PROYEK AKHIR APLIKASI VARIABLE SPEED DRIVE DALAM PROSES KONVERSI ENERGI Diajukan sebagai syarat untuk memenuhi pelaksanaan Proyek Akhir pada Jurusan Teknik Mesin Program D III Institut Sains Dan Teknologi Nasional
Disusun Oleh : Nama No. Pokok Jurusan Peminatan
: Achmad Muzakir : 07421 701 : Teknik Mesin D III : Teknik Perawatan dan Perbaikan Mesin
PROGRAM DIPLOMA TIGA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL 2013
LEMBAR ASISTENSI PROYEK AKHIR
Nama
: Achmad Muzakir
No. Pokok
: 07421701
Jurusan
: Teknik Mesin D III
Peminatan
: Perawatan dan Perbaikan Mesin
Dosen Pembimbing
: Ir. Indra Kusuma MT.
No.
Pembahasan
Tanggal
i
LEMBAR PERSETUJUAN PENGAJUAN JUDUL PROYEK TUGAS AKHIR
Nama Mahasiswa
: Achmad Muzakir
NIM
: 07421701
Judul Tugas Akhir
: Aplikasi Variable Speed Drive Dalam Proses Konversi Energi
Jakarta, ......., ........................... 2013 Disetujui Oleh :
Mengetahui :
Dosen Pembimbing
Program Studi Teknik Mesin D III Kepala,
(Ir. Indra Kusuma MT.)
(................................................)
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Aplikasi Variable Speed Drive Dalam Proses Konversi Energi
Telah diperiksa dan disetujui untuk diangkat sebagai judul Proyek Akhir oleh :
PEMBIMBING
(Ir. Indra Kusuma MT.)
iii
ABSTRAKSI
Variable Speed Drive, Variable Frequency Drive atau INVERTER adalah nama komponen elektrikal yang sama hasil dari pengembangan sistem kontrol “Soft Starter� pada penggerak motor induksi 3 phasa, namun soft starter hanya mengurangi inrust current pada saat motor induksi mulai bekerja, sedangkan VDS/VFD atau Inverter tidak hanya menghilangkan inrust current namu juga mengendalikan sistem kerja yang berpariasi (Soft Start, Variable speed, interval, Smooth and linearity, Flowting, Patern or multistep) bahwa Variable Speed Drive ini diaplikasikan dalam proses konversi energi seperti Mesin Pendingin Central (AHU/HVAC/Chiller), Installasi Uap dan Air panas (Boiller), Water Pump (Bosster/Sactions/Hydrant/WTP). VSD juga dapat di intergrasi dengan sistim otomatisasi seperti proses transveller pada mesin conveyor, crane dimana penggerak utamanya adalah motor induksi. Setting parameter pada putaran motor induksi dapat disesuaikan dengan Frequency (50/60Hz) ataupun putaran motor Rotating per Minut (Rpm) untuk tujuan Energy Saving (Cost Effective & Efficiency). Dalam menjaga agar motor induksi lebih awet dan optimal dapat kita aplikasikan secara otomatis seperti contoh pada unit mesin pendingin central HVAC/AHU dengan memasangkan instrument transmitter didalam installasi fluida sebagai transformasi data melalui analog input VSD (4-20mA) transmitter atau sensor ini sebagai indikator laju aliran liquid/gas/steam jika dibutuhkan penerapan sistem multistep, dimana cara lama yang menggunakan valve atau damper sebagai instrument hanya berfungsi sebagai perangkat membesar/kecilkan laju aliran secara manual, maka hal tersebut sudah dapat kita tinggalkan.
iv
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Dewasa ini dibeberapa negara sudah sangat peduli terhadap pemanfaatan Energi Listrik secara Efektif dan Efisien dengan kata lain Saving Energy atau sama halnya dengan program pemerintah yaitu â€?Hemat Energi-Hemat Biaya“. Salah satu contoh negara yang telah meng-Amandemenkan Saving Energy tersebut adalah Negara Jepang pada bulan April 2003. Setiap negara berkembang termaksud Indonesia yang mana sebagai penghasil atau produsen berbagai macam industri contohnya pabrik makanan, minuman, kimia chemical dan masih banyak lagi. Bahwa infrastuktur tersebut membutuhkan supplay Energi Listrik yang cukup besar, dan yang banyak membutuhkan konsumsi energy listrik tersebut di bagian unit Motor Listrik /Induction Motor (3 phasa) sehingga dapat diperkirankan kebutuhan supplay energy ini bisa mencapai Âą70% dari total kebutuhan. Suatu parbik umumnya banyak menggunakan Motor Induksi Tiga Phasa seperti terdapat pada Mesin Produksi, Chiller/AHU, Boiler, Water Pump/Booster Pump bahwa penggunaan ini lebih besar hingga mencapai 70%, sedangkan 30% di gunakan untuk kebutuhan distribusi jaringan Panel Listrik dan Penerangan. Perbandingan konsumsi Energy Listrik di beberapa sektor seperti Penerangan Jalan Umum (PJU), Permukiman Penduduk, Perkantoran dan Gedung Bertingkat, Pemanas Listrik, dan lain sebagainya hanyalah sebagian kecil. Banyak Energi Listrik yang tidak digunakan semestinya dan terbuang secara percuma hingga bisa menyebabkan kerugian bagi negara, ada pun cara alternatif yang seringkali dirasakan ialah pemadaman sementara-secara bergiliran, namun cara tersebut masih belum cukup efektif untuk mencapai penghematan enegry, karena menimbulkan dampak negatif bagi pemerintah khususnya PLN sebagai pengelola Listrik Negara. Contoh lainnya yang mengalami dampak kerugian seperti PDAM yang bekerja sama dengan perusahaan asing PALYJA atau AETRA, memiliki permasalahan yang serupa yaitu aliran Air (flow) yang terbuang secara percuma
Applikasi VSD / Inverter Dalam Proses Konversi Energi
1
akibat kebocoran ataupun lainnya, konsumsi daya kerja Motor Listrik yang kurang Efektif dimana setiap pemakaian aliran Air selalu berubah-ubah dan tidak terkontrol. Contoh beberapa kasus tersebut yang menjadi dasar pemikiran guna mencapai pemanfaatan energy secara efektif dan efisien, yang dirangkum dari diskusi Seminar Management Building BEA (Building Engineering Associated) serta Seminar Pengelolahan Air Bersih oleh pengelolah PDAM dari seluruh Indonesia.
1.2.
Maksud dan Tujuan
Variable Speed Drive (VSD) atau Inverter adalah salah satu cara alternatif yang dapat menghemat konsumsi daya kerja pada Motor Induksi (3 Phasa) dengan menyesuaikan Rpm motor atau Frekwensi daya listrik (Rpm/Hz), pada setiap kebutuhan pemakaian laju aliran Liquid/Gas/Steam secara aktual tanpa harus kehilangan konsumsi daya yang sesungguhnya. Pemanfaatan energi tepat guna “Hemat Energy-Hemat Biaya“ sudah menjadi harapan bersama di setiap sektor bisnis (Industri, Manufaktur, Commersial Building), agar dapat berperan serta dalam pencapaian target penghematan energy listrik. Target pencapaian hemat energy dengan memanfaatkan Variable Speed Drive (Inverter) ini akan lebih efektif dalam pemakaian Energy Listrik serta Management Perawatan yang berkaitan erat dengan proses konversi energi.
1.3.
Batasan Masalah Pada tugas akhir ini penulis hanya membahas Efisiensi Biaya (low cost maintenance) dan Efektifitas pemakaian Energi Listrik (saving energy) pada setiap proses konversi energi yang di distribusikan melalui Motor Induksi 3 phasa dengan menggunakan Variable Speed Drive/Inverter, dimana kegunaan maupun penempatan Motor Induksi 3 (tiga) phasa tersebut banyak digunakan pada infrastuktur Gedung dan Industri, diantaranya seperti pada unit mesin pendingin ruangan CHILLER, AHU, HVAC atapun Instalasi Pompa Air (Booster Pump, Saction Pump & Hydran), serta pada instalasi Gas ataupun instalasi pada Uap panas (steam) dari BOILER.
Applikasi VSD / Inverter Dalam Proses Konversi Energi
2
1.4.
Metode Pengumpulan Data
Beberapa metode pengumpulan data tugas akhir ini adalah : 1.
Pengamatan data di lapangan sekaligus pengambilan data melalui metode trial dengan target “Saving Energy� pada unit mesin pendingin gedung (CHILLER/AHU/HVAC).
2.
Melakukan diskusi dengan Tenaga Ahli (engineering) atau Nara Sumber (pengguna/users).
3.
Study Literature dilakukan agar dapat memberikan landasan teori pada penulisan Tugas Akhir ini.
4.
Menentukan daya kapasitas Motor Induksi berdasarkan perhitungan teori dan tabel.
1.5.
Sistematika Penulisan Untuk memberikan gambaran yang lebih menyeluruh mengenai isi laporan tugas akhir ini, akan dijelaskan garis besarnya sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULUAN Dalam bab ini dijelaskan mengenai latar belakang masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan, metode penulisan, dan sistematika penulisan dari penulis tugas akhir ini.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA Menjelaskan teori-teori dasar yang merupakan penjelasan bahan pustaka yang memiliki relevansi dalam menunjang atau membahas permasalahan yang ada dalam penulisan tugas akhir ini.
Applikasi VSD / Inverter Dalam Proses Konversi Energi
3
BAB III
VARIABLE
SPEED
DRIVE
/
INVERTER
DALAM
PROSES
KONVERSI ENERGI Penjelasan mengenai perhitungan beban motor listrik yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan penggunaan di dalam ruangan dengan menggunakan Variable Speed Drive atau Inverter.
BAB IV
PERAWATAN DAN ANALISA KERUSAKAN Membahas mengenai sistem manajemen perawatan pada mesin pendingin serta perlakuan terhadap unit Variable Speed Drive atau Inverter.
BAB V
KESIMPULAN Memberikan kesimpulan akhir mengenai manfaat penggunaan Variable Speed Drive (Inverter) didalam Proses Konversi Energi yang berkaitan dengan penggunaan Motor Induksi Tiga Phasa, memberikan dampak Efisien dan Efektif dalam mencapai target “Saving Energy� didalam fungsi maupun pemilihan kapasitas daya motor listrik.
DAFTAR PUSTAKA Lampiran
Applikasi VSD / Inverter Dalam Proses Konversi Energi
4