Cara Menghitung Efisiensi Energi Pompa

Bagaimana Efisiensi Pompa Dihitung?

Efisiensi dapat dihitung dengan "daya output dibagi daya input" dikali 100% karena satuan efisiensi adalah persentase. Persamaan tersebut berarti membandingan antara daya yang masuk dengan daya yang dihasilkan oleh sebuah pompa. Dengan kata lain seberapa besar kemampuan suatu peralatan untuk merubah daya yang diberikan menjadi daya yang dikeluarkan. Semakin besar nilai efisiensinya atau mendekati 100% maka semakin baik kondisi atau performa sebuah pompa. Berikut adalah rumus untuk menghitung efisiensi pompa:

\(efisiensi = \frac{\eta out}{\eta in} x 100%\)

Data yang diperlukan dalam mengukur perubahan efisiensi pompa

Untuk dapat mengukur efisiensi pompa diperlukan data untuk selanjutnya diolah ke dalam perhitungan teknis. Data yang diperlukan berupa Data Sekunder dan Data Primer. Data sekunder yang dimaksud berupa data spesifikasi pompa yang dikeluarkan oleh pabrik saat pompa dibeli atau saat pompa dalam kondisi baru. Sedangkan data primer adalah data yang didapat dari pengukuran parameter pompa itu sendiri. Parameter tersebut antara lain debit, head, putaran, daya listrik (arus, tegangan, faktor daya). Pada contoh di bawah ini akan dijelaskan cara mencari penurunan efisiensi pompa yang sudah beroperasi selama 15 tahun.

1. Data Sheet Pompa/ Kurva Performa Pompa

Untuk dapat mengetahui perubahan/ penurunan nilai efisiensi maka kita harus memiliki baseline data pompa tersebut saat pompa dalam kondisi baru. Data sheet pompa memuat data teknis pompa yang dikeluarkan pabrikan, seperti kapasitas pompa, head pompa (tekanan discharge dan tekanan suction), daya output pompa, efisiensi pompa, efisiensi motor. Setelah memiliki data tersebut, barulah kita mengukur performa pompa yang sudah digunakan selama 15 tahun tersebut.

2. Ukur Debit Aliran di Pipa Discharge

Debit air menggunakan satuan m3/detik. Ukur debit pompa menggunakan alat ukur seperti Ultrasonic Flow Meter, atau water meter jika memang sudah tersedia sebelumnya dan pastikan alat masih akurat. Bisa juga dengan menggunakan metoda volumetrik yaitu mengukur debit air yang keluar dari pipa yang ditampung untuk memenuhi volume tertentu pada ember/ bejana. Namun disarakankan dengan metode yang akurat sehingga hasil yang didapatpun akan presisi.

3. Ukur Tekanan Discharge dan Tekanan Suction

Pompa memiliki sisi hisap (suction) dan sisi buang (discharge) yang seharusnya sudah dilengkapi dengan pressure gauge (manometer), valve dan aksesoris pipa yang lain. Pengukuran tekanan dilakukan pada kedua sisi tersebut sehingga didapat tekanan total yang dikonversi menjadi Head (satuan meter). 1 Bar dan atau 1 kgf/cm2 = 10 meter. Jangan mengukur tekanan di pressure gauge pada pipa Header, Karena tekanan pada pipa header adalah tekanan pelanggan bukan mewakili sebuah pompa. Ukurlah tekanan pada pressure gauge yang disediakan oleh pompa (pabrikan) pressure gauge biasanya diletakkan tepat di koneksi pompa menuju pipa discharge.
Selain itu terdapat cara menghitung Head total pompa berdasarkan sistem pipa hisap (suction) seperti pada gambar di bawah. Pada umumnya terdapat 2 sistem, 1) muka air dari sumber air/ reservoir berada di bawah elevasi pompa, 2) muka air dari sumber air/ reservoir berada di atas elevasi pompa. Masing-masing sistem ini memiliki cara menghitung Head Total yang berbeda.

5. Ukur Daya Input/ Incoming Dari PLN

Berapa daya yang masuk ke motor pompa? Disini diasumsikan menggunakan sistem starter star delta dengan frekuensi kerja 50 Hz, jadi diukur pada sisi incoming (keluaran kabel PLN di MCCB), jika menggunakan inverter/ VSD maka pengukuran juga sama di sisi incoming (bukan di sisi keluaran inverter). Pengukuran dilakukan dengan mengukur parameter listrik antara lain voltase, arus, dan cos phi menggunakan alat seperti power analyser atau multi tester. Namun pastikan nilai cos phi juga di ketahui karena untuk menentukan Daya Input.

Contoh Hasil Pengukuran Efisiensi Pompa

Pada tabel di bawah ini diketahui spesifikasi pompa dari data sheet pompa. Spesifikasi pompa mengacu kepada data parameter pompa yaitu Data Hidrolis dan Data Listrik. Seperti yang sudah dijelaskan di awal bahwa efisiensi pompa adalah daya output dibagi daya input dikali 100 persen. Daya input dalam sistem pemompaan adalah daya listrik yang dikonsumsi oleh pompa itu sendiri, sedangkan daya output adalah daya air atau daya hidrolis yang dihasilkan pompa. Berarti pada spesifikasi pompa ini dapat diketahui nilai efisiensi pompanya sebesar 81% yang didapat dari (70 watt/ 86 watt) x 100%.

Data Hidrolis
Data Pompa	Frekuensi	Tekanan (meter)			Debit	Daya Air
	Hz	Discharge	Suction	Total	m3/dt	watt
Data Awal	50	40	4	44	0,166	70

Data Listrik
Voltase			V rata-rata	Arus (meter)			A rata-rata	Fator Daya	Daya Listrik
R-S	R-T	S-T	Total	R	S	T	Total		watt
405	407	402	404	141	134	129	135	0,91	86

Pada tabel di bawah ini merupakan data hidrolis dan data listrik yang diukur setelah pompa beroperasi selama 15 tahun. Efisiensi pompa akan menurun dari waktu ke waktu, namun yang perlu dijaga adalah pompa masih bisa beroperasi dengan baik selama umur ekonomis pompa. Operasi pompa dikatakan baik atau tidak dapat diketahui dengan melihat penurunan nilai efsiensi. Dalam kasus ini diperoleh data hidrolis dan data listrik pompa dari hasil pengukuran di lapangan. Berdasarkan tabel di bawah dapat diketahui bahwa head discharge pompa mengalami penurunan dari kondisi awal yang semula 40 meter menjadi 32 meter. Namun dari segi konsumsi listrik tidak terjadi perubahan.

Data Hidrolis
Data Pompa	Frekuensi	Tekanan (meter)			Debit	Daya Air
	Hz	Discharge	Suction	Total	m3/dt	watt
Setelah 15 Tahun	50	32	4	36	0,122	43

Data Listrik
Voltase			V rata-rata	Arus (meter)			A rata-rata	Fator Daya	Daya Listrik
R-S	R-T	S-T	Total	R	S	T	Total		watt
405	407	402	404	141	134	129	135	0,91	86

Pada tabel di bawah dapat dihitung penurunan efisiensi pompa selama 15 tahun. Kondisi awal pompa memiliki efisiensi 81% sedangkan kondisi setelah 15 tahun 50%. Sehinggan penurunan efisiensi yang terjadi adalah 81% dikurang 50% yaitu 31%.

Data Pompa	Daya Air	Daya Listrik	Efisiensi
	kW	kW	%
Kondisi Baru	70	86	81
Setelah 15 Tahun	43	86	50

Langkah Pengukuran

1. Diketahui sebuah pompa berumur 15 tahun memiliki kapasitas/ debit 0,122 m3/dt (diukur dengan water meter atau dengan ultrasonic flow meter)
2. Sistem pompa diketahui seperti Sistem A pada no.3 diatas. Tekanan pada pressure gauge di sisi discharge adalah 3,2 Bar setara dengan 32 meter, dan jarak dari sentral pompa ke permukaan air reservoir adalah 4 meter. Jadi Head total adalah 20 meter ditambah 4 meter (jika sistem seperti sistem B barulah dikurang). Sehingga total head adalah 44 meter
3. Parameter listrik seperti tegangan, arus dan cos phi diukur langsung dengan alat ukur seperti power analyser, atau multi tester pada sisi incoming (keluaran kabel PLN di MCCB). Rumus untuk mencari Daya Input listrik adalah P = 1,73 x V x I x Cos Phi. Contoh diatas daya input yang masuk adalah 86 kW
4. Hitung Daya Air dengan rumus P = rho (kg/m3) x Q (m3/dt) x g (m/s2) x h (meter)/1000, yaitu 998*0,122*9,8*36 sama dengan 43 kW
5. Efisiensi pompa adalah 43 kW dibagi 86 kW dikali 100% menjadi 50%
6. Jadi selama 15 tahun efisiensi pompa turun 81%-50%= 31%

Jika sudah memahami teori dalam pengukuran efisiensi pompa di atas selanjutnya bisa dibaca artikel untuk tahapan pengukuran secara detail Cara Mengukur Parameter Energi Listrik dan Energi Hidrolis untuk Menghitung Efisiensi Energi Pompa

Berbagi :