memiliki selisih

dikarenakan pula operasi dari 2 buah crane

tersebut tidak dilakukan pada saat bersamaan.


ketiga

Gambar 4.5 Grafik Profile Daya Listrik hari ketiga

14


listrik KM. Meratus Barito pada hari ketiga,


Pada saat ini kapal mayoritas sedang melakukan

bongkar muat di pelabuhan Banjarmasin,

bongkar muat di pelabuhan Banjarmasin

terkesan lambat dikarenakan masih minimnya

fasilitas bongkar muat yang tersedia diarea

pelabuhan sehingga pada saat bongkar muat di

pelabuhan Banjarmasin memerlukan waktu

sekitar 1 hari atau bahkan mungkin lebih

tergantung pada berapa banyak truk yang

sedang bekerja disana. Tetapi pada menit sekitar

1200 – 1400 terdapat lonjakan daya, hal itu

disebabkan adanya arus start dari beroperasinya

bow thruster. Pada saat itu adalah saat

keberangkatan menuju Surabaya.


keempat

Gambar 4.6 Grafik Profile Daya Listrik hari keempat


listrik KM. Meratus Barito pada hari keempat,


Pada saat ini kapal mayoritas sedang melakukan

pelayaran menuju ke Surabaya, jadi terlihat jelas

tidak ada lonjakan daya yang dapat tercatat dari

pengambilan data yang telah dilakukan. Pada

saat berlayar kapal menggunakan 2 buah

generator set untuk memenuhi kebutuhan daya

yang dibutuhkan oleh kapal.

Berikut ini adalah hasil pengamatan

yang dibagi berdasarkan kondisi operasional

dari kapal :

Kondisi Bongkar Muat

Gambar 4.7 Grafik Profile Daya Listrik pada saat bongkar

muat di Surabaya


listrik pada saat bongkar muat di pelabuhan

Surabaya. Sesuai dengan jadwal yang sudah

tercantum pada table 4.1, pada jam 00.00 –

07.00 pada hari kamis tanggal 17 Desember

2009 adalah saat bongkar muat di pelabuhan

Surabaya.

Gambar 4.8 Grafik Profile Daya Listrik pada saat bongkar

muat di Banjarmasin


listrik pada saat bongkar muat di pelabuhan

Banjarmasin. Sesuai dengan jadwal yang sudah

tercantum pada table 4.2 dan 4.3, pada jam

10.00 – 24.00 pada hari jumat tanggal 18

Desember 2009 dan pada jam 00.00 – 21.00

pada hari sabtu tanggal 19 Desember 2009

adalah saat bongkar muat di pelabuhan

Banjarmasin.

Kondisi Arrival (Kedatangan)

Gambar 4.9 Grafik Profile Daya Listrik pada saat datang di

Banjarmasin


listrik pada saat datang di pelabuhan



10.00 pada hari jumat tanggal 18 Desember

2009. Terdapat lonjakan daya yang dikarenakan

sedang beroperasinya bow thruster sebagai alat

bantu maneuvering pada saat akan sandar di

pelabuhan tujuan.

Kondisi Departure (Keberangkatan)

15

Gambar 4.10 Grafik Profile Daya Listrik pada saat

berangkat ke Banjarmasin


listrik pada saat berangkat menuju pelabuhan



09.00 pada hari kamis tanggal 17 Desember

2009.


berangkat ke Surabaya Grafik diatas adalah grafik profile daya

listrik pada saat berangkat menuju pelabuhan



23.00 pada hari sabtu tanggal 19 Desember

2009.

Kondisi Berlayar

Gambar 4.12 Grafik Profile Daya Listrik pada saat berlayar

ke Banjarmasin


listrik pada saat berlayar menuju pelabuhan



09.00 – 24.00 pada hari kamis tanggal 17


pada hari jumat tanggal 18 Desember 2009.


berlayar ke Surabaya


listrik pada saat berlayar menuju pelabuhan



23.00 – 24.00 pada hari sabtu tanggal 19


pada hari minggu tanggal 20 Desember 2009.

7.1.4 Analisa Data

Grafik Grafik diatas adalah profile daya

listrik yang didapat dari penggunaan generator

set yang terdapat pada KM. Meratus Barito yang

di catat per 10 menit selama 4 hari pelayaran

dengan rute Surabaya - Banjarmasin. Kapal

container ini menggunakan 4 generator set

untuk memenuhi kebutuhan daya listrik di

kapal, keempatnya memiliki daya generator

sama yaitu 149 Kw dan digunakan secara

parallel.

Dalam grafik tersebut, didapati

penggunaan generator set untuk berbagai

kondisi yaitu berlayar, bongkar muat, dan arrive

maupun departure. Untuk berlayar kapal

menggunakan 2 generator set untuk memenuhi

kebutuhan daya listrik, untuk bongkar muat

menggunakan 3 buah generator set, sedangkan

untuk arrived dan departure menggunakan 4

buah generator set.

Pada saat berlayar kapal hanya

menggunakan 2 buah generator set karena pada

saat berlayar tidak ada alat yang memerlukan

daya yang tinggi. Untuk bongkar muat kapal

menggunakan 3 buah generator set dikarenakan

untuk memenuhi kebutuhan daya terkait

penggunaan crane 2 buah yang digunakan

sebagai alat bongkar muat di pelabuhan. Untuk

arrived dan departure kapal menggunakan 4

buah generator karena pada kapal ini

menggunakan bow thruster yang memiliki nilai

daya yang paling besar di kapal.

Dari grafik diatas juga didapat bahwa

beban yang paling besar yang ditanggung oleh

generator set adalah pada saat arrived dan

departure, dikarenakan terdapat bow thruster

sebagai alat maneuvering pada saat akan

16

berlayar maupun akan bersandar di pelabuhan

tujuan. Dan memang beban daya operasional

perlatan yang paling besar yang harus

ditanggung oleh kapal ini adalah pada saat

beroperasinya bow thruster.

7.1.5 Data Peralatan Listrik Kapal

Dalam operasi harian dari kapal terdapat

peralatan yang membutuhkan energy listrik

dimana listrik tersebut berasal dari generator set,

adapun sebagai berikut :

Tabel 4.5 List Peralatan Listrik

No Peralatan Set Kw

1 FO/DO transfer pump 2 2.20

2 LO transfer pump 1 2.20

3 Std By LO pump 2 11.00

4 FO Purifier 2 3.70

5 LO Purifier 2 3.70

6 FW Cooling Pump 2 7.50

7 SW Cooling Pump 2 15.00

8 aux FW Pump 2 5.50

9 indpnt LO for G/B 2 7.50

10 air compressor 2 3.70

11 OWS 1 1.50

12 FW Hydropore 2 2.20

13 Hydropore 4 2.20

14 Bilge/BallastPump 2 37.00

15 Fire Pump 2 37.00

16 Emergency Genset 1 186.00

17 Emergency Fire Pump 1 11.00

18 Condenser Main AC 1 28.50

19 AC SW Cooling 1 5.50

20 Boiler Feed Water Pump 2 1.10

21 Condenser Cooling Pump 1 5.00

22 Booster Suction Pump 2 1.50

23 Booster Pump 2 1.75

24 Booster MDO Pump 1 1.30

25 Sludge Pump 1 1.30

26 Steering Gear 2 30.00

27 Bow thruster 1 400.00

28 Crane 2 184.00

29 Windlas & Capstan 2 23.00

30 Navigation Equipt. 1 3.00

31 Kompor listrik 1 1.80

32 Penerangan & listrik deck 1 12.7

7. 2 Pembahasan

Penentuan besar load factor peralatan

sangat penting dalam penentuan generator yang

akan dipasang di kapal. Maka dari data yang

didapatkan sebelumnya dapat ditentukan load

factor dari setiap peralatan listrik.

7.2.1 Load Faktor Peralatan

Sifat atau karakteristik pembebanan dari

suatu peralatan listrik dapat diidentukan dengan

frekuensi kerja atau intensitas penggunaannya

dalam suatu kurun waktu tertentu sesuai dengan

perhitungan load factor peralatannya dilakukan,

dimana semakin tinggi frekuensi kerja suatu

peralatan maka semakin tinggi pula nilai load

factor peralatan tersebut atau bisa dikatakan

mendekati kearah nilai satu (nilai load factor

berkisar 0 – 1).

Nilai load factor untuk peralatan yang

penting pada suatu kapal sangat berbeda

tergantung dari jenis kapal tersebut. Untuk

peralatan yang jarang digunakan dapat diberikan

factor beban nol untuk semua kondisi,

sedangkan pada peralatan yang beroperasi

secara kontinyu dalam pengoperasian kapal

mendapatkan beban tetap atau continous load

dan untuk peralatan dengan beban sementara

atau intermitten adalah beban dari peralatan

yang beroperasi tidak secara terus menerus.

Setelah semua data dimasukkan menurut masing

– masing kelompok, kemudian keseluruhan

beban dijumlahkan

Nilai load factor suatu peralatan dapat

dihitung dengan menggunakan rumusan berikut

:

Berdasarkan persamaan untuk

menghitung besarnya load factor suatu peralatan

listrik maka terlebih dahulu harus diketahui

waktu operasi suatu peralatan dan juga waktu

dari suatu kondisi. Misal pada Bow Thruster

kapal KM. Meratus Barito saat kondisi

manuvering beroperasi selama 80 menit dan

kondisi maneuvering berlangsung selama 120

menit maka dapat dihitung nilai load faktor dari

kompresor yakni:

Load Factor = 0,67 (diambil 0,6)

7.2.2 Penentuan Load Faktor Peralatan

Sesuai dengan data yang didapat dari

peninjauan langsung di kapal KM Meratus

Barito, maka dapat diperkirakan nilai load faktor

dari setiap peralatan. Dalam penentuan kali ini

dibagi menjadi tiga kondisi yakni kondisi

17

berlayar, loading unloading, dan arrived dan

departure (maneuvering) antara lain :

Tabel 4.6 Load Faktor Peralatan

No Peralatan Load Faktor

Berlayar

Bongkar Muat

Arvd & Dpt

1

FO/DO transfer pump 0.8 0.8

2 LO transfer pump 0.8 0.8

3 Std By LO pump 0.8 0.8

4 FO Purifier 0.6 0.6

5 LO Purifier 0.6 0.6

6 FW Cooling Pump 0.85 0.85

7 SW Cooling Pump 0.85 0.85

8 aux FW Pump 0.8 0.8

9 indpnt LO for G/B 0.8 0.8

10 air compressor 0.85

11 OWS 0.6 0.6 0.8

12 FW Hydropore 0.85 0.85 0.85

13 Hydropore 0.85 0.85 0.85

14

Bilge/BallastPump 0.6 0.6

15 Fire Pump

16

Emergency Genset

17

Emergency Fire Pump

18

Condenser Main AC 0.85 0.85 0.85

19 AC SW Cooling 0.85 0.85 0.85

20

Boiler Feed Water Pump 0.85 0.85

21

Condenser Cooling Pump 0.85 0.85

22

Booster Suction Pump 0.8 0.8

23 Booster Pump 0.8 0.8

24

Booster MDO Pump 0.8 0.8

25 Sludge Pump 0.8

26 Steering Gear 0.8 0.8

27 Bow thruster 0.6

28 Crane 1

29

Windlas & Capstan 0.4

30

Navigation Equipt. 0.8 0.8 1

31 Kompor listrik 0.4 0.4 0.4

32

Penerangan & listrik deck 1 1 1

7.2.3 Analisa Beban

7.2.4 Analisa Generator

7.2.4.1 Analisa Berdasarkan Analisa Beban

Berdasarkan analisa beban di atas , diketahui

bahwa :

Kondisi Berlayar

Dengan 2 buah generator yang bekerja,

factor beban generator berdasar

perhitungan adalah 44,04 %

Kondisi Bongkar Muat




Kondisi Arrived dan Departure




Klas merekomendasikan bahwa angka

load faktor tidak boleh melebihi angka 86%,

maka dari data diatas masih ada selisih dari nilai

amannya.

Sebagai upaya efisiensi energi maka

pemilihan generator harus memiliki angka

minimal sama dengan nilai load faktor generator

yakni 86%, dan jika terjadi perbedaan

diharapkan tidak terlalu jauh (mendekati) dari

angka tersebut.

Dari data analisa beban pada kapal KM.

Meratus Barito ini, didapatkan bahwa daya 4

buah generator yang terpasang pada kapal ini

kurang optimal.

7.2.4.2 Analisa Berdasarkan Keadaan di

Lapangan

Berdasarkan keadaan di lapangan, diketahui

bahwa :

Berdasarkan keadaan di lapangan, diketahui

bahwa :

Daya maksimal yang terpakai selama

operasional kapal adalah sebesar 867 Kw.

Daya minimal yang terpakai selama

operasional kapal adalah sebesar 342 Kw.

Daya rata – rata yang terpakai selama

operasional kapal adalah sebesar 446,5

Kw.

18

Gambar 4.14 Grafik Profile Daya Listrik selama 4 hari

Grafik diatas adalah grafik dari data

yang telah dicatat per 10 menit selama 4 hari

pelayaran KM. Meratus Barito dengan tujuan

pelayaran Surabaya – Banjarmasin. Dari grafik

dan juga data diatas dapat disimpulkan bahwa

penggunaan 4 buah generator dengan daya 249

Kw pada KM. Meratus Barito kurang optimal

karena memiliki range nilai factor beban

generator yang cukup jauh berbeda dengan apa

yang sudah ditentukan Klas yakni sebesar 86 %.

Penggunaan 4 buah generator pada

kapal KM. Meratus Barito hanya digunakan

sebagai antisipasi penggunaan bow thruster

yang memang memiliki daya yang paling besar

pada kapal.

Sebagai Upaya effisiensi energy maka

pemilihan generator harus memiliki angka

minimal mendekati dengan nilai load factor

generator yang ditentukan Klas, yaitu 86 % dan

jika terjadi perbedaan diharapkan tidak terlalu

jauh dari angka tersebut.

Tetapi untuk alasan keselamatan pada

kapal yaitu saat beroperasinya bow thruster

yang memang membutuhkan supply daya yang

paling besar yang terdapat pada kapal KM.

Meratus Barito ini maka nilai load factor yang

telah ditentukan Klas dapat diabaikan.

8. KESIMPULAN DAN SARAN

8.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan dan analisa data di

atas maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Validasi tidak dapat dilakukan dikarenakan

tidak adanya perhitungan beban listrik yang

digunakan sebagai acuan pembuatan kapal,

oleh karena itu perhitungan kapasitas

generator dilakukan berdasarkan data yang

diperoleh di lapangan.

2. Nilai load factor yang didapat sebagai acuan

perhitungan kebutuhan daya listrik diambil

dari operasional peralatan yang dicatat pada

saat pengambilan data. Nilai load factor

peralatan yang dapat dicatat adalah sebagai

berikut : FO/DO transfer pump berlayar 0,8,

bongkar muat 0, saat maneuvering 0,8. LO

transfer pump berlayar 0,8, bongkar muat 0,

saat maneuvering 0,8. Stby Lo pump

berlayar 0,8, bongkar muat 0, saat

maneuvering 0,8. FO purifier berlayar 0,6,

bongkar muat 0, saat maneuvering 0,6. LO

purifier berlayar 0,6, bongkar muat 0, saat

maneuvering 0,6. FW Cooling pump


maneuvering 0,85. SW Cooling pump


maneuvering 0,85. Aux FW pump berlayar

0,8, bongkar muat 0, saat maneuvering 0,8.

Indpnt LO for G/B berlayar 0,8, bongkar

muat 0, saat maneuvering 0,8. Air

Compressor berlayar 0, bongkar muat 0,

saat maneuvering 0,85. OWS berlayar 0,6,

bongkar muat 0,6, saat maneuvering 0,8.

FW hydropore berlayar 0,85, bongkar muat

0,85, saat maneuvering 0,85. Hydropore

berlayar 0,85, bongkar muat 0,85, saat

maneuvering 0,85. Bilge Ballast pump


maneuvering 0. Fire Pump berlayar 0,

bongkar muat 0, saat maneuvering 0.

Emergency Genset berlayar 0, bongkar muat

0, saat maneuvering 0. Condenser main AC


maneuvering 0,85. AC SW Cooling berlayar

0,85, bongkar muat 0,85, saat maneuvering

0,85. Boiler feed pump berlayar 0,85,

bongkar muat 0, saat maneuvering 0,85.

Condenser feed pump berlayar 0,85,

bongkar muat 0, saat maneuvering 0,85.

Booster suction pump berlayar 0,8, bongkar

muat 0, saat maneuvering 0,8. Booster

pump berlayar 0,8, bongkar muat 0, saat

maneuvering 0,8. Booster MDO pump


maneuvering 0,8. Sludge pump berlayar 0,

bongkar muat 0,6, saat maneuvering 0.

Steering gear pump berlayar 0,8, bongkar

muat 0, saat maneuvering 0,8. Bow thruster

berlayar 0, bongkar muat 0, saat

maneuvering 0,6. Crane berlayar 0, bongkar

muat 1, saat maneuvering 0. Windlass &

capstan berlayar 0, bongkar muat 0,4, saat

maneuvering 0. Navigation Equipt. berlayar

0,8, bongkar muat 0,8, saat maneuvering 1.

Kompor Listrik berlayar 0,4, bongkar muat

0,4, saat maneuvering 0,4. Penerangan

berlayar 1, bongkar muat 1, saat

maneuvering 1.

3. Daya generator maksimal yang terjadi di

kapal sebesar 867 Kw, daya minimum

generator sebesar 342 Kw, dan daya rata –

rata sebesar 446,5 Kw.

19

8.2 Saran

1 Generator pada kapal KM. Meratus Barito

sebaiknya ditinjau ulang agar nilai load

faktornya tidak terlalu jauh. Selain itu untuk

effisiensi, pemilihan generator pada kapal ini

kurang optimal mengingat kebutuhan daya

terbesar diambil hanya untuk memenuhi

kebutuhan akan operasional Bow Thruster

saja.

2. Perlu diadakan pengkajian ulang untuk kapal

cargo yang lain sehingga diperoleh standar

factor beban peralatan yang lebih akurat serta

jenis peralatan yang sesuai dengan wilayah

kerja dan kondisi sebenarnya di lapangan,

sehingga untuk perencanaan kapal

selanjutnya akan mencapai effisiensi

generator set yang paling optimal.

Daftar Pustaka

Sarwito, S. 1999, Diktat Perancangan Instalasi

Listrik, JTSP – FTK ITS.

Roy L.Harrington, 1992, Marine Engineering,

The Society Of Naval Architects and

Marine Engineers, New York.

Zuhal, 1991, Dasar Tenaga Listrik, Penerbit

ITB Bandung.

Bureau Veritas, Dual Prism Viewr, Paris, 2005,

Biro Klasifikasi Indonesia, 2004, CV.

Indah Grafik, Jakarta.

Hans Klein Would & Douwe Staperma, 2003,

Design Of Propulsion and Electrical

Power Generation systems, The Institut

of Marine Engineering, Science and

Technology, England.

Octony, I G B S, 2004, Analisa Kebutuhan

Daya Listrik dan factor Beban

Peralatan kapal Ferry cepat Barito

pada rute Surabaya - Banjarmasin,

Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sistem

Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh

Nopember.

Sesy, D T, 2008, Analisa Kebutuhan Daya

Listrik Pada Kapal Fish Carrier KM.

Sumber Bahari I Dengan Rute

Pelayaran Surabaya – Wannam

(Merauke), Tugas Akhir, Jurusan

Teknik Sistem Perkapalan, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember.

http://www.tni.mil.id/

dalam rangka effisiensi energi novarianto s. eddy setyo ... · sedang digunakan pada saat...

Documents