Penjelasan Faktor Daya Serta Pengaruh Faktor Daya

Selain keselamatan dan keandalan, beberapa tujuan lain termasuk efisiensi harus diupayakan dalam desain dan implementasi sistem kelistrikan. 

Salah satu ukuran efisiensi dalam sistem kelistrikan adalah efisiensi sistem yang mengubah energi yang diterimanya menjadi kerja yang berguna, Efisiensi ini ditunjukkan oleh komponen sistem kelistrikan yang dikenal sebagai Faktor Daya, 

Faktor daya adalah Faktor yang menunjukkan berapa banyak daya yang sebenarnya digunakan untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat oleh beban dan berapa banyak daya yang "dibuang". 

Meskipun namanya terdengar sepele, ini bisa menjadi salah satu faktor utama di balik tagihan listrik yang tinggi.

Untuk dapat menjelaskan faktor daya dan makna praktisnya dengan benar, penting untuk mengingatkan Anda tentang berbagai jenis beban listrik dan komponen Daya yang ada.

Dari kelas kelistrikan dasar, beban listrik biasanya terdiri dari dua jenis;

1. Beban Resistif

Beban resistif, seperti namanya beban ini terdiri dari elemen resistif, Beban resistif adalah beban listrik pada rangkaian listrik AC, yang diakibatkan oleh peralatan listrik dengan sifat resistif murni, sehingga beban tersebut tidak mengakibatkan pergeseran fasa arus maupun tegangan listrik jaringan, salahsatu Contoh beban resistif yaitu bola lampu pijar dan baterai.

Komponen daya yang terkait dengan beban resistif disebut sebagai Daya Aktual, Daya Aktual ini juga terkadang disebut sebagai Daya Kerja. 

Jika Anda baru mengenal daya AC dan merasa bingung dengan semua bentuk gelombang ini, maka disarankan untuk membaca tentang dasar-dasar tegangan AC untuk memahami cara kerja daya AC.

2. Beban reaktif

Beban reaktif dapat menyebabkan penurunan tegangan dan menarik arus dari sumbernya, Daya reaktif adalah daya yang dibutuhkan untuk pembentukan medan magnet atau daya yang ditimbulkan oleh beban yang bersifat induktif atau kapasitif.

Pada beban induktif, daya yang ditarik digunakan untuk mengatur fluks magnet tanpa ada kerja langsung yang dilakukan 

sedangkan untuk beban kapasitif, daya digunakan untuk mengisi kapasitor dan tidak menghasilkan Daya kerja. 

Daya yang dihamburkan dalam beban reaktif disebut sebagai daya reaktif, Beban reaktif dicirikan oleh arus mendahului Beban kapasitif atau tertinggal dari Beban induktif di belakang tegangan, dengan demikian, perbedaan fasa biasanya ada di antara arus dan tegangan.

Dua grafik di atas mewakili beban Induktif dan Kapasitif di mana di sisi kiri faktor Daya tertinggal dan disisi kanan faktor daya mendahului.

Variasi kedua jenis beban tersebut menyebabkan adanya tiga komponen daya dalam sistem kelistrikan, yaitu;

• Daya Aktif
• Daya Reaktif
• Daya Semu

1. Daya Aktif

Daya Aktual atau Daya Aktif adalah Daya yang terkait dengan beban resistif, Daya Ini adalah komponen daya yang terbuang  ke kinerja kerja aktual dalam sistem kelistrikan, Dinyatakan dalam Watt (W) dan secara simbolis diwakili oleh huruf P.

2. Daya Reaktif

Ini adalah daya yang terkait dengan beban reaktif, Akibat penundaan antara tegangan dan arus dalam beban reaktif, energi yang ditarik dalam reaktif baik kapasitif atau induktif tidak menghasilkan kerja yang di butuhkan. Daya Ini disebut sebagai daya Reaktif dan satuannya adalah Volt-Ampere Reactive (VAR).

3. Daya Semu

Dalam suatu sistem kelistrikan, Daya Total merupakan gabungan dari komponen daya aktual dan daya reaktif, daya total ini disebut juga Daya Semu.

Daya semu merupakan hasil dari jumlah daya Aktual dan daya reaktif,  Satuannya adalah volt-amp (VA) dan diwakili secara matematis oleh persamaan;

Daya Semu = Daya Aktual + Daya Reaktif

Dalam situasi Ideal, daya aktual yang terbuang dalam sistem kelistrikan biasanya lebih besar daripada daya reaktif. 

Gambar di bawah ini menunjukkan diagram vektor yang digambar menggunakan tiga Komponen Daya

Diagram vektor ini dapat diubah menjadi segitiga daya seperti gambar di bawah ini.

Faktor daya dapat dihitung dengan mendapatkan sudut theta (ϴ) yang ditunjukkan di atas, Di sini theta adalah sudut antara Daya Nyata (W) dan Daya Semu (VA). 

Kemudian, mengikuti aturan kosinus faktor daya dapat di hitung sebagai rasio daya aktual dengan daya semu, Rumus untuk menghitung Faktor Daya diberikan di bawah ini

P.F. = Daya Aktual / Daya Nyata atau P.F. = Cosϴ

Dari rumus ini dapat menyatakan pengurangan beban reaktif (daya reaktif) menyebabkan peningkatan faktor daya, yang menunjukkan efisiensi tinggi dalam sistem dengan beban kurang reaktif.

Nilai Faktor Daya akan selalu berada di antara nilai 0 dan 1, semakin mendekati satu semakin tinggi efisiensi sistem, nilai faktor daya yang ideal dianggap 0,8. Nilai faktor daya tidak memiliki satuan.

Pentingnya Faktor Daya

Jika nilai faktor daya rendah artinya, energi dari sumber listrik banyak yang terbuang sia-sia karena sebagian besar tidak digunakan untuk pekerjaan yang di perlukan, Ini terjadi karena beban banyak mengkonsumsi daya reaktif dibandingkan dengan daya Aktif

Faktor Daya ini biasanya menyebabkan tagihan listrik yang sangat besar bagi konsumen terutama untuk konsumen industri karena perusahaan utilitas menghitung konsumsi dalam hal daya aktual dengan demikian, konsumen industri membayar daya yang tidak digunakan.

PLN terkadang juga mendenda konsumen jika mereka menarik lebih banyak daya reaktif karena menyebabkan kelebihan beban pada sistem. 

Denda ini dikenakan untuk mengurangi faktor daya rendah yang menyebabkan beban digunakan di industri.

perhatikan contoh di bawah ini

Sebuah pabrik yang mengoperasikan beban 70kW dapat dialiri daya dengan Generator/ Transformator dan kabel dengan tegangan 70 kVA jika pabrik beroperasi dengan faktor daya 1.

Namun, jika faktor daya turun menjadi 0,6 maka bahkan dengan beban yang sama sebesar 70KW, generator atau transformator yang di gunakan harus lebih besar dengan nilai 116,67 kVA (70/0,6) karena generator/transformator harus memasok daya tambahan untuk beban reaktif. 

Selain kenaikan besar dalam kebutuhan daya, ukuran kabel yang digunakan juga perlu ditingkatkan, yang menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam biaya peralatan dan peningkatan kerugian daya sebagai akibat dari hambatan di sepanjang konduktor. 

Cara Meningkatkan Faktor Daya

Dengan penjelasan di atas semua akan setuju dengan saya bahwa lebih ekonomis untuk memperbaiki faktor daya yang buruk daripada terus membayar tagihan listrik yang besar, terutama untuk industri besar. 

Diperkirakan juga bahwa lebih dari 40% tagihan listrik dapat dihemat di industri dan pabrik besar jika faktor daya diperbaiki dan dijaga tetap rendah.

Selain pengurangan biaya bagi konsumen, menjalankan sistem yang efisien berkontribusi pada keandalan dan efisiensi jaringan listrik secara keseluruhan, karena perusahaan utilitas dapat mengurangi kerugian pada saluran dan biaya pemeliharaan sementara itu juga bisa mengurangi jumlah trafo dan infrastruktur pendukung serupa yang diperlukan untuk operasi.

Menghitung Faktor Daya

Langkah pertama untuk memperbaiki faktor daya adalah menentukan faktor daya untuk beban Anda, ini dapat dilakukan dengan cara;

1. Menghitung daya reaktif menggunakan rincian reaktansi beban
2. Menentukan daya nyata yang dihamburkan oleh beban dan menggabungkannya dengan daya semu untuk mendapatkan faktor daya.
3. Penggunaan pengukur faktor daya.
   

Pengukur faktor daya sebagian besar digunakan karena membantu dengan mudah mendapatkan faktor daya dalam pengaturan sistem besar, di mana menentukan rincian reaktansi beban dan daya nyata yang dihamburkan, mungkin merupakan cara yang sulit.

Dengan faktor daya yang diketahui, Anda kemudian dapat melanjutkan untuk memperbaikinya, menyesuaikan faktor daya mendekati 1.

Faktor daya yang direkomendasikan oleh PLN biasanya antara 0,8 dan 1 dan ini hanya dapat dicapai jika Anda menjalankan semua beban resistif atau reaktansi induktif (beban) dalam sistem sama dengan reaktansi kapasitansi.

Karena fakta bahwa penggunaan beban induktif merupakan penyebab yang lebih umum untuk faktor daya rendah, terutama dalam industri karena penggunaan motor Listrik dll), salah satu metode paling sederhana untuk memperbaiki faktor daya adalah dengan membatalkan reaktansi induktif melalui penggunaan kapasitor koreksi yang memperkenalkan reaktansi kapasitif dalam sistem.

Kapasitor koreksi faktor daya bertindak sebagai generator arus reaktif, melawan / mengimbangi daya yang "terbuang" oleh beban induktif. 

Namun, pertimbangan desain yang cermat perlu dilakukan saat memasukkan kapasitor ini ke dalam penyetelan untuk memastikan kelancaran pengoperasian dengan peralatan seperti penggerak kecepatan variabel dan keseimbangan yang efektif dengan biaya. 

Tergantung pada fasilitas, dan distribusi beban, desain dapat terdiri dari kapasitor nilai tetap yang dipasang pada titik beban induktif atau kapasitor bank dengan koreksi otomatis yang dipasang pada bus bar panel distribusi untuk koreksi terpusat yang biasanya lebih hemat biaya dalam sistem besar.

Penggunaan kapasitor sebagai koreksi faktor daya dalam penyetelan memiliki kelemahan, terutama bila kapasitor yang tepat tidak digunakan atau sistem tidak dirancang dengan benar. 

Penggunaan kapasitor dapat menghasilkan beberapa periode singkat "tegangan berlebih", ketika dihidupkan, yang dapat mempengaruhi berfungsinya peralatan seperti penggerak kecepatan variabel, menyebabkannya terputus-putus atau meledakkan sekering pada beberapa kapasitor. 

Gabungan Power Factor dan mengapa itu tidak praktis

Ketika nilai faktor Daya Anda sama dengan 1, maka faktor daya tersebut dikatakan faktor daya yang bagus, tetapi hampir tidak mungkin untuk mencapainya karena fakta bahwa tidak ada sistem yang benar-benar ideal. 

Dalam arti tidak ada beban yang murni resistif, kapasitif atau induktif Setiap beban terdiri dari beberapa elemen yang lain, karena kisaran faktor daya yang dapat direalisasikan seperti itu biasanya hingga 0,9/0,95.

Faktor daya merupakan penentu seberapa baik Anda menggunakan energi dan berapa banyak Anda membayar tagihan listrik terutama untuk industri.

Selain itu, Faktor Daya merupakan penyumbang utama biaya operasional dan bisa menjadi faktor di balik pengurangan margin keuntungan yang belum Anda perhatikan. 

Meningkatkan faktor daya sistem kelistrikan Anda dapat membantu mengurangi tagihan listrik dan memastikan kinerja dimaksimalkan. 

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini