KELISTRIKAN KAPAL
Kapal merupakan bangunan apung yang terdiri atas beberapa bagian atau ruangan penting yang terdapat di dalamnya. Perlu diketahui bahwa ruangan yang ada di atas kapal terbatas dan sangat berguna, sehingga pengaturan dan pemanfaatan ruang yang efisien sangat diharapkan Salah satu ruangan di atas kapal yang perlu mendapat perhatian khusus dalam penataannya adalah kamar mesin (engine room). Hal ini disebabkan karena kamar mesin pada suatu kapal merupakan pusat dari semua instalasi dan layanan permesinan dan kelistrikan di atas kapal.
Demikian halnya dalam industri Perkapalan, listrik memegang peranan penting karena digunakan sebagai alat bantu dalam pengoperasian suatu kapal. Namun dalam pengoperasiannya, perencanaan dan pemasangan sering didapati belum terdapat kesesuaian dengan peraturan BKI. Hal ini yang menyebabkan salah satu faktor kecelakaan di laut.
Generator set sebagai permesinan bantu di kapal berfungsi untuk menyuplai kebutuhan energi listrik semua peralatan di atas kapal. Penentuan kapasitas generator dipengaruhi oleh load factor peralatan. Load factor untuk tiap peralatan diatas kapal tidak sama. Hal ini tergantung pada jenis kapal dan daerah pelayarannya seperti : faktor medan yang fluktuatif (rute pelayaran), dan kondisi beban yang berubah-ubah serta periode waktu pemakian yang tidak tentu atau tidak sama. Penentuan kapasitas generator harus mendukung pengoperasian diatas kapal. Walaupun pada beberapa kondisi kapal terdapat selisih yang cukup besar dan ini mengakibatkan efisiensi generator (load factor generator) berkurang yang pada akhirnya mempengaruhi biaya produksi listrik per kwh.
Baca Juga : Jenis Jenis Bahan Bakar Kapal Laut
SISTEM INSTALASI LISTRIK : GENERATOR DAN AC SYSTEM
GENERATOR
Fungsi utama generator diatas kapal adalah untuk menyuplai kebutuhan daya listrik di kapal. Daya listrik digunakan untuk menggerakkan motor-motor dari peralatan bantu pada kamar mesin dan mesin-mesin geladak, lampu penerangan, sistem komunikasi dan navigasi, pengkondisian udara (AC) dan ventilasi, perlengkapan dapur (galley), sistem sanitari, cold storage, alarm dan sistem kebakaran, dan sebagainya. Dalam pendisainan sistem diatas kapal perlu diperhatikan kapasitas dari generator dan peralatan listrik lainnya, besarnya kebutuhan maksimum dan minimum dari peralatannya. Dimana kebutuhan maksimum merupakan kebutuhan daya rata-rata terbesar yang terjadi pada interval waktu yang singkat selama periode kerja dari peralataan tersebut, demikian juga sebaliknya. Sedangkan kebutuhan rata-rata merupakan daya rata-rata pada periode kerja yang dapat ditentukan dengan membagi energi yang dipakai dengan jumlah jam periode tersebut. Kebutuhan maksimum penting diketahui untuk menentukan kapasitas dari generator yang diperlukan. Sedangkan kebutuhan minimum digunakan untuk menentukan konfigurasi dari electric plant yang sesuai serta untuk menentukan kapan generator dioperasikan.
AC system
Pada kapal-kapal baru, sistem distribusi DC saat ini jarang digunakan karena untuk semua sistem, sistem AC lebih mudah dan murah dibandingkan sistem DC. Dimana sistem AC lebih simple, ringan dan mudah dalam perawatan. Sistem kawat kabel tunggal dengan Hull Return sekarang ini jarang digunakan. Dan berdasarkan SOLAS 1960, tindakan pencegahan harus dilakukan dan sesuai dengan peraturan yang berlaku. Kelemahan dari sistem kawat tunggal dalam kaitannya dengan keselamatan apabila dilakukan isolasi terhadap kabel tidak dapat menjadi indikator untuk kondisi underload. Dan jika dilakukan survey terhadap kondisi sirkuit ke kebutuhan peralatan tidak dapat dilakukan pengujian Megger tanpa membuka lampu atau alat pemutus hubungan/stop kontak (Circuit breaker).
Gambar : Ilustrasi Panel Kelistrikan Kapal (sumber : www.pexels.com)
SISTEM INSTALASI LISTRIK : KABEL LISTRIK KAPAL
Kabel sebagai bahan penghantar aliran listrik yang digunakan untuk instalasi di kapal terbuat dari bahan tembaga kecuali pada kasus kabel termokopel untuk peralatan instrumen dimana bahan logam khusus dan campuran seperti Cupro-nikel digunakan pada beberapa kabel. Kabel las yang digunakan pada reparasi kapal dan pekerjaan pada bangunan pengeboran minyak lepas pantai (off-shore drilling rig), dan lain-lain menggunakan aluminium sebagai kawat konduktornya (kawat kabel)—(deter pilfering).
Kabel dari bahan tembaga (kawat kabel) biasanya menggunakan bahan PVC atau beberapa bahan lainnya sebagai bahan isolasi. Isolasi kabel sangatlah penting karena isolasi kabel tersebut harus mampu melindungi konduktor dari kerusakan yang disebabkan oleh kondisi buruk dari lingkungan kabel seperti air laut, beban mekanis, perubahan suhu dan lain-lain. Selain itu isolasi kabel harus sesuai dengan karakteristik listrik listrik dari konduktor dan juga arus listrik akan tergantung pada kondisi dari konduktor. Secara singkat beberapa kerusakan pada konduktor akan mengurangi area luasan dari penampang konduktor sehingga akan meyebabkan tahanan listrik dari konduktor akan meningkat. Selanjutnya akan menyebabkan suhu konduktor akan menjadi lebih tinggi dari yang direncanakan. Kerusakan pada isolasi kabel akan berakibat pada tahanan isolasi yang keseluruhan mendekati nol yang selanjutnya akan berakibat terjadinya short sirkuit. Jadi jelaslah, perlu identifikasi kondisi yang ada di kapal dan di sekitar lokasi dimana kabel akan ditempatkan sebelum mempertimbangkan standar mutu (tipe) kabel yang mampu melindungi kabel dari situasi yang bersifat dapat merusak.
KELISTRIKAN KAPAL: DISTRIBUSI DAYA DI KAPAL
Energi untuk beban penerangan dan beban daya Sistem kelistrikan suatu kapal biasanya disuplai oleh 2 atau lebih generator. Selain itu juga dapat disuplai dari emergency generator atau dari battery (aki). Daya listrik keluaran dari generator ini biasanya semuanya akan dipusatkan menuju ke satu Main Switch Board (MSB). Biasanya, emergency switchboard dan sistem emergency distribution dayanya terhubung dengan bus tie dari switchboard di kapal. Jika sistem pelayanan daya di kapal mengalami kegagalan/kerusakan, sistem emergency distribution akan secara otomatis berpindah dari pelayanan normal ke pelayanan Emergency Generator. Ada banyak desain yang berbeda untuk distribusi daya pada instalasi beban listrik di kapal tergantung type kapalnya.
KELISTRIKAN KAPAL : LOKASI PANEL PENERANGAN
Untuk ruang mesin, panel layanan penerangan biasanya pada tingkat operasional utama. Panel untuk penerangan muatan biasanya terletak pada rumah geladak dari mesin alat angkat sehingga mudah dijangkau dan penerangan pada tiap ruang muat dapat dimatikan pada saat pemuatan telah selesai. Panel juga dapat diletakkan di dalam ruang muat. Jumlah dari panel penerangan ini tergantung dari ukuran dan disain dari kapal. Umumnya 1 panel untuk tiap ruang muat.
Tiap panel dapat diletakkan pada tengah-tengah lokasi untuk membatasi turun tegangan pada sirkuit cabang. Panel ini biasanya terpasang di samping pintu sekat kedap. Untuk ruangan umum panel diletakkan disamping pintu keluar dimana operator dapat melihat lampu pengontrol.
KELISTRIKAN KAPAL : SIRKUIT CABANG PENERANGAN
Sirkuit cabang untuk penerangan biasanya berkapasitas 15 Ampere, 20 Ampere, atau 30 Ampere tergantung penggunaan. Sirkuit cabang dengan 15 A digunakan untuk penerangan umum dan tiap sirkuit, batas maksimum beban terhubung adalah 12 A(1380 W) untuk penggunaan kawat kabel standar No. 12 AWG. Sedangkan untuk kawat konduktor standar no. 14 AWG batas maksimum beban terhubung adalah 880 watt. Sirkuit cabang dengan 20 A normalnya digunakan hanya untuk menyuplai peralatan lampu tanpa saklar/tombol untuk ruang muat atau penerangan deck. Tiap sirkuit diberi batas maksimal beban terhubung sebesar 16 A dan kawatnya tidak boleh kurang dari standar No. 12 A AWG. Sirkuit cabang dengan 30 A secara normal digunakan hanya untuk menyuplai peralatan lampu tanpa saklar dengan daya lampu diatas 300 watt. Tiap sirkuit diberi batas maksimum beban terhubung 24 A dan kawat konduktor tidak boleh kurang dari standar No. 10 AWG. Tiap cabang sirkuit diberi batas maksimum beban terhubung sebesar 30 A.
Beban terhubung pada sirkuit cabang penerangan umum berdasarkan ukuran sebenarnya dari lampu yang terpasang (lampu pijar). Tapi tidak boleh kurang dari 50 watt tiap lampu kecuali disain peralatan tidak mengijinkan penggunaan lampu dengan tegangan yang lebih tinggi dari yang terpasang semula. Beban terhubung untuk sirkuit menyuplai jenis lampu elektik discharge (flourescent dan mercury) didasarkan pada ballast dari arus masuk untuk tiap peralatan. Stop kontak jalur keluar dipasang untuk memberikan kenyamanan bagi ABK.
Peralatan penerangan khusus memiliki jumlah yang besar pada lampu dengan tegangan rendah disuplai oleh sebuah sirkuit 3 fase bilamana total beban dari peralatan tidak melebihi 12 Ampere. Sirkuit penyuplai dikontrol hanya dari panel distribusi dan arus listrik yang melalui konduktor dibatasi samapai 12 Ampere. Perlindungan terhadap arus listrik berlebih untuk sirkuit cabang cabang penerangan dibatasi dengan sekring sampai arus 10 Ampere atau dengan sirkuit breaker untuk 15 Ampere pada sisrkuit daya 880 watt, sekring 15 Ampere untuk sirkuit daya 1380 watt.
KELISTRIKAN KAPAL: POWER FEEDER (PENGISI DAYA)
Feeder yang terpisah diharapkan dapat memberikan pelayanan ke panel dan grup control board melayani peralatan bantu pada kamar mesin dan perlengkapan pendingin yang tidak disuplai secara tersendiri. Kipas ventilasi pada kamar mesin, kipas ventilasi untuk tempat tinggal dan tempat kerja serta kipas ventilasi ruang muat disuplai oleh feeder tersendiri. Tiap feeder ventilasi, sirkuit breaker dapat dioperasikan dengan remote control/kendali jarak jauh untuk memutuskan daya pada feeder dalam kasus kebakaran. Peralatan remote control dapat menghentikan daya dari feeder untuk ventilasi kamar mesin dari tempat atau lorong di luar kamar mesin. Untuk semua saluran ventilasi, peralatan pengendali jarak jauh biasanya ditempatkan pada wheel house ataupun daerah sekitar wheel house, selama memenuhi ketentuan dari rules klasifikasi. Maksud dari pengendalian jarak jauh untuk feeder ventilasi tersebut bahwa secara normal tombol untuk tertutup yang mana pada saat pengoperasian untuk kondisi ‘stop’ berarti pemutusan daya dibawah tegangan tiap peralatan pada sirkuit breaker.
Baca Juga : Mengenal Apa Itu Kapal Destroyer
Feeder yang terpisah sebaiknya tersedia untuk peralatan dapur, air heater selain unit isolasi dan tiap peralatan cargo handling. Peralatan ini harus dapat beroperasi pada saat berlayar tanpa disuplai dari feeder untuk peralatan cargo handling. Oleh karena itu feeder biasanya terputus hubungan dari switchboard distribusi pada saat dilaut. Motor windlass dan capstan mungkin bisa disuplai dari feeder ini jika sesuai. Steering gear disuplai dengan 2 feeder yang independen, terpisah untuk mengurangi kemungkinan kehilangan daya akibat ganguan pada salah satunya. Kedua feeder secara normal disuplai dari layanan switchboard distribusi.
Daya dan Penerangan Kondisi Darurat
Beberapa bentuk penerangan untuk kondisi darurat harus tersedia diatas kapal yang berupa sistem penerangan dengan tenaga listrik. Beban-beban yang harus disuplai dayanya dari sumber tenaga sesaat adalah sebagai berikut ;
1. Lampu-lampu navigasi
2. Beberapa lampu di kamar mesin yang digunakan untuk menunjukkan kondisi operasional peralatan pada kondisi darurat.
3. Penerangan untuk gang-gang, tangga, jalur untuk penyelamatan, ruang penumpang dan ABK, kamar mesin.
4. Lampu-lampu untuk penunjuk arah jalan keluar ruangan kapal seperti tanda “keluar/exit” dengan tulisan warna merah.
5. Penerangan umum untuk pengamanan keselamatan pengoperasian pintu kedap.
6. Satu atau lebih lampu penerangan untuk di dapur, ruang makan, ruang radio, ruang mesin kemudi, ruang emergency generator, ruang peta, ruang kendali/anjungan, ruang ABK.
7. Penerangan pada deck sekoci.
8. Sistem komunikasi elektrik utama yang tidak memiliki sumber penyimpanan daya sendiri.
9. Daya untuk pengoperasian pintu kedap.
10. Sistem pengeras suara darurat.
11. Satu pompa bilga, pompa pemadam kebakaran dan pompa sprinkler.
12. Sistem untuk smoke detector.
Daya yang disuplai dari sistem darurat harus bekerja secara otomatis dan paling lambat 45 detik setelah terjadi kegagalan dari sistem daya listrik utama. Suplai daya dari sistem emergency harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :
1. Untuk kapal barang 1600 ton keatas yang sumber tenaga untuk kondisi darurat menggunakan penggerak diesel dan gas turbin harus dapat menyuplai kebutuhan selama 12 jam terus-menerus.
2. Kapal barang 300 - 1600 GT keatas yang sumber tenaga untuk kondisi darurat menggunakan penggerak diesel dan gas turbin harus dapat menyuplai kebutuhan selama 12 jam.
Editor: - Nurul Khairi, Ruang Maritim Indonesia, 2022.