Di dunia elektronika modern, konsumsi energi tinggi adalah hal wajar. Salah satu teknologi yang terbilang efektif untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik adalah rangkaian kapasitor bank, karena penyimpanan energi secara elektrik terbilang penting.
Bagi para teknisi, kapasitor bank atau capacitor bank pasti sudah tak asing lagi. Namun bagi Anda yang ingin mengetahui lebih lanjut komponen ini, simak dalam ulasan di bawah ini.
Pengertian
Seperti namanya, rangkaian kapasitor bank merupakan susunan dari beberapa kapasitor dengan kapasitas dan spesifikasi sama yang dirangkai. Kapasitor ini dirangkai baik secara paralel atau seri, agar bisa menghasilkan nilai kapasitas tertentu yang lebih besar.
Fungsi utama dari rangkaian ini adalah guna menyimpan muatan energi listrik besar, serta mengkondisikan aliran energi sesuai kebutuhan. Sehingga tujuan dari merangkai kapasitor ini agar bisa mendapatkan peningkatan daya atau keperluan lain sesuai dengan karakteristik yang dimiliki kapasitor.
Fungsi
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, fungsi kapasitor bank adalah untuk menyimpan muatan energi listrik besar. Namun selain itu, kapasitor ini juga membawa fungsi lain pada kehidupan sehari-hari diantaranya :
- Meningkatkan faktor daya di instalasi listrik.
- Mengatasi kerugian dari daya reaktif.
- Meningkatkan tegangan di rangkaian listrik.
- Meredam riak gelombang atau noise di arus DC.
- Meningkatkan efisiensi daya di instalasi listrik.
- Menyimpan energi listrik di perangkat elektronik tertentu.
- Mencegah kelebihan tegangan yang ada di transformator.
- Mengatasi penurunan tegangan di sirkuit listrik.
- Menghemat penggunaan daya listrik keseluruhan.
- Meminimalisir adanya kerugian jaringan listrik.
Jenis
Berdasarkan dari keberadaan dan letak sekering atau fuse pada rangkaiannya, kapasitor bank dikelompokkan menjadi beberapa jenis diantaranya :
Fuse Internal
Jenis fuse internal yaitu menempatkan fuse yang menyatu dalam pembungkus atau casing rangkaian kapasitor, sehingga bentuknya terbilang lebih kompak.
Namun kekurangan dari jenis ini adalah kurang baik dalam melindungi bahaya lonjakan arus listrik di kapasitor. Sehingga jenis fuse internal ini cenderung digunakan untuk instalasi lebih kecil sebut saja perkantoran, perumahan, hingga lingkungan kampus.
Fuse Eksternal
Untuk jenis ini, dihubungkan ke sirkuit kapasitor bank di luar rangkaian atau eksternal. Kelebihan dari fuse eksternal adalah dapat melindungi kapasitor bank dari kerusakan jika terjadi lonjakan suhu atau listrik di rangkaian ketika beroperasi.
Tanpa Fuse
Karena tanpa fuse atau pengaman maka jenis ini kurang baik ketika digunakan untuk instalasi dalam menangani arus listrik besar.
Umumnya jenis tanpa fuse digunakan untuk pemakaian arus kecil seperti skala rumah tangga. Meskipun begitu kelebihan dari kapasitor ini adalah perawatannya yang mudah, terlebih ketika melakukan pergantian unit.
Cara Kerja
Tujuan utama dari penggunaan kapasitor bank adalah guna memperbaiki power factor atau nilai faktor daya di instalasi listrik. Faktor daya sendiri merupakan nilai yang menunjukkan perbandingan antara daya sebenarnya (daya aktif) dengan apparent power (daya tampak).
Daya sebenarnya atau daya aktif, merupakan daya listrik yang dikonsumsi perangkat listrik. Satuan yang digunakan untuk mengukur daya ini adalah VA atau Watt.
Sedangkan daya tampak kerap disebut dengan daya semua, adalah besar daya yang dihasilkan oleh sumber atau generator listrik.
Ketika sumber arus AC dipergunakan untuk menjalankan perangkat listrik, kerap kali terjadi ketidakseimbangan atau lag antara tegangan dan arus listrik dimana arus listrik cenderung tertinggal oleh tegangan.
Kapasitor bank berperan mengatasi kekurangan akibat dari ketidakseimbangan tersebut, sehingga mampu meningkatkan faktor daya secara efektif di instalasi listrik. Perbaikan faktor daya pun mampu dicapai, sehingga dapat menghemat dan mengoptimalkan penggunaan listrik secara keseluruhan.
Rangkaian Kapasitor Bank 3 Phase
Bentuk rangkaian ini termasuk yang paling sederhana, dan bisa dilihat pada blok rangkaian power supply untuk perangkat audio amplifier. Umumnya untuk jenis rangkaian ini memerlukan beberapa perangkat kapasitor yang terhubung secara paralel.
Untuk model instalasi lebih besar, diperlukan perhitungan lebih rumit agar bisa didapatkan efisiensi daya yang diinginkan. Tak hanya itu, dengan perhitungan juga akan mudah dalam memperkirakan kebutuhan nilai maupun jumlah kapasitor guna membangun rangkaian.
Berikut contoh dari bentuk sirkuit kapasitor bank berdaya besar, 30 MW dengan aliran arus 11KV dan jenis arus AC yang ditangani adalah AC 3 phase.
Fungsinya di Audio Mobil
Fungsi kapasitor ini untuk arus lemah terbilang lebih sederhana, dan kerap diaplikasikan pada audio mobil. Pasalnya perangkat audio mobil umumnya memiliki kapasitas amplifier lebih besar, sehingga diperlukan daya listrik yang stabil dan besar pula.
Daya listrik dari aki dan alternator tentu terbatas, selain itu instalasi kabel yang berjauhan juga dapat menjadi penghambat contohnya perangkat audio mobil di belakang dan aki di sisi depan mobil.
Suara yang dihasilkan pun menjadi kurang maksimal, dan umumnya dapat memengaruhi audio frekuensi rendah atau bass sehingga terdengar pecah. Kapasitor bank pada mobil ini berguna untuk menyimpan pasokan energi sementara, agar ketika menggunakan kapasitas maksimal tidak akan terganggu.
Fungsinya untuk Industri
Selain digunakan untuk audio mobil, kapasitor ini juga umum digunakan dalam skala industri karena beban motor listrik yang digunakan cukup besar.
Bidang industri yang memiliki motor besar sangat berpengaruh yakni ketika cos φ (baca : phi) nya lebih rendah dari 0.85 maka daya reaktif dari industri tersebut pun akan dikenai biaya tambahan daya reaktif yang didasari pengukuran kVARh-meter.
Tak heran harga dari kapasitor untuk industri terbilang sangat mahal, karena keberadaannya terbilang wajib guna memperbaiki faktor daya serta secara langsung dapat memperbaiki kualitas layanan PLN.
Fungsinya untuk Rumah
Pengaplikasian untuk keperluan rumah digunakan agar dapat mengurangi beban induktif peralatan rumah tangga menggunakan lilitan atau kumparan, seperti pompa air, lampu neon, mesin cuci, motor listrik, dan lain-lain.
Skema kapasitor bank untuk rumah dipasang paralel menggunakan rangkaian beban. Apabila rangkaian tersebut diberi tegangan maka elektron dapat mengalir masuk ke dalam kapasitor, dan ketika kondisinya penuh dengan muatan elektron maka tegangan pun akan berubah.
Macam-macam Beban Listrik
Beban listrik umumnya terbagi menjadi tiga macam, yaitu induktif, kapasitif, dan resistif. Ketiga macam beban listrik tersebut mensifati tiga komponen beban yaitu induktor, resistor, dan kapasitor.
Jika aliran listrik melewati tiga komponen tersebut, maka daya yang diserap berupa resistor atau daya aktif dengan satuan daya yakni Watt. Sedangkan daya reaktif kapasitor serta induktor, memiliki satuan VAR atau Volt Ampere Reaktif.
- Contoh peralatan menggunakan beban induktif : kulkas, kipas angin, AC, mesin cuci, pompa air, komponen motor listrik lainnya baik 3 fasa atau 1 fasa, dan lain sebagainya.
- Contoh peralatan menggunakan beban kapasitif : kapasitor.
- Contoh peralatan menggunakan beban resistif : dispenser, rice cooker, kompor dan setrika listrik, lampu pijar, dan lain sebagainya.
Rangkaian kapasitor bank merupakan susunan dari beberapa kapasitor dengan kapasitas serta spesifikasi sama yang dirangkai. Sementara untuk fungsi utamanya adalah menyimpan muatan energi listrik besar, sehingga bisa mendapatkan peningkatan daya sesuai dengan karakteristik yang dimiliki kapasitor.