Listrik adalah sumber energi sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Pemakaian listrik yang tidak efisien bisa mengakibatkan biaya tagihan listrik tak terkendali. Salah satu solusi dalam meningkatkan efisiensi listrik yaitu memakai kapasitor bank. Anda harus paham perhitungan kapasitor bank.
Kapasitor bank merupakan rangkaian beberapa kapasitor yang tergabung secara paralel dan memiliki tujuan dalam meningkatkan power factor serta mengurangi biaya listrik. Lalu, bagaimana cara hitung kapasitor bank? Simak panduan lengkapnya berikut!
Mengenal Kapasitor Bank
Kapasitor bank dipakai untuk menyimpan energi listrik serta mengkondisikan aliran energi listrik itu sendiri. Peningkatan jumlah kapasitor dalam kapasitor bank bisa menyebabkan kapasitas energi yang bisa disimpan dalam satu perangkat ikut meningkat.
Kapasitor bank merupakan kumpulan fisik beberapa kapasitor yang mempunyai spesifikasi umum kemudian disambungkan secara seri atau paralel guna membentuk sebuah kapasitor bank yang bisa menyimpan energi listrik.
Bank kapasitor yang terbentuk ini lalu dipakai dalam memperbaiki pergeseran fasa atau kelambatan faktor daya dalam catu daya AC.
Lalu, fungsinya yaitu untuk memperbaiki kualitas daya, misalnya memperbaiki faktor daya, mengurangi rugi transmisi, serta memperbaiki mutu tegangan di sisi beban.
Dinamakan kapasitor bank karena terdiri atas berbagai kapasitor ynag disusun paralel supaya mencapai kapasitas kVAR yang diinginkan.
Contohnya saat kapasitas yang diinginkan yaitu 12 kVAR dan setiap kapasitor akan dipasang 2 kVAR, maka akan dipasang 6 kapasitor yang tersusun secara paralel guna memenuhi daya senilai 12 kVAR.
Kapasitor bank dipasang di sisi beban dalam suatu sistem kelistrikan. Kapasitor bank ini sering dipasang di pabrik yang empunyai daya listrik besar. Namun, sekarang kapasitor ini juga bisa dipakai di rumah dengan tujuan untuk menghemat daya listrik.
Saat ini sudah banyak tersedia kapasitor bank yang dijadikan sebagai alat penghemat daya di rumah tangga. Harganya juga cukup terjangkau.
Apa Fungsi Kapasitor Bank?
Fungsi utama dari pemasangan kapasitor bank dalam sistem kelistrikan yaitu memperbaiki faktor daya atau cos φ sehingga daya reaktif yang dipakai pelanggan tidak memperoleh denda PLN.
Perlu diketahui bahwa batasan faktor daya supaya tidak mendapatkan denda PLN berhubungan dengan pemakaian daya reaktif yaitu (0,85 – 1). Apabila kurang dari nilai tersebut, PLN akan memberikan denda karena faktor daya rendah.
Hal ini dilakukan sebagai bentuk kompensasi kerugian yang dialami oleh PLN karena rugi-rugi daya yang diakibatkan oleh faktor daya rendah. Perlu diingar bahwa hanya pelangan skala besar, seperti pabrik yang dikenai biaya denda kVAR ini.
Rumus Perhitungan Kapasitor Bank
Rumus yang digunakan untuk menghitung kapasitor bank yaitu sebagai berikut
Qc =Q1-Q2
Keterangan:
Qc = Daya Reaktif kapasitor bank yang diperlukan
Q1 = Daya Reaktif sebelum perbaikan
Q2 = Daya Reaktif yang ingin dicapai
Namun, perlu diketahui terlebih dulu nilai daya reaktifnya. Untuk itu, gunakan rumus berikut:
Q = √S² – P²
Keterangan:
Q = Daya Reaktif
S = Daya terpasang atau daya semu (KVA)
P = Daya Aktif (KW)
Contoh Perhitungan Kapasitor Bank
Berikut terdapat beberapa contoh soal studi kasus yang berhubungan dengan perhitungan nilai kapasitor bank.
Studi Kasus 1
Suatu pabrik memakai listrik dengan daya 1.000 KVA. Ketika pabrik itu beroperasi dengan beban puncak, nilai Cosphi sebesar 0,70. Hitung kebutuhan kapasitor bank yang wajib dipasang guna memperbaiki faktor daya atau cosphi menjadi 0,90!
Diketahui:
S = 1.000 KVA
P = 1.000 KVA x 0,70 = 700 KW
Pembahasan:
Cara menghitung nilai kapasitor untuk perbaikan faktor daya, terlebih dahulu gunakan rumus:
Q = √S² – P²
Q1 = √1000² – 700²
Q1 = √510.000
Q1 = 714,14 KVAr
Maka diketahui Q1 yaitu sebesar 714,14 KVAr
Selanjutnya hitung daya reaktif (Q2) memakai nilai cosphi yang ingin dicapai, yaitu dari 0,70 menjadi 0,90
Diketahui:
P = 700KW
S = 700KW : 0,90 = 777,7KVA
Pembahasan
Q2 = √S² – P²
Q = √777,7² – 700²
Q = √604.817,29 – 490.000
Q = √114.817,29
Q = 338,84 KVAr
Maka diketahui bahwa Q2 yaitu sebesar 338,84 KVAr
Selanjutnya, untuk mengetahui perhitungan kebutuhan kapasitor bank, gunakan rumus:
Qc = Q1- Q2
Qc = 714,14 KVAr – 338,84 KVAr
Qe = 375,3 KVAr
Dari perhitungan kapasitor bank tersebut, maka dapat diketahui bahwa untuk memperbaiki faktor daya dalam suatu instalasi listik yang memiliki daya terpasang senilai 1000KVA, dari yang semula cosphi 0,70 menjadi 0,90 diperlukan pemasangan kapasitor bank sebesar 375,3 KVAr.
Studi Kasus 2
Sebuah lampu TL memiliki daya sebessar 10 W dengan tegangan sebesar 220 V dan faktor daya sebesar 0,35. Hitung nilai kapasitas kapasitornya untuk mencapai faktor daya 0,9.
P = V.I.Cos θ
I1 = P/V.Cos θ
I1 = 10 / 220 x 0,35
I1 = 10 / 77 = 0,1298 A = 129,8 mA
Konsumsi arus listrik yang diperlukan menurut teori jika Cos θ sebesar 0,9 yaitu:
I2 = P/V.Cos θ
I2 = 10 / 220 x 0,9
I2 = 10 / 198
I2 = 0,0505 A = 50,5 mA
Cara menentukan besarnya kapasitas kapasitor, yaitu sebagai berikut:
Cos θ1 = 0,35 à θ1 = Cos-1 x 0,35 = 69,5
Cos θ2 = 0,9 à θ2 = Cos-1 x 0,9 = 25,84
P1 (daya nyata) = 10 W
S1 (daya semu) = P / Cos θ1
S1 = P / Cos θ1
S1 = 10 / 0,35
= 28,571 VA
atau
S1 = V.I = 220 x 0,1298 = 28,556 VA
Daya Reaktif (Q1) = S x Sin θ1
= 28,556 x Sin 69,5
= 26,747 VAR
P2 (daya nyata) = P1 = 10 W
S2 (daya semu) = P / Cos θ2
S2 = P / Cos θ2
S2 = 10 / 0,9
S2 = 11,11 VA
atau
S2 = V.I = 220 x 0,0505 = 11,11 VA
Daya Reaktif (Q2) = S x Sin θ2
= 11,11 x Sin 25,84
= 4,8423 VAR
Daya reaktif yang harus dihilangkan perlu dihitung memakai rumus berikut:
ΔQ = Q2 – Q1
= 4,8423 – 26,747 = – 21,9047 VAR
Nilai kapasitas kapasitor yang dipakai untuk memperoleh sudut (Phi) 0,9 yaitu :
C = Qc / -V².ω
= – 21,9047 / (- 220² x 314)
= 21,9047 / 15.197.600
= 1,4 μF
Jadi, untuk penghematan konsumsi listrik dengan memakai beban diatas, setelah dihitung, hasilnya menunjukkan bahwa kapasitor yang harus dipasang sebesar 1,4 μF.
Penutup
Di dunia industri, kebutuhan energi listrik jumlahnya lebih besar dibanding dengan kebutuhan konsumsi listrik rumah tangga. Untuk itu perlu pemasangan kapasitor bank supaya bisa meningkatkan efisiensi listrik. Selain itu, Anda juga perlu memahami bagaimana perhitungan kapasitor bank itu sendiri.
Yang perlu diingat, penghitungan kapasitor bank harus dilakukan dengan teliti dan cermat supaya tidak terjadi kesalahan dalam pemakaian listrik.
