Tentang kW dan kWh

Hampir setiap hari kita mendengar tentang kW dan kWh. Setiap bulan kita memeriksa meteran listrik PLN dan menghitung berapa kWh yang sudah terpakai dari bulan sebelumnya. Namun tahu kah Anda apa yang dimaksud kW dan kWh serta apa perbedaannya? Artikel ini akan membahas kedua hal tersebut dan  memberikan sedikit gambaran mengenai kW dan kWh.

Perbedaan kW dan kWh

kWh adalah satuan ukuran untuk energi, sedangkan kW adalah satuan ukuran untuk daya.

Apa itu energi?

Penjelasan sederhananya, energi merupakan suatu ukuran seberapa banyak bahan bakar yang tersimpan di dalam sesuatu, atau dipakai oleh sesuatu selama periode waktu tertentu. kWh adalah satuan dari energi. Selain kWh, masih ada lagi kalori, joule, BTU dan satuan lainnya yang jarang kita dengar dalam sehari-hari.

Ibaratnya seperti kita mengukur jarak dalam satuan meter, kilometer, kaki, mil dan sebagainya. Jakarta dan Surabaya jaraknya tetap, namun kita menyatakan jarak tersebut sebagai 785 km, atau 488 mil, atau 2.575.459 kaki, dan lain sebagainya. Sama saja, kita bisa menyatakan ukuran energi dalam joule, atau kalori, atau kWh, atau BTU, dan lain sebagainya.

Saat kita mengatakan sebuah biskuit mengandung 172 kalori, kita mengatakan jumlah energi yang terkandung dalam biskuit tersebut. 172 kalori kira-kira setara dengan 0,2 kWh.

Energi dapat berubah bentuk. Kita bisa memakan biskuit untuk mendapatkan energi bagi tubuh. Atau kita bisa membakar biskuit tersebut dan merubahnya menjadi energi panas. Dan dengan peralatan yang tepat kita dapat merubah energi panas tadi menjadi energi listrik untuk menyalakan lampu, kipas; dan seterusnya. Sebagian energi akan terbuang saat proses konversi, tapi setidaknya dapat menyalakan lampu selama beberapa detik.

Contoh biskuit tadi dikatakan mengandung sejumlah energi. Namun energi biskuit bukanlah bentuk energi yang mudah dipergunakan untuk menyalakan peralatan di dalam rumah. Namun kita dapat memanfaatkan listrik, batu bara, bahan bakar atau elpiji. Satu bentuk energi datang dari kabel, yang lain datang dalam bentuk padat, cair dan bahkan gas.

Pada akhirnya, ini adalah tentang energi bermanfaat yang datang dalam bentuk yang berlainan. Kuantitas dari bentuk-bentuk energi ini dapat dinyatakan dalam kWh.

Apa itu daya?

Daya adalah ukuran di mana energi dihasilkan atau dipergunakan. kW adalah satuan daya.

Sebenarnya, energi tidak dihasilkan atau dipakai, melainkan dirubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Seperti halnya energi yang tersimpan dalam bahan bakar berubah bentuk ke panas saat dibakar. Atau bagaimana listrik yang menyalakan kipas angin dirubah bentuknya menjadi gerakan baling-baling (energi kinetik). Namun hal-hal seperti ini tak pernah menjadi perhatian orang saat mereka melotot pada tagihan bulanan dan bertanya-tanya bagaimana cara agar bisa “memakai” lebih sedikit energi.

Jadi daya adalah ukuran seberapa cepat suatu alat menghasilkan atau menggunakan energi. Makin besar kW sebuah gedung, makin cepat gedung tersebut memakai energi.

Joule per detik (J/s) adalah contoh satuan energi yang jelas. Joule per detik menggambarkan dengan jelas bahwa daya adalah ukuran di mana energi dihasilkan atau dipergunakan. Sama halnya dengan bagaimana kilometer per jam (km/h) menggambarkan kecepatan adalah ukuran di mana jarak sedang ditempuh.

Watt (W) adalah satuan lain dari energi. Satuan ini tidak menggambarkan daya dengan jelas, namun sebenarnya watt adalah nama lain dari joule per detik. W sama saja dengan J/s.

Yang “menghasilkan daya”

Peralatan seperti diesel generator set yang diproduksi sendiri oleh Supermarket Genset, menggunakan energi dari satu bentuk (bahan bakar solar) dan merubahnya ke bentuk lain (listrik). Ada batasan seberapa banyak listrik yang bisa dihasilkan, dan itu dinyatakan dalam ukuran di mana generator set tersebut dapat menghasilkan energi. Yang mana berdasarkan definisi adalah, dayanya.

Sebagai contoh, generator set Yanmar 48 kW, dapat menghasilkan daya 80 kW. Berapa lama yang dibutuhkan untuk menghasilkan 48 kW? Salah! Orang yang mengerti tentang daya tidak akan bertanya seperti itu. Hal itu sama saja dengan menanyakan “berapa lama yang diperlukan untuk berkendara 48 km/jam?”, alias tidak masuk akal. 48 kW adalah ukuran dimana generator set Yanmar tersebut dapat menghasilkan energi. Bukan jumlah energi yang dapat dihasilkan generator set dalam periode waktu tertentu.

Yang “menggunakan daya”

Alat-alat listrik seperti bola lampu, komputer dan kipas angin mengambil energi dalam bentuk listrik dan mempergunakannya untuk menghasilkan sesuatu yang berguna buat kita. Alat-alat tersebut merubah energi listrik ke bentuk lain (panas, gerak, dll), dan kita mengatakan alat-alat tersebut “menggunakan” karena kita tidak peduli dengan apa yang sebenarnya terjadi di dalam.

Ukuran dimana alat-alat tersebut menggunakan energi adalah daya dari peralatan tersebut. Atau, tergantung dari alat/benda yang bersangkutan, dan orang yang kita ajak bicara, mungkin kita akan mendengar mereka mengatakan “beban”-nya, atau kita hanya akan mendengar dalam nilai W atau kW.

Bola lampu adalah contoh paling sederhana: bola lampu 50 W akan menggunakan daya 50 W saat menyala (50 W = 0,05 kW). Daya watt tidak terpengaruh oleh berapa lama bola lampu 50 W dinyalakan satu detik, satu jam atau seharian. Selama dinyalakan, bola lampu tersebut akan memakai daya 50 W. Jika tidak dinyalakan, tidak akan ada daya yang dipakai (0 W).

Peralatan lain seperti laptop agak rumit. Suatu saat, tergantung apa yang sedang dilakukan, laptop tersebut bisa saja memakai daya 60 W, 30 W, 48 W, atau kurang lebih berkisar di antara angka-angka tadi. Jika dibiarkan saja menganggur, laptop kita akan menggunakan lebih sedikit daya dibanding jika kita sedang membuat tabel Excel dengan rumus panjang, mendengarkan musik dan burn CD bersamaan pada saat yang sama.

Kita perlu membedakan daya instan (instantaneous power) dan daya rata-rata (average power).

Daya instan

Daya instan adalah daya yang dipakai (atau dihasilkan) pada suatu saat tertentu. Set laptop Anda di mode sleep, seketika itu daya instan-nya akan langsung turun. Aktifkan laptop dan daya instan-nya akan langsung naik.

Jika pada suatu saat tertentu semua peralatan di dalam sebuah gedung perkantoran dinyalakan, gedung tersebut mungkin saja memakai daya 58 kW. Itu lah yang kita sebut daya instan 58 kW. Jika pada suatu saat tertentu semua peralatan di dalam sebuah gedung perkantoran dimatikan, gedung tersebut akan memakai daya 0 kW. Itu lah adalah daya instan 0 kW.

Daya instan dari kebanyakan gedung selalu berubah-rubah, sebab penghuni di dalamnya selalu menyalakan dan mematikan sesuatu, dan daya instan bermacam peralatan di dalam gedung tersebut selalu berubah pula.

Daya rata-rata

Daya rata-rata menyatakan daya yang dipergunakan atau dihasilkan sesuatu, dalam rata-rata:

• periode waktu spesifik tertentu (contoh: kemarin); atau
• beberapa periode waktu (contoh: selama semua akhir minggu yang pernah tercatat); atau
• sepanjang penggunaan/operasional dari sesuatu (contoh: penggunaan laptop atau operasional gedung, Senin sampai Jumat jam 08.00 – 17.00).

Seperti contoh gedung perkantoran di atas yamg memakai 58 kW saat semua dinyalakan dan 0 kW saat semua dimatikan, jika secara rata-rata separuh dari peralatan gedung dinyalakan dan separuhnya lagi dimatikan, maka daya rata-rata gedung tersebut adalah sekitar 29 kW (separuh dari 58 kW).

Mungkin saja daya di atas adalah daya rata-rata gedung selama periode hari kerja dalam seminggu tertentu. Di akhir minggu, saat pekerja gedung tersebut berada di rumah dan kebanyakan peralatannya dimatikan, daya rata-ratanya mungkin lebih rendah lagi sekitar 5 atau 10 kW.

Daya instan sebuah gedung selalu berubah-rubah setiap saat. Adalah hal yang merepotkan untuk memantau daya instan dan mencoba menggambarkan pemakaian energi tanpa melibatkan periode waktu pemakaian. Sebaliknya, dengan daya rata-rata kita dapat meredakan fluktuasi daya instan dan memungkinkan kita untuk memperbandingkan efisiensi periode waktu yang berlainan tanpa perlu kuatir seberapa panjang periode tersebut. Sebagai contoh:

• Sebuah gedung memakai 46 kW (secara rata-rata) sepanjang minggu sebelumnya.
• Sebuah gedung memakai 11 kW (secara rata-rata) sepanjang Sabtu dan Minggu sejak Maret 2018 (kita tak perlu tahu seberapa banyak hari Sabtu dan Minggu dari Maret 2018 sampai sekarang).
• Gedung yang sama memakai 22 kW (secara rata-rata) dari jam 08.00 sampai 17.00 hari Selasa, 25 Desember 2018. Itu sama dengan dua kali pemakaian rata-rata pada akhir minggu (11 kW di point sebelumnya). Ada sesuatu yang salah, karena tanggal 25 Desember adalah hari libur dan gedung tersebut tutup…

Kita dapat menggunakan gambaran daya rata-rata untuk membandingkan pemakaian energi dari periode waktu yang berlainan, bahkan gedung yang berbeda. Sama halnya membandingkan konsumsi bahan bakar pada mobil:

• Dalam perjalanan jarak jauh Jakarta ke Surabaya, mobil saya mengkonsumsi bahan bakar rata-rata 14 km/liter. Sedangkan mobil saudara saya mengkonsumsi rata-rata 12 km/liter.
• Di dalam kota, mobil saya mengkonsumsi bahan bakar rata-rata 11 km/liter. Sedangkan mobil saudara saya mengkonsumsi rata-rata 9 km/liter (Jakarta macet broh…!).

Gambaran km/liter rata-rata di atas biasanya dihitung dari sepanjang beberapa rute perjalanan yang berbeda dengan jarak yang berbeda pula. Tapi kita bisa memperbandingkannya tanpa peduli dengan detil spesifik perjalanan yang menjadi patokan dalam berhitung. Daya rata-rata juga seperti itu, dengan energi sebagai bahan perbandingan tentunya.

Hubungan Antara Energi dan Daya

Hubungan antara energi dan daya kurang lebih sama dengan hubungan antara jarak dan kecepatan.

• Energi sama halnya dengan jarak. Jumlah energi yang dipergunakan selama periode waktu tertentu adalah sama halnya dengan jarak yang ditempuh selama periode waktu tertentu. (contoh: saat berkendara menuju kantor, Anda menempuh 2 km antara 07.04 dan 07.57 – macet parah cuy…!)
• Daya sama halnya dengan kecepatan. Daya instan yang Anda pakai adalah sama halnya dengan kecepatan berkendara Anda pada suatu saat (contoh: saat sekarang). Daya rata-rata yang Anda pakai selama periode waktu tertentu adalah sama halnya dengan rata-rata kecepatan berkendara Anda selama periode waktu tertentu (contoh: saat berkendara menuju tempat kerja, Anda menempuh perjalanan dengan kecepatan rata-rata 3,5 km/jam – lebih baik jalan kaki saja bos…!).

Persamaan yang menghubungkan energi dan daya

Coba ingat-ingat pelajaran semasa Anda masih bersekolah:

Energi = Daya x Waktu

Kita dapat menyatakan persamaan di atas dengan kW, kWh dan jam (h):

kWh = kW x h

dimana:               

-kWh adalah energi

-kW adalah daya

-h adalah waktu dalam jam