Cara menghitung daya listrik pada Perangkat Elektronik

 

Cara menghitung daya listrik pada Perangkat Elektronik

Pernah memperhatikan jumlah pemakaian listrik rumah anda pada rekening listrik? Bagaimana angka tersebut dapat terbentuk dan darimana asalnya? Jawabannya mudah saja, yaitu dari perangkat elektronik yang dipakai di dalam rumah. Seperti lampu, televisi, lemari es, mesin cuci, kipas angin dsb.
Jika kita membeli perangkat elektronik, seperti televisi, terdapat banyak tulisan kecil yang tercetak pada stiker di belakangnya. Salah satu dari tulisan tersebut kurang lebih seperti ini : POWER : 100 – 240V – 50/60Hz, 135 W.
Sedangkan pada meteran listrik, terdapat beberapa angka yang selalu diakhiri dengan tulisan KWH yang merupakan singkatan dari Kilo Watt per Hour.
Bagaimana hubungan antara Watt pada perangkat elektronik dengan Kilo Watt per Hour pada meteran listrik?
Dengan asumsi seperti contoh keterangan pada stiker di belakang televisi tadi, cara menghitung jumlah daya yang terpakai sesuai spesifikasi tersebut adalah sbb.:

• pemakaian per menit : ((135 / 1000) x jumlah menit) / 60
• pemakaian per jam : 135 / 1000 x 1
• pemakaian per hari : (135 / 1000 ) x jumlah jam
• pemakaian per bulan : ((135 / 1000) x rata-rata jumlah jam per hari) x 30

Jadi, untuk pemakaian televisi selama 8 jam / hari, maka perhitungannya sbb. :

• pemakaian per hari : (135 / 1000 ) x 8 = 1,08 Kwh
• pemakaian per bulan : ((135 / 1000) x 8) x 30 = 32,4 Kwh

*) asumsi 1 bulan = 30 hari


Strika Listrik…
Perhitungan pada perangkat elektronik dengan fitur otomatis (mis strika), anda harus memiliki perkiraan rata-rata lama waktu yang dibutuhkan saat lampu otomatis menyala kemudian mati sampai menyala kembali.
Misalnya pemakaian strika 350 watt dengan selang waktu lampu otomatis menyala – mati – kembali menyala = 2 menit, maka perhitungan rata-rata pemakaian daya adalah :

• pemakaian per menit : ((350 / 1000) / 60) / 2 x jumlah menit
• pemakaian per jam : (((350 / 1000) / 60) / 2) x 60
• pemakaian per hari : ((((350 / 1000) / 60) / 2) x 60) x jumlah jam
• pemakaian per bulan : (((((350 / 1000) / 60) / 2) x 60) x rata-rata jumlah jam per hari) x 30

Contoh Kasus I :

pemakaian strika 350 watt dalam sehari = 30 menit :

(((350 / 1000) / 60) / 2) x 30 = 0,0875 Kwh per hari

sehingga perhitungan sebulan menjadi :

((((350 / 1000) / 60) / 2) x 30) x 30 = 2,625 Kwh per bulan

Contoh Kasus II.A. :

pemakaian strika 350 watt dalam sehari = 3 jam :

((((350 / 1000) / 60) / 2) x 60) x 3 = 0,525 Kwh per hari

sehingga perhitungan sebulan menjadi :

(((((350 / 1000) / 60) / 2) x 60) x 3) x 30 = 15,75 Kwh per bulan

Tidak semua perangkat strika memiliki perbandingan jeda waktu menyala dan mati yang sama. Ada beberapa model perangkat strika memiliki fitur unik, seperti bagian untuk pelicin terbuat dari bahan logam penyimpan panas. Fitur seperti ini, umumnya dapat ditemukan pada perangkat strika berdaya besar namun mengkonsumsi daya listrik dalam waktu relatif sebentar dengan jeda waktu stand-by lebih lama.
Misalnya, strika berdaya 750 Watt dengan waktu pemanasan awal selama 3 menit. Konsumsi daya selanjutnya, hanya berlangsung 0,5 menit dan jeda waktu stand-by selama 2 menit. Maka perhitungan satu siklus menyala – mati – kembali menyala adalah 2,5 menit. Dalam 1 jam, siklus ini terjadi sebanyak :

60 / 2,5 = 24 kali

Jadi, perhitungan waktu pemakaian daya dalam satu jam adalah selama 24 x 0,5 menit = 12 menit. Sedangkan perhitungan waktu stand-by dalam satu jam berlangsung selama 24 x 2 menit = 48 menit.
Dengan demikian, perhitungan pemakaian daya per jam adalah ((750 / 1000) x (12 /60)) = 0,15 kwh atau 150 Watt. Maka, detail perhitungan waktu pemakaian daya menjadi :

pemakaian per menit : ((750 / 1000) x (12 / 60)) x jumlah menit / 60
pemakaian per jam : ((750 / 1000) x (12 / 60))
pemakaian per hari : ((750 / 1000) x (12 / 60)) x jumlah jam
pemakaian per bulan : ((750 / 1000) x (12 / 60)) x rata-rata jumlah jam sehari x 30

Contoh Kasus II.B :

pemakaian strika 750 Watt dalam sehari = 3 jam :

((750 x 1000) x (12 / 60)) x 3 = 0,15 x 3 = 0,45 kwh per hari atau 450 Watt per hari

sehingga perhitungan pemakaian dalam sebulan menjadi :

(((750 x 1000) x (12 / 60)) x 3) x 30 = (0,15 x 3) x 30 = 0,45 x 30 = 13,5 kwh per bulan

Untuk hasil yang lebih mendekati, tambahkan nilai proses pemanasan selama 3 menit di awal pemakaian sebesar ((750 / 1000) x (3 / 60)) = 0,0375 kwh.
Sehingga untuk perhitungan pemakaian sehari selama 3 jam menjadi 0,45 + 0,0375 = 0,4875 kwh atau 487,5 Watt per hari. Maka, dalam sebulan menjadi 0,4875 x 30 = 14,625 kwh.


Teko Listrik dan Lemari Es / Kulkas…
Perangkat elektronik (yang berdaya besar) yang dipakai hanya sebatas saat dibutuhkan, tidak akan meng-akumulasi-kan pemakaian secara ekstrim. Misalnya seperti teko listrik berdaya 600 Watt yang menyala dalam waktu 10 menit dan akan mati secara otomatis. Jika digunakan hanya sekali dalam sehari maka :
Contoh Kasus III :

pemakaian per hari : ((600 / 1000) x 10) / 60 = 0,1 Kwh per hari

sehingga pemakaian per bulan : 0,1 x 30 hari = 3 Kwh per bulan.

Berbeda halnya dengan lemari es. Walau pun konsumsi daya dibutuhkan relatif kecil (rata-rata konsumsi daya listrik 75 Watt), lama nyala yang dibutuhkan dalam sehari adalah 24 jam. Sehingga perhitungannya adalah :
Contoh Kasus IV :

pemakaian per hari : (75 / 1000) x 24 = 1,8 Kwh per hari

sehingga pemakaian per bulan : 1,8 x 30 hari = 54 Kwh per bulan.

Adaptor pada Laptop / Notebook & PSU pada PC Desktop…

Pada beberapa perangkat elektronik tertentu seperti laptop, sumber daya selain baterei, menggunakan adaptor sebagai input daya agar dapat dinyalakan langsung dari stopkontak. Besar daya yang dikonsumsi sebenarnya, ditunjukkan oleh tulisan INPUT bukan OUTPUT sebagaimana tercetak pada stiker yang menempel di badan adaptor.
Misalnya :

INPUT : 100-240V ~ 1.6A  50/60Hz
OUTPUT : 19.0V — 4.74A  90W Max.

Satuan daya yang dicontohkan di atas menggunakan satuan Ampere. Untuk mengetahui pemakaian dalam satuan Watt, harus dikonversi terlebih dulu menggunakan rumus :

Voltase x Ampere = Watt

Dengan asumsi voltase pada umumnya adalah 220 Volt, maka pemakaian daya sebenarnya untuk mengoperasikan langsung dari stopkontak adalah :

220 Volt x 1.6 Ampere = 352 Watt

Dengan demikian, perhitungan pemakaian daya menjadi :

• pemakaian per menit : (((352 / 1000) x jumlah menit) / 60
• pemakaian per jam : (352 / 1000) x 1
• pemakaian per hari : (352 / 1000) x jumlah jam pemakaian dalam sehari
• pemakaian per bulan : ((352 / 1000) x rata-rata jumlah jam pemakaian dalam sehari) x 30

Contoh Kasus V :

Untuk pemakaian laptop selama 5 jam dalam sehari :

(352 / 1000) x 5 = 0,352 x 5 = 1,76 Kwh per hari

sehingga pemakaian per bulan :

1,76 x 30 = 52,8 Kwh per bulan

Sedangkan konsumsi / pemakaian daya untuk PC Desktop anda harus mengetahui besar kapasitas dari Power Supply Unit (PSU) yang ada di dalam CPU. Anda dapat membaca ulasannya lebih lengkap pada  

Komputer dan Kualitas Daya Listrik.


Konsumsi Daya Pompa / Mesin Air…
Konsep yang mirip digunakan juga pada konsumsi daya mesin pompa air sumur. Namun, biasanya unit ini menggunakan satuan VA (Volt Ampere) sebagai satuan input daya. Stiker yang menempel di badan pompa, biasanya hanya mencantumkan nilai OUTPUT yang dapat dihasilkan oleh mesin. Untuk mengetahui besaran nilai INPUT-nya, anda harus mencari (jika dicantumkan) pada lembar manual.
Perangkat yang menggunakan satuan daya VA, umumnya menyertakan nilai Faktor Daya (Power Factor) pada lembar manual. Nilai ini berfungsi untuk mendapatkan nilai daya sebenarnya (Watt) yang dimiliki oleh perangkat. Anda harus meng-kali-kan nilai Faktor Daya sesuai dengan yang tertera pada manual untuk memperoleh daya sebenarnya. Jika nilai Faktor Daya tidak diketahui / dicantumkan, anda dapat menggunakan angka 0,8 sebagai nilai Faktor Daya terendah pada umumnya. Rumus yang dipergunakan adalah :

Volt Ampere x Faktor Daya = Watt

Pada umumnya, INPUT daya yang dibutuhkan mesin pompa air sumur berdaya tarik 9 meter adalah 350 VA. Dengan demikian, besaran daya sebenarnya (Watt) yang dibutuhkan adalah :

350 VA x 0,8 = 280 Watt

Sehingga, pemakaian daya sebenarnya adalah :

• pemakaian per menit : (((280 / 1000) x jumlah menit) / 60
• pemakaian per jam : (280 / 1000) x 1
• pemakaian per hari : (280 / 1000) x jumlah jam pemakaian dalam sehari
• pemakaian per bulan : (280 / 1000) x rata-rata jumlah jam pemakaian dalam sehari) x 30

Contoh Kasus VI :

Rata-rata waktu pemakaian pompa selama sehari = 50 menit :

((280 / 1000) x 50 ) / 60 = (0,28 x 50) / 60 = 14 /60 = 0,23 Kwh per hari

sehingga pemakaian per bulan :

0,23 Kwh x 30 hari = 6,9 Kwh per bulan

Contoh Kasus VII :

Rata-rata waktu pemakaian pompa dalam sehari = 1 jam 20 menit

((280 / 1000) x 80 ) /60 = (0,28 x 80) / 60 = 22,4 / 60 = 0,37 Kwh per hari

sehingga pemakaian per bulan :

0,37 Kwh x 30 hari = 11,1 Kwh per bulan

Fitur Otomatis pada Perangkat Elektronik…
Beberapa perangkat elektronik yang banyak beredar dan dipakai umum, memiliki fitur pemicu otomatis dalam mengkonsumsi daya. Seperti pompa air sumur, AC (Air Conditioner), strikaan, oven listrik, rice cooker dll. Fitur seperti ini tidak selalu sama antara masing-masing jenis perangkat. Kondisi yang menjadi pemicu untuk mengkonsumsi daya pun berbeda-beda. Misalnya, pompa air sumur dengan fitur otomatis menggunakan tekanan udara sebagai pemicu pemakaian daya. Tekanan udara yang digunakan berada dalam tabung silinder. Ketika kran air dibuka, tekanan air dalam pipa akan berkurang. Mesin pompa akan diaktifkan secara otomatis pada kondisi ini, dan baru berhenti ketika kran dimatikan yang menyebabkan tekanan air dalam pipa menguat hingga akhirnya sama dengan tekanan udara dalam tabung silinder.
Beberapa perangkat lainnya, menggunakan perbedaan level suhu udara dalam sebuah ruangan terbatas yang telah diatur oleh pemakai sebagai fitur pemicu daya otomatis, seperti AC dan oven listrik. Unit pengatur level suhu udara ini (setahu saya) dinamakan thermostat.
Misalnya, mesin AC (Air Conditioner) akan mengkonsumsi daya saat pertama kali dinyalakan dan berhenti saat level suhu udara dalam ruangan sama dengan yang telah ditentukan oleh pemakai. Saat level udara berada diluar level suhu yang telah ditentukan, mesin otomatis akan kembali menyala untuk mendinginkan ruangan. Thermostat merupakan sensor yang “meraba” level suhu udara dalam ruangan yang kemudian disampaikan pada alat pemicu daya untuk mulai atau berhenti beroperasi sesuai level suhu sebagaimana telah ditentukan pemakai.
Sedangkan untuk perangkat seperti strikaan, kompor listrik dan lemari es, konsumsi daya ditentukan pada level suhu perangkat itu sendiri sebagaimana telah ditentukan pemakai. Jadi, konsumsi daya terjadi saat suhu perangkat berada diluar level yang ditentukan pemakai.
Perangkat seperti termos listrik atau rice cooker memiliki fitur otomatis sekali jalan, yaitu memasak (boiling / cooking) kemudian menjadikan tetap hangat (keep warmed). Sepintas, fitur ini mirip seperti fitur yang dimiliki AC. Namun, jauh berbeda pada prakteknya. Fitur “keep warmed” akan mengkonsumsi daya dalam jumlah tetap dan sama selamanya tanpa berhenti.
Walaupun kondisi yang menjadi pemicu berbeda, konsep yang digunakan adalah sama, yaitu tetap menjaga keadaan yang sama sebagaimana diinginkan pemakai. Fitur pemicu daya otomatis seperti yang telah dijelaskan diatas, membuat pemakaian daya tidak selalu sama sebagaimana spesifikasi perangkat.
Misalnya, spesifikasi pemakaian daya pada AC berkapasitas 1/2 PK adalah 320 Watt. Daya yang dikonsumsi perangkat memang benar 320 Watt, namun tidak terus menerus selama 1 jam penuh. Jeda waktu mesin bekerja untuk proses pendinginan sangat bergantung dari informasi yang disampaikan oleh sensor thermostat. Asumsikan mesin menyala selama 10 menit dan berhenti selama 5 menit dalam sekali proses pendinginan. Dalam 1 jam, terdapat jeda waktu 20 menit mesin berhenti mengkonsumsi daya. Jadi, pemakaian daya sebenarnya selama 1 jam hanyalah 40 menit. Jika dihitung pemakaian daya sebenarnya dalam 1 jam adalah :

((320/1000) x 40) / 60 = (0,32 x 40) / 60 = 12,8 / 60 = 0,213 kwh

Untuk penggunaan AC selama 6 jam akan membutuhkan daya sebesar :

0,213 x 6 = 1,28 kwh

Hal ini akan berbeda jika kita menghitung pemakaian daya per jam berdasarkan spesifikasi yang tercantum selama 6 jam penuh :

0,320 x 6 = 1,92 kwh

Terdapat selisih pemakaian daya sebesar 0,1067 kwh per jam. Seandainya pemakaian setiap hari selama 6 jam dalam 1 bulan, maka selisihnya menjadi : 19,206 kwh. Pembahasan lebih jauh mengenai perilaku konsumsi daya oleh AC, dapat anda lihat di artikel : Cara menghitung Biaya Listrik Perangkat Elektronik
Ada jenis fitur otomatis yang dapat diperkirakan konsumsi daya rata-rata selama 1 jam. Perangkat yang memiliki fitur otomatis seperti itu biasanya mencantumkan spesifikasi dua pemakaian daya, yaitu pemakaian penuh yang dikodekan dengan tulisan INPUT (atau POWER) dan rata-rata yang dikodekan dengan tulisan AVR (Average). Gunakan nilai yang dikodekan dengan tulisan AVR untuk menghitung pemakaian daya sebenarnya, karena nilai tersebut sudah diperhitungkan oleh pabrikan pembuat perangkat untuk pemakaian normal pada umumnya.
Jika spesifikasi pemakaian daya rata-rata (AVR) tidak dicantumkan, maka anda harus mengetahui kondisi kapan waktu tanpa konsumsi daya atau kondisi waktu konsumsi daya dalam jumlah kecil mulai diaktifkan. Sehingga perhitungan hasil pemakaian daya yang diperoleh menjadi lebih akurat.


Memastikan kebenaran hasil perhitungan…
Guna mengetahui kebenaran perhitungan yang telah dilakukan (per hari / per bulan), anda harus memiliki nilai pembanding sebagai tolok ukur dari hasil perhitungan. Dalam hal ini, lebih baik untuk melihat jumlah pemakaian daya pada rekening tagihan bulanan periode bulan sebelumnya.
Jadi, jika pada rekening listrik bulanan tertera angka pemakaian bulan berjalan (misalnya) = 235 Kwh, maka anda dapat membagi dengan jumlah hari dalam bulan bersangkutan sehingga diperoleh pemakaian rata-rata per hari, yaitu : 235 / 30 = 7,833 per hari. Nilai tersebut cukup layak untuk dijadikan sebagai parameter.
Toleransi lebih-kurang yang terjadi biasanya berada pada kisaran 0,05 Kwh (biasanya selisih perkiraan perhitungan lama pemakaian lampu) per sehari, antara nilai rata-rata yang di peroleh dari rekening dengan total perhitungan pemakaian setiap perangkat.
Jika toleransi lebih-kurang berada pada kisaran 1- 2 Kwh per hari, maka ada dua kemungkinan :

1. kekurangan atau kelebihan menghitung pemakaian perangkat yang ada
2. terjadi pemakaian yang tidak diketahui

Jika kecenderungan yang terjadi pada kemungkinan kedua, sebaiknya anda memeriksa instalasi kabel listrik di rumah anda. Sebagai langkah awal, anda dapat mematikan semua perangkat elektronik (mencabut steker dari stopkontak) yang menyala di rumah. Kemudian lihat pada meteran listrik, tunggu beberapa saat apakah piringan penghitung meteran masih berputar. Jika perputarannya cukup cepat, maka ada pemakaian daya yang terbuang sia-sia. Saya pun tidak tahu apa penyebabnya. Namun, kondisi itu ikut tercatat sebagai pemakaian biasa. Jika perputarannya (sangat) lambat, anda tidak perlu terlalu menghiraukannya.
Seandainya tidak ada masalah pada instalasi kabel listrik dan masih terjadi selisih lebih dari yang anda hitung dengan nilai rata-rata per hari di rekening, sebaiknya coba mulai mengingat-ingat kembali frekuensi waktu penggantian rata-rata lampu di rumah anda. Frekuensi mengganti lampu non bohlam (akibat putus) sebanyak 1 kali setahun pada rumah-lampu yang sama, menurut saya, sebaiknya anda memasang stabilizer di rumah anda. Karena, terdapat kemungkinan berasal dari kondisi voltase yang tidak stabil.
Sebenarnya anda dapat melakukan “cross check” secara manual dengan angka yang tertera pada meteran listrik sebagaimana saya lakukan dalam memastikan kebenaran rumus-rumus di atas. Setiap hari, pukul 07.00 saya mencatat seluruh angka yang tercantum pada meteran dan pada pukul 07.00 keesokkan harinya tindakan tersebut kembali dilakukan. Selisih angka pada hari ini dikurangi dengan kemarin inilah yang dijadikan sebagai parameter. Kesulitannya adalah menentukan jumlah waktu pemakaian elektronik tertentu yang dipakai secara tidak konsisten (tetap) dalam rumah, seperti komputer, televisi, strika, mesin cuci, pompa air dan lampu penerangan. Bagi rumah dengan penghuni lebih dari 2 orang, agak sulit untuk mendapatkan satu nilai pasti dari pemakaian listrik secara keseluruhan. Diperlukan toleransi hingga nilai tertentu agar perhitungan yang telah dilakukan dapat diterima dengan realistis. Atau dapat dengan cara mengklasifikasikan perangkat elektronik dengan pemakaian listrik yang paling statis (lemari es) hingga paling dinamis (komputer).
Tindakan “cross check” ini dilakukan ± 3 bulan sebelum saya benar-benar yakin bahwa selisih yang terjadi antara total perhitungan secara manual dengan angka yang tertera pada meteran akibat pemakaian dari lampu penerangan dalam rumah. Sampai akhirnya, seluruh penerangan dalam rumah pun menggunakan timer otomatis mingguan untuk mendapatkan nilai sebenarnya dari pemakaian daya per hari di rumah saya. Tindakan yang berlebihan? Satu hal pasti dari penggunaan timer otomatis mingguan ini, yaitu lampu akan mati dengan sendirinya dalam satu hari dan kembali menyala sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Setidaknya, hal tersebut dapat memperpanjang umur lampu. Terlebih lagi jika instalasi kabel listrik seluruh rumah sudah benar dan dilengkapi dengan stabilizer. Anda akan melupakan waktu terakhir anda membeli / memperbaiki perangkat elektronik yang ada di rumah.


Semoga bermanfaat…

Posted in: Artikel Electrical