Mengenal daya aktif, daya reaktif dan faktor daya

Postingan kali ini akan menjawab pertanyaan Syarif pada postingan terdahulu tentang harmonisa daya. Oke, saya awali dengan penjelasan mengenai daya listrik terlebih dahulu. Seringkali terjadi kebingungan antara daya dan energi. Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi memiliki satuan Joule atau Btu. Sedangkan daya didefinisikan sebagai laju energi yang dibangkitkan atau dikonsumsi. Satuan dari daya adalah Joule/detik atau watt. Maka satuan energi listrik adalah watt-detik atau lebih populer dengan watt-hour.
Daya dengan satuan watt disebut sebagai daya aktif (P). Daya inilah yang dikonsumsi oleh berbagai macam peralatan listrik. Selain daya aktif, kita kenal daya reaktif. daya reaktif ini memiliki satuan VAR atau volt ampere reaktif. Daya reaktif (Q) ini tidak memiliki dampak apapun dalam kerja suatu beban listrik, dengan kata lain daya reaktif ini tidak berguna bagi konsumen listrik. Gabungan antara daya aktif dan reaktif adalah apparent power atau daya nyata (S). Jika digambarkan dalam bentuk segitiga daya, maka daya nyata direpresentasikan oleh sisi miring dan daya aktif maupun reaktid direpresentasikan oleh sisi-sisi segitiga yang saling tegak lurus.

Lalu, apa hubungannya dengan faktor daya? Faktor daya sering disebut sebagai cos phi (cosine phi) dimana phi adalah sudut antara daya nyata (S) dengan daya aktif (P). P sendiri sama dengan (S * cos phi). Sedangkan Q (daya reaktif) sama dengan (S*sin phi) . Ingat, cos phi tidak sama dengan efisiensi. Analogi sederhananya adalah, ada suatu jalan dengan lebar tertentu . Kemudian kita bariskan 10 orang pada jalan tersebut, ternyata baru memakai 10% dari lebar jalan. Kemudian, kita tambahkan menjadi 80 orang ternyata 80% lebar jalan dapat kita pergunakan. Terlihat, dengan semakin banyak orang yang bisa kita masukkan ke jalan tersebut, maka faktor pemanfaatan jalan juga semakin tinggi. Tentu berbeda jika dari 1000 orang , kita suruh berjalan dalam bentuk 10 baris jika dibandingkan dengan bentuk barisan berupa 80 baris.

Menjawab pertanyaan berikutnya, apa yang terjadi jika faktor daya ( cos phi) tinggi dan apa yang terjadi jika rendah. Oke, kita langsung masuk ke perhitungan saja supaya lebih mudah untuk memahami efek dari faktor daya. Misalkan PLN menyuplai daya pada suatu pabrik sebesar 500 kW berupa daya aktif. (ingat satuannya!!!), pada rating tegangan 10kV. Kemudian hitung rugi-rugi pada saluran distribusi daya yang dimiliki PLN jika faktor daya beban konsumen sebesar 0,6 dan 0,9.

Dari persamaan diatas, terlihat bahwa daya aktif (P) = V*I*PF , dimana PF(power factor) adalah faktor daya atau cos phi. Maka untuk faktor daya sebesar 0,6 akan kita dapat arus yang disuplai PLN ke konsumen sebesar I = P/(V*PF) = 83,33 A . Sedangkan untuk faktor daya pada beban konsumen sebesar 0,9 , besar arus yang disuplai PLN sebesar I = 55,55 A. Jika kita bandingkan, untuk daya aktif yang sama, PLN harus menyalurkan arus lebih besar jika faktor daya beban yang dimiliki konsumen lebih rendah. Arus yang tinggi ini akan menyebabkan kenaikan rugi-rugi daya pada saluran yang harus ditanggung oleh PLN. Perlu diingat, rugi-rugi daya didefinisikan sebagai hasil perkalian antara kuadrat arus dengan hambatan pada saluran listrik. Oleh karena itu, untuk konsumen industri PLN mengenakan biaya tambahan berupa biaya beban reaktif. Sedangkan untuk konsumen rumah tangga tidak ada pos biaya beban reaktif.

Mungkin anda masih ingat beberapa waktu yang lalu, sempat menjadi tren untuk menggunakan penghemat listrik pada rumah tangga. Memang ada beberapa jenis penghemat listrik, salah satunya memanfaatkan kapasitor untuk meningkatkan faktor daya, sehingga daya reaktif yang dikonsumsi menurun. Sebenarnya hal itu tidak terlampau berguna bagi konsumen rumah tangga, karena tidak ada biaya beban reaktif. Mengenai cara meningkatkan faktor daya , insya ALLAH akan saya bahas di postingan berikutnya

Sebagai referensi untuk detail perhitungan, anda bisa membaca buku Rangkaian Listrik karangan DR.Sudaryatno Sudirham. Mudah dipahami.