Kendali Beban Terpusat Untuk Sistem Air Handling Unit (AHU) Di

## PT MPIM Sebagai Upaya Penghematan Energi Listrik

## Jannus Marpaung
Laboratorium Teknik Kendali Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura e-mail: jannus_marpa2@yahoo.co.id
Abstract–  Demand Side Management (DSM) bertujuan memodifikasi  pemakaian  energi  sehingga  diperoleh efisiensi energi yang maksimal. Memodifikasi prosedur operasional  peralatan  listrik  dengan  cara  yang  lebih efektif  juga  merupakan  strategi  dalam  memperoleh efisiensi  energi.  Konsumen  energi  listrik  akan mendapatkan  kepuasan  dengan  diterapkannya  strategi DSM  ini.  Penerapan  teknik  kendali  beban  terpusat pada  peralatan  PT.  Matahari  Pontianak  Indah  Mal (PT.  MPIM)  merupakan  salah  satu  tujuan  penerapan DSM  yang  akan  memberikan  keuntungan  berupa penghematan daya dan energi listrik. Skenario kendali beban  terpusat  yang  diterapkan  dalam  tesis  ini mendapatkan  penghematan  daya  listrik  yang  semula bekerja  1,06MW  per  hari  menjadi  0,65  MW  per  hari, terjadi penghematan sebesar 38,46% per hari. Strategi DSM  yang  akan  diterapkan  pada  PT.  MPIM  adalah pada  peralatan  AHU  (Air  Handling  Unit).  Untuk mencapai tujuan efisiensi energi tersebut maka seluruh perangkat-perangkat  AHU  baik  pada  FCU  maupun Blower  (tombol-tombol,  sensor-sensor,  dan  kontaktor- kontaktor)  perlu  dimonitor  secara  terpusat  di  ruang kendali  utama.  Dengan  memperhatikan  status  tombol, sensor  dan  kontaktor  maka  teknisi  dapat  mengetahui jumlah AHU yang aktif dan yang mengalami gangguan. Suatu  program  monitor  yang  interaktif  dibuat  dengan kode sumber Program Delphi, dan dengan menggunakan koneksi kartu PPI 8255 program tersebut dapat berhubungan dengan peralatan diluar komputer, inilah  cara  untuk  mengakomidasi  penerapan  kendali beban terpusat ini.
Keywords–  Penghematan  daya  dan  energi,  AHU, kendali beban terpusat, program monitor

## 1. Pendahuluan
Energi  merupakan  salah  satu  sumber  daya  yang digunakan  oleh  perusahaan  atau  organisasi  dalam memproduksi barang dan jasa. Penggunaan yang efektif dan  efisien,  sebagai  langkah  konservasi  energi,  dikenal sebagai manajemen energi. Pendekatan secara sistematis dan  terstruktur  terhadap  manajemen  energi  sangat dibutuhkan  dalam  usaha  mengidentifikasikan  dan merealisasikan potensi penghematan yang ada.
Konsep Demand Side Management (DSM) merupakan suatu strategi dalam melakukan pengkondisian  operasional  secara  efektif  terhadap peralatan-peralatan listrik. Tetapi konsep DSM
berkembang  juga  pada  manajemen  beban,  strategi konservasi dan pemasaran. Disisi lain biaya pembangkitan daya terus menerus mengalami peningkatan. Karena itu peralatan-peralatan listrik harus dimodifikasi supaya semakin efektif dalam mengkonsumsi  daya  dan  prosedur  operasionalnya direncanakan  supaya  efisien.  Langkah  kunci  dalam memproses  DSM  adalah  menetapkan  tujuan  DSM, mengidentifikasi  kelayakan  pemakaian  akhir,  penilaian terhadap  pilihan-pilihan  teknis  dan  pengembangan strategi penerapannya.
Suatu  gagasan  bagaimana  program  DSM  dapat diimplementasikan  dan  dapat  dimonitor  (diamati)  dan bagaimana pelanggan dapat berperan serta merencanakan  peralatan-peralatan  listriknya.    Pada akhirnya  konsep  DSM  berperan  sebagai  solusi  kerja terhadap persoalan besar terhadap manajemen peralatan- peralatan listrik.
Berdasarkan survey dan  pengalaman pekerjaan  pada PT.  MPIM  (PT.  Matahari  Pontianak  Indah  Mal)  atau lebih  dikenal  dengan  sebutan  Pontianak  Mal,  sistem AHU  ( air  handling  unit )  atau  AC  terpusat,    dapat mengkonsumsi  energi  sampai  60%  dari  total  kebutuhan energi  pada  Mal,  selebihnya  penerangan,  AC split , komputer, lift ,  eskalator,  unit  pompa  air  bersih,  unit pengolahan limbah dan lain-lain. Daya terpasang saat ini di PT. MPIM adalah 1,77MVA, pada tegangan 20kV.

## 2. Profile Gedung PT. MPIM
Gedung PT. MPIM terdiri dari 5 lantai, yaitu: 1. Lantai  basement  (untuk  lahan  parkir  mobil  dan motor) dan kantor manajemen pengelolaan gedung.
2. Lantai  Dasar,  didominasi carefore ,  pedagang  emas, sepatu,  pedagang  makanan  siap  saji  dan  lain-lain,  juga terdapat peralatan Blower . 3. Lantai 1, didominasi pedagang fashion dengan brand matahari juga terdapat peralatan Blower . 4. Lantai 2, didominasi pedagang fashion dengan brand matahari juga terdapat peralatan Blower . 5. Lantai roof (atap),  tempat  FCU,  antena  TV (parabola), antena telekomunikasi ( tower )
Pada  lantai  dasar  terletak  peralatan-peralatan  utama pendukung  beroperasi  gedung,  yaitu:  Ruang  Genset (Generator Set) dan panel  kendali utama, Ruang Pompa Power  Hydrant ,  Ruang  Pompa  Air  Bersih  dan  Ruang Transformator.
Pada  lantai  Dasar  terdapat  ruang  AHU  ( Blower -1  dan Blower -2)  untuk coverage  area gedung  dan  ruang Blower khusus untuk coverage area carefore . Pada  lantai  1  terdapat  ruang  AHU  ( Blower -3  dan Blower -4) untuk coverage area gedung dan ruang AHU ( Blower )  khusus brand matahari. Pada  lantai  2  terdapat ruang  AHU  ( Blower -5  dan Blower -6)  untuk coverage area gedung,  toko  buku  kharisma  dan  ruang  AHU ( Blower ) khusus brand matahari.

## 2.1. Peralatan Kelistrikan
Divisi  engineering  bertanggung  jawab  terhadap kegiatan-kegiatan  di  area  PT.MPIM  yang  berkaitan dengan  peralatan  kelistrikan  dan  mekanik.  Beberapa peralatan  listrik  dapat  bekerja  secara  otomatis  dan beberapa  yang  lain  secara  manual.  Yang  bekerja  secara otomatis adalah seperti:
1. Sistem  Kendali  Genset,  pengalihan power dari sumber genset atau dari sumber PLN (perusahaan listrik negara)  dan  sebaliknya  dilakukan  secara  otomatis  pada panel kendali genset.
2. Sistem Kendali Lift ( Elevator ). 3. Sistem Kendali Eskalator. 4. Sistem Kendali Hydrant .
5. Sistem Kendali Deteksi Kebakaran.
6. Sistem Kendali Supply Air Bersih.
Disamping  peralatan  kelistrikan  yang  bekerja  otomatis masih terdapat yang bekerja secara manual, seperti:
1. Sistem pendingin ruangan di setiap lantai gedung.
2. Sistem penerangan ruangan di setiap lantai gedung.
3. Sistem pengolahan limbah gedung.

## 2.2. SOP Sistem Kelistrikan Pada Sistem AHU
SOP  (standar  operasional  dan  prosedur)  dalam mengoperasikan  sistem  pendingin  udara  dalam  gedung PT.  MPIM  adalah  secara  manual.  Tiga  puluh  menit sebelum  kegiatan  dalam  gedung  dimulai  petugas mengaktifkan  setiap Blower pada  ruang  AHU  di  setiap lantai, kemudian kembali ke ruang petugas teknik. Pada tengah hari petugas memeriksa kondisi blower AHU dan kompresor  FCU  ( fan  control    unit )  di  lantai roof .  Jika tidak ada gangguan pada FCU maka petugas kembali ke ruang teknik, pada malam hari sistem 30 menit sebelum kegiatan dalam gedung berakhir semua AHU dipadamkan oleh petugas teknik. Pada PT MPIM terdapat 13 unit AHU ( blower ), dimana setiap  AHU  memiliki  4 unit kompresor  dan  4 unit fan evaporator , jadi total terdapat 52 unit kompresor dan fan evaporator . Pada lantai dasar terdapat 4 unit AHU, lantai 1 terdapat 4 unit AHU dan lantai 2 terdapat 5 unit AHU. Mode starting  blower adalah  Y-D  ( star-delta ), sedangkan fan evaporator dan kompresor menggunakan mode  DOL  ( direct  on  line ).  Setiap  kali  tombol start pada AHU  diaktifkan, maka blower aktif  secara  Y-D, 5 detik berikutnya kompresor dan fan evaporator pertama aktif, 10 detik berikutnya kompresor dan fan evaporator kedua  aktif,  10  detik  berikutnya  kompresor  dan fan evaporator ketiga  aktif,  10  detik  berikutnya  kompresor dan fan  evaporator keempat  aktif.  Jadi  untuk
mengaktifkan  1 unit AHU  (1 blower dan  4  kompresor- fan  evaporator )  dibutuhkan  waktu  35  detik.  Urutan untuk mengaktifkan setiap kompresor adalah menggunakan TDR ( time delay relay ).
Tabel II-1. Jumlah peralatan AHU di PT. MPIM.
Gambar 1. Ilustrasi hubungan arus terhadap waktu pada satu unit AHU.
Untuk 9 unit AHU diperlukan arus listrik 9 kali dari arus seperti ilustrasi di atas. Setelah seluruh AHU di aktifkan, aka  teknisi  kembali  ke  ruang  jaga  dan  melakukan aktifitas  lainnya.  Ilustrasi  sistem  AHU  di  PT  MPIM ditunjukkan pada Gambar 2 berikut ini:
Gambar 2. Sketsa koneksi AHU: blower dan FCU.

## 2.3. Rangkaian Kendali FCU
Kondisi yang sudah ada ( existing ), untuk menghidup-matikan  ( on-off )  sebuah unit FCU  dapat dilakukan dari ruang AHU. Dimana FCU berada di atap ( roof )  sedangkan  AHU  berada  di  ruang  khusus  yang berdekatan dengan area (daerah)  yang akan didinginkan di  dalam  gedung.  Dalam  kondisi  normal  (FCU  tanpa gangguan) dan secara manual, teknisi dapat menghidup- matikan  4 unit FCU  dari  ruang  AHU,  yaitu  dengan menekan  tombol  PB-ON  atau  PB-OFF.  Jika  FCU  ON maka  lampu  indikator  akan  menyala  sebaliknya  jika FCU tidak aktif maka lampu indikator padam.
Sebuah  FCU  terdiri  dari  peralatan-peralatan  listrik dan mekanik sebagai berikut:
1. Kompresor  3  phasa  berfungsi  menekan  gas  freon (HP) dan menghisap gas R22 (LP). Tekanan dan hisapan gas R22 dihubungkan melaui pipa dengan AHU.
2. Fan  evaporator 3  phasa  (motor  kipas  pembuang panas).
3. Peralatan proteksi kompresor yang terdiri dari:
a. Pressure  Switch  yaitu  HP  (high  pressure)  dan  LP (low pressure).
b. Over  Heat  (OH)  yaitu  proteksi  terhadap  panas  yang berlebihan.
c. Over  Current  Switch  (OCS)  yaitu  proteksi  terhadap arus lebih.
4. MC yaitu magnetic contactor berfungsi menyambung  atau  memutus  daya  ke  FCU  (kompresor dan fan evaporator ).
5. MCB  yaitu mini  circuit  breaker berfungsi  memutus daya akibat arus lebih pada FCU.
6. RST adalah identitas daya 3 phasa, dimana tegangan phasa ke phasa adalah 380V AC ( alternating current ). Gambar  rangkaian  kendali  manual  dari  sebuah  FCU ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah ini:
Gambar 3. Rangkaian kendali manual 1 unit FCU.

## 2.4. Audit Energi Awal Pada PT. MPIM
Sektor  komersial  merupakan  konsumen  listrik  yang sangat  besar,  beberapa  penelitian  menunjukan  bahwa 25%  penggunaan  listrik  disektor  ini  bisa  dihemat melalui  tanpa  atau  biaya  rendah,  bisa  menghemat  lagi dengan  biaya  menengah  atau  tinggi.  Disaat  kenaikan harga  minyak  dunia  sudah  melebihi  $  140  per  barel
mengharuskan  semua  elemen  baik  pemerintah,  dunia usaha,  masyarakat  untuk  berbudaya  hemat  energi sehingga  tidak  membebankan  APBN  (Anggaran Pendapatan  dan  Belanja  Negara)  untuk  mensubsidi BBM (Bahan Bakar Minyak).
Sedangkan  bagi  dunia  usaha  yang  subsidi  BBM dihilangkan sangat membebankan biaya operasional. Berdasarkan  hasil  wawancara  dengan chief  engineering PT. MPIM, AC mengkonsumsi energi  bisa mencapai 75 % dari total kebutuhan energi dalam gedung. Kubutuhan energi AC yang  begitu  besar  untuk  menggerakan kompresor  untuk  mensirkulasikan refrigerant ,  pompa mensirkulasikan  air  dingin  dan fan atau blower mensirkulasikan udara. Menurut Moubry (1992) , failure modes  and  effect  analysis didefinisikan  sebagai  metode yang digunakan untuk mengidentifikasi bentuk kegagalan yang mungkin menyebabkan setiap kegagalan fungsi  dan  untuk  memastikan  pengaruh  kegagalan berhubungan dengan setiap bentuk kegagalan.
Melalui  metode failure  modes  and  effect  analysis (FMEA) diharapkan  dapat  mengidentifikasikan  setiap bentuk  kegagalan  yang  ada  pada  proses  produksi. Soeparman (1991), Energi merupakan salah satu sumber daya  yang  digunakan  oleh  sebuah  pabrik  dalam memproduksi  barang.  Penggunaan  energi  yang  efektif dan  efisien,  konservasi  energi,  dikenal  sebagai manajemen  energi.  Manajemen  Energi  Terpadu  (MET) adalah  suatu  aktivitas  manajemen  energi  yang berdisiplin,  terorganisasi  dan terstruktur  menuju penggunaan energi yang lebih efisien, tanpa mengurangi tingkat  produksi,  kualitas  serta  ketentuan  keselamatan dan  pencemaran  lingkungan.  Prinsip  yang  mendasari MET  adalah  efektivitas  dalam  biaya.  Seperti  halnya investasi dalam bidang lainnya, konservasi energi hanya dilakukan bila secara komersial layak dipertanggungjawabkan. Dengan demikian MET melibatkan evaluasi baik secara teknis maupun finansial. Penelitian ini berusaha  mengkaji dari aspek  manajemen energi  dengan  menerapkan  konsep FMEA yang  fokus pada eliminasi pemborosan  energi  sistem AC sentral, dengan harapan dapat meningkatkan efisiensi sistem AC untuk  mengurangi  biaya  energi  pada  operasional gedung,  untuk  meningkatkan  keuntungan  maksimal tetapi masih memenuhi kualitas layanan yang dipersyaratkan. Kebutuhan  energi  pada unit - unit yang mengkonsumsi  energi  listrik  pada  PT.  MPIM  adalah sebagai berikut (Daya maksimum 1,77MW):
Tabel 2. Kebutuhan pemakaian energi pada gedung PT. MPIM.
Konsumsi  daya  terbesar  adalah  pada  sistem  penkondisi udara  (sistem  AHU)  yaitu  sebesar  60%  dari  total  daya PT. MPIM.
2.5.  Pemborosan  (Waste)  Energi  Pada  Pendingin Ruangan di PT. MPIM
Berdasarkan workshop waste (wawancara, observasi di  lapangan)  pada  siatem AC dapat  dibuat  suatu  daftar bentuk-bentuk waste potensial waste yang diidentifikasi. Bentuk-bentuk waste potensial dibangun untuk mendukung  elemen-elemen FMEA dan  dalam  proses analisa.  Pada  tahap  ini  dilakukan  penilaian  terhadap potensi waste secara  kualitatif  untuk  mendapatkan  nilai s everity,  occurrence, dan detection.  Waste yang didefenisikan pada sistem AC adalah sebagai berikut :
 Definisi  nilai severity merupakan  seberapa  buruk atau  pengaruh  bentuk  kegagalan  yang  ada.  Dalam penilaian severity kerugian  energi  listrik  pada  sistem AC ,  nilai severity di  definisikan,  untuk  angka  skala  1 tanpa  kerugian  daya  listrik  sedangkan  9-10  kerugian daya  listrik  yang  paling  besar  atau  sama  dengan  total daya  listrik  yang  dikonsumsi AC .  Besarnya  daya tegantung dari data nameplate masing-masing equipment  AC serta  efek  kerugian  yang  terjadi  pada sistem kerjanya.
 Definisi accurance merupakan  frekuensi  dari penyebab  kerugian  energi  pada AC ,  bentuk  penilaian accurance dengan skala 1 (hampir tidak pernah) sampai dengan 10 (hampir sering).
 Detection merupakan pengukuran terhadap kemampuan  mendeteksi  kerugian  energi  yang  dapat terjadi. Detection dengan skala 1-10. Berdasarkan risk  priority  number maka  diperoleh bentuk-bentuk waste sebagai berikut :
1. Kualitas refrigerant  risk  priority, bentuk waste ini memiliki tingkat keseriusan yang tinggi (level 8), tingkat kejadiannya  yang  tinggi  tetapi  manajemen  menyadari hal  ini,  tetapi  ada  faktor  yang  harus  dipertimbangkan seperti  ketahanan  material.  merupakan  prioritas  yang harus diperbaiki.
2. Waste akibat fan,  blower , motor  valve  FCU , AHU dan  sistem  pompa  tidak  otomatis ,  waste ini  memiliki tingkat  keseriusan  yang  tinggi,  tingkat  kejadian  sedang, tetapi  pihak    manajemen  tidak  memahami  kejadian  ini didalam  sistem AC PT.  MPIM  tetapi waste ini menyumbang pemborosan yang sangat tinggi, merupakan prioritas yang harus diperbaiki. Analisa cause and effect menunjukan  bahwa  faktor- faktor  yang  berpengaruh  terhadap waste yang  terjadi seperti :
1. oleh  manusia,  kurangnya  pemahaman  tentang AC , kurang kendali,
2. oleh mesin, sistem kurang otomatis,
3. oleh lingkungan, suhu udara panas dan kotor,
4. oleh  metode,  posisi equipment yang  sulit,  oleh material, kualitas material rendah, bentuk material rumit. Akibat  dari  waste  yang  timbul  berpengaruh  terhadap peningkatan komsumsi energi litrik pada : fan FCU dan blower AHU .
Pemborosan  yang  terjadi  akibat  kekurangan  sistem, kekurangan acessories atau  peralatan  tambahan,  posisi bangunan,  keterbatasan  biaya  dan  kurangnya. Waste yang termasuk dalam kategori ini adalah sebagai berikut : a. Waste pada unit FCU : _ Waste akibat motor valve tidak otomatis _ Waste akibat fan tidak otomatis _ Waste akibat sirip pendingin kurang bersih _ Waste akibat filter udara kurang bersih b. Waste pada AHU : _ Waste akibat motor valve tidak otomatis _ Waste akibat blower tidak otomatis _ Waste akibat sirip pendingin kurang bersih _ Waste akibat filter udara kurang bersih _ Waste akibat kerusakan isolasi
_ Waste akibat volume damper tidak otomatis c. Waste pada Chiller : _ Waste akibat operasi chiller 1 dan 3 _ Waste akibat kelebihan jam operasi _ Waste akibat pemakian kualitas refrigrant rendah _ Waste akibat fooling  factor atau  faktor  pengotoran pada sisi kondensor dan evaporator d. Waste pada sistem pompa dan perpipaan : _ Waste akibat pemasangan isolasi kurang lengkap
_ Waste akibat kerusakan isolasi _ Waste akibat sistem pompa tidak otomatis
e. Cooling tower : _ Waste akibat  posisi cooling  tower disinari  panas matahari _ Waste akibat fan tidak otomatis _ Waste akibat warna cooling tower
3. Manajemen Sisi Beban (Demand Side Management, DSM)
Konsep  DSM  merupakan  strategi  dalam  melakukan pengkondisian  operasional  secara  efektif  terhadap peralatan-peralatan  listrik  ( electric  utilities ).  Tetapi konsep  DSM  berkembang  pada  management  beban, strategi  konservasi  dan  pemasarannya.  Disisi  lain  biaya pembangkitan daya terus menerus mengalami peningkatan. Karena itu peralatan-peralatan listrik harus di modifikasi supaya semakin efektif dalam mengkonsumsi  daya  dan  prosedur  operasionalnya direncanakan supaya semakin efisien.
Beberapa  penulis  membahas  konsep  DSM  sebagai berikut:
1. Dilip  [4],  langkah  kunci  dalam  memproses  DSM adalah  menetapkan  tujuan  DSM,  mengidentifikasi kelayakan  pemakaian  akhir,  penilaian  terhadap  pilihan- pilihan teknis dan pengembangan strategi penerapannya. Kebanyakannya  isunya  adalah  berhubungan  dengan permintaan dan tanggapan dari pelanggan.
2. Gellinga et al., menyatakan suatu gagasan bagaimana  program DSM dapat diimplementasikan dan dapat  dimonitor  (diamati),  bagaimana  pelanggan    dapat berperan  dalam merencanakan  peralatan-peralatan listrik.  Dijelaskan  juga  bagaimana  DSM  berperan
sebagai  solusi  kerja  terhadap  persoalan  besar  terhadap pemakaian peralatan-peralatan listrik.
Dari  pendapat-pendapat  para  ahli  di  atas,  akan direncanakan  sistem  kendali  terpusat  yang  dapat dimonitoring  sehingga  kerja  peralatan  listrik  dapat bekerja secara efektif supaya terjadi penghematan biaya listrik yang merupakan harapan dari pelanggan.

## 3.1 Konsep Kendali Beban Terpusat
Kendali  beban  terpusat  yang  dimaksud  adalah  aksi kendali  pada  seluruh  peralatan  pengkondisi  udara (sistem  AHU)  dan  terpusat  di  satu  tempat  (ruang) sehingga  dapat  di  monitor  (diamati)  dari  satu  tempat. Aksi  kendali  dari  satu  tempat  akan  membuat  sistem kerja  peralatan  pengkondisi  udara  akan  efisien,  dengan mudah  dilakukan  on-off  peralatan  dan  pengamatan apakah  sedang  bekerja  atau  tidak  karena  sistemnya dilengkapi  dengan  indikator  balik  ( feedback  indicator ). Dengan  adanya  kendali  beban  terpusat  ini  diharapkan semua  peralatan  pendingin  udara  bekerja  optimal sehingga tujuan pengkondisian udara pada ruangan atau gedung sesuai dengan yang diharapkan.
Kendali  beban  beban  terpusat  dapat  dilakukan menggunakan perangkat-perangkat sebagai berikut:
1. Berbasis Mikrokontroler.
2. Berbasis Programmable Logic Control.
3. Berbasis  Program  Monitoring  pada  komputer (laptop).
Dalam menggunakan mikrokontroler sebagai pengendali utama adalah biaya lebih murah (ekonomis) oleh karena dengan  1 chip mikrokontroler  dapat  memproses sejumlah masukan dan menghasilkan keluaran. Walaupun untuk memproses masukan dan menghasilkan keluaran tersebut tetap diperlukan sebuah komputer/laptop  untuk  membuat  program  yang  akan ditransfer  pada  memori  mikrokontroler.  Namun  oleh keterbatasan  penulis  terhadap  sistem  mikrokontroler maka  monitoring  berbasis  mikroprosesor  ini  tidak dilakukan.
Perangkat  PLC  dapat  bekerja  pada  sistem  yang  luas, multi input dan output. Perangkat PLC dipasarkan dalam bentuk  yang  elitis  dan  futuristik  sehingga  dibutuhkan biaya  yang  cukup  mahal  untuk  menerapkan  kendali beban  terpusat  ini  berbasis  PLC.  Walaupun  penulis dapat  menggunakan  PLC  dalam  konteks  ini,  namun perangkat  PLC  ini  sangat  mahal  untuk  menerapkan sistem kendali beban terpusat ini.
Menggunakan  program  monitoring  adalah  pilihan penulis  dalam  kendali  beban  terpusat  ini,  karena komputer  sebagai  layar  penampil  dibuat  dengan program  Delphi.  Program  Delphi  dapat  mengakses perangkat interface (PPI  8255)  pada slot  motherboard. Dengan  mengatur  level  tegangan  pada  perangkat simulator  kendali  beban  terpusat  maka  simulator  dan komputer  (program  monitoring)  dapat  tersambung melalui PPI 8255.

##  Urutan Perancangan
Perancangan sistem kendali AHU dengan kendali beban terpusat meliputi:
1. Inventarisasi seluruh unit yang akan dikendalikan dan dimonitor.
2. Pembuatan simulator unit AHU dan FCU.
3. Pembuatan program monitor.
4.  Perhitungan  efektifitas  penggunaan  kendali  beban terpusat.

## 3.2. Audit Daya Total Unit AHU
Sistem  AHU  yang  akan  dimonitor  dan  di  kendali adalah 13 unit blower dan 52 unit FCU. Dimana setiap 1 unit blower terdapat  4 unit FCU.  Berdasarkan pengukuran  di  lapangan  arus  dan  tegangan  pada  tiap FCU dan blower adalah sebagai berikut:
1. FCU:
 Arus per fasa, I L = 28A
 Tegangan 3 fasa, V LL = 380V
 Cos  = 0,95  Phase = 3
Daya 1 unit FCU: = √ 3 ( ∅ ) W (3.1.) = 1,732 380 28 0,95 = 15.631 W  atau = 15,631
Daya total untuk 52 unit FCU (n=52): = (3.2.) = 52 15,631 = 812,828
2. Blower
 Arus per fasa, I L = 18A
 Tegangan 3 fasa, V LL = 380V
 Cos  = 0,95  Phase = 3
Daya 1 unit Blower :
= √ 3 ( ∅ ) W
= 1,732 380 18 0,95 = 18.758 W  atau = 18,758
Daya total untuk n=13 unit FCU: = = 13 18,758
= 243,848
Daya total unit AHU adalah: = + (3.3.) = 812,828 + 243,848 = 1.056,676 atau = 1,056676 atau
Dibulatkan:
= 1,06 atau
Daya  total  terpasang  pada  PT.MPIM  adalah  1,77MW berarti  persentase  kebutuhan  daya  untuk unit AHU adalah: % = 100% (3.4.) % = 1,06 1,77 100% % = 59,89% atau jika dibulatkan menjadi:
%
= 60%
Konsumsi daya sebesar 60%  dari daya terpasang terasa sangat  besar  jika  diaktifkan  seluruhnya,  apalagi  dengan SOP  yang  dijalankan  saat  ini.  Tetapi  belum  tentu aktivasi seluruh unit AHU dibutuhkan untuk mengkondisikan  udara  di  dalam  gedung.  Dengan melengkapi  sensor  suhu  pada  area  yang  akan dikondisikan  udaranya  maka  akan  didapatkan  jumlah unit AHU  yang  diaktifkan  menjadi  optimum  sehingga tidak terjadi pemborosan pemakaian unit AHU. Untuk  1 unit AHU  yang  akan  dimonitor  dan dikendalikan secara terpusat diperlukan: Peralatan masukan sebanyak 9 (FCU) + 5 ( Blower ) = 14 buah Peralatan keluaran sebanyak 2 (FCU) + 4 ( Blower ) = 6 buah Jumlah  masukan  dan  keluaran  dari  1 unit AHU  adalah 20 buah. Untuk  13 unit AHU  terdiri  dari  13 unit Blower dan  52 unit FCU  yang  akan  dimonitor  dan  dikendalikan  secara terpusat diperlukan:
Jumlah masukan untuk 52 FCU adalah 52 x 9 = 468 buah Jumlah keluaran untuk 52 FCU adalah 52 x 2 =104 buah Jumlah masukan untuk 13 Blower adalah 13 x 5 = 65 buah Jumlah keluaran untuk 13 Blower adalah 13 x 4
=52 buah Jadi  jumlah  masukan  total  adalah  468  (FCU)  +  65 ( Blower ) = 533 buah.
Jadi  jumlah  keluaran  total  adalah  104  (FCU)  +  52 ( Blower ) = 156 buah
Dapat  dilihat  untuk  mengontrol  secara  terpusat  dan memonitor  peralatan-peralatan  AHU  dari  PT.  MPIM diperlukan  peralatan  masukan  sebanyak  533  buah  dan peralatan keluaran sebanyak 156 buah.

## 3.3. Inventarisasi Card PPI 8255
Sebagaimana  sudah  dijelaskan  pada  Bab  II  tentang PPI  8255,  port-port  PPI  8255  sebanyak  8bit  x  3port/bit =24  port  yang  dapat  berfungsi  sebagai  masukan  atau sebagai keluaran.
Untuk  mengakomodasi  533  masukan  diperlukan  card PPI  8255  sebanyak    533  :  24  =22,208  buah  dibulatkan jadi 23 buah card PPI 8255  Untuk mengakomodasi 156 masukan diperlukan card PPI 8255 sebanyak   156  :  24 =  6,5  buah  dibulatkan  jadi  7  buah  card  PPI  8255  Total dibutuhkan untuk masukan dan  keluaran sebanyak 23 + 7 = 30 buah card PPI 8255.
 Koneksi  Rangkaian  Simulator  dengan  Card  PPI 8255
Untuk  mengakomodasi  1 unit AHU  diperlukan  4 rangkaian FCU dan 1  rangkaian blower .  Satu rangkaian FCU memerlukan 9 buah masukan dan 2 buah keluaran jadi untuk 4 buah FCU diperlukan 36 buah masukan dan 8  buah  keluaran,  sedangkan  untuk  rangkaian blower diperlukan  5  buah  masukan  dan  4  keluaran.  Dengan demikian  untuk  1 unit rangkaian  AHU  diperlukan masukan  41  buah  dan  keluaran  12  buah,  total  masukan dan  untuk  1 unit AHU  adalah  53  buah.  Oleh  karena  1
card  PPI  8255  berkapasitas  24  port  I/O  maka  untuk  53 buah  masukan  keluaran  1 unit AHU  diperlukan  2  buah card  PPI  8255.  Gambar  rangkaian  koneksi  antara Simulator  1 unit AHU  dengan  2  card  PPI  8255  yang terhubung dengan komputer ditunjukkan pada rangkaian di bawah ini:
Gambar 4. Koneksi simulator AHU dengan komputer.

## 3.4. Program Monitor AHU
Program  monitor  berfungsi  memonitor  kondisi  I/O (masukan/keluaran)  dari  AHU.  Yang  dimonitor  adalah status tombol-tombol  masukan, status sensor-sensor dan status  Kompresor, Fan  evaporator dan Blower .  Dari program monitor ini juga dapat di-on-kan dan di-off-kan unit FCU dan Blower nya.
Masukan untuk  program  monitor dari unit FCU dan Blower diwakili  oleh  tombol-tombol  tekan  yang dilengkapi  indikator  seperti  ditunjukkan  pada  gambar berikut:

## Gambar 5. Tombol-tombol masukan dari FCU.
Dalam  simulasinya  tombol-tombol  di  atas  dapat akses  untuk  ON  atau  OFF  menggunakan  mouse.  Cara kerja  PB-ON,  Rem-ON,  PB-OFF  dan  Rem-OFF  adalah sama  seperti Push  button ,  yaitu  jika  ditekan  maka kontak  normally  open  menjadi  normally  close  dan sebaliknya  kontak  normally  close  menjadi  normally open.  Sedangkan  tombol  MCB,  OCS,  LP,  HP  dan  OH jika  di  klik  maka  kontak  normally  open  akan  jadi normally  close,  normally  close  menjadi  normally  open, kontak tersebut akan tetap pada posisinya sampaikan ada klikan  berikutnya  untuk  mengembalikan  posisi  kontak sebelumnya,  jadi  cara  kerjanya  sama  seperti  komponen aslinya
Gambar 6. Tombol masukan dari blower .
Gambar 7. Indikator starting Y-D dan indikator blower .

## Gambar 8. Tampilan program monitor FCU-1.
Untuk  menjalankan  program  monitoring  di  atas  maka prosedurnya adalah sebagai berikut:
1. Aktifkan program monitor AHU.
2. Kondisi  tombol-tombol  dalam  kondisi  normal
(terbuka atau tidak sedang ditekan).
3. Kondisi  tombol  MCB  sedang  aktif  (menyambung) berwarna biru muda. 4. Kondisi tombol sensor-sensor sedang aktif (menyambung) berwarna biru muda. 5. Tekan  sesaat  tombol  PB-ON  atau  Rem-ON  (remote ON)  maka  yang  terjadi  adalah  Lampu  Indikator Kompresor dan Fan evaporator menyala. 6. Jika ditekan sesaat tombol PB-OFF  atau Rem –OFF maka  lampu  indikator  Kompresor  dan Fan  evaporator akan padam bersamaan.
7. Kembali  tekan  seaat  PB-ON  maka  Indikator Kompresor  dan Fan  evaporator akan  menyala,  jika MCB di tekan maka tombol MCB akan berwarna Merah akibatnya  Indikator  Kompresor  dan Fan  evaporator akan padam bersamaan.
8. Kembalikan  posisi  MCB,  dan  tekan  seaat  PB-ON maka  Indikator  Kompresor  dan Fan  evaporator akan menyala,  jika  OCS  di  tekan  maka  tombol  OCS  akan berwarna  Merah  akibatnya  Indikator  Kompresor  padam
sedangkan  Indikator Fan  evaporator akan  tetap menyala.  Pada  kondisi  ini  proses  pendinginan  pada kompresor  tidak  terjadi,  hanya  kipas  saja  yang  bekerja. Kondisi  ini  dipandang  tidak  normal  sehingga  harus diatasi.
9. Demikian juga jika salah dari LP, HP atau OH yang bekerja  (aktif)  maka  kompresor  akan  padam  tetapi Fan evaporator tetap bekerja.

## 4. ANALISIS  HASIL  DAN  DISKUSI  KENDALI BEBAN TERPUSAT
Berikut ini akan dibahas hasil-hasil dari perancangan kendali  beban  terpusat.  Kendala  yang  dihadapi  dalam mengimplementasikan  kendali  beban  terpusat  dalam penelitian ini adalah:
1. Sistem  AHU  pada  PT.  MPIM  sudah  berjalan  sejak tahun  2004  (sistem  existing),  sehingga  tidak  bisa dilakukan modifikasi pada unit nyatanya.
2. Slot  ISA  pada  komputer  terbatas  hanya  3  slot  saja dan komputer dengan slot  ISA sulit  untuk ditemukan di pasaran saat ini. Jumlah Card PPI 8255 yang dibutuhkan adalah  30  buah,  sehingga  tidak  mungkin  untuk dikoneksikan  secara  serempak  pada  komputer  yang terbatas hanya memiliki 3 slot ISA.
Oleh  karena  itu  hasil  yang  diperoleh  dalam  penelitian ini adalah dalam bentuk simulasi program monitor  pada komputer  yang  merupakan  simulasi  program  monitor dan kendali beban terpusat.
4.1 Tanggapan Daya Seluruh Unit AHU  Tanggapan Daya Secara Konvensional
Gambar   9.  menunjukkan  aktifasi seluruh unit AHU yang  dimulai  dari  jam  09.00  sampai  dengan  jam  21.00 (12  jam).  Seluruh AHU diaktifkan, berarti daya sebesar 1,06MW bekerja selama 12 jam per hari.
Konsumsi daya per hari dari AHU adalah 1,06MW x 12 h =12,72 MWh per hari.
Konsumsi daya per bulan dari AHU adalah 12,72 MWh x 30 = 381,6 MWh per bulan.
Gambar 9. Tanggapan daya seluruh AHU secara konvensional.
 Tanggapan Daya Dengan Kendali Beban Terpusat
Pada  Gambar  10.  juga  ditunjukkan  penerapan kendali  beban  terpusat  dari  seluruh  unit  AHU  dari  jam 09.00-21.00.  Berikut  ini  hasil  pengamatan  jumlah pengunjung,  temperatur  luar  gedung  dan  temperatur  di dalam gedung.
*  Pada  jam  09.00  mal  mulai  operasional  udara  dalam gedung  perlu  didinginkan,  pengunjung  belum  datang, para  pedagang  sudah  datang,  temperatur  udara  luar gedung 30 o C. Diperlukan AHU yang aktif 425kW untuk kondisi  pada  jam  09.00  ini.  Daya  425kW  berlangsung sampai dengan jam 10.00.
* Pada jam 10.00 pengunjung mulai ramai mengunjungi mal, pengukuran udara luar gedung adalah 30,5 o C, yang berarti suhu di luar gedung naik 0,5 o C. Pada kondisi ini diperlukan  daya  AHU  yang  aktif  sebesar  600kW  yang merata  di  setiap  lantai  yang  mal.  Daya  600kW berlangsung sampai jam 12.00.
* Pada jam 12.00 pengunjung mal masih ramai dan suhu udara  luar  bisa mencapai  32 o C-33 o C  sehingga diperlukan  daya  AHU  maksimum  mengkondisikan udara dalam gedung. Diperlukan daya sebesar 1.060kW supaya  udara    dalam  gendung  bisa  dingin,  keadaan  ini berlangsung sampai jam 18.00.
*    Pada  jam  18.00  suhu  udara  luar  gedung  sudah  turun dan  mencapai  30 o C,  jumlah  pengunjung  masih  ramai, diperlukan  daya  AHU  yang  aktif  sebesar  500kW, kondisi ini berlangsung sampai dengan jam 20.00. *  Jam  20.00  suhu  udara  luar  sedikit  menurun  yaitu menjadi  29,5 o C,  pengunjung  mulai  berkurang,  sehingga hanya  diperlukan  daya  350kW  yang  aktif  untuk mendinginkan  udara  di  dalam  gedung.  Kondisi  ini berlangsung sampai jam 21.00.
*  Pada  jam  21.00  layanan  gedung  dihentikan  seluruh AHU dimatikan, para pengunjung meninggalkan gedung dan  para  pedagang  bersiap  untuk  pulang.  Suhu  udara luar  sekitar  29 o C.  Operasional  gedung  akan  dilanjutkan pada keesokan harinya pada jam layanan yang sama. Berdasarkan  uraian  di  atas  maka  Gambar  10 menunjukkan  tanggapan  daya  AHU  yang  diaktifkan mulai jam 09.00 sampai dengan jam 21.00.
Gambar 10. Tanggapan daya AHU dengan kendali beban terpusat selama 12 jam per hari.
Dari Gambar 10. dijelaskan konsumsi energi AHU. Untuk  penerapan  kendali  secara  konvensional  jumlah daya dari seluruhan AHU adalah 1,06MW. AHU bekerja selama  12  jam  per  hari  berarti  konsumsi  energi  AHU secara konvensional (E konv ) selama sehari adalah: E konv/hr = 1,06MW x 12 h/hr = 12,72 MWh/hr Jika  1 bulan 30 hari  maka  konsumsi daya  per  bulannya adalah:
E konv/bln = 12,72MWh/hr x 30 hr/bln = 381,6 MWh/bln
Untuk  penerapan  kendali  beban  terpusat  jumlah  daya yang  diaktifkan  bervariasi  sesuai  kebutuhan.  Konsumsi energi AHU  secara  kendali beban  terpusat (E kbt ) selama sehari adalah:
Jam  09.00-11.00  (2  jam)  AHU  yang  aktif  5  unit  AHU, daya  5  AHU  adalah  406,41  kW,  sehingga  konsumsi energinya:
E ktb-5 =  406,41  kW  x  2  h/hr  =  812,82  kWh/hr  atau  = 0,81282 MWh/hr
Jam  11.00-13.00  (2  jam)  AHU  yang  aktif  7  unit  AHU, daya  7  AHU  adalah  568,974  kW,  sehingga  konsumsi energinya:
E ktb-7 =  568,974  kW  x  2  h/hr  =  1137,948  kWh/hr atau  = 1,137948 MWh/hr
Jam 13.00-17.00 (4 jam) AHU yang aktif 13 unit AHU, daya 13 AHU  adalah 1056,666 kW, sehingga  konsumsi energinya:
E ktb- 13 = 1056,666 kW x 4 h/hr = 4226,664 kWh/hr atau = 4,226664 MWh/hr
Jam  17.00-19.00  (2  jam)  AHU  yang  aktif  6  unit  AHU, daya  6  AHU  adalah  487,692  kW,  sehingga  konsumsi energinya:
E ktb-6 = 487,692 kW kW x 2 h/hr = 975,384 kWh/hr atau = 0,975384 MWh/hr
Jam  19.00-21.00  (2  jam)  AHU  yang  aktif  4  unit  AHU, daya  4  AHU  adalah  325,13  kW,  sehingga  konsumsi energinya:
E ktb-4 =  325,13kW  kW  x  2  h/hr  =  650,26  kWh/hr  atau  = 0,65026 MWh/hr
Total konsumsi daya per hari dengan penerapan kendali beban terpusat adalah:
E ktb-tot/hr =  0,81282 MWh/hr + 1,137948 MWh/hr + 4,226664 MWh/hr + 0,975384 MWh/hr + 0,65026 MWh/hr
E ktb-tot/ hr =   7,803072 MWh/hr
Jika 1 bulan 30 hari  maka  konsumsi daya  per  bulannya adalah:
E ktb-tot/bln =    7,803072  MWh/hr  x  30  hr/bln  =  234,0922 MWh/bln
Dari  perhitungan  di  atas  dapat  dilihat  bahwa  dengan Kendali Beban Terpusat konsumsi energinya lebih kecil (234,0922  MWh/bln)  dibandingkan  dengan  kendali secara  konvensional  (381,6  MWh/bln),  selisihnya adalah:
Penghematan  energi  per  bulan  =  381,6  MWh/bln  - 234,0922 MWh/bln  = 147,5078 MWh/bln Dalam bentuk persentase, penghematan energi per bulan adalah:
%Hemat/bln = , / , / = 38,66%
Dengan  adanya  pengehamatan  daya  dan  energi  pada sistem  AHU  ini,  maka  PT.MPIM  dapat  memanfaatkan daya  yang  terhemat  untuk  mengaktifkan  peralatan- peralatan  lainnya  dan  penghematan  energi  dapat merupakan penghematan secara ekonomis.
Berikut  diberikan  tabel  penghematan  daya  dan  energi harian  dan  bulanan  dari  sistem  kendali  beban  terpusat dan secara konvensional.
Tabel 3. Ringkasan penghematan energi dan daya.

## 5. Kesimpulan
Dari  hasil-hasil  yang  diperoleh  dalam  simulasi dibandingkan  dengan  konsep  dan  perancangan  yang telah  dibahas  maka  berikut  ini  ditarik  beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Kendali Beban Terpusat akan memudahkan pelaksana  teknis  dalam  meng-on-kan  dan  meng-off-kan unit-unit  AHU  sekaligus  memudahkan  memonitor aktifasi  seluruh  unit  AHU  karena  dilakukan  dari  satu ruang kendali utama.
2. Kendali beban terpusat akan memberikan penghematan  secara  bervariasi  tergantung  jumlah  unit yang  diaktifkan  selama  sehari  atau  selama  sebulan. Penghematan  tersebut  adalah  dalam  bentuk  daya  dan energi, dari contoh aktifasi yang diberikan penghematan tersebut besarnya adalah 38,46%.

## Referensi
[1]. Best  Practices  Guidebook,  “ Demand  Side Management For Pacific Island Power Utilities,” UNDESA /SOPAC – IIEC.
[2]. Ekadewi A. Handoyo, Wahyudi Jonathan, 2007. “Audit Energi Listrik Pada Empat Mesin Injeksi Utama di PT MMM”,  Prosiding  Seminar  Nasional  XIII  FTI-ITS, Surabay.
[3]. Elyza  Rizka  dkk ,  ”Buku  Panduan  Efisiensi  Energi  di Hotel” , ISBN 979-98399-2-0, kerjasama Pelangi dengan Alliance to Save Energy.
[4]. Forum  Hemat  Listrik,  ” Langkah  Menghemat  Biaya Dengan Cara  Menghemat  Listrik”, PT.  PLN  (Persero) Distribusi Jawa Barat & Banten, Januari 2008.
[5]. I  Made  Nuarsa,  Hari  Supriyanto  dan  Naning  Aranti Wessiani, 2008. “Pengurangan Waste Air Conditioning System Pada Gedung Komersial Dengan Pendekatan  Manajemen  Energi  (Studi  Kasus:  Hotel Inna  Simpang  Surabaya)”, Prosiding  Seminar Nasional  Manajemen  Teknologi  VIII,  Program  Studi MMT-ITS, Surabaya.
[6]. Matcho,  Jon;  Faulkner,  David  R.,  2002. “Panduan Penggunaan Delphi”, Penerbit ANDI, Yogyakarta.
[7]. Mismail,  Budiono,  1998. “Dasar-Dasar  Rangkaian Logika Digital”, Penerbit ITB, Bandung.
[8]. Peraturan  Presiden  Republik  Indonesia  No.  5  tahun 2006, Tentang ,”Kebijakan Energi Nasional” , Presiden Republik Indonesia.
[9]. Standar  Nasional  indonesia  (SNI  03-6196-2000) ” Prosedur  Audit  Energi  Pada  Bangunan  Gedung”, Badan Standar Nasional
[10]. Suhail,  Mohammed  Abdallah  Suhail,  1997. “Direct Load Control  using  Programmable  Logic Controller” , Thesis  for  Faculty  of  The  College  of  Graduate  Studies King Fahd University of Petroleum & Minerals Dhahran, Saudi Arabia
[11]. Supriadi,  Muhammad,  2005. “Pemrograman  IC  PPI
8255 Menggunakan Delphi”. Penerbit ANDI, Yogyakarta.