Cara Menentukan Kebutuhan Kapasitas Genset

 

Generator Set (Genset) 3 Phase

Generator set atau biasa disebut genset adalah mesin pembangkit listrik yang didesain compact, sehingga mudah dipindahkan dan mudah dipasang kembali. Komponen utama genset terdiri dari dua jenis mesin, yang pertama adalah fuel engine (mesin disel atau mesin bensin), dan yang kedua adalah generator listrik. Fuel engine berfungsi mengubah energi panas dari pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Sementara generator, berfungsi mengubah energi mekanik dari fuel engine menjadi energi listrik. Selain dua komponen utama tersebut, tentu dalam sebuah genset akan terdapat engine cooling system, fuel injector system, serta sistem kontrol dan monitor.

 

Berdasarkan keluaran energi listriknya, genset dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu genset 3 phase dan genset 1 phase. Genset 3 phase akan menghasilkan daya listrik 3 phase (R,S,T atau U,V,W), dan umumnya digunakan oleh pabrik, hotel, apartemen, rumah sakit, dan bangunan pengguna daya listrik besar lainnya. Genset 3 phase juga umumnya menggunakan bahan bakar solar (diesel engine), karena lebih hemat biaya bahan bakar dibandingkan bensin. Dan, karena kapasitas genset 3 phase umumnya cukup besar, maka dimensi unitnya pun cukup besar, sehingga umumnya didesain untuk instalasi stasionary (tidak berpindah pindah), kecuali untuk kebutuhan khusus.

 

Genset 1 phase akan menghasilkan daya listrik 1 phase, dan umumnya digunakan oleh pengguna listrik berdaya kecil, seperti rumah tangga, home industry, kantor kepala desa, dan lain-lain. Genset 1 phase umumnya berukuran cukup kecil dan didesain untuk instalasi mobile (mudah dipindahkan). Kemudian, sama halnya dengan genset 3 phase, genset 1 phase juga umumnya menggunakan bahan bakar solar (diesel engine).

 

Genset 1 Phase

Pada artikel ini, kami ingin membahas tentang cara menentukan kebutuhan kapasitas genset secara ideal. Tentu kalian memahami, bahwa kapasitas genset yang terlalu kecil terhadap total beban, akan mengakibatkan genset tidak mampu menyuplai ke seluruh beban, akan tetapi, kapasitas genset yang terlalu besar juga akan menyebabkan penggunaan genset tidak efisien (lebih boros bahan bakar, menggunakan space area lebih besar, dan efisiensi konversi energi lebih rendah). Oleh karena itu, kita perlu menentukan kapasitas genset agar lebih sesuai dengan kebutuhan total beban listrik yang akan di suplai, berikut kami bahas secara sistematis.

 

Analisa Total Beban

Langkah pertama yang perlu kita tentukan adalah total beban listrik yang ingin disuplai oleh genset. Beban listrik adalah semua peralatan listrik, seperti pada beban rumah tangga berupa lampu, air conditioner, televisi, pompa air, kulkas, mesin cuci, dan lain-lain. Sedangkan pada sebuah pabrik, beban listrik berupa motor listrik, air handling unit, water chiller, mesin-mesin produksi, dan lain-lain. Beban listrik biasa dinyatakan dalam satuan Watt (W) atau kilowatt (kW), dimana nilai tersebut merupakan konsumsi daya listrik maksimum dari suatu peralatan listrik.

 

Jika genset hendak dijadikan sebagai back up supply, maka tidak semua peralatan dihitung sebagai beban genset. Biasanya, genset sebagai back up, hanya akan menyuplai beberapa beban primer saja, seperti penerangan atau suatu mesin yang tidak boleh berhenti beroperasi. Namun, jika genset dijadikan sebagai main supply, maka semua peralatan listrik harus dihitung. Oleh karen itu, sebelum menentukan kapasitas genset, tentukanlah terlebih dahulu total kebutuhan bebannya, dalam satuan Watt atau Kilowatt.

 

Nilai Tegangan Nominal

 

Tegangan nominal (nominal voltage) adalah nilai tegangan listrik keluaran genset yang diinginkan. Nilai ini tentu harus sesuai dengan kebutuhan beban-beban listrik yang akan disuplai. Di Indonesia, standard nilai tegangan untuk listrik 1 phase adalah 220 Vac dengan toleransi 10%, sedangkan standard nilai tegangan untuk listrik 3 phase adalah 220/380 Vac dengan toleransi 10% (220V untuk tegangan phase dengan netral, 380V untuk tegangan phase dengan phase). Apabila kita mendesain untuk keperluan beban listrik lain, misalnya 110Vac yang digunakan dibeberapa negara, maka tegangan nominal genset perlu menyesuaikan. Akan tetapi, untuk genset dengan sistem kontrol yang lebih canggih, umumnya di lengkapi dengan komponen automatic voltage regulator (AVR), dimana tegangan output dapat diatur dengan rentang nilai yang cukup luas.

 

Menentukan Kapasitas Genset 1 Phase

 

Kapasitas genset dinyatakan dengan daya tampak (apparent power) maksimum yang dapat dihasilkan, dengan satuan volt-ampere (VA) atau kVA. Pada sistem listrik 1 phase, daya tampak ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

 

S          = P / pf

 

S              : Daya tampak (kVA) atau kapasitas genset

P             : Daya aktif (kW) atau kapasitas beban

pf            : Power factor/faktor daya

Note      : Nilai pf bervariasi bergantung spesifikasi genset, namun, tipikalnya genset memiliki power factor senilai 0,8.

 

Sebagai contoh, apabila pada tahap Analisa total beban, kita mendapati kapasitas total beban 1 phase adalah sebesar 2 kW, maka kapasitas genset yang dibutuhkan untuk suplai beban 2 kW adalah sebagai berikut:

 

S              = P / pf

S              = 2 kW / 0,8

S              = 2,5 kVA

 

Note : pada sistem kelistrikan 1 phase, P = S x pf = V x I x pf (jadi, S = V x I, dimana V adalah tegangan dan I adalah arus listrik).

 

Menentukan Kapasitas Genset 3 Phase

 

Pada sistem listrik 3 phase, daya tampak dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

 

S          = P / pf

 

S              : Daya tampak (kVA) atau kapasitas genset

P             : Daya aktif (kW) atau kapasitas beban

pf            : Power factor/faktor daya

Note      : Nilai pf bervariasi bergantung spesifikasi genset, namun, tipikalnya genset memiliki power factor senilai 0,8.

 

Sebagai contoh, apabila pada tahap Analisa total beban, kita mendapati kapasitas total beban 3 phase adalah sebesar 100 kW, maka kapasitas genset yang dibutuhkan untuk suplai beban 100 kW adalah sebagai berikut:

 

S              = P / pf

S              = 100 kW / 0,8

S              =  125 kVA

 

Note : pada sistem kelistrikan 3 phase, P = S x pf = 1,732 x V x I x pf (jadi, S = 1,732 x V x I, dimana V adalah tegangan dan I adalah arus listrik).

 

Oversize Kapasitas Genset

 

Perhitungan kapasitas genset yang dibutuhkan pada contoh di atas merupakan penentuan secara ideal berdasarkan perhitungan matematis. Pada praktek desain, umumnya seorang engineer akan melakukan oversize sebesar 25% dari kapasitas genset hasil perhitungan. Tujuan dilakukannya oversize adalah untuk memastikan kapasitas genset tidak kurang dari total beban (redundancy), kemudian alasan yang lebih penting adalah untuk berjaga-jaga apabila suatu waktu kedepan, ada penambahan beban baru yang perlu di back up oleh genset tersebut, sehingga dengan kapasitas yang telah oversize, tidak menimbukan masalah perlunya penggantian genset baru apabila kebutuhan kapasitas meningkat.

 

Demikian pembahasan kami tentang cara menentukan kebutuhan kapasitas genset. Apabila kalian ingin berdiskusi lebih dalam, atau memberikan tambahan referensi, kritik atau saran untuk pengembangan artikel ini, silahkan untuk meninggalkan komentar.

 

Penulis : ER

 

Share this post