Syntax Literate: Jurnal Ilmiah
Indonesia p�ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 6, No. 2, Special Issue, Desember 2021
KAJIAN PENGHEMATAN ENERGI SISTEM POMPA DISTRIBUSI
JALUR KAUM PANDAK KABUPATEN BOGOR
Astri Maharani1, Ade Syaiful Rachman2,
Eddy Setiadi Soedjono1
1 Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
2 Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat
Email: [email protected], [email protected],
Abstrak
Berdasarkan penilaian
kinerja BUMD Air Minum tahun 2020, Perumda Air Minum Tirta Kahuripan
Kabupaten Bogor memiliki biaya energi di atas rata-rata nasional. Biaya energi terbesar
dalam SPAM dialokasikan dalam sistem perpompaan.
Salah satu pompa di Perumda Air Minum Tirta Kahuripan yang sudah bekerja cukup
lama adalah pompa distribusi Jalur Kaum Pandak. Setelah dilakukan pengukuran selama tiga hari didapati
bahwa pemakaian energi dan efisiensi kinerja pompa distribusi
Jalur Kaum Pandak didapati bahwa nilai pemakaian energi untuk masing-masing pompa 1 dan 2 adalah 0,4 kWh/m3
dan efisiensi kinerja masing-masing pompa
berada di bawah 50%, yakni 44,38% untuk pompa 1 dan 43,02% untuk pompa 2. Dari hasil pengolahan data ini disusunlah sebuah rencana penghematan energi yang dilakukan yakni dengan melakukan
penggantian pompa yang ternyata dapat menghemat 2.198,18 kWh per bulan atau senilai Rp2.498.301,36 selama satu bulan.
Kata Kunci: energi; pompa; sistem distribusi air minum
Abstract
Based on the performance assessment in 2020, Perumda
Air Minum Tirta Kahuripan apparently has spent more energy costs compared
to the average municipal waterworks in Indonesia. The largest energy cost in water
supply and distribution system is commonly allocated for the pumping system. Among
all the pumps at the Perumda Air Minum
Tirta Kahuripan, the
distribution pumps for Kaum Pandak
line have been working for a long time - more than five years. After measuring
for three days, it was found that the value of Specific Energy Consumption (SEC)
for both pump 1 and 2 were 0.40 kWh/m3 and the performance
efficiency of both pumps were below 50%, which was 44.38% for pump 1 and 43.02%
for pump 2.� An energy saving plan was
prepared by replacing the pumps which may save 2,198.18 kWh per month or worth
Rp. 2,498,301,36 in one month.
Keywords: pump; energy; water distribution
Pendahuluan
Pemenuhan kebutuhan air bersih di
Kabupaten Bogor dikelola oleh Perusahaan Umum Daerah (Perumda) Air Minum Tirta
Kahuripan. Perumda Air Minum Tirta Kahuripan saat ini memiliki cakupan
pelayanan 30,56% dari jumlah penduduk di wilayah pelayanan (Direktorat Air
Minum, 2020). Cakupan layanan ini masih jauh di bawah target akses air minum
layak Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional Tahun (RPJMN) 2020-2024,
yang tertuang dalam Peraturan Presiden nomor 18 tahun 2020 tentang Rencana
Pembangunan Jangka Menengah Nasional Tahun 2020-2024, yakni sebesar 100%.
Salah satu beban operasional
penyelenggaraan air minum yang dapat dikurangi adalah biaya energi listrik.
Pada umumnya biaya operasional yang terbesar untuk PDAM yang menggunakan sistem
pemompaan untuk pengambilan air baku dan pendistribusian air minumnya adalah
untuk biaya listrik perpompaan (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan
Rakyat, 2014).
Berdasarkan data penilaian kinerja BUMD Air Minum yang dilakukan oleh
Direktorat Air Minum pada tahun 2020, Perumda Air Minum Tirta Kahuripan
memiliki biaya energi sebesar Rp 526,00 per kubikasi meter, jauh lebih tinggi
dari rata-rata biaya energi BUMD Air Minum Nasional, yakni sebesar Rp 352,16/m3.
Hal ini menunjukkan bahwa perlu dilakukan upaya peningkatan efisiensi energi
yang dapat dilakukan dengan melakukan penghematan energi di Perumda Air Minum
Tirta Kahuripan.
Perumda Air Minum Tirta Kahuripan
memiliki beberapa Instalasi Pengolahan Air (IPA) untuk memenuhi pelayanan air
minum di Kabupaten Bogor. Pengoperasian IPA untuk memproduksi air dan
pendistribusian air hasil produksi tersebut ke pelanggan membutuhkan energi
yang cukup besar sehingga perlu dilakukan
proses penghematan energi. Penghematan energi dalam SPAM dapat dilakukan
dengan meningkatkan efisiensi operasi pompa (Abdelsalam & Gabbar, 2021; Luna dkk., 2019; Mutofan, 2017; Syahputra dkk., 2018), melakukan optimalisasi jaringan pipa
dan aksesoris (Monsef dkk.,
2018; Mulyono, 2020; Zanoli dkk.,
2020), melakukan penggunaan sistem otomasi (Amaral Lopes
dkk., 2020; R�del dkk., 2016; Saravanan dkk., 2018), memindahkan atau menambahkan elevasi
reservoir (Amaral Lopes dkk., 2020; Sarbu, 2016) memperbaiki instalasi listrik (BTAM, 2019; Kementerian
Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2014; Mulyono, 2020), serta melakukan manajemen tekanan
(Constantya, 2021; Latchoomun
dkk., 2020).
Salah satu IPA yang menggunakan energi
cukup besar di Perumda Air Minum Tirta Kahuripan adalah IPA Cibinong. Biaya
pemakaian listrik pada tahun 2018 di IPA Cibinong mencapai Rp4.253.053.688,-. (Perumda Air Minum Tirta Kahuripan Kabupaten Bogor,
2018). IPA
Cibinong merupakan unit produksi yang terdiri dua unit pengolahan yang
masing-masing berkapasitas 300 liter/detik dan 280 liter/detik yang
didistribusikan ke Jalur Kaum Pandak, BCE, Puspa, Pemda, Karadenan, Sentul, dan
Metro. Pompa distribusi ke
Jalur Kaum Pandak terdiri dari dua
pompa yang telah beroperasi sejak tahun 2015. Dengan sudah lamanya pompa
tersebut bekerja maka diperlukan analisis terkait pemakaian energi spesifik pompa tersebut serta efisiensi kinerja kedua pompa tersebut
sehingga bisa diketahui penghematan energi yang dapat dilakukan dan berapa besaran energi serta biaya energi
yang dapat diselamatkan.
Metode Penelitian
Penelitian dilakukan
dengan melakukan pengukuran pemakaian energi dan efisiensi kinerja terhadap pompa 1 dan 2 distribusi Jalur Kaum Pandak yang diukur �selama masing-masing tiga hari dari pukul
20.00-04.00 dengan menggunakan
Power Quality Analyzer Hioki 3197 untuk mendapat data parameter kelistrikan dan mencatat pemakaian debit serta tekanan di meter induk distribusi serta tekanan di discharge pompa.
Kemudian membandingkan hasil pengukuran tersebut dengan ketentuan kriteria parameter untuk efisiensi energi (BTAM, 2019) seperti
yang tertulis dalam Tabel 1 dan selanjutnya
menghitung penghematan energi dan biaya energi yang dapat dicapai per bulannya.
Tabel
1
Kriteria Parameter untuk
Dapat Mencapai Efisiensi Energi
|
Parameter |
Kriteria
Nilai |
|
SEC |
< 0,40 kWh/m3 |
|
Faktor daya |
> 0,85 |
|
Efisiensi total sistem pompa |
> 60% |
Hasil dan Pembahasan
Jalur Kaum Pandak
melayani beberapa titik distribusi dengan data distribusi pada bulan Juli 2021 adalah sebesar 81.385 m3
dan air yang terjual adalah
sebesar 53.754 m3 (Perumda Air Minum Tirta Kahuripan
Kabupaten Bogor, 2021). Adanya
selisih sebesar 27.631 m3
air atau sebesar 33,95% dari volume air terdistrisbusi menunjukan adanya air yang tak berekening yang dapat disebabkan oleh kehilangan air akibat kebocoran pipa, sistem perpipaan yang sudah tua, meter pelanggan yang sudah tidak akurat,
tua, ataupun rusak (Pradypna dkk., 2020).
Data rincian pemakaian sesuai data rekening bulan Juli 2021 dapat dilihat di Tabel 2.
Tabel 2
Pemakaian Air Titik
Distribusi Jalur Kaum Pandak
|
Titik Distribusi |
Data Pemakaian Rekening (Liter/detik) |
Jumlah Sambungan |
|
Buana Asri |
0,57 |
167 |
|
Taman Nusa Citra |
0,20 |
56 |
|
Bogor Asri |
3,84 |
932 |
|
Bogor Asri Kopasus |
0,32 |
94 |
|
Permata Bintang |
1,55 |
393 |
|
Griya Cibinong Indah |
0,66 |
314 |
|
Adiwira Persada |
0,79 |
186 |
|
Taman Cibinong Asri |
1,35 |
355 |
|
Nuansa Alam |
0,20 |
44 |
|
Permata Raden |
0,11 |
28 |
|
Griya Karadenan
Indah |
0,17 |
71 |
|
Graha Pandak |
0,78 |
235 |
|
Al Azhar Green Garden |
0,14 |
45 |
|
Villa Bogor Indah 6 |
2,90 |
618 |
|
Puri Karadenan
Indah |
0,70 |
252 |
|
Puskopad |
6,45 |
518 |
|
Total |
20,73 |
4.308 |
Berdasarkan data pencatatan
meter induk distribusi
Jalur Kaum Pandak pada saat pengukuran dilakukan didapati bahwa jam puncak jalur distribusi Kaum Pandak adalah
dari pukul 06.00-08.00 dan pemakaian paling sedikit pada pukul 00.00-02.00. fluktuasi data
pemakaian air ini dibutuhkan untuk dapat mengetahui kapasitas sistem yang dibutuhkan terutama saat jam puncak (Erianik dkk., 2020).
Distribusi rata-rata di Jalur Kaum
Pandak periode 10-15 Agustus 2021 dapat dilihat di Tabel 3.
Tabel 3
Pola Distribusi Air Jalur Kaum
Pandak
|
Jam |
Rata-Rata
Pemakaian (m3) |
Faktor Pengali |
|
00.00-02.00 |
164,00 |
0,57 |
|
02.00-04.00 |
179,17 |
0,63 |
|
04.00-06.00 |
328,33 |
1,15 |
|
06.00-08.00 |
387,83 |
1,36 |
|
08.00-10.00 |
351,50 |
1,23 |
|
10.00-12.00 |
342,00 |
1,20 |
|
12.00-14.00 |
290,83 |
1,02 |
|
14.00-16.00 |
300,67 |
1,05 |
|
16.00-18.00 |
364,67 |
1,27 |
|
18.00-20.00 |
348,00 |
1,22 |
|
20.00-22.00 |
181,50 |
0,63 |
|
22.00-00.00 |
195,50 |
0,68 |
Sistem perpompaan yang digunakan untuk mendistribusikan air ke Jalur Kaum Pandak
menggunakan dua buah pompa sentrifugal
yang dioperasikan dengan
panel inverter Yaskawa A-1000 yang pengoperasiannya dilakukan secara manual.
Gambar
1 Panel Inverter Yaskawa A-1000
Kedua pompa distribusi tersebut dioperasikan secara paralel pada pukul 04.00-20.00 kemudian dioperasikan secara tunggal bergantian tiap harinya. Detail pompa distribusi Kaum Pandak dapat
dilihat di Tabel
4.
Data
Sistem Pompa Distribusi Jalur Kaum Pandak
|
Pompa |
Tahun Operasi |
Debit Desain (liter/detik) |
Head Desain (m) |
Daya
Input Desain (kW) |
Frekuensi
(Hz) |
Tegangan
(V) |
Arus
(A) |
Jam Operasi Eksisting |
|
|
Paralel |
Tunggal |
||||||||
|
Pompa
1 |
2015 |
50 |
100 |
66,243 |
50 |
380 |
138 |
04.00-20.00 |
20.00-04.00 |
|
Pompa
2 |
2015 |
50 |
100 |
66,243 |
50 |
380 |
138 |
||
Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat bahwa pompa
distribusi jalur Kaum Pandak mulai
beroperasi pada tahun 2015
dan kedua pompa memiliki desain kinerja yang identik. Pompa distribusi
untuk Jalur Kaum Pandak dioperasikan bergantian setiap harinya dan apabila ada kebutuhan air yang tinggi seperti di jam puncak maka pompa
akan dioperasikan secara paralel karena apabila pompa dioperasikan dengan frekuensi di atas 42 Hz maka pompa akan trip. Oleh karena itu untuk
mengetahui pemakaian energi dan efisiensi kinerja Pompa 1 dan Pompa 2, pengukuran dilakukan selama 3 hari untuk masing-masing pompa (10-16 Agustus 2021) dari pukul 20.00-04.00 ketika pompa dioperasikan
secara individu. Pengoperasian pompa distribusi Kaum Pandak dilakukan dengan menggunakan panel inverter
yang diatur dan dioperasikan
secara manual. Untuk hasil pengukuran pemakaian energi pompa 1 dapat
dilihat di Gambar 2.
Gambar 2 Fluktuasi Pemakaian Energi Pompa 1 Kaum Pandak
Sedangkan untuk pompa 2 fluktuasi pemakaian energi yang
diukur dengan interval 15 menit dari pukul 20.00-04.00 pada tanggal 10, 12, dan
14 Agustus 2021 dapat dilihat di Gambar 3.
Gambar 3 Hasil Pengukuran Pompa 2 Kaum Pandak
Berdasarkan Gambar 2 dan Gambar 3 dapat dilihat
bahwa pemakaian listrik pompa 1 dan 2 Jalur Kaum Pandak cenderung stabil. Hal
ini dapat terjadi karena penggunaan inverter untuk pengoperasian pompa
yang menggunakan pengaturan frekuensi secara manual dan tetap.
Pengukuran debit pompa dilakukan dengan
melakukan pembacaan terhadap electronic flow meter yang terpasang pada pipa discharge.
Electronic flow meter yang digunakan adalah Siemens Sitrans FM Mag 5000
yang dapat dilihat di Gambar 4.
Gambar 4 Electronic Flow Meter di Pipa Discharge Jalur
Kaum Pandak
�
Kemudian
data debit dan daya yang diperoleh akan dianalisis dengan menggunakan persamaan
(1), yaitu:
Setelah dilakukan perhitungan
SEC sesuai dengan persamaan (1) untuk pompa distribusi Jalur Kaum Pandak maka
didapatkan nilai SEC untuk pompa 1 dapat
dilihat di Tabel 5.
Tabel 5
Konsumsi Energi Listrik dan Produksi Air Pompa 1
|
Pompa 1 |
Tanggal Pengukuran |
Waktu Pengukuran |
Rata-Rata Konsumsi
Energi (kW) |
Rata-Rata Distribusi
Air (m3/h) |
SEC (kWh/m3) |
|
11 Agustus |
20.00-04.00 |
36,33 |
90,88 |
0,40 |
|
|
13 Agustus |
36,47 |
93,63 |
0,39 |
||
|
15 Agustus |
36,35 |
89,25 |
0,41 |
||
|
|
Rata-Rata |
0,40 |
|||
�Pengukuran yang dilakukan tersebut menunjukkan
bahwa energi listrik yang dibutuhkan oleh pompa 1 untuk mendistribusikan air
tidak terlalu berbeda setiap harinya. SEC dihitung dengan membagi jumlah daya
energi listrik dengan distribusi air. Rata-rata yang didapat dari pengukuran
tersebut adalah 0,40 kWh/m3. Dengan demikian dapat diketahui bahwa
untuk mendistribusikan 1 m3 air pompa 1 membutuhkan 0,40 kWh. Hal
ini menunjukkan bahwa nilai SEC pompa 1 berada di atas standar SEC yang dapat
dikatakan memenuhi syarat efisiensi energi, yakni di bawah 0,40 kWh/m3.
Untuk parameter kelistrikan rata-rata lainnya pada pompa 1 dapat dilihat di Tabel
6.
Tabel 6
Hasil Pengukuran Parameter Kelistrikan Pompa 1
|
Parameter Kelistrikan |
Hasil Pengukuran |
|
Tegangan (V) |
400,58 Volt |
|
Arus (A) |
59,39 A |
|
Frekuensi (Hz) |
40,00 Hz |
|
Faktor Daya |
0,883 |
Berdasarkan Tabel
6 dapat
dilihat bahwa tegangan rata-rata terukur sebesar 400,58 Volt, arus sebesar
59,39 A, frekuensi rata-rata sebesar 40 Hz, dan faktor daya sebesar 0,883.
Parameter kelistrikan tersebut masih dalam batas nominal sesuai dengan data
desain sehingga kendala pengoperasian pompa di mana terjadi trip bukan karena
kendala dari kelistrikan pompa. Untuk perhitungan SEC pompa 2 dapat dilihat di Tabel 7.
Tabel 7
Konsumsi Energi Listrik dan Produksi Air Pompa 2
|
Pompa 2 |
Tanggal Pengukuran |
Waktu Pengukuran |
Rata-Rata Konsumsi
Energi (kW) |
Rata-Rata Produksi Air
(m3/h) |
SEC (kWh/m3) |
|
10 Agustus |
20.00-04.00 |
36,47 |
90,38 |
0,40 |
|
|
12 Agustus |
36,65 |
89,25 |
0,41 |
||
|
14 Agustus |
33,84 |
86,75 |
0,39 |
||
|
|
Rata-Rata |
0,40 |
|||
Nilai SEC dihitung dengan membagi jumlah daya energi
listrik dengan produksi air. Rata-rata yang didapat dari pengukuran tersebut
adalah 0,40 kWh/m3. Dengan demikian dapat diketahui bahwa untuk
mendistribusikan 1 m3 air pompa 2 membutuhkan energi listrik sebesar 0,40 kWh. Hal ini menunjukkan bahwa nilai SEC pompa 2
berada di atas standar SEC yang dapat dikatakan memenuhi syarat efisiensi
energi, yakni di bawah 0,40 kWh/m3. Untuk parameter kelistrikan
rata-rata lainnya pada pompa 2 dapat dilihat di Tabel 8.
Tabel 8
Hasil Pengukuran Parameter Kelistrikan Pompa 2
|
Parameter Kelistrikan |
Hasil Pengukuran |
|
Tegangan |
398,72 Volt |
|
Arus |
57,00 A |
|
Frekuensi |
40,00 Hz |
|
Faktor Daya |
0,911 |
Berdasarkan Tabel 8, dapat dilihat
bahwa untuk pompa 2, tegangan rata-rata terukur sebesar 398,72 Volt, arus
sebesar 57,00 A, frekuensi rata-rata sebesar 40 Hz, dan faktor daya sebesar
0,911. Parameter kelistrikan tersebut masih dalam batas nominal sesuai dengan
data desain sehingga kendala pengoperasian pompa di mana terjadi trip bukan
karena kendala dari kelistrikan pompa 2.
Selanjutnya
dilakukan juga perhitungan terhadap efisiensi kinerja pompa. Untuk mengukur
efisiensi kinerja pompa maka dapat
diketahui dengan persamaan berikut (BTAM, 2019).
�����������������������������������������������������������������������������������
������������(2)
di
mana:
η = efisiensi
pompa
P
out = daya yang dihasilkan,
dalam hal ini daya hidrolis
pompa (Watt)
P
in = daya nyata (Watt)
Daya hidrolis diperoleh sesuai dengan persamaan (3), yaitu sebagai berikut.
�����������������������������������������������������
��(3)
di
mana:
Pw
= daya hidrolis (watt)
H =
head total (m)
Q =
debit pompa (m3/s)
ρ = massa jenis fluida
(kg/m3)
g = percepatan
gravitasi bumi (m/detik2)
Hasil
pengukuran efisiensi kinerja pompa 1 dan 2 dapat dilihat di Tabel 9 dan Tabel 10.
Tabel 9
Perhitungan Efisiensi Kinerja Pompa 1
|
Tanggal Pengukuran |
Waktu Pengukuran |
Rata-Rata Konsumsi Energi (kW) |
Rata-Rata Produksi Air (m3/s) |
Total Head (m) |
Pw (kw) |
Efisiensi Kinerja |
|
11 Agustus |
20.00-04.00 |
36,33 |
0,025 |
64,37 |
15,94 |
43,87% |
|
13 Agustus |
36,47 |
0,026 |
67,49 |
17,22 |
47,21% |
|
|
15 Agustus |
36,35 |
0,025 |
62,84 |
15,28 |
42,05% |
|
|
Rata-Rata |
|
|
|
|
|
44,38% |
Tabel 10
Perhitungan Efisiensi Kinerja Pompa 2
|
Tanggal Pengukuran |
Waktu Pengukuran |
Rata-Rata Konsumsi
Energi (kW) |
Rata-Rata Produksi Air
(m3/s) |
Total Head (m) |
Pw (kw) |
Efisiensi Kinerja |
|
10 Agustus |
20.00-04.00 |
36,53 |
0,025 |
60,90 |
15,00 |
41,06% |
|
12 Agustus |
36,65 |
0,025 |
68,53 |
16,67 |
45,48% |
|
|
14 Agustus |
33,86 |
0,024 |
60,92 |
14,40 |
42,54% |
|
|
Rata-Rata |
|
|
43,02% |
�
Berdasarkan data Tabel 9 dan Tabel
10 diketahui bahwa
nilai efisiensi kinerja pompa 1 dan 2 adalah 44,38% dan 43,02%. Rendahnya nilai
efisiensi kinerja pompa dapat disebabkan oleh beberapa hal seperti desain
sistem yang tidak optimal, adanya kavitasi, instalasi listrik yang tidak tepat,
pola pengoperasian tidak tepat, turunnya kinerja peralatan listrik dan pompa,
serta pemeliharaan pompa yang tidak sempurna (Hartono & Aziz, 2014).
Nilai efisiensi kinerja kedua pompa distribusi Jalur Kaum Pandak berada di
bawah nilai kriteria minimal efisiensi, yakni ≥ 60%, bahkan di bawah 50%. Rekomendasi
tindakan perbaikan yang dapat dilakukan terkait efisiensi kinerja pompa beragam,
tergantung dengan skala efisiensi terukur. Rincian rekomendasi tindakan tersebut dapat dilihat di Tabel 11.
Tabel 11
Rekomendasi Tindakan Terhadap Sistem
Perpompaan yang Efisiensi Kinerjanya Menurun (Kementerian
Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2014)
|
Kriteria Efisiensi Pompa |
Tindakan |
|
|
Pompa masih baik tidak
diperlukan tindakan apapun |
|
|
Penyetelan kembali impeller dan/atau
pembersihan |
|
|
Rekondisi, perbaikan impeller, dan penyetelan
kembali pompa |
|
|
Penggantian pompa secara keseluruhan/perbaikan total impeller |
Berdasarkan hasil pengukuran pemakaian
energi pompa eksisting diketahui bahwa sumber pemborosan energi di sistem
distribusi Jalur Kaum Pandak terletak di sistem perpompaan karena kedua pompa
memiliki nilai SEC sebesar 0,4 kWh/m3 dan efisiensi pompa di bawah 50%, yakni pompa
1 memiliki efisiensi 44,38% dan pompa 2 efisiensi rata-rata sebesar 43,02%.
Selain itu pompa juga sudah tidak dapat memenuhi nilai frekuensi sesuai
desainnya. Untuk itu perlu dilakukan tindakan penggantian pompa (Kementerian Pekerjaan
Umum dan Perumahan Rakyat, 2014).
Dari hasil pengukuran pompa yang telah
dilakukan maka dapat dikalkulasi energi listrik yang dibutuhkan oleh Perumda
Air Minum Tirta Kahuripan untuk distribusi ke Jalur Kaum Pandak selama satu
bulan (dengan asumsi satu bulan terdiri dari 30 hari). Perhitungan tersebut
dapat dilihat di Tabel 12 dengan mempertimbangkan pemakaian pompa di Waktu
Beban Puncak (WBP) yakni pada pukul 17.00-22.00 dan Luar Waktu Beban Puncak
(LWBP) yakni pukul 00.00-16.00 dan 23.00.
Tabel 12
Pemakaian Energi Listrik Eksisting Sistem Distribusi Kaum
Pandak
|
Pompa |
Energi terpakai
(kWh/bulan) |
Total (kWh/bulan) |
|
|
WBP |
LWBP |
|
|
|
Pompa 1 |
����
4.366,18 |
����
17.464,73 |
���� 43.238,18 |
|
Pompa 2 |
����
4.281,45 |
����
17.125,82 |
|
|
Jumlah |
����
8.647,64 |
����
34.590,55 |
|
�
Dari Tabel 12
terlihat bahwa selama satu bulan dibutuhkan 8.647,64 kWh pada saat
WBP dan 34.590,25 kWh
selama LWBP yang berarti total pemakaian energinya adalah sebesar 43.238,18 kWh per
bulan. Dengan data ini maka dapat dihitung biaya energi listrik yang
dikeluarkan oleh Perumda Air Minum Tirta Kahuripan untuk distribusi ke Jalur
Kaum Pandak selama satu bulan. Biaya energi listrik berdasarkan hasil
pengukuran tersebut dapat dilihat di Tabel 13.
Tabel 13
Perhitungan
Biaya Energi Listrik
|
Pompa |
Energi terpakai
(kWh/bulan) |
Tarif Listrik |
Biaya Listrik
(Rp/bulan) |
||
|
WBP |
LWBP |
WBP |
LWBP |
||
|
Pompa 1 |
3.274,64 |
43.800,00 |
1.553,67 |
1.035,78 |
50.454.868,28 |
|
Pompa 2 |
3.211,09 |
42.620,00 |
49.133.919,21 |
||
|
Jumlah |
6.485,73 |
86.420,00 |
99.588.787,49 |
||
�Dari Tabel 13 didapati bahwa Perumda Air Minum Tirta Kahuripan perlu mengeluarkan biaya Rp99.588.787,49 tiap bulannya untuk mendistribusikan air ke Jalur Kaum Pandak. Dikarenakan
dari hasil perhitungan sebelumnya didapati bahwa kinerja pompa distribusi
eksisting sudah tidak optimal maka untuk itu, sesuai
yang tertulis dalam Tabel 2.2, penghematan energi yang dapat dilakukan adalah dengan mengganti kedua pompa tersebut
yang dapat mendukung penambahan pelanggan di Jalur Kaum Pandak, serta
berpedoman pada Peraturan
Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat nomor 27 tahun 2016 tentang SPAM bahwa digunakan pompa untuk kebutuhan
puncak dan pompa kecil untuk kebutuhan
minimum.
Dengan menggunakan
data distribusi bulan Juli (81.385 m3/bulan atau 31,40 liter/detik) maka kebutuhan debit distribusi air di Jalur Kaum Pandak dapat dilihat
di Tabel 14.
Tabel 14
Kebutuhan Distribusi
Air
|
Jam |
Debit Distribusi
Rata-Rata (liter/detik) |
Faktor pengali |
Kebutuhan Distribusi�
(liter/detik) |
|
04.00-20.00 |
31,40 |
1,36 |
42,70 |
|
20.00-04.00 |
0,68 |
21,35 |
�
Untuk itu maka digunakan pompa dengan debit 50 liter/detik pada jam pemakaian besar (04.00-20.00) dan pompa 25
liter/detik pada jam pemakaian
rendah (20.00-04.00) sehingga
tidak ada pompa yang beroperasi selama 24 jam terus menerus. Spesifikasi rencana pompa yang akan digunakan dapat dilihat di Error! Reference source not
found.. Untuk itu maka digunakan
pompa dengan debit 50 liter/detik pada jam pemakaian besar (04.00-20.00) dan
pompa 25 liter/detik pada jam pemakaian rendah (20.00-04.00)
sehingga tidak ada pompa yang beroperasi selama 24 jam terus menerus.
Spesifikasi rencana pompa yang akan digunakan berasal dari data
vendor pompa yang dapat dilihat di Tabel 15.
Spesifikasi Rencana Pompa
|
Parameter |
Pompa 1 |
Pompa 2 |
|
Debit (l/detik) |
50 |
25 |
|
Head (m) |
100 |
100 |
|
Daya (kW) |
68 |
35 |
Berdasarkan data tersebut maka dapat
dihitung pemakaian energi dengan rencana pompa tersebut sehingga didapat
perhitungan seperti yang dapat dilihat di Tabel 16.
Tabel 16
Perhitungan Pemakaian Energi Pompa Baru
|
Pompa |
Jam Operasional pada WBP |
Jumlah hari Operasional |
Jam Operasional pada LWBP |
Jumlah Hari Operasional |
Energi terpakai (kWh/bulan) |
Total (kWh/bulan |
|
|
WBP |
LWBP |
||||||
|
Pompa Baru 1 |
3 |
30 |
13 |
30 |
6.120 |
26.520 |
32.640 |
|
Pompa Baru 2 |
2 |
30 |
6 |
30 |
2.100 |
6.300 |
8.400 |
|
Jumlah |
8.220 |
32.820 |
41.040 |
||||
�Berdasarkan perhitungan yang termuat dalam Tabel 15,
terlihat bahwa dengan menggunakan pompa baru maka total pemakaian energi
listrik per bulannya berkurang dari pemakaian energi eksisting, yang semula
43.238,18 kWh menjadi 41.040,00 kWh per bulannya. Berarti terjadi penghematan
energi sebesar 2.198,18 kWh tiap bulannya.
Dengan berkurangnya
pemakaian listrik maka biaya energi listrik yang akan dikeluarkan juga akan
berkurang. Perhitungannya dapat dilihat di Tabel 17.
Tabel 17
Perhitungan Biaya Energi Setelah Pompa Diganti
|
Pompa |
Total (kWh/bulan) |
Tarif Listrik |
Biaya Listrik (Rp/bulan) |
|
|
WBP |
LWBP |
|||
|
Pompa Baru 1 |
32.640,00 |
1.553,67 |
1.035,78 |
36.977.346 |
|
Pompa Baru 2 |
8.400,00 |
9.788.121 |
||
|
Jumlah |
41.040,00 |
46.765.467 |
||
�Dengan adanya penggantian pompa maka Perumda
Air Minum Tirta Kahuripan dapat melakukan penghematan biaya energi listrik,
yang semula sebesar Rp49.263.768,36 per bulan menjadi hanya Rp46.765.467,00 per
bulannya. Hal ini menunjukkan bahwa dengan mengganti pompa dan memperbaiki pola
operasi pompa dapat mengurangi pengeluaran Perumda Air Minum Tirta Kahuripan
sebesar Rp2.498.301,36- tiap bulannya.
Selain itu, dengan menggunakan pompa
baru tersebut maka dapat menurunkan nilai SEC dan meningkatkan efisiensi kinerja
pompa. Perbandingan nilai SEC dan efisiensi pompa semula dan usulan dapat
dilihat di Tabel 18.
Tabel 18
Perbandingan SEC, Efisiensi Pompa Eksisting, Pemakaian
Energi, dan Biaya Energi per Bulan setelah Modifikasi Pompa
|
Parameter |
Eksisting |
Modifikasi Pompa |
|
SEC (kWh/m3) |
0,40 |
0,38 |
|
0,40 |
0,39 |
|
|
Efisiensi Pompa |
44,38% |
72,13% |
|
43,02% |
70,07% |
|
|
Pemakaian energi
listrik (kWh/bulan) |
43.238,18 |
41.040,00 |
|
Biaya energi listrik (Rp per bulan) |
49.263.768,36 |
46.765.467,00 |
�
Kesimpulan
Kondisi sistem perpompaan distribusi
Jalur Kaum Pandak eksisting membutuhkan perbaikan. Nilai SEC yang didapat untuk
pompa 1 dan 2 adalah 0,40 kWh/m3 dan dengan efisiensi kinerja
pompa 1 adalah 44,38% dan pompa 2 adalah 43,02%, sehingga dibutuhkan perbaikan di sistem perpompaan distribusi Jalur Kaum Pandak.
Modifikasi yang dapat dilakukan terhadap pompa
distribusi Jalur Kaum Pandak untuk penghematan energi adalah dengan
melakukan penggantian pompa sehingga dapat menghemat energi
2.198,18 kWh/bulan atau senilai Rp2.498.4301,36 selama satu bulan.
BIBLIOGRAFI
Abdelsalam, A. A., & Gabbar, H. A. (2021). Energy
Saving and Management of Water Pumping Networks. Heliyon, 7(8),
e07820. Google Scholar
Amaral Lopes, R., Gr�nborg Junker, R.,
Martins, J., Murta-Pina, J., Reynders, G., & Madsen, H. (2020).
Characterisation and Use of Energy Flexibility in Water Pumping and Storage
Systems. Applied Energy, 277(March). Google Scholar
BTAM. (2019). Efisiensi Energi.
Balai Teknik Air Minum Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. Google
Scholar
Constantya, Q. (2021). Energy Efficiency in
the Distribution System. International Journal of Science and Research
(IJSR), 10(1), 1317�1321. Google Scholar
Erianik, D., Marsono, B. D., &
Soedjono, E. S. (2020). Evaluation of Zona Air Minum Prima (ZAMP) Program in
Ngagel Tirto Surabaya. IOP Conference Series: Earth and Environmental
Science, 506(1). Google Scholar
Hartono, A. M., & Aziz, A. (2014). Evaluasi
Efisiensi Pompa Sentrifugal pada Unit Pengolahan Air Minum Pusat Distribusi
Cilincing. 1�10. Google Scholar
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan
Rakyat. (2014). Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di PDAM. 82. Google
Scholar
Latchoomun, L., Ah King, R. T. F., Busawon,
K. K., & Ginoux, J. M. (2020). Harmonic Oscillator Tank: A New Method for
Leakage and Energy Reduction in a Water Distribution Network with Pressure
Driven Demand. Energy, 201, 117657. Google Scholar
Luna, T., Ribau, J., Figueiredo, D., &
Alves, R. (2019). Improving Energy Efficiency in Water Supply Systems with Pump
Scheduling Optimization. Journal of Cleaner Production, 213,
342�356. Google Scholar
Monsef, H., Naghashzadegan, M., Farmani,
R., & Jamali, A. (2018). Pressure management in water distribution systems
in order to reduce energy consumption and background leakage. Journal of
Water Supply: Research and Technology - AQUA, 67(4), 397�403. Google
Scholar
Mulyono, M. (2020). Implementasi Demand
Side Management (DSM) pada Instalasi Pengolahan Air PDAM Mulia Baru. Energi
& Kelistrikan, 12(1), 43�52. Google Scholar
Mutofan, E. A. (2017). Manajemen
Pemanfaatan Energi Listrik pada pompa PDAM Tirta Moedal Produksi II Kota
Semarang Melalui Audit Energi Listrik. Universitas Dipenogoro. Semarang.
Google
Scholar
Perumda Air Minum Tirta Kahuripan Kabupaten
Bogor. (2018). Laporan PDAM Kabupaten Bogor tahun 2018. Google
Scholar
Perumda Air Minum Tirta Kahuripan Kabupaten
Bogor. (2021). Laporan Teknis Bulan Juli 2021 Cabang Cibinong. Perumda
Air Minum Tirta Kahuripan. Google
Scholar
Pradypna, F. F., Marsono, B. D., &
Soedjono, E. S. (2020). A Study of Drinking Water Supply and Demand in Surabaya
in the Year 2039. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science,
506(1). Google Scholar
R�del, S., Kr�tzig, T., & Meyer, L.
(2016). Testing and Developing Energy Harvester Systems for Operation of
Energy-Self-Sufficient Measurement and Control Units in Drinking Water Supply. Water
Science and Technology: Water Supply, 16(2), 263�273. Google
Scholar
Saravanan, K., Anusuya, E., Kumar, R.,
& Son, L. H. (2018). Real-time Water Quality Monitoring using Internet of
Things in SCADA. Environmental Monitoring and Assessment, 190(9).
Google
Scholar
Sarbu, I. (2016). A Study of Energy
Optimisation of Urban Water Distribution Systems using Potential Elements. Water
(Switzerland), 8(12). Google Scholar
Syahputra, L. R., Budiarto, R., &
Wilopo, W. (2018). Energy Saving Potency And Maintenance Costs Reduction In
Water Treatment Plant (WTP) Pengok PDAM Tirtamarta Yogyakarta. 2018 4th
International Conference on Science and Technology (ICST), 1�6. Google
Scholar
Zanoli, S. M., Astolfi, G., Orlietti, L.,
Frisinghelli, M., & Pepe, C. (2020). Water Distribution Networks
Optimization: A Real Case Study. IFAC-PapersOnLine, 53(2),
16644�16650. Google Scholar
|
Copyright holder: Astri Maharani, Ade Syaiful Rachman, Eddy Setiadi Soedjono, 2021 |
|
First publication right: Syntax Literate: Jurnal Ilmiah
Indonesia |
|
This article is licensed
under: |