Optimalisasi Penggunaan Energi Listrik Pada Fakultas Teknik Universitas Serambi Mekkah Menggunakan Metode Genetik Algoritma
Samsuddin 1* , T.M Azis Pandria 2 , Munawir 3
1,2,3 Prodi Teknik Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Serambi Mekkah
* Koresponden email : samsuddin@serambimekkah.ac.id
Diterima: 25 Februari 2019 Disetujui : 15 Maret 2019

## Abstract
Ideally  the  increase  in  electrical  energy  needs  is  proportional  to  the  supply,  but  these  conditions  often cannot be met by the energy provider. This condition can affect the quality of electrical energy supply to customers, such as system outages to power outages. Short-term solutions and concrete steps in an effort to overcome these problems is saving electricity usage. In accordance with presidential regulation no. 5 of 2006  concerning  energy  conversion  and  the  decision  of  the  Minister  of  National  Education  No.  13  of 2012 about Savings on the Use of Electric Energy in government and private institutions, it is necessary to make efficient use of electricity in the University Of Serambi Mekkah Faculty of Engineering. There is no data on energy consumption in the building. It is necessary to conduct an energy audit of the building to  determine  the  level  of  energy  use  in  the  building.  The  initial  IKE  value  is  a  guideline  for  decision making  whether  or  not  a  detailed  audit  is  needed  for  the  building.  The  audit  results  are  Energy  Saving Opportunities (PHE) that can be obtained by applying the optimal Energy Consumption Intensity (IKE). The results obtained energy savings reached 45.65% from the initial data.
Keywords: IKE, Energy Audit, Veranda of Mecca, Genetic Algorithms, PHE

## Abstrak
Secara ideal peningkatan kebutuhan energi listrik sebanding dengan pasokannya, namun kondisi tersebut sering  tidak  dapat  dipenuhi  oleh  pihak  penyedia  energi.  Kondisi  ini  dapat  berpengaruh  pada  kualitas pasokan  energi  listrik  terhadap  pelanggan,  seperti  gangguan  sistem  hingga  pemadaman  listrik.  Solusi jangka  pendek  dan  langkah  nyata  dalam  upaya  mengatasi  masalah  tersebut  adalah  penghematan penggunaan  energi  listrik.  Sesuai  peraturan  presiden  No.  5  tahun  2006  mengenai  konversi  energi  dan keputusan  Menteri  Pendidikan  Nasional  No.  13  tahun  2012  tentang  Penghematan  Pemakaian  Energi Listrik di lembaga pemerintah maupun swasta, perlu dilakukan efesiensi penggunaan energi listrik pada gedung Fakultas Teknik Universitas Serambi Mekkah. Belum adanya data konsumsi energi pada gedung tersebut,  maka  perlu  dilakukan  audit  energi  pada  gedung  tersebut  guna  mengetahui  tingkat  penggunaan energi pada gedung tersebut. Nilai IKE awal merupakan pedoman pengambilan keputusan perlu tidaknya untuk dilakukan audit rinci pada gedung tersebut. Hasil audit adalah Peluang Hemat Energi (PHE) yang dapat  diperoleh  dengan  menerapkan  Intensitas  Konsumsi  Energi  (IKE).  Hasil  penelitian  didapatkan penghematan energi mencapai 45,65 % dari data awal.
Kata Kunci : IKE, Audit Energi, Serambi Mekkah, Genetik Algoritma, PHE

## 1. Pendahuluan
Pengelolaan  dan  pemanfaatan  energi  secara efisien dengan nilai yang rasional merupakan suatu kebutuhan  yang  perlu  dipertimbangkan  tanpa mengurangi  fungsi  dasar  pada  bagian  yang  benar- benar diperlukan [1]. Instruksi presiden Nomor 10 tahun 2005 dan peraturan presiden Nomor 5 tahun 2006  mengeluarkan  ketentuan  dalam  bentuk peraturan  mengenai  konversi  energi.  Peraturan  ini bertujuan  untuk  pengelolaan  energi  listrik  secara efisien  dan  efektif  di  lingkungan  lembaga pemerintahan maupun swasta. Berdasarkan instruksi presiden tersebut, selanjutnya dikeluarkan
Peraturan  Menteri  Energi  Sumber  Daya  Manusia (ESDM)  Nomor  031  tahun  2005  yang  mengatur tata cara pelaksanaan hemat energi yang mengatur secara  lebih  terinci  pemakaian  energi,  seperti pengurangan  waktu  penggunaan Air  Conditioner (AC)  [2].  Di  lingkungan  lembaga  pendidikan, peraturan  ini  dijadikan  rujukan  untuk  mengawasi penggunaan energi seperti yang  telah digagas oleh Kementerian  Pendidikan  Nasional  yang  telah dimulai dari tahun 1991.
Mengacu pada keputusan Menteri Pendidikan  Nasional  No.  13  tahun  2012  tentang Penghematan  Pemakaian  Tenaga  Listrik,  Fakultas
Teknik  Universitas  Serambi  Mekkah  sebagai lembaga  pendidikan  memandang  perlu  untuk mengambil  langkah  konkrit  terhadap  penerapan keputusan  menteri  tersebut.  Permasalahan  yang terjadi hingga saat ini adalah tidak tersedianya data konsumsi  energi  pada  gedung  Fakultas  Teknik Universitas Serambi Mekkah yang menggambarkan tingkat penggunaan energi listrik. Merujuk pada data pembayaran rekening listrik per bulan  dapat  diketahui  bahwa  penggunaan  energi listrik  rata-rata  sebesar  3.059  kWh/bulan,  dengan biaya  rata-rata  sebesar  Rp.  3.036.333  per  bulan  di tahun  2016.    Berdasarkan  data  pembayaran  yang ditampilkan  dalam  bentuk  tagihan  rekening diperlukan    suatu  kajian  berupa  audit  terhadap energi  yang  digunakan,  sehingga  dapat  ditentukan langkah-langkah penghematan terhadap penggunaan energi listrik pada gedung tersebut [2].
Intensitas  Konsumsi  Energi  Listrik  (IKE) merupakan  parameter  yang  dijadikan  pedoman perlu tidaknya dilakukan audit terhadap penggunaan  energi  pada  gedung  Fakultas  Teknik Universitas  Serambi  Mekkah.  Langkah-langkah efesiensi yang dapat dilakukan seperti menggunakan  optimalisasi  penggunaan  ruang dengan  peralatan  yang  hemat  energi,  dan  dari  sisi sumber  daya  manusia  dengan  memberikan pedoman  perilaku  hemat  energi.  Hasil  dari  audit energi  dapat  dijadikan  pendoman  dalam  rangka mendukung  program  efesiensi  penggunaan  energi listrik  pada  gedung  Fakultas  Teknik  Universitas Serambi Mekkah, dengan menggunakan descriptive  research  method yang  bertujuan  untuk menemukan solusi dari masalah yang dihadapi saat ini [3].
Berdasarkan  evaluasi  studi  literatur  melalui metode yang telah diterapkan sebelumnya, capaian penelitian  ini  berkaitan  dengan  keputusan  Menteri Pendidikan Nasional Nomor 13 tahun 2012 tentang Penghematan  Penggunaan  Tenaga  Listrik  di lingkungan  lembaga  pendidikan.  Salah  satunya dapat mengetahui nilai Intensitas Konsumsi Energi (IKE)  maksimum  setiap  bulannya,  kemudian menganalisis  dan  mengaudit  IKE  guna  mencari Peluang Hemat Energi (PHE) dan selanjutnya hasil PHE  akan  dimplementasikan  guna  tercapainya nilai  IKE  optimum  pada  gedung  Fakultas  Teknik Universitas Serambi Mekkah [4].
Tujuan  utama  penelitian  melakukan  audit dan  analisis  terkait  nilai  Intensitas  Konsumsi Energi  (IKE)  berdasarkan  data  historis  tahunan. Kemudian berdasarkan IKE akan dikenali Peluang Hemat  Energi  (PHE)  dengan  mengkombinasikan alat  sensor  infrared  dengan  algoritma  genetika (GA),  lalu  mengimplementasikan  pada  gedung Fakultas  Teknik  Universitas  Serambi  Mekkah dalam bentuk nilai IKE optimum [5].

## 2 . Metode Penelitian
Tahap  awal yang  dilakukan  pada  penelitian ini  yaitu  mulai  pengambilan  data  hasil  IKE tahunan  yang  diperoleh  dari  rekening  pembayaran listrik  bulanan  hingga  audit  (awal  dan  rinci). Kemudian  dikombinasikan  dengan  Algoritma Genetika  (GA)  dan  diimplementasikan  dengan menggunakan  alat  bantu  sensor  infrared  guna mengontrol  IKE  harian  [6].  Untuk  lebih  jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1 .

## 2.1 Tahapan Algoritma Berevolusi
Langkah  –  langkah  yang  dilakukan  dalam algoritma  berevolusi  untuk  pengoptimalan  energi listrik adalah dapat dilihat pada Gambar 2 .
mulai Inisialisasi Populasi Evaluasi Individu Seleksi Crossover Mutasi Individu Baru selesai Gambar 2 . Tahapan algoritma
Berdasarkan  tahapan  penelitian  di  atas, maka  dapat  dijelaskan  beberapa  metode  di  bawah yaitu sebagai berikut :
a. Inisialisasi populasi
Inisialisasi populasi adalah proses
membangkitkan  sejumlah  individu  secara acak. Pada tahap inisialisasi perlu menentukan  jumlah  ukuran  populasi  yang akan dibentuk.
b. Evaluasi individu proses  ini  akan  menghitung  nilai  fitness dari setiap kromosom yang telah dibangkitkan  secara  random  pada  tahap inisialisasi  populasi,  nilai  fitness  dari setiap  kromosom  dihitung  berdasarkan energi (kwh) yang dihasilkan dari perhitungan IKE sebelum optimasi [7].
c. Penskalaan  Nilai  Fitness  ( Linear  Fitness Ranking )
Perbedaan  nilai-nilai  fitness  yang  terlalu kecil  pada  semua  individu  dalam  populasi akan menyebabkan kencenderungan konvergen  pada  optimum  local,  maka
untuk menguranginya digunakan penskalaan nilai fitness.
d. Seleksi Seleksi digunakan untuk memilih individu yang  akan  dipilih  untuk  proses  crossover dan  mutasi.  Fungsi  dari  seleksi  ini  adalah untuk mendapatkan calon induk yang baik, induk  yang  baik  akan  menghasilkan keturunan yang baik.
e. Crossover
Crossover  adalah  operator  dari  algoritma genetika yang melibatkan dua induk untuk membentuk kromosom baru, sebuah kromosom  yang  mengarah  pada  solusi yang  bagus  bisa  diperoleh  dari  proses memindah-silangkan dua buah kromosom.
f. Mutasi
Pada  mutasi  ini  skema  mutasi  yang digunakan  adalah  skema  swap  mutation. Dengan  skema swap  mutation ini  mutasi dilakukan  dengan  cara  menukarkan  gen- gen  yang  dipilih  secara  acak  dengan  gen yang dipilih secara acak juga.
3. Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka mendapatkan hasil yaitu optimalisasi penggunaan energi listrik [8]. Analisa dan  intensitas  konsumsi  energi  (IKE)  berdasarkan pemakaian  energi  listrik  bulanan  selama  setahun (September  2016  -  Agustus  2017)  dapat  dilihat pada Tabel  1 .  Dari  tabel  tersebut  hasil  analisa menunjukkan  bahwa  IKE  <  dari  hitungan
pemakaian  listrik  berdasarkan  rekening  per- bulannya. Namun secara persentase masih tergolong  besar,  dikarenakan  rata-rata  93,58% kebutuhan  IKE  per-bulan  dibanding  pemakaian standar  energi  berdasarkan  hitungan  rekening listrik.  Hasil  evaluasi  awal  IKE  listrik  per-satuan luas  rata-rata  sebesar  2,86  kWh/m2  atau  2.862 Wh/m2 per tahun.
Tabel 1 . Konsumsi pemakaian energi listrik Tahun Bulan Pembayaran (per- bulan) Pemakaian (per-bulan) Luas Bangunan (3 Lantai) IKE (per-bulan) KWh Watt 2016 September Rp        2,533,990 2,551 kWh 1.069 m 2 2.39 kWh 2,387 W 2016 Oktober Rp        1,906,330 1,917 kWh 1.069 m 2 1.79 kWh 1,794 W 2016 November Rp        4,370,440 4,407 kWh 1.069 m 2 4.12 kWh 4,124 W 2016 Desember Rp        3,680,410 3,709 kWh 1.069 m 2 3.47 kWh 3,471 W 2017 Januari Rp        3,232,930 3,257 kWh 1.069 m 2 3.05 kWh 3,048 W 2017 Februari Rp        3,071,560 3,094 kWh 1.069 m 2 2.90 kWh 2,895 W 2017 Maret Rp        2,539,930 2,557 kWh 1.069 m 2 2.39 kWh 2,393 W 2017 April Rp        2,224,120 2,238 kWh 1.069 m 2 2.09 kWh 2,094 W 2017 Mei Rp        3,395,290 3,420 kWh 1.069 m 2 3.20 kWh 3,200 W 2017 Juni Rp        3,238,870 3,264 kWh 1.069 m 2 3.05 kWh 3,054 W 2017 Juli Rp        2,450,830 2,467 kWh 1.069 m 2 2.31 kWh 2,309 W 2017 Agustus Rp        3,791,290 3,821 kWh 1.069 m 2 3.58 kWh 3,576 W
Evaluasi  rinci  kWH  energi  listrik  yang terdapat  pada Tabel  1 merupakan  hasil pendekatan  dengan  penggunaan  energi  listrik setiap hari dengan rata-rata pemakaian adalah sama. Karakteristik  pengguna  pemakaian  energi  dari ruangan  yang  ada  diabaikan,  artinya  tingkat occupancy  rate yang  sama  jumlah  energi  yang dikeluarkan atau dikonsumsikan belum tentu sama [9]. Perbedaan ini dikarenakan faktor karakter dan kebutuhan  masing-masing  pengguna  ruangan berbeda.
Peluang Hemat Energi Tahap awal telah dilakukannya pengambilan data  hasil  IKE  tahunan  yang  diperoleh  dari rekening  pembayaran  listrik  bulanan  hingga evaluasi (awal dan rinci), kemudian dikombinasikan dengan Algoritma Genetika (GA). Sebelum diimplementasikan dengan menggunakan alat  bantu  sensor infrared guna  mengontrol  IKE harian,  maka  perlu  dilakukan  penghematan  energi utamanya  adalah  pada  bagian  tenaga  yang menggunakan energi paling besar (90%) dari kWh yang  digunakan  [10].  Sumber  tenaga  yang dimaksud antara lain:
a. Air Conditioning (AC) ; sebesar 52% penggunaan, sebanyak 17 unit.
b. Personal  Computer  (PC) ;  sebesar  25% penggunaan sebanyak 51 unit.
c. Kipas  Angin;  sebesar  13%  penggunaan, sebanyak 50 unit.
Penggunaan  pada  lantai-1,  lantai-2  ruangan laboratorium  komputer  dan  server,  serta  lantai-3 pada  ruangan  laboratorium  komputer.  Manajemen Fakultas Teknik USM menginginkan adanya usaha peningkatan  efisiensi  peralatan  dan  pengurangan konsumsi energi, diawali dengan jalan mengoptimalkan kerja peralatan dengan jalan yang sederhana,  tidak  harus  mengeluarkan  biaya  yang besar  dan  mengganggu  operasional  Fakultas Teknik  USM.  Peluang  hemat  energi  (PHE) diharapkan  menurunkan  konsumsi  energi  listrik terutama  pada  sistem  penggunaan  sumber  tenaga dan  pada  akhirnya  dapat  menurunkan  nilai  IKE listrik Fakultas Teknik USM.
Analisis  Peluang  hemat  energi  (PHE) berdasarkan  survey  dan  evaluasi  yang  dilakukan, maka  PHE  dapat  dilakukan  pada  sisi  jumlah  jam penggunaan peralatan sumber tenaga dan penerangan  berdasarkan  efesiensi  jumlah  jam pemakaian [11].
Penggunaan Algoritma Genetika Tahap kegiatan berikutnya adalah menkombinasikan dengan Algoritma Genetika-AG ( Algorithm
Genetica -GA), sebelum diimplementasikan  dengan  menggunakan  alat bantu sensor infrared guna mengontrol IKE harian [12].
Algoritma Genetika digunakan untuk memperoleh  optimasi  penggunaan  daya  listrik dengan  penjadwalan  pemakaian  daya  yaitu  sesuai kondisi  yang  terjadi  ketika  kombinasi  antara jadwal  perkuliahan  secara  keseluruhan,  serta ketersediaan  fasilitas  dan  ruang  yang  cukup  untuk seluruh mata kuliah yang ada.
Terdapat  berbagai  aspek  yang  berkaitan dalam  penggunaan  daya  listrik  jika  dikaitkan dengan penggunaan ruangan, diantaranya :
a. Pemakaian  ruangan  khusus  bagi  Pejabat USM  (Dekan,  Wakil  Dekan  dan  Ketua Prodi)
b. Pemakaian ruangan khusus tenaga pengajar  dan  akademik  (Dosen  dan Administrasi)
c. Pemakaian  ruangan  khusus  kuliah  teori dan praktek (Ruang kuliah dan laboratorium)
d. Pemakaian  ruangan  khusus  server  dan bacaan.
e. Hari  atau  waktu  dimana  ruangan  tidak digunakan.
Data  optimasi  energi  listrik  menggunakan algoritma genetika, memiliki 3 gen yaitu luas, daya, dan jam penggunaan ruangan, untuk datanya dapat dilihat pada Tabel 2 .
Tabel 2 . Data gen untuk optimasi No. Ruangan Luas m2 Daya Energi Awal Energi Optimasi 1. Ruang Akademik 40 3,128 231,36 153,62 2. Ruang Dekan 30 1,045 50,16 24,75 3. Ruang Dosen 40 2,483 183,96 80,08 4. Ruang Lab-1 40 3,902 480,27 296,31 5. Ruang Lab-2 40 6,872 308,58 265,28 6. Ruang Lab-3 40 3,752 575,33 138,30 7. Ruang Lab-4 40 6,902 799,76 211,74 8. Ruang Pembantu Dekan 20 0,852 81,79 50,03 9. Ruang Prodi-1 30 0,957 114,84 106,76 10. Ruang Prodi-2 30 2,052 21,65 9,88 11. Ruang Server 4 2,095 310,80 98,26 12. Ruang Sidang 32 1,724 38,98 24,68
Setelah melakukan penelitian, maka mendapatkan  2  perbandingan  penggunaan  energi listrik  yaitu  penggunaan  awal  dan  penggunaan
setelah  optimasi  dengan  menggunakan  algoritma genetika  [13].  Untuk  lebih    jelasnya  dapat  dilihat pada Gambar 3 .
Gambar 3 . Grafik perbandingan penggunaan energi awal dan setelah optimasi
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Ko n su m si E n er g i (k W h ) Energi Awal (kWh/Bulan)
Energi Optimum (kWh/Bulan)

## 4. Kesimpulan dan Saran
Berdasarkan hasil audit pemakaian energi listrik  perbulan  di  gedung  FT  USM  diperoleh nilai IKE sebesar 3,595 kWh/m2/bulan, setelah dianalisis  Peluang  Hemat  Energi  (PHE)  yang dapat dilakukan adalah ruangan yang
menggunakan AC [14]. Faktor yang mempengaruhi  borosnya  pemakaian  energi adalah peralatan yang
digunakan mengkonsumsi
daya yang
besar, menghidupkan  peralatan  listrik  yang  tidak sesuai dengan kebutuhan [15]. Setelah dilakukan  optimalisasi  dengan  menggunakan metode  Algoritma  Genetika  (AG)  [16], mendapatkan  hasil  penggunaan  energi  yang lebih  optimal  sebesar  1.459,70  kWh/  bulan, lebih  hemat  45,65  %  dari  energi  awalnya sesuai  dengan  perhitungan  IKE,  dan  untuk penerapan  Peluang  Hemat  Energi  (PHE) direkomendasikan dengan menggunakan sensor infrared.

## 5. Daftar Pustaka
[1] Ida  Bagus  Putra  Setanu  M,  Rukmi  Sari Hartati,  I  Nyoman  Satya  Kumara, “Pengelolaan  Energi  Listrik  pada
Gedung Fakultas Kedokteran Universitas UDAYANA Kampus Sudirman Denpasar,” Denpasar.
Desember 2012.
[2] Menteri  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral  RI, “Peraturan Menteri Nomor 13  Tahun  2012  Tentang  Penghematan Pemakaian  Tenaga  Listrik,” Jakarta, 2012.
[3] Yadi  Mulyadi,  Anggi  Rizki,  Sumarto,
“Analisis Audit Energi Untuk Pencapaian Efisiensi Penggunaan Energi di Gedung FPMIPA-JICA Universitas Pendidikan Indonesia,” vol. 12,  no.  1,  pp.  81-88,  Bandung,  Maret 2013.
[4] J. Untoro, H. Gusmedi, dan N. Purwasih, “Audit Energi dan Analisis Penghematan  Konsumsi  Energi  pada Sistem  Peralatan  Listrik  di  Gedung
Pelayanan  UNILA,” Bandar  Lampung, Mei 2014.
[5] A.  Rianto, “Audit  Energi  Dan  Analisis Peluang Penghematan Konsumsi Energi Pada  Sistem  Pengkondisian  Udara  di Hotel  Santika  Premiere  Semarang,”
Semarang, 2007.
[6] SNI, “Prosedur  Audit  Energi  Pada Bangunan Gedung,” SNI 03-6196-2010, Jakarta, 2010.
[7] D.  S.  Pasisarha, “Evaluasi  IKE  Listrik Melalui  Audit  Awal  Energi  Listrik  di Kampus  Polines,” pp.  1-7,  Semarang, April 2010.
[8] W.  C.  Turner  and  S.  Doty, “Energy Management,” Handbook. 2007.
[9] B.  Priyandono, “Analisis  Konservasi
Energi  Listrik  pada  Rumah  Tinggal Daya 2200VA dengan Beban
Penerangan,” pp. 1-10, Bandung, 2014.
[10]  Agung  Wahyudi  Biantoro,  Dadang  S. Permana, “Analisis  Audit  Energi  Untuk Pencapaian  Efisiensi  Energi  di  Gedung AB Kabupaten Tangerang, Banten,” vol. 06, pp. 24-32, Jakarta, 2017.
[11]  A.  Solichan, “Audit  dan  Konservasi Energi  Sebagai  Upaya  Pengoptimalan Pemakaian  Energi  Listrik  di  Kampus Kasipah  UNIMUS,” Proseding  Seminar Nasional  UNIMUS,  vol.  1,  no.  1,  pp. 309-313, 2010.
[12]  Raharjo,  Muhamad  Aris  dan  Riadi,
Riadi, “Audit  Konsumsi  Energi  Untuk Mengetahui Peluang Penghematan Energi Pada Gedung Pt Indonesia Caps
And  Closures,” ,  Universitas  Mercu Buana, Jakarta.
[13]  I. Pusnik, “Energy  Efficiency  of Buildings,” Elektroteh.  Vestn.,  vol.  74, no. 5, pp. 248-254, 2007.
[14]  B.  Mukhlis, “Evaluasi  Penggunaan Listrik  Pada  Bangunan  Gedung  Di Lingkungan  Universitas  Tadulako,”
Jurnal Ilmiah Foristek Vol. 1, No. 1, pp. 33-42, Palu, Maret 2011.
[15]  R. Rayhana, M. A. U. Khan, T. Hassan, R.  Datta,  and  A.  H.  Chowdhury, “Electric and Lighting Energy Audit: A Case  Study  of  Selective  Commercial Buildings  in  Dhaka,” in  2015  IEEE International WIE Conference on Electrical  and  Computer  Engineering,
WIECON-ECE 2015, 2016, pp. 301-304. [16]  Ryan  Iriany,  Agus  Wahyu  Widodo,
Wayan Firdaus
Mahmudy, “Pemanfaaatan  Algoritma  Genetika Untuk  Optimasi  0/1  Multi-Dimension Kanpsack Problem Dalam
Pendistribusian  Produk  (Studi  Kasus UD.  TOSA)” ,  Malang,  Jawa  Timur. Januari 2017.