BAB 3 SUMBER TENAGA

3BAB SUMBER TENAGA

Standard Pembelajaran

Pada akhir pembelajaran murid berupaya:

Menerangkan definisi tenaga dalam kehidupan.
Menyesuaikan kepentingan sumber tenaga dalam kehidupan.
Membezakan penghasilan tenaga elektrik yang menggunakan sumber tenaga yang tidak boleh

diperbaharui menggunakan kaedah kemagnetan.
Mencerakinkan gambar rajah blok penghasilan tenaga elektrik daripada sumber tenaga lestari.
Menghuraikan kaedah penghasilan sumber tenaga elektrik daripada sumber tenaga lestari.
Membahaskan idea penghasilan tenaga elektrik daripada sumber tenaga lestari melalui tindak

balas kimia iaitu solar PV (Photo Voltoic).
Mencadangkan idea kaedah penghasilan tenaga elektrik lestari berdasarkan bentuk muka bumi

dan keadaan iklim di negara kita.
Menerangkan fungsi penjana.
Memaparkan prinsip asas kendalian penjana AT dan AU.
Mencerakinkan proses penghantaran dan pengagihan elektrik kepada pengguna domestik
dan industri.
Menentukan keutamaan penggunaan sistem 3 fasa dan 1 fasa bagi pengguna domestik dan

industri berdasarkan peraturan IEE.
Mengkategorikan komponen utama pendawaian mudah unit kawalan pengguna 1 fasa.
Memasang litar pendawaian mudah untuk satu unit kawalan pengguna 1 fasa berdasarkan

aspek litar dan kefungsian.
Mencadangkan idea untuk penggunaan aksesori elektrik yang lestari bagi pengguna domestik.

BAB 3

Memahami proses Memahami jenis
penghasilan, penghantaran dan dan sumber penghasilan

pengagihan tenaga elektrik tenaga elektrik

75

BAB 3 Pendahuluan

Keperluan terhadap tenaga dalam kehidupan manusia adalah sejajar dengan perkembangan
teknologi penciptaan pelbagai variasi peralatan dan perkakasan elektrik dan elektronik yang
berorientasikan inovasi dan futuristik. Fenomena ini bermatlamat membantu kehidupan
manusia supaya lebih selesa, praktikal dan efisien. Analoginya peralatan dan perkakasan
seperti telefon bimbit, komputer, tablet, televisyen, penyaman udara, peti sejuk, mesin basuh,
ketuhar gelombang mikro dan sebagainya memerlukan tenaga untuk berfungsi, di samping
meningkatkan kecekapan proses kerja dan masa.
Kebelakangan ini, peningkatan keperluan tenaga dalam kehidupan manusia mula memberi
kesan negatif terutama terhadap kekurangan sumber tenaga sedia ada. Peningkatan kos
penghasilan tenaga disebabkan kekurangan sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui
seperti unsur mineral arang batu dan petroleum telah memberikan impak negatif terhadap
krisis ekonomi negara dan kehidupan manusia. Fenomena ini akan bertambah rumit jika
tidak ada kajian impak terhadap pencegahan awal dan kaedah penyelesaian masalah.
Oleh yang demikian, penelitian semula terhadap keperluan sumber tenaga baharu yang
boleh diperbaharui (renewable energy) penting sebagai sumber tenaga lestari bagi mengatasi
masalah keseimbangan perkembangan teknologi terhadap keperluan tenaga pada masa akan
datang. Malaysia khususnya mempunyai kemampuan dan kekuatan dari segi sumber tenaga
dan modal insan untuk  membangunkan sumber tenaga alternatif bagi menggantikan sumber
yang sedia ada. Pelbagai sumber tenaga yang boleh diperbaharui seperti tenaga angin, solar,
hidro dan juga biojisim boleh dimanfaatkan sebagai tenaga alternatif pada masa akan datang.
Kepelbagaian faktor terhadap pemilihan sumber tenaga yang boleh diperbaharui perlu dikaji
terutama dalam aspek kaedah penghasilan tenaga secara lestari, kesesuaian bentuk muka
bumi dan iklim semasa serta kesan pencemaran supaya kelestarian kehidupan manusia
terjamin pada masa akan datang.

Senaraikan tentang keperluan tenaga di dalam
kelas atau persekitaran anda dan bincangkan kesan
terhadap penggunaan berterusan tenaga tersebut.

76

3.1 Sumber Tenaga

3.1.1 Definisi tenaga dalam kehidupan

Tenaga boleh ddiDiptaeekrflruiifnkkaainsniusenbtuagkaimkeeluakpuaykaaannsmeseumatbuukaterkjaerjaataautapurolesbeish. mudah dikatakan sebagai
sesuatu yang Keperluan kepada tenaga
penting untuk memastikan semua benda hidup boleh menjalankan proses kehidupan seperti
bergerak, bernafas dan tumbesaran. Di samping itu, tenaga diperlukan untuk menggerakkan,
memindahkan, memanaskan dan mencairkan benda bukan hidup yang kita temui dalam konsep
perubahan bentuk tenaga.

Benda hidup Tenaga Benda bukan hidup BAB 3
diperlukan
Membolehkan hidupan Menyebabkan berlakunya aktiviti
menjalankan proses kehidupan untuk seperti pergerakan tempat, lantunan,
pemanasan dan pencairan sesuatu
seperti bernafas, bergerak, bahan (aktiviti peralatan dan mesin).
tumbesaran dan berinteraksi.

Rajah 3.1 Keperluan tenaga untuk benda hidup dan bukan hidup

Info

Unit ukuran tenaga dalam SI (International System Units) ialah Joule (J)
atau Newton-meter (N.m).

Teks tentang tenaga

77

Bentuk-bentuk tenaga
Tenaga terdapat dalam pelbagai bentuk. Kesemuanya mempunyai kepentingan dan definisi yang
tersendiri. Pemahaman bentuk tenaga dapat membantu kita mengenal pasti dengan lebih tepat
keperluan terhadap tenaga.

Bentuk-bentuk tenaga

Tenaga
Keupayaan

Tenaga Haba Tenaga Elektrik

BAB 3 Tenaga Bunyi Tenaga Tenaga Nuklear

Tenaga Kinetik Tenaga Mekanikal

Tenaga Kimia
Tenaga Cahaya

Rajah 3.2 Bentuk-bentuk tenaga

Info

Tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan tetapi hanya boleh bertukar daripada satu bentuk
ke bentuk yang lain. Contoh:

Fotosintesis Dinamo Pembakaran lilin Loceng
Tenaga cahaya Tenaga mekanik Tenaga kimia Tenaga mekanik

Tenaga kimia Tenaga elektrik Tenaga haba Tenaga bunyi

78

3.1.2 Kepentingan sumber tenaga dalam kehidupan

1 Kepentingan sumber tenaga dalam kehidupan adalah untuk memastikan kelestarian
keseimbangan terhadap hidupan di muka bumi terus berlaku secara semula jadi.

Tenaga diperlukan untuk segenap aspek kehidupan manusia termasuklah peralatan

2 yang digunakan dalam rutin kerja harian manusia, perindustrian, pengangkutan,

pertanian, pencahayaan, aplikasi sistem yang canggih dan sebagainya.

Sebagai contoh, tenaga elektrik membolehkan peralatan seperti telefon bimbit, tablet
dan sebagainya berfungsi. Tenaga elektrik juga membolehkan kita memainkan muzik,
3 menayangkan gambar di televisyen, memasak makanan, menyejukkan suhu rumah dan BAB 3

menggerakkan kenderaan.

Sektor industri dan pertanian juga turut memerlukan tenaga elektrik bagi menjalankan

4 aktiviti pengeluaran produk. Kebiasaanya, mesin yang digunakan memerlukan tenaga

elektrik yang tinggi.

Info

3 45 3 45 3 4 5 6 3 4 5 67 Info
7 1 ktoe = 11630 MWj
22 2 28 8 1 MWj = 1000 KWj

19931991 3 1 20132011 3 1 Bincangkan mengenai
kepentingan dan kesan
Total: Total: Total: Total: penggunaan tenaga dalam
60,642 kto6e0,642 ktoe 98,315 kto9e8,315 ktoe kehidupan seharian kita.

Perbezaan peningkatan keperluan terhadap penghasilan tenaga 79
pada tahun 1993 iaitu sebanyak 60,642 ktoe setahun berbanding
tahun 2013 iaitu sebanyak 98,315 ktoe setahun.
Sumber: Suruhanjaya Tenaga Energy Handbook 2015.

Sumber tenaga
Terdapat dua jenis sumber tenaga iaitu sumber tenaga tidak boleh diperbaharui dan sumber
tenaga boleh diperbaharui. Jadual 3.1 menunjukkan perbezaan antara sumber tenaga yang boleh
diperbaharui dan yang tidak boleh diperbaharui.

Jadual 3.1 Perbezaan sumber tenaga yang boleh diperbaharui dan yang tidak boleh diperbaharui

Sumber Tenaga Sumber tenaga tidak boleh Sumber tenaga boleh
Aspek diperbaharui diperbaharui

1. Maklumat Tenaga yang dihasilkan melalui Tenaga yang dihasilkan melalui
2. Contoh sumber tenaga sumber yang terhad. sumber-sumber yang boleh
Petroleum (minyak), gas asli, tenaga diperbaharui sentiasa.
nuklear dan arang batu. Cahaya matahari, hidro (air),  angin,
ombak, geotermal dan biojisim.

BAB 3 3. Kesan berdasarkan: • Kebergantungan terhadap • Penggunaan sumber tenaga ini
(a) Ekonomi sumber tenaga yang tidak boleh terbukti lebih cekap kerana boleh
diperbaharui akan memberikan menjana tenaga dalam pelbagai
kesan yang negatif terhadap keadaan dengan kos murah,
ekonomi negara. selamat dan mesra pengguna.

• Permintaan bahan api yang • Ini dapat dibuktikan melalui
tinggi terutamanya daripada pengalaman dan amalan
penggunaan kenderaan bermotor di negara maju yang telah
mengakibatkan kos perbelanjaan membangunkan industri ini
negara meningkat. sejak sekian lama.

(b) Sosial • Impak terhadap peningkatan • Meningkatkan kualiti hidup
masalah sosial berkait rapat untuk kehidupan manusia dan
dengan penurunan tahap biodiversiti umumnya.
ekonomi negara.
• Aktiviti sosial dapat dijalankan
• Apabila sumber tenaga ini dengan lebih sihat dan
berkurangan dan hampir terancang disebabkan kesan
kehabisan menyebabkan alam sekitar yang bersih dan
kekurangan peluang pekerjaan tidak tercemar.
disebabkan industri ini tidak
dapat berkembang atau beroperasi.

(c) Alam Sekitar • Kenaikan suhu dunia ini berkait • Penggunaan sumber tenaga ini
rapat dengan aktiviti manusia yang dapat membantu memulihara
mengganggu keseimbangan sistem dan meminimumkan kesan
bumi khususnya sistem atmosfera. buruk kepada alam sekitar.

• Antaranya adalah dengan • Dapat meningkatkan dan
penggunaan bahan api petrol pada melindungi ekosistem dan
kenderaan akan menyebabkan kepelbagaian hidup.
pencemaran alam sekitar.
• Meningkatkan kualiti udara
dan air.

80

Keperluan sumber tenaga yang boleh diperbaharui
Kenapa perlunya kepada sumber tenaga yang boleh diperbaharui dalam penjanaan tenaga elektrik?
Apa manfaatnya penggunaan sumber tenaga yang boleh di perbaharui dalam penjanaan tenaga
elektrik? Apakah masih ada implikasi negatif dengan menjadikan penggunaan sumber tenaga yang
boleh diperbaharui sebagai sumber utama penjanaan elektrik?

Mengurangkan Kenapa Menjimatkan
pencemaran perlunya kos
kepada tenaga
Sumber yang boleh di Mengelakkan
sedia ada perbaharui pembaziran

Rajah 3.3 Keperluan terhadap tenaga yang boleh diperbaharui BAB 3

Info Laman web KeTTHA
tentang TBB
Sebagai langkah awal untuk memastikan kelestarian kehidupan,
kerajaan Malaysia telah mengambil tindakan positif bagi mengatasi
masalah global yang berpunca daripada kelemahan penggunaan
sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui. Menurut artikel
Kementerian Tenaga, Teknologi Hijau dan Air (KeTTHA) dalam portal
Tenaga Boleh Baharu (TBB), kerajaan telah merangka pelbagai
program selaras dengan matlamat Rangka Rancangan Jangka
Panjang Ketiga (RRJP3) – (2001-2010) dan RMK8 (2001-2005)
untuk menggalakkan dan meningkatkan penggunaan sumber tenaga
yang boleh diperbaharui. Malah sejak tahun 2001 kerajaan Malaysia
telah melaksanakan Program Pembangunan Jana kuasa Kecil Tenaga
yang Boleh Diperbaharui (Small Renewable Energy Programme - SREP).

Benarkah penjanaan tenaga boleh diperbaharui dapat mengelakkan
pencemaran dan gangguan ekosistem kehidupan secara menyeluruh?
Sediakan satu penilaian dengan menyenaraikan dan membincangkan
secara terperinci keberkesanan penggunaan sumber tenaga boleh
diperbaharui seperti stesen jana kuasa elektrik hidro yang melibatkan
pembinaan empangan bagi membuat penilaian yang lebih terperinci.

81

3.1.3 Penghasilan tenaga elektrik yang menggunakan sumber
tenaga yang tidak boleh diperbaharui menggunakan

kaedah kemagnetan

Sebelum adanya keperluan terhadap sumber tenaga yang boleh diperbaharui, kebanyakan penjanaan
tenaga elektrik bergantung kepada sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui. Berikut ialah jenis
dan penerangan berkenaan sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui.

Gas Asli Sumber gas asli adalah salah satu contoh bahan api
fosil yang memerlukan masa yang sangat panjang
untuk menghasilkannya. Gas asli ini mempunyai
takat didih yang rendah. Lebih kurang 90% gas
asli ini ialah metana, manakala 10% lagi terdiri
daripada etana, butana dan juga propana.

BAB 3 Arang batu • Merupakan sejenis pepejal hitam semula jadi
yang digunakan sebagai bahan bakar. Arang
batu ialah satu bahan yang mengandungi
karbon yang tinggi berserta hidrogen, oksigen,
nitrogen dan sulfur.

• Penggunaan bahan ini agak meluas sebagai
sumber penjanaan tenaga elektrik.

Petroleum Merupakan sejenis sebatian hidrokarbon
cecair yang berwarna gelap dan pekat yang
biasanya didapati di bahagian atas kerak bumi.
Petroleum terdiri daripada campuran pelbagai
hidrokarbon seperti petrol, diesel, kerosin,
minyak pelincir dan bitumen.

Nuklear Bahan ini ialah unsur logam radioaktif yang
berwarna kelabu keperakan. Kendalian terhadap
bahan memerlukan ciri keselamatan yang tinggi
memandangkan kesan radioaktif yang sangat
berbahaya kepada manusia.

Rajah 3.4 Sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui

Info

Kaedah lain yang hampir sama tetapi dianggap selamat adalah dengan
belahan atom kecil seperti hidrogen atau deuterium (hidrogen berat).
Penghasilan gas hidrogen ini boleh diperoleh daripada air laut.

82

Stesen jana kuasa turbin stim

Stesen jana kuasa elektrik yang menggunakan turbin stim dibahagi kepada dua jenis:
• Stesen jana kuasa termal
• Stesen jana kuasa nuklear

Stesen jana kuasa tersebut menggunakan kaedah kemagnetan iaitu menggunakan turbin untuk
memutarkan penjana bagi menghasilkan tenaga elektrik melalui aruhan kemagnetan. Stesen
jana kuasa ini menggunakan gas asli, petroleum, arang batu dan nuklear sebagai bahan api untuk
memanaskan air bagi menghasilkan stim bertekanan tinggi.

Stesen jana kuasa termal
Stesen jana kuasa termal menggunakan gas asli, petroleum dan arang batu sebagai sumber bahan
api untuk memanaskan air. Rajah 3.5 menunjukkan sistem stesen jana kuasa termal.

Dandang

Stim bertekanan tinggi

Tangki Turbin stim Tenaga elektrik BAB 3
simpanan air Tenaga mekanikal
Gas asli Penjana
Tenaga haba Petroleum Pemeluwapan Stim bertekanan rendah
- dihasilkan Arang batu
melalui Menara
pembakaran penyejuk
bahan api.

Arah aliran air Pam

Rajah 3.5 Sistem stesen jana kuasa termal Imbas di sini

Augmented Reality

Stesen jana kuasa nuklear

Selain daripada gas asli, pertoleum dan arang batu tenaga nuklear juga digunakan sebagai sumber
bahan untuk menjana elektrik. Buat masa kini, negara kita belum lagi mengaplikasikan loji ini.
Stesen jana kuasa ini sangat kompleks dalam pengoperasiannya. Penjanaan tenaga elektrik berlaku
apabila bahan radio aktif bertindak balas di dalam reaktor nuklear. Rajah 3.6 menunjukkan gambar
rajah blok stesen jana kuasa nuklear.

Bahan-bahan Pembelahan Dandang Tenaga Tenaga
nukleus atom stim mekanik elektrik

Pae.nuj/aan.ta

Rajah 3.6 Gambar rajah blok stesen jana kuasa nuklear

83

Rod kawalan Talian penghantaran
Air panas
Stim Penjana
elektrik
Turbin
Pemeluwap Pengubah

Teras Dinding
Penyiringan

Air

Pengambilan

Reaktor buangan Pembuangan
pepejal, cecair,
dan gas Pemerhatian, pengumpulan, Pembuangan
dan pemulihan bahan cecair
Pembuangan gas buangan radioaktif
Pemerhatian
BAB 3 keradioaktifan bahan api terpakai pemerhatian suhu dan radioaktif
dalam alam sekitar dan sisa pepejal diletakkan dalam alam sekitar
di dalam bekas berperisai
Sungai

Rajah 3.7 Stesen jana kuasa nuklear

Proses pembelahan atom
Bahan radioaktif juga digunakan sebagai bahan pemanasan air di dalam dandang stesen jana kuasa
nuklear. Ia adalah unsur logam radioaktif dan merupakan salah satu daripada unsur atom.
Pembelahan atom menghasilkan tenaga haba yang sangat tinggi. Di stesen jana kuasa nuklear,
haba yang terhasil daripada proses pembelahan atom ini digunakan untuk memanaskan air di dalam
dandang. Air akan bertukar menjadi stim dan seterusnya memutarkan aci turbin yang digandingkan
dengan penjana bagi menghasilkan tenaga elektrik. Contoh bahan utama untuk mendapatkan
tenaga nuklear ialah uranium 235, uranium 238, barium dan kripton.

Penyederhana grafit Radikal bebas

Neutron Radikal bebas
perlahan

Neutron U-235 Ke U-238 yang
perlahan ditukar ke plutonium

Neutron
laju U-235

Rajah 3.8 Rantaian letupan nuklear dan kawalannya Video tenaga nuklear

84

Kendalian ringkas sistem jana kuasa turbin stim BAB 3

• Air disimpan di dalam tangki simpanan.
• Air tersebut disalurkan ke dalam dandang.
• Air di dalam dandang akan dipanaskan menggunakan gas asli, petroleum, arang batu

dan nuklear.
• Stim bertekanan tinggi akan terhasil.
• Stim bertekanan disalurkan ke turbin stim.
• Turbin stim digandingkan dengan penjana.
• Turbin stim akan berputar dan menghasilkan tenaga mekanik lalu memutarkan

penjana.
• Tenaga mekanik ditukarkan kepada tenaga elektrik di dalam penjana.
• Stim bertekanan rendah di dalam turbin disalur ke pemeluwap.
• Stim tersebut akan disejukkan dan ditukar menjadi air.
• Air tersebut dipam dan disalurkan kembali ke dalam dandang.

Catatan penting

Proses ini perlu berterusan untuk menghasilkan tenaga elektrik yang stabil.

Info Video cara turbin gas berfungsi

Kebanyakan stesen penjanaan tenaga elektrik menggunakan kaedah
kemagnetan iaitu menggunakan sistem turbin untuk memutarkan penjana
yang menghasilkan tenaga melalui aruhan kemagnetan.

Info

Ciri-ciri sistem jana kuasa elektrik yang menggunakan turbin stim:
1. Menggunakan stim panas lampau yang mempunyai tekanan dan halaju yang tinggi untuk menggerakkan

turbin stim.
2. Stim dihasilkan oleh haba yang dijanakan dalam sebuah dandang yang kebanyakannya menggunakan bahan

api seperti arang batu, petroleum, gas asli dan nuklear.
3. Kesemua stesen jana kuasa elektrik yang menggunakan sistem turbin stim ini juga dikenal sebagai stesen

jana kuasa terma.
4. Satu ciri biasa proses terma ialah keperluan terhadap mengkondensikan stim yang telah digunakan kepada

bentuk cecair semula untuk disalur semula ke dandang dan pembuangan haba yang berlebihan pada sistem
yang berkaitan.
5. Keperluan terhadap sumber air sejuk seperti air sungai atau kolam tadahan air yang besar menjadi
keutamaan dalam pembinaan stesen jana kuasa terma ini.

85

3.1.4 Penghasilan tenaga elektrik daripada sumber tenaga lestari

Teknologi penghasilan tenaga daripada sumber tenaga lestari telah banyak diterokai oleh kebanyakan
negara berdasarkan kemampuan, kepakaran dan kewangan yang dimiliki. Terdapat beberapa sumber
tenaga lestari yang boleh diaplikasi seperti air, suria, angin, ombak dan biojisim.

1 Hidro

• Air dianggap sebagai salah satu daripada sumber tenaga yang boleh diperbaharui kerana tenaga
ini bergantung kepada aliran air daripada simpanan atau empangan air.

• Stesen jana kuasa hidroelektrik ini lebih praktikal jika kedudukan empangan air ini terletak di
kawasan yang lebih tinggi dan luas kerana stesen ini memerlukan tekanan air yang tinggi untuk
memutarkan turbin bagi penghasilan tenaga elektrik.

BAB 3 10

2 11 1
87
Paras air tinggi

Paras air rendah 4
5
3

12 69

1 Empangan 6 Turbin 11 Alur limpah
2 Takungan air 7 Rumah penjana 12 Syaf pusuan
3 Salur masuk 8 Pengubah
4 Pintu kawalan 9 Salur keluar
5 Empis air 10 Talian kuasa

86 Rajah 3.9 Stesen jana kuasa hidroelektrik

Gambar rajah blok

1 Tenaga Keupayaan Air di dalam empangan
mewujudkan tenaga
keupayaan yang besar.

2 Tenaga Kinetik Aliran air bertekanan tinggi
di dalam empis air.

3 Tenaga Mekanik Aliran air bertekanan tinggi
memutarkan turbin.

4 Tenaga Elektrik Penjana menghasilkan
tenaga elektrik.

Kaedah Penghasilan Tenaga Elektrik Hidro BAB 3

• Air disimpan di dalam empangan air mewujudkan tenaga keupayaaan.
• Aliran air bertekanan tinggi di dalam empis air akan menghasilkan tenaga kinetik.
• Apabila air bertekanan tinggi disalurkan ke aci turbin penjana, perubahan tenaga

berlaku dan menghasilkan tenaga mekanikal apabila turbin penjana berputar.
• Aci turbin dan aci penjana digandingkan bagi menukarkan tenaga mekanikal ke tenaga

elektrik melalui kaedah penghasilan tenaga elektrik melalui aruhan kemagnetan.
• Sistem penghasilan tenaga elektrik melalui kaedah ini dikenali sebagai hidroelektrik.

Faktor yang perlu diambil kira dalam pembinaan stesen jana kuasa hidroelektrik

• Kadar aliran yang cukup kuat untuk memutarkan turbin.
• Jarak yang sesuai antara permukaan air dan jarak tegak turbin.
• Ketika turbin dihentikan, kederasan dan tekanan air di empis air dikawal oleh syaf pusuan.
• Untuk mengelakkan banjir, paras air dalam takungan perlu dikawal oleh alur limpah.
• Saluran air keluar dari turbin dan disalur semula ke tasik atau sungai.

Info Video stesen jana
kuasa hidroelektrik
• Terdapat dua jenis sistem turbin untuk sistem ini iaitu turbin
‘impluse’ digunakan untuk tekanan air tinggi dan turbin
‘reaction’ digunakan untuk tekanan air rendah.

• Kapasiti tenaga elektrik yang dihasilkan hampir sama
dengan stesen jana kuasa yang menggunakan turbin stim.

87

2 Angin

• Tenaga angin adalah antara salah satu tenaga yang boleh diperbaharui yang digunakan sebagai
penjana tenaga elektrik.

• Stesen jana kuasa angin juga dikenali sebagai ladang angin (wind farm) kerana dibina di kawasan
yang luas dan dalam kuantiti yang banyak.

• Stesen jana kuasa angin biasanya terletak di kawasan tanah tinggi yang terdedah pada pengaliran
angin yang malar. Kebiasaannya, kelajuan pengaliran angin yang diperlukan di antara 80 hingga
100 m/s dan kelajuan putaran turbin antara 15 hingga 20 rpm.

• Setiap jenis dan spesifikasi stesen jana kuasa ini bergantung kepada jumlah keperluan tenaga
elektrik yang diperlukan dan keadaan bentuk muka bumi yang sesuai.

BAB 3

Arah angin Pengubah Grid kuasa
Kincir angin Pemacu kotak gear

Arah angin Sistem kawalan

Bateri
Aci utama

Bilah Brek Video cara turbin
angin berfungsi
88 Penjana
Rajah 3.10 Stesen jana kuasa elektrik angin

Gambar rajah blok

1 Tenaga Angin Kuasa aliran angin
memutarkan bilah.

2 Tenaga Mekanik Putaran aci utama
memutarkan turbin.

3 Tenaga Elektrik Penjana menghasilkan
tenaga elektrik.

Kaedah Penghasilan Tenaga Elektrik Angin BAB 3

• Aliran tenaga angin akan memutarkan bilah-bilah aerodinamik yang bersambung
kepada kotak gear dan aci utama turbin.

• Terdapat sistem brek yang berfungsi mengawal kelajuan putaran turbin atau dikenali
sebagai pengawal (controller).

• Sistem ini kemudiannya bersambung dengan penjana yang berfungsi sebagai peranti
yang menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.

• Tenaga elektrik ini disimpan terlebih dahulu dalam bateri simpanan bertujuan untuk
menyimpan dan menstabilkan voltan keluaran tenaga elektrik.

• Penyongsang (inverter) digunakan untuk menukar bentuk gelombang arus terus (direct
current) kepada gelombang arus ulang-alik (alternating current) bagi kegunaan tenaga
elektrik domestik atau industri.

Info

• Terdapat dua jenis turbin angin iaitu turbin paksi menegak Aci utama Brek
(vertical axis wind turbine - VAWT ) dan turbin paksi mendatar
(horizontal axis wind turbine - HAWT ) tetapi konsep penghasilan Hab Penjana
tenaga masih sama iaitu putaran turbin akan menyebabkan Kotak gear
pertukaran tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik dengan
menggunakan kaedah kesan aruhan kemagnetan. Aci kelajuan tinggi

• Terdapat sedikit perbezaan pada sistem jana kuasa angin dan Bilah Perumah
jana kuasa lain iaitu kotak gear yang boleh mengubah kelajuan
putaran aci turbin daripada 20 rpm ke 1500 rpm pada Menara
penjana. Hal ini menjadikan kecekapan pengeluaran tenaga
elektrik meningkat. Sistem jana kuasa angin paksi mendatar

• Selain itu, sistem brek juga digunakan sebagai mekanisma
yang mengawal kelajuan putaran aci turbin. Unit bagi kuasa
angin diukur dengan unit kuasa angin (WPU) atau pengubah
tenaga angin (WEC).

89

BAB 3 3 Suria

• Tenaga suria lebih sinonim kepada sistem solar photo voltaic (PV).
• Sistem ini menggunakan cahaya matahari sebagai sumber tenaga untuk menjana tenaga elektrik.
• Sebagaimana stesen jana kuasa angin, stesen jana kuasa solar PV juga memerlukan kawasan yang

luas untuk menempatkan panel solar PV.
• Antara kelebihan sistem solar PV ini ialah tiada sebarang pencemaran alam sekitar seperti

pencemaran bunyi, radioaktif dan sisa buangan pepejal.
• Malah kos kendalian dan keperluan servis juga rendah serta mempunyai jangka hayat penggunaan

yang panjang iaitu boleh mencapai sehingga 30 tahun.

Sambungan AT
Sambungan AU

Beban arus ulang-alik

Panel solar PV
Papan suis

Pengawal beban

Penyongsang AT/AU

Sistem penyimpan Beban arus ulang-alik

Video sistem solar PV

Rajah 3.11 Sistem solar photo voltaic (PV)

90

Gambar rajah blok

1 Tenaga Cahaya Pancaran sinaran matahari
2 Tenaga Elektrik ke permukaan panel solar PV
(photo voltaic) yang terdedah.

Panel solar PV menghasilkan cas
elektrik melalui tindak balas kimia.

Kaedah Penghasilan Tenaga Elektrik Solar PV BAB 3

• Tidak memerlukan sebarang turbin untuk menjana elektrik. Sistem ini menggunakan
kaedah tindak balas kimia daripada bahan separuh pengalir.

• Apabila cahaya dipancarkan pada permukaan panel solar PV, tenaga cahaya akan
ditukarkan kepada tenaga elektrik dalam bentuk aliran arus terus.

• Aliran arus dikawal oleh pengawal cas (charge controller) yang berfungsi mengawal cas
yang masuk ke bateri simpanan tenaga.

• Bateri simpanan tenaga (battery bank) berfungsi sebagai penyimpan dan pembekal
tenaga elektrik arus terus.

• Penyongsang (inverter) menukar gelombang arus terus (direct current) kepada gelombang
arus ulang-alik (alternating current) bagi kegunaan tenaga elektrik domestik.

Foto 3.1 Ladang solar PV yang mempunyai sistem penjejak suria yang boleh bergerak secara automatik
di Sepang, Selangor

Info

• Jumlah penghasilan sumber arus elektrik bergantung kepada jumlah cahaya yang diterima.
• Sistem solar PV juga mempunyai beberapa komponen utama dalam melengkapkan sistem penjanaan elektrik

seperti bateri simpanan tenaga (battery bank), pengawal cas (charge controller) dan penyongsang (inverter).

91

4 Ombak

• Ombak adalah salah satu proses alam semula jadi. Sumber tenaga ombak di seluruh dunia
dianggarkan lebih daripada 2 Tera Watt (TW).

• Lokasi yang berpotensi untuk mendapatkan tenaga ombak adalah di pesisir pantai sepanjang
pantai timur Semenanjung Malaysia kerana tiupan angin yang kuat daripada Laut China Selatan.

• Dianggarkan hanya 10 hingga15 peratus sahaja tenaga ombak yang dapat digunakan secara
maksimum melalui teknologi semasa.

• Stesen jana kuasa tenaga ombak juga berpotensi memberikan kesan negatif kepada alam sekitar
seperti pencemaran bunyi. Walau bagaimanapun, ia masih dalam kajian disebabkan oleh
kepelbagaian reka bentuk peranti penangkap tenaga ombak.

• Teknologi tenaga ombak ini masih di peringkat awal kerana, hanya beberapa negara yang
menggunakan teknologi ini. Antaranya ialah Brazil iaitu di pelabuhan Pecem, di San Goncalo do
Amarante, Ceara.

BAB 3 Poin penyerap Ayunan Penyerap linear
Boya
Sambungan
Ram Hidraulik

Rambatan
gelombang

Pam dan
penjana

Plat balast Pemberat Laut
dan sauh kekal Dasar laut

Rajah 3.12 Penghasilan tenaga dengan ombak

Terdapat pelbagai jenis peranti pengesan gelombang ombak
yang lazimnya dikategorikan mengikut kaedah penghasilan
tenaga elektrik daripada tenaga ombak. Boya atau penyerap
ialah peranti yang digunakan untuk menangkap tenaga
ombak. Terdapat tiga jenis boya atau penyerap iaitu jenis
attenuator, terminator dan overtopping. Attenuator ialah
boya atau penyerap yang selari dengan arah perambatan
gelombang. Penyerap gelombang ombak jenis terminator
pula berserenjang dengan arah perambatan ombak manakala
jenis ketiga iaitu overtopping mengikut kolum air berayun.
Reka bentuk dan sistem stesen jana kuasa ombak pula terdiri Boya

daripada pelbagai sistem seperti ram hidraulik, pam hos
elastomer, pam ke pantai, turbin elektrik hidro, turbin udara
dan penjana elektrik linear.
Rajah 3.13 Stesen jana kuasa elektrik ombak

92

Gambar rajah blok

1 Tenaga Kinetik Gerakan ombak air
menggerakkan boya.

2 Tenaga Mekanik Gerakan rak mekanikal
mengepam udara.

3 Tenaga Pneumatik Menghasilkan udara
bertekanan tinggi.

4 Tenaga Mekanik Aliran udara bertekanan
tinggi memutarkan turbin.

5 Tenaga Elektrik Penjana menghasilkan BAB 3
tenaga elektrik.

Kaedah penghasilan tenaga elektrik melalui tenaga ombak

• Boya atau pelampung yang berfungsi sebagai penyerap ialah peranti yang digunakan
untuk mengesan pergerakan ombak dan menangkap tenaga ombak. Pelbagai jenis peranti
pengesan biasanya dikategorikan mengikut kaedah yang digunakan untuk menghasilkan
tenaga elektrik daripada tenaga ombak.

• Gerakan boya yang disebabkan oleh tenaga kinetik yang terhasil daripada gerakan ombak
air akan menyebabkan penghasilan tenaga mekanikal pada rak mekanikal.

• Gerakan pada rak mekanikal disambungkan pada penjana tenaga pneumatik yang
menghasilkan tekanan udara tinggi.

• Tekanan udara tinggi disalurkan melalui turbin dan memutarkan turbin yang disambung
pada penjana.

• Penjana menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.

Info Info

Universiti Malaysia Kebanyakan sistem jana kuasa ombak Video jana kuasa tenaga
Terengganu (UMT) telah hampir sama, yang membezakannya ialah ombak di Denmark
berjaya menghasilkan sebuah bentuk boya atau penyerap yang digunakan
prototaip jana kuasa elektrik sebagai penangkap tenaga ombak. Masih
tenaga ombak hasil daripada banyak kajian sedang dijalankan mengenai
kajian yang dijalankan selama sistem ini dan kebanyakannya masih di
beberapa tahun. peringkat cadangan.

93

5 Biojisim

• Biojisim ialah satu kaedah memproses bahan buangan sisa pepejal pertanian dan industri melalui
proses pembakaran.

• Selain daripada abu sampah yang telah dibakar ia dikitar semula untuk dijadikan pelbagai produk
pengguna serta teknologi biojisim ini juga dapat menjana tenaga elektrik.

• Biojisim boleh dikategorikan sebagai tenaga yang boleh diperbaharui kerana bahan buangan
daripada aktiviti pertanian seperti pokok dan tanaman ladang sentiasa dihasilkan.

• Sebagai contoh, sebelum proses penanaman semula ladang kelapa sawit atau getah dijalankan,
pokok yang sedia ada perlu ditebang dan kawasan ladang perlu dibersihkan dahulu. Bahan
buangan seperti inilah yang digunakan untuk teknologi biojisim.

• Beberapa contoh bahan bakar biojisim yang lain adalah seperti kayu, tanaman, baja dan bahan
buangan pepejal sampah.

BAB 3 Air Dandang Grid nasional
dari tangki Penjana
Pengubah
Pam

Ilustrasi 3.14 Sistem jana kuasa elektrik biojisim
Dandang

simTpaanngakni air Tenaga elektrik
Tenaga haba

Turbin stim Penjana
Tenaga mekanikal

Pemeluwapan pMeneyneajruak

Arah aliran air Pam

Rajah 3.15 Sistem jana kuasa elektrik biojisim

94

Gambar rajah blok

1 Tenaga Haba Pembakaran dandang bagi
memanaskan air.

2 Tenaga Kinetik Air bertukar kepada stim
bertekanan dan halaju tinggi.

3 Tenaga Mekanik Aliran stim bertekanan tinggi
4 Tenaga Elektrik akan memutarkan turbin.

Penjana menghasilkan
tenaga elektrik.

Kaedah penghasilan tenaga elektrik melalui biojisim BAB 3

• Penghasilan tenaga elektrik melalui teknologi biojisim ini adalah sama dengan sistem jana
kuasa elektrik terma yang menggunakan turbin stim.

• Bahan buangan sisa pepejal pertanian dan perindustrian melalui proses pembakaran pada
dandang untuk menghasilkan stim tekanan tinggi. Hal ini menyebabkan perubahan bentuk
tenaga haba kepada tenaga kinetik.

• Turbin stim berputar apabila stim bertekanan tinggi dikenakan ke atas turbin.
• Sistem turbin yang disambung ke penjana akan menukarkan tenaga mekanikal ke tenaga

elektrik melalui kaedah penghasilan tenaga elektrik melalui aruhan kemagnetan.

Sisa Sisa pertanian Kumbahan Info
perhutanan Sisa bahan
sumber • Biojisim juga dikenali sebagai WtE
Sisa biojisim pepejal (waste to energy )
industri
• Perbezaan utama penghasilan tenaga
elektrik untuk teknologi biojisim ini ialah
bahan bakar yang digunakan untuk
menghasilkan stim. Bahan bakar yang
digunakan ialah sisa buangan pepejal
pertanian dan industri.

Sisa haiwan Video stesen jana
Rajah 3.16 Bahan buangan pepejal dan industri kuasa biojisim

95

3.1.5 Penghasilan tenaga elektrik daripada sumber tenaga lestari
melalui tindak balas kimia iaitu solar PV (Photo Voltaic)

• Pemahaman mengenai penghasilan tenaga Panel solar PV
elektrik daripada sumber tenaga lestari
melalui tindak balas kimia iaitu solar PV
(Photo Voltaic) perlu bermula daripada asas
bahan binaan utama panel solar PV.

• Bahan utama dalam binaan asas PV Penyongsang
ialah hablur silikon. Silikon adalah salah
satu bahan separa pengalir utama yang
digunakan oleh kilang pengeluar pada
papan panel PV.

BAB 3 • Walau bagaimanapun, sebenarnya bahan 6A 6A 20A 20A
separuh pengalir seperti silikon ini tidak
mempunyai keistimewaan jika ia dalam 63A ON 40A ON ON ON ON ON
keadaan separuh pengalir tulen atau lebih SUIS 100mA MCB MCB MCB MCB
dikenali sebagai separuh pengalir intrinsik. UTAMA RCCB

• Bagi menjadikan bahan separuh pengalir NE Soket elektrik
ini mempunyai keistimewaan seperti
menjadikannya sebagai lapisan sel solar Kotak us
PV, bahan ini perlu melalui proses yang
Rajah 3.17 Sistem solar PV

dinamakan serapan (doping) iaitu dengan mencampurkan bendasing atau bahan asing yang lain
untuk menjadikan separuh pengalir ini sebagai separuh pengalir ektrinsik.

• Separuh pengalir ekstrinsik ini boleh menghasilkan dua jenis bahan iaitu jenis P dan jenis N.

Kendalian solar PV

• Bermula dengan pancaran cahaya matahari yang dipancarkan ke atas panel solar PV.
• Cahaya matahari mengandungi foton atau zarah cahaya yang akan mengalami beberapa

keadaan seperti pantulan semula, terus menembusi panel solar PV atau diserap oleh lapisan
sel solar PV.
• Bagi foton yang diserap oleh bahan separuh pengalir jenis N dan jenis P, elektron bebas akan
dipaksa keluar ke permukaan meninggalkan ikatan kovalen secara semula jadi. Elektron
yang terbebas keluar ini akan mengalir melalui pengalir.
• Lapisan bahan akan membentuk lubang dan menyebabkan berlakunya ketidakseimbangan
cas antara sel-sel solar PV.
• Keadaan ini menghasilkan beza upaya voltan (potential votage) sama seperti membentuk
terminal positif dan terminal negatif sebuah sel bateri yang akan berfungsi jika disambung
kepada beban (load).
• Unit pengukuran adalah dalam voltan elektron (volt electron) atau eV. Pergerakan elektron
di litar beban pula dipanggil arus elektrik.

96

3.1.6 Idea kaedah penghasilan tenaga elektrik lestari berdasarkan
bentuk muka bumi dan keadaan iklim di negara kita

• Malaysia ialah sebuah negara yang sangat unik, menarik dan kaya dengan kepelbagaian
hidupan flora dan fauna.

• Faktor kepelbagaian bentuk muka bumi dan iklim khatulistiwa menjadikan Malaysia sangat
sesuai dalam penghasilan tenaga elektrik lestari.

• Pengkajian terhadap faktor berikut sangat penting dalam pemilihan kaedah penghasilan
tenaga elektrik lestari yang sesuai.

• Di samping itu, penghasilan tenaga elektrik lestari dapat mengurangkan risiko terhadap
pencemaran alam sekitar dan kebergantungan terhadap sumber tenaga fosil yang memberikan
impak negatif pada kehidupan manusia pada masa akan datang.

Angin BAB 3

Solar

Hidro Biojisim
Ombak

Imbas di sini

Augmented Reality

Rajah 3.18 Penghasilan tenaga elektrik lestari yang tidak mencemarkan alam sekitar

Cadangan penjanaan tenaga elektrik lestari
• Pemahaman terhadap bentuk muka bumi dan iklim di negara kita sangat penting dalam pemilihan

sumber tenaga elektrik lestari.
• Maklumat mengenai kedua-dua faktor ini dapat membantu kita mendapatkan idea untuk

mencadangkan kaedah yang sesuai untuk mendapatkan sumber tenaga elektrik lestari.
• Terdapat beberapa cadangan idea kaedah untuk menghasilkan tenaga elektrik lestari.

97

Jadual 3.2 Cadangan stesen jana kuasa elektrik yang menggunakan sumber lestari.

Faktor yang mempengaruhi Stesen Jana kuasa
Tenaga yang Boleh
Bil. Bentuk Contoh Lokasi
Muka Bumi Diperbaharui
Iklim

Panas lembap dan Stesen Empangan Kenyir,
taburan hujan jana kuasa Empangan Pergau,
yang banyak hidroelektrik Empangan Temenggor,
Empangan Bersia,
Empangan Kenering,
Empangan Sungai Piah
Hulu, Empangan Sungai
Piah Hilir, Empangan
Bakun dan lain-lain.

1. Tanah tinggi Tiupan angin monsun

timur laut, angin monsun
barat daya dan angin
Sumatera. Semuanya
BAB 3 Bergantung Stesen mengikut tempoh
kepada kelajuan jana kuasa angin tertentu. Stesen Jana
kuasa angin terbesar
angin malar

di dunia terletak di
Gansu, China yang dapat
menjanakan 20,000 MW.

Negara yang telah
menggunakan teknologi
2. Saliran Tidak bergantung Stesen jana kuasa ini ialah Ireland, China
kepada iklim pasang surut dan Scotland. Masih belum

diguna pakai di Malaysia.

-Ladang Solar PV di
Kawasan yang Sepang, Selangor.
menerima Stesen
kurang hujan dan jana kuasa solar -Kawasan Chuping, di
Perlis berpotensi untuk
suhu tinggi ditempatkan stesen jana
kuasa solar.
3. Tanah pamah

Tidak bergantung Stesen jana kuasa Hasil bahan buangan sisa
kepada iklim biojisim pepejal, pertanian dan
industri. Contohnya jana
kuasa biojisim di Tawau,
Sepang, Jempol, Sandakan
dan lain-lain.

Pinggir laut Tidak bergantung Stesen Semenanjung Malaysia
dan Kepulauan kepada iklim jana kuasa ombak dikelilingi oleh
4. pesisiran pantai. Belum

diwujudkan di Malaysia.

98

3.2 Penjana, Penghantaran dan Pengagihan
Tenaga Elektrik

3.2.1 Fungsi penjana BAB 3

• Penjana adalah satu peranti yang digunakan untuk menjanakan tenaga elektrik.
• Berfungsi sebagai peranti yang menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.
• Konsep asas kepada penjanaan elektrik adalah dengan pemotongan pengalir ke atas

medan magnet atau lebih dikenali sebagai aruhan elektromagnet.
• Aruhan elektromagnet didefinisikan sebagai penghasilan daya elektromagnet

(electromagnetic force, e.m.f) atau dikenali juga dengan daya gerak elektrik (d.g.e) di
dalam pengalir.
• Apabila wujudnya pergerakan relatif pengalir yang merentasi atau memotong medan
magnet, maka arus teraruh akan terhasil di dalam pengalir tersebut.
• Lazimnya, terdapat dua jenis penjana iaitu penjana arus terus (AT) dan penjana arus
ulang-alik(AU).

Galvanometer Pengalir Medan
magnet

Magnet Daya

Medan
Magnet

Arah arus Arah gerakan Arus
Rajah 3.20 Hukum tangan kanan Fleming
Rajah 3.19 Pemotongan medan magnet
Video tentang hukum Faraday.

99

3.2.2 Prinsip asas kendalian penjana AT dan AU

Seperti yang dijelaskan sebelum ini, terdapat dua jenis penjana iaitu penjana arus terus (AT) dan
penjana arus ulang-alik (AU). Kedua-dua penjana ini mempunyai prinsip asas kendalian yang berbeza.
Gambar rajah 3.21 menunjukkan perbezaan pada prinsip kendalian penjana AT dan penjana AU.

Angker

Magnet medan

BAB 3

Berus karbon
Penukar tertib

Penjana arus terus (AT)

Angker

Magnet medan

Berus karbon

Gelang
gelincir

Penjana arus ulang-alik (AU)
Rajah 3.21 Perbezaan pada prinsip kendalian penjana AT dan penjana AU

100

Penjana arus terus
Penjana arus terus ialah peranti yang menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik arus
terus (AT). Terdapat beberapa bahagian utama dalam binaan sesebuah penjana AT.
Binaan penjana AT

Penukar tertib Berus karbon

tembereng-tembereng penyambung litar angker ke
kuprum yang diletakkan punca keluaran bekalan AT.
di atas aci angker.

BAB 3

Angker Kutub utama
teras besi berlapis yang
kepingan logam ferus berlapis dililit menjadi elektromagnet.
yang bertebat berbentuk silinder (menggantikan fungsi bar magnet).
yang mempunyai lubang alur untuk
menempatkan belitan angker.

Rajah 3.22 Binaan penjana AT

Jadual 3.3 Fungsi bahagian utama dalam penjana AT

Bil Bahagian Fungsi

1. Kutub utama Menghasilkan medan magnet.

2. Angker Memotong medan magnet untuk menghasilkan daya gerak
elektrik (d.g.e).

3. Penukar tertib jenis gelang Punca tamatan bagi belitan pengalir angker. Menukarkan voltan
belah dua arus ulang-alik (AU) yang terjana kepada voltan keluaran arus
terus (AT).

4. Berus karbon Penyambung litar angker ke punca keluaran bekalan AT.

101

Prinsip kendalian penjana AT
Prinsip kerja penjana arus terus

Kedudukan 1 (0o) Arus B
• berada pada kedudukan putaran 1
A
menegak (bersudut putaran 90o) 0o C
• tiada pemotongan
SU
medan magnet
• nilai arus teraruh sifar D

Sudut putaran

Kedudukan 2 (90o) Arus S B C
• bersudut putaran sehingga D
BAB 3 A U
180o
• berlaku pemotongan medan 2

magnet maksimum 1 90o Sudut putaran
• nilai arus teraruh maksimum 0o
• arus mengalir dalam gelung

dan memesongkan jarum
galvanometer

Kedudukan 3 (180o) Arus C
• bersudut putaran
2 D
sehingga 270o
• tiada sudut pemotongan 3 S BU
90o 180o
medan magnet A
• nilai arus teraruh sifar
1 Sudut putaran
0o

Kedudukan 4 (270o)
• bersudut putaran
sehingga 360o
• pemotongan medan Arus C B
A
magnet maksimum 24 S U

• nilai arus teraruh maksimum D

1 3
0o
• arus mengalir dalam 90o 180o 270o Sudut putaran
gelung dan memesongkan
jarum galvanometer dalam
arah yang sama seperti
kedudukan 2

102

B

Kedudukan 5 (360o) A
• berada pada kedudukan putaran Arus C
menegak (bersudut putaran 90o)
• tiada pemotongan 24 SU
3
medan magnet D

1 5

• nilai arus teraruh sifar 0o 90o 180o 270o Sudut putaran

Rajah 3.23 Prinsip kendalian penjana arus terus

Graf arus teraruh di dalam penjana arus terus

12 34 5

BAB 3

Arah 2 4
putaran angker

Arus

1 5
0o 90o
180o 270o 360o
3 Sudut putaran

Rajah 3.24 Graf arus teraruh di dalam penjana arus terus

Video penerangan tentang
penjana arus terus.

103

Penjana arus ulang alik

Pada asasnya penjana AU juga adalah peranti yang menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga
elektrik AU. Binaan penjana AU juga terdiri daripada beberapa bahagian utama yang hampir sama
dengan penjana AT. Bahagian yang berbeza adalah pada penukar tertib (komutator) yang digantikan
dengan jenis gelang gelincir pada penjana AU.

Binaan penjana AU Berus karbon

Gelang gelincir penyambung litar angker ke
tembereng-tembereng punca keluaran bekalan AT.
kuprum yang diletakkan
di atas aci angker.

BAB 3

Angker Kutub utama
teras besi berlapis yang
kepingan logam ferus yang dililit menjadi elektromagnet.
bertebat berbentuk silinder yang (menggantikan fungsi bar magnet).
mempunyai lubang alur untuk
menempatkan belitan angker.

Rajah 3.25 Binaan penjana AU

Jadual 3.4 Fungsi bahagian utama dalam penjana AU

Bil Bahagian Fungsi

1. Kutub utama Menghasilkan medan magnet.

2. Angker Memotong medan magnet untuk menghasilkan daya gerak
elektrik (d.g.e).

3. Gelang gelincir Punca tamatan bagi belitan pengalir angker menghasilkan
4. Berus karbon voltan arus ulang-alik (AU).
Penyambung litar angker ke punca keluaran bekalan AU.

104

Prinsip kendalian penjana AU
Prinsip kerja penjana arus ulang-alik (a.c generator)

Kedudukan 1 (0o) Arus B
• Pada kedudukan menegak, 1 0o
AC
gegelung bergerak selari dengan
medan magnet dan tidak SU
memotong fluks magnet.
D
• D.g.e dan arus aruhan adalah sifar.
Sudut putaran

Kedudukan 2 (90o) Arus BC
• Apabila gegelung berputar
SA DU BAB 3
dari kedudukan menegak
ke kedudukan mengufuk, 2
d.g.e dan arus aruhan dalam
gegelung bertambah dari 1 0o 90o Sudut putaran
sifar ke nilai maksimum.

Kedudukan 3 (180o) Arus C
• Apabila gegelung berputar ke
2 D
kedudukan menegak semula,
nilai d.g.e dan arus aruhan 3 S BU
berubah dari nilai maksimum 90o 180o
ke sifar. A
• Pada kedudukan ini, arus yang
melalui gegelung adalah sifar. 1 Sudut putaran
0o

Kedudukan 4 (270o) Arus S C B
• Apabila gegelung melalui D
1 AU
kedudukan mengufuk, arus 0o
aruhan di dalam gegelung 2 270o Sudut putaran
mengalir ke arah yang 3 4
bertentangan.
• Kedudukan bahagian angker 90o 180o
bertukar dan dengan itu arus
di dalam litar luar akan sentiasa
mengalir ke arah yang sama.

105

Kedudukan 5 (360o) Arus B
• Pada kedudukan menegak,
A
gegelung bergerak selari dengan 2 S
3 CU
medan magnet dan tidak
90o 180o D

memotong fluks magnet. 1 5
0o 270o Sudut putaran

• D.g.e dan arus aruhan adalah sifar. 4

Rajah 3.26 Prinsip kendalian penjana arus ulang alik 5

Graf arus teraruh di dalam penjana arus ulang-alik

12 3 4

BAB 3

Arah 2
putaran angker

Arus

1 35

0o 90o 180o 270o 360o

Sudut putaran

4

Rajah 3.27 Graf arus teraruh di dalam penjana arus ulang alik

106

Perbezaan antara penjana AU dan AT

Jadual 3.5 Perbezaan antara penjana AT dan AU

Penjana AU Penjana AT

Menghasilkan bekalan arus ulang-alik (AU). Menghasilkan bekalan arus terus (AT).

Menggunakan gelang gelincir. Menggunakan penukar tertib (komutator) satu
Arus ulang-alik (AU) bertukar arah secara sendiri gelang belah dua.
dalam angker. Penukar tertib (komutator) menukar arah
pengaliran arus dalam angker.

Lebih cekap kerana tiada geseran antara gelang Kurang cekap kerana terdapat geseran antara
gelincir dan berus karbon penukar tertib (komutator) dan berus karbon.

Menghasilkan voltan yang boleh diubah nilainya Menghasilkan voltan yang tidak boleh diubah BAB 3
kepada nilai voltan yang lebih tinggi bagi tujuan nilainya (tetap).
penghantaran.

Struktur: Angker pegun dan medan berputar atau Struktur: Angker berputar dan medan pegun.
angker berputar dan medan pegun.

Kelebihan penjana AU berbanding penjana AT

Jadual 3.6 Kelebihan penjana AU berbanding penjana AT

Penjana AU Penjana AT

Voltan keluaran boleh dijana, diubah dan diagihkan Voltan keluaran tidak dapat diubah dan tidak
dengan lebih cekap. sesuai diagihkan kerana penggunaan penukar
tertib (komutator satu gelang belah dua).

Penghasilan tenaga lebih cekap kerana tiada geseran Penghasilan tenaga kurang cekap kerana
antara gelang gelincir dan berus karbon. terdapat geseran antara penukar tertib
(komutator) dan berus karbon.

Penggunaan penjana AU lebih meluas terutama Penggunaan penjana AT terhad dan digunakan
dalam penjanaan sumber tenaga yang lebih besar. untuk sumber tenaga yang kecil.

Video penerangan tentang
penjana arus ulang alik

107

3.2.3 Proses penjanaan, penghantaran dan pengagihan elektrik
kepada pengguna domestik dan industri

Sistem pembekalan tenaga elektrik perlu melalui tiga peringkat penting iaitu penjanaan tenaga
elektrik di stesen jana kuasa, penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik. Gambar rajah
menunjukkan konsep sistem pembekalan tenaga elektrik. Tenaga elektrik yang dihasilkan oleh
stesen jana kuasa elektrik dinamakan sebagai sistem penjanaan. Tenaga elektrik akan dibekalkan
secara pukal ke kawasan yang memerlukan tenaga elektrik. Penghantaran bekalan tenaga elektrik
ini biasanya melalui jarak yang jauh kerana pada kebiasaannya kedudukan stesen jana kuasa
elektrik juga terletak jauh. Sistem ini dinamakan sebagai sistem penghantaran dan juga dikenali
sebagai Grid Nasional. Manakala pengagihan tenaga elektrik yang bermula dari pencawang
masuk utama hingga ke punca pengguna dikenali sebagai sistem pengagihan.

AB

BAB 3 Sistem penjanaan
(11kv/22kv/33kv)

Sistem pengagihan
(11kv/33kv)

E

108

Sistem penghantaran Konsep sistem pembekalan tenaga elektrik. BAB 3
(132kv/275kv/500kv) A Stesen jana kuasa
B Stesen transformer injak naik
C C Rangkaian Grid Nasional
D Stesen transformer injak turun
D E Pencawang bahagian

D

109

BAB 3 Penjanaan 1. Terdapat tiga jenis stesen janakuasa elektrik utama di negara kita
Penghantaran iaitu stesen jana kuasa hidro, stesen jana kuasa terma dan stesen
jana kuasa gas.

2. Stesen jana kuasa hidroelektrik berupaya menghasilkan voltan
antara 10.5 kV hingga 11.0 kV. Walau bagaimanapun, nilai tersebut
ditetapkan pada 11 kV untuk memudahkan pelarasan nilai voltan.

3. Sebahagian stesen jana kuasa elektrik lain mampu mengeluarkan
tenaga elektrik sehingga 22 kV dan 33 kV.

4. Terdapat dua jenis sumber tenaga yang boleh menghasilkan tenaga
elektrik iaitu sumber tenaga lestari seperti tenaga hidro, angin,
suria, ombak, pasang surut, biojisim dan sumber tenaga tidak boleh
diperbaharui seperti arang batu, petroleum, gas asli, dan nuklear.

1. Bermula daripada voltan 11 kV yang dihasilkan oleh stesen jana
kuasa elektrik yang disalurkan ke transformer injak naik iaitu di
pencawang masuk utama.

2. Pengubah ini mampu menaikkan voltan sehingga ke 132 kV, 275 kV
dan 500 kV bagi tujuan penghantaran tenaga elektrik dalam jarak
yang jauh.

3. Tujuan utama menaikkan voltan penghantaran adalah untuk
merendahkan arus bagi tujuan mengurangkan kehilangan kuasa
elektrik (power losses) melalui pelepasan haba.

4. Selain itu, penggunaan saiz kabel untuk penghantaran juga dapat
dikurangkan.

5. Di Malaysia, segala talian penghantaran daripada setiap stesen jana
kuasa elektrik utama saling dirangkaikan dan rangkaian ini dikenali
sebagai Grid Nasional.

6. Talian penghantaran dipasang pada ketinggian tertentu
menggunakan menara pilon bertujuan untuk keselamatan pengguna.

Pengagihan 1. Proses pengagihan tenaga elektrik bermula dari pencawang masuk
utama hingga ke punca pengguna.

2. Lazimnya, pengagihan voltan bekalan ke punca pengguna dilakukan
dengan menggunakan kabel bawah tanah dan talian atas.

3. Voltan penghantaran yang tinggi akan diturunkan ke nilai 33 kV
dan 11 kV oleh transformer injak turun yang terletak di pencawang
masuk utama bagi tujuan pengagihan kepada pengguna.

4. Bagi pengguna industri berat, voltan 33 kV dan 11 kV dibekalkan
kerana penggunaan tenaga elektrik yang besar.

5. Bagi pengguna sederhana dan kecil, voltan akan diturunkan lagi sehingga
230/400V (+10%, -6%) oleh transformer injak turun yang ada di
pencawang pengagihan.

Rajah 3.28 Proses penjanaan dan pengagihan elektrik kepada pengguna

110

Membekalkan tenaga elektrik yang besar.

Sebagai sistem Ciri-ciri Menghidupkan mesin atau jentera
penghantaran dan pengagihan Sistem yang menggunakan 3 fasa atau
3 fasa beban tinggi.
kepada pengguna.

Sistem pengagihan voltan 3 fasa dikendalikan dalam
dua bentuk sambungan iaitu:

3 fasa 3 dawai 3 fasa 4 dawai BAB 3
(Delta-Delta) (Delta-Bintang)

• Sambungan sistem 3 fasa 3 dawai ini • Biasanya digunakan untuk membekalkan
biasanya digunakan untuk industri berat. bekalan tenaga elektrik kepada pelbagai
jenis pengguna sederhana dan kecil seperti
• Sambungan bentuk Delta-Delta ini perumahan, bangunan pejabat, sekolah,
membekalkan bekalan elektrik daripada industri sederhana dan kecil serta lain-lain.
pengubah pencawang terus kepada
pengguna industri berat yang menggunakan • Membekalkan bekalan elektrik daripada
jumlah voltan yang tinggi. pengubah pencawang terus kepada
pengguna sederhana dan kecil yang
• Biasanya digunakan untuk pengagihan menggunakan jumlah voltan yang rendah.
tenaga elektrik di kawasan industri.
• Terdapat dua jenis voltan yang juga disebut
• Sistem bekalan 3 fasa 3 dawai ini tidak sebagai voltan 3 fasa iaitu 400V dan voltan 1
mempunyai dawai neutral. fasa iaitu 230V.

Setiap fasa pada sambungan Ciri-ciri Sistem 1 fasa adalah satu sistem
bintang akan disambung dengan Sistem bekalan tenaga elektrik yang
neutral untuk mendapatkan sistem 1 fasa
mempunyai satu talian fasa dan juga
1 fasa. satu talian neutral.

Sistem 1 fasa hanya boleh diperoleh daripada sambungan bintang sahaja kerana
sambungan bintang mempunyai neutral.

Rajah 3.29 Sistem fasa dalam sistem pengagihan tenaga elektrik

111

Jadual 3.7 Perbezaan antara sistem 3 fasa dan sistem 1 fasa

Sistem 3 fasa Sistem 1 fasa

1. Mempunyai tiga talian fasa dan satu 1. Hanya mempunyai satu talian fasa dan juga
talian neutral. satu talian neutral.

2. Untuk pembekalan tenaga elektrik yang 2. Untuk pembekalan tenaga elektrik
lebih besar. yang rendah.

3. Pendawaian lebih kompleks kerana 3. Pendawaian lebih ringkas kerana terdiri
terdiri daripada tiga talian fasa dan satu daripada satu talian fasa dan satu
talian neutral. talian neutral.

BAB 3 4. Pengubah tiga fasa adalah lebih ringan, 4. Pengubah 1 fasa lebih besar, lebih berat dan
kecekapan lebih baik dan lebih murah. lebih mahal.

5. Untuk penggunaan motor elektrik, secara 5. Untuk penggunaan motor elektrik, secara
amnya motor tiga fasa mempunyai daya amnya motor 1 fasa mempunyai daya
kilas permulaan yang lebih stabil dan tetap. kilas permulaan yang lebih rendah dan
kurang stabil.

6. Kos pendawaian lebih mahal tetapi lebih 6. Lebih ekonomi dan sesuai untuk
ekonomi dalam penyelenggaraan pada penggunaan tenaga yang rendah
pengubah jika membekalkan sejumlah tetapi tidak sesuai untuk penggunaan
kuasa ketara yang lebih besar. kuasa ketara yang lebih besar kerana
ketidakseimbangan fasa pada
pengubah masukan.

Info Peraturan pendawaian
bangunan kediaman.
Kaedah menstabilkan arus penggunaan:
• Memasang peralatan yang boleh mempertingkatkan Angkadar Kuasa

seperti "Capacitor Bank".
• Elakkan peralatan elektrik berasaskan motor beroperasi tanpa beban

atau kurang daripada beban yang disarankan oleh pengeluar kilang.
• Menggunakan peralatan elektrik berasaskan motor yang mempunyai

nilai Angkadar Kuasa yang tinggi.
• Menggunakan peralatan elektrik berasaskan motor yang disahkan

oleh SIRIM dan mempunyai label cekap tenaga (energy efficient ).

112

3.2.4 Penggunaan sistem 3 fasa dan 1 fasa bagi pengguna BAB 3
domestik dan industri berdasarkan peraturan IEE

Sistem Fasa Dalam Sistem Pengagihan Tenaga Elektrik

• Terdapat 2 jenis fasa dalam sistem pengagihan tenaga elektrik iaitu sistem 3 fasa dan sistem 1 fasa.
• Bekalan tenaga elektrik adalah dalam bentuk arus ulang-alik (AU).
• Bagi pengguna industri berat, voltan 33 kV dan 11 kV dibekalkan secara terus daripada

pencawang masuk utama.
• Bagi pengguna sederhana voltan bekalan (400V) dikenali sebagai voltan bekalan 3 fasa 4 kabel

kerana mempunyai tiga punca hidup dan satu punca neutral.
• Manakala, bagi pengguna kecil voltan bekalan yang digunakan adalah (230V) dan dikenali

sebagai voltan bekalan 1 fasa 2 kabel kerana mempunyai 1 punca hidup dan 1 punca neutral.
• Bagi voltan bekalan 3 fasa ia terdiri daripada tiga kabel hidup iaitu fasa merah (R), fasa kuning

(Y) dan fasa biru (B).

Info Tiang penghantaran

Berkuat kuasa pada 1 Januari 2008, voltan Talian bekalan
bekalan nominal adalah seperti berikut: 3 fasa (400 V)

Talian bekalan
1 fasa (230 V)

Sumber: Approval Of Electrical Equipment Rajah 3.30 Sistem pengagihan 1 fasa dan 3 fasa
(Electricity Regulations 1994) Information Booklet
2014 Edition By Suruhanjaya Tenaga. 113

Pemilihan Penggunaan Sistem Fasa
Terdapat beberapa perkara yang perlu diambil kira dalam menentukan keutamaan penggunaan
sistem 1 fasa dan 3 fasa. Antaranya adalah seperti berikut:

(a) Rujukan peraturan
Semua proses pendawaian daripada perancangan sehingga pemasangan pendawaian perlu
mematuhi semua peraturan yang telah ditetapkan. Kerja-kerja pendawaian oleh juruelektrik di
bangunan hendaklah mematuhi kehendak peraturan-peraturan berikut:

1. Akta Bekalan Elektrik 1990, Akta 447 dan Akta Suruhanjaya Tenaga 2001.
2. Peraturan-Peraturan Elektrik 1994 dan Pindaan-Pindaanya.
3. Malaysia Standard MS IEC 60364 "Electrical Installation of Buildings".
4. MS 1979:2007 Electrical Installations of Building – Code of Practice.
5. MS 1936:2006 Electrical Installations of Building – Guide To MS IEC 60364.
6. TNB Electricity Supply Application Handbook.
7. "Garis panduan pendawaian elektrik di bangunan kediaman" Suruhanjaya Tenaga.

BAB 3 (b) Kehendak peraturan
Peraturan 11(1), Peraturan-Peraturan Elektrik 1994 telah mensyaratkan semua pendawaian,
pendawaian tambahan atau pendawaian semula yang hendak dijalankan oleh Kontraktor Elektrik
atau Unit Pendawaian Elektrik perlu mendapat kelulusan bertulis daripada pemegang lesen atau
pihak berkuasa bekalan.

(c) Kepentingan piawaian
Kesemua piawaian yang telah ditetapkan dalam peraturan mestilah dipatuhi dan diamalkan oleh
setiap juruelektrik dan pendawai bagi memastikan keselamatan pengguna, harta benda dan haiwan
ternakan daripada kejutan elektrik, melecur, kebakaran dan kemalangan. Piawaian ini juga adalah
untuk menjamin kerja-kerja pendawaian yang dilakukan adalah mengikut spesifikasi dan piawaian
yang telah ditetapkan bagi menjamin kepentingan berikut:

Keselamatan Perlindungan
pemasangan pendawaian keselamatan pengguna

Keselamatan Kepentingan Keselamatan kerja-kerja
bangunan mematuhi penyenggaraan pendawaian
piawaian

Keselamatan kerja-kerja pendawaian Keselamatan kerja-kerja mengesan
tambahan dan ubah suai kerosakan untuk baik pulih

Rajah 3.31 Kepentingan mematuhi piawaian

114

(d) Mereka bentuk pendawaian dalam penentuan fasa BAB 3
Sebelum menentukan keutamaan penggunaan sistem 3 fasa dan 1 fasa bagi pengguna domestik
dan industri, keperluan terhadap reka bentuk pendawaian perlu dilakukan terlebih dahulu. Perkara
pertama dalam proses mereka bentuk pendawaian bagi menentukan keutamaan penggunaan
sistem 3 fasa dan 1 fasa adalah dengan mengadakan lawatan tapak untuk mengenal pasti keadaan
persekitaran, jenis bangunan dan langkah perlindungan.
Di samping itu, lawatan tapak juga dapat mengenal pasti keperluan sebenar beban pengguna,
mengira permintaan beban maksimum dan mengenal pasti pelan, lukisan serta spesifikasi
bangunan. Selain itu, perbincangan dengan pengguna berkaitan juga penting bagi mendapatkan
maklumat berkenaan dengan keperluan pemasangan dan keperluan penggunaan beban maksimum
pengguna pada masa akan datang. Maklumat berkaitan keperluan maksimum beban pengguna ini
dapat menentukan pemilihan fasa pendawaian yang sesuai bagi pengguna domestik dan industri.
Dalam peraturan (MS IEC 60364-1:2003 Fasal 311) telah menjelaskan mengenai keperluan
pengiraan permintaan maksimum beban dalam ampere (A) bagi setiap litar akhir suatu pendawaian.
Hal ini bertujuan supaya reka bentuk pemasangan pendawaian yang ekonomik, berdaya harap dan
dalam had voltan susut yang dibenarkan dapat dilakukan.
Faktor kepelbagaian (Diversity factor) boleh diambil kira untuk mengira permintaan beban
maksimum. Kesemua pengiraan keperluan arus maksimum setiap litar perlu disediakan dengan
lengkap. Butiran ini dapat menunjukkan keperluan arus bagi setiap fasa dalam ampere dan juga
membantu dalam menentukan penggunaan saiz kabel. Peraturan 11(2), Peraturan-Peraturan
Elektrik 1994 adalah untuk menghitung permintaan arus dan perlu merujuk pada Jadual Ketiga
(Jadual A dan B).

(e) Permintaan beban maksimum
Pengiraan beban ini lebih dikenali sebagai jumlah beban tersambung (total connected load).
Standard MS IEC 60364 tidak menunjukkan secara langsung kaedah pengiraan mencari jumlah
beban tersambung. Walau bagaimanapun, kaedah pengiraan beban adalah berdasarkan Jadual
A dan B yang terdapat dalam Peraturan-Peraturan Elektrik 1994. Contoh pengiraan jumlah
beban tersambung boleh menerangkan perbezaan keperluan beban pengguna bagi menentukan
pemilihan fasa yang sesuai. Contoh 1 merujuk kepada pengiraan permintaan beban maksimum
bagi kesesuaian penggunaan sistem 1 fasa dan Contoh 2 merujuk kepada pengiraan permintaan
beban maksimum bagi kesesuaian penggunaan sistem 3 fasa. Jadual 3.8 menunjukkan Jadual B
(Kelonggaran bagi Kepelbagaian) dalam pengiraan jumlah beban.

Info

Tahukah anda mengapakah faktor kepelbagaian diperlukan?
Dalam sesuatu pemasangan pengguna, tidak semestinya semua kelengkapan elektrik digunakan serentak pada
satu masa. Contohnya, jarang sekali pengguna memerlukan atau menggunakan lampu, televisyen, pemanas
air, dapur elektrik, seterika dan lain-lain dalam satu masa yang sama. Oleh itu, arus maksimum yang mengalir
di dalam pengalir litar adalah kurang daripada jumlah arus yang dijangkakan apabila kesemua alat kelengkapan
elektrik digunakan serentak. Jadi, adalah tidak ekonomik sekiranya kita menggunakan kabel, suis, pengasing dan
sebagainya, dengan hanya berpandukan pada permintaan maksimum arus beban dalam pemasangan. Bagi
tujuan ini, faktor kepelbagaian dibenarkan tetapi hendaklah berlandaskan kepada jadual B Peraturan-Peraturan
Elektrik 1994.

115

Jadual 3.8 Jadual B (Kelonggaran bagi kepelbagaian)

Penggunaan kepelbagaian bagi litar Pemasangan rumah persendirian termasuk blok
akhir yang disuapkan dari pengalir atau penginapan persendirian

peralatan suis

1. Lampu 66% daripada jumlah permintaan arus.
2. Kuasa 100% daripada jumlah permintaan arus sehingga
10A + 50% daripada mana- mana permintaan
3. Perkakas memasak arus yang melebihi 10A.
10 Ampere + 30% f.l perkakas memasak yang
disambungkan melebihi 10 Ampere + 5A jika air
keluar digabungkan dalam unit.

BAB 3 4. Pemanasan air (jenis serta-merta) 100% f.l perkakas terbesar + 100% f.l perkakas
5. Pemanas air (dikawal termostat) kedua terbesar + 25% f.l perkakas yang tinggal.
Kepelbagaian tidak dibenarkan.

6. Susunan standard litar akhir menggunakan 100% daripada permintaan terbesar + 40%
alir keluar soket daripada permintaan arus bagi tiap-tiap litar lain.

7. Alir keluar soket selain daripada yang 100% daripada permintaan arus daripada poin
di atas dan kelengkapan pegun selain penggunaan terbesar + 40% daripada permintaan
daripada disenaraikan di atas. arus bagi tiap-tiap poin penggunaan yang lain.

f.l = beban penuh (full load)

Petunjuk:
• 1.8 adalah pengganda berdasarkan andaian bahawa litar ini perlu diperbetulkan pada jumlah faktor kuasa

(f.k) yang tidak kurang daripada 0.85 dan mengambil kira kehilangan kawalan serta arus harmonik.
Pengganda ini hanya digunakan untuk kiraan beban lampu nyahcas.
• Cos θ = 0.85 adalah untuk pembetulan faktor kuasa akibat beban induktor. Contoh beban induktor ialah
kipas angin, pam air dan peralatan yang menggunakan gegelung motor.
• 746W adalah bersamaan dengan 1 HP iaitu satu kuasa kuda bagi kiraan kuasa penyaman udara.

Contoh 1(1 fasa):
Sebuah rumah kediaman jenis setingkat digunakan sebagai sampel untuk membuat contoh
pengiraan jumlah beban tersambung (Total Connected Load) yang sesuai untuk sistem bekalan
1 fasa. Jadual 3.9 menunjukkan anggaran pengiraan jumlah beban tersambung bagi bangunan
kediaman jenis setingkat tersebut.

116

Jadual 3.9 Anggaran pengiraan jumlah beban tersambung bagi bangunan kediaman sistem 1 fasa

Komponen Pengiraan arus Pengiraan arus Arus Arus Rumus
Lampu filamen maksimum dengan faktor
kepelbagaian maksimum anggaran
Lampu nyahcas
(kalimantang/ 8 Unit x 60 W 66% x 2.09A 2.09A 1.38A I= P
pendaflour) = 1.38A V
I= P
V

= 8 Unit x 60 W
230V

= 2.09 A

10 Unit x 36W x 1.8

I= Px1.8 66% x 2.82A I = Px1.8
V = 1.86A V
2.82A 1.86A
= 10 Unit x 36W x 1.8
230V

= 2.82 A

Kipas siling 4 Unit x 85W
I= P
66% x 1.74A 1.74A 1.15A I= P BAB 3
V cosθ = 1.15A V cosθ
= 4 Unit x 85W

230V x 0.85
= 1.74 A

Soket alir keluar 4 Unit x 20A = 80A Soket pertama = 100% = 20A 80A 44A
13A (litar dikawal MCB 20A) Baki 3 soket
= 40% x 60A = 24A

Jumlah 20+24=44A

Pemanas air 1 Unit x 1500 W

I= P 100% beban penuh 6.52A 6.52A I= P
V = 6.52A V

= 1 Unit x 1500 W
230V

= 6.52A

JUMLAH 93.17A 54.91A

Catatan penting

• Walaupun jumlah arus maksimum ialah 93.17A, tetapi ia tidak diambil kira sebagai jumlah arus
sebenar beban.

• Jumlah arus anggaran bagi pendawaian ini adalah 54.91A. Kiraan arus anggaran ini adalah kurang
daripada had satu fasa iaitu 60A. Hal ini menunjukkan kesesuaian penggunaan sistem 1 fasa.

Contoh 2 (3 fasa):
Untuk contoh 2, pengiraan sebuah rumah kediaman jenis 2 tingkat digunakan sebagai sampel untuk
membuat contoh pengiraan jumlah beban tersambung (Total Connected Load) yang sesuai untuk
sistem bekalan 3 fasa. Jadual 3.10 menunjukkan anggaran pengiraan jumlah beban tersambung bagi
bangunan kediaman jenis dua tingkat.

117

Jadual 3.10 Anggaran pengiraan jumlah beban tersambung bagi bangunan kediaman sistem 3 fasa

Komponen Pengiraan arus Pengiraan arus Arus Arus Rumus
Lampu filamen maksimum dengan faktor
kepelbagaian maksimum anggaran
Lampu 10 Unit x 60 W
pendaflour I= P 66% x 2.61A 2.61A 1.72A I= P
(kalimantang) = 1.72A V
V
= 10 Unit x 60 W 66% x 2.82A 2.81A 1.86A I = Px1.8
= 1.86A V
230V
= 2.61 A

20 Unit x 18W x 1.8

I = Px1.8
V

= 20 Unit x 18W x 1.8
230V

= 2.82 A

Kipas siling 6 Unit x 85W

BAB 3 I= P 66% x 2.61A 2.61A 1.72A I= P
V cosθ = 1.72A V cosθ

= 6 Unit x 85W
230V x 0.85

= 2.61A

Soket alir keluar 12 Unit x 20A = 240A Soket pertama = 100% = 20A 240A 108A
13A (litar dikawal MCB 20A) Baki 11 soket
= 40% x 220A = 88A

Jumlah 20+88=108A

Pemanas air 2 Unit x 3000 W Pemanas air 1 =
100% beban penuh = 13.05A
I= P 26.09A 26.09A I= P
V Pemanas air 2 = V
100% beban penuh =13.05A
= 2 Unit x 3000 W
230V Jumlah = 26.09A

= 26.09A

Pemasak 1 Unit x 7000 W 10A pertama = 10A
elektrik 30% daripada baki = 30% x
I= P 20.43A
V 30.43A 16.13A I= P
= 6.13A V
= 1 Unit x 7000 W
230V Jumlah = 16.13A

= 30.43A

Pendingin hawa 4 Unit x 1Hp x 746W
I= P
Tiada faktor kepelbagaian 15.26A 15.26A I= P
V cosθ V cosθ

= 4 Unit x 746W
230V x 0.85

= 15.26A

JUMLAH 319.82A 170.78A

118

Catatan penting BAB 3

• Jumlah arus anggaran bagi pendawaian adalah 170.76A. Kiraan arus anggaran ini adalah
melebihi daripada had 1 fasa iaitu 60A. Hal ini menunjukkan kesesuaian penggunaan sistem
3 fasa.

• Jumlah arus anggaran ini perlu dibahagikan kepada tiga fasa dan setiap satu fasa menampung
beban arus sebanyak 56.92A bagi setiap satu fasa.

• Jumlah arus maksimum ialah 319.80A. Jumlah arus maksimum ini tidak diambil kira dalam
penentuan fasa.

(f) Kesan terhadap pemilihan fasa yang tidak tepat
Anggaran penggunaan arus maksimum bagi sistem bekalan 1 fasa atau fasa tunggal domestik mestilah
tidak melebihi 60A. Akan tetapi, arus maksimum yang mampu ditampung untuk pendawaian 1 fasa
biasanya adalah 80A. Rajah 3.32 menunjukkan kesan pemilihan fasa yang tidak tepat.

Membahayakan pengguna,
merosakkan peralatan dan

pendawaian elektrik

Meningkatkan beban pada Kesan Risiko kerosakan kabel
pengubah dan menjadikannya pemilihan penghantaran elektrik
fasa yang
tidak stabil tidak tepat

Berlaku ketidakstabilan voltan Gangguan bekalan elektrik
ketika penggunaan maksimum kerap berlaku

Merosakkan peralatan
elektrik pengguna

Rajah 3.32 Kesan pemilihan fasa yang tidak tepat

119

3.2.5 Komponen utama pendawaian mudah unit kawalan
pengguna 1 fasa

• Unit kawalan pengguna 1 fasa juga dikenali sebagai alat kawalan litar pengguna. Ia terdiri
daripada beberapa alat kawalan yang bertujuan untuk memastikan keselamatan pengguna
daripada renjatan elektrik ketika tenaga elektrik dibekalkan kepada pengguna.

• Selain itu, litar pengguna juga berfungsi sebagai alat pencegah daripada berlakunya kebakaran
yang disebabkan oleh kerosakan elektrik.

• Unit kawalan pengguna 1 fasa ini perlu dipasang mengikut urutan yang telah ditetapkan. Rajah
3.33 ialah gambar rajah skema unit kawalan pengguna 1 fasa dan rajah 3.34 gambar rajah litar
pendawaian unit kawalan litar pengguna 1 fasa.

BAB 3 6A
ke beban

6A

A C D E ke beban
B

M F
6A

ke beban

6A
ke beban

A Unit penyambung, litar masukan (kotak simpang) D Suis utama, MCCB

B Unit pemotong (fius perkhidmatan) dan E Pemutus litar arus baki (RCCB)
F Papan agihan, MCB
penghubung neutral

C Meter kWj

Rajah 3.33 Skema unit kawalan pengguna 1 fasa

120

A Kotak simpang C Meter kilowatt jam (kWJ)
B Fius perkhidmatan
27315
1000 100 10 1 0.1

KILOWATT-HOUR METER

SINGLE PHASE TYPE DD17

220V 10(20)A 50Hz

600Revs/kWh SER No. 2006-1119015

kWh

BAB 3

E Pemutus litar arus baki (RCCB)

D Suis utama F Pemutus litar miniatur (MCB)

6A 6A 16A 16A

63A ON 40A ON ON ON ON ON
100mA
SUIS RCCB MCB MCB MCB MCB
UTAMA

NE
Rajah 3.34 Litar pendawaian unit kawalan litar 1 fasa

121

Semua sistem bekalan elektrik di rumah dilengkapi dengan alat kawalan dan perlindungan seperti
yang terdapat pada Rajah 3.34. Fungsi komponen yang terdapat dalam unit kawalan pengguna
adalah seperti dalam Jadual 3.11 berikut:

Jadual 3.11 Komponen-komponen dalam unit kawalan pengguna dan fungsinya

Nama komponen Penerangan

A Kotak simpang

Berfungsi sebagai litar masukan AU. Juga dikenali sebagai unit
penyambung.

B Fius perkhidmatan

BAB 3 Berfungsi sebagai perlindungan arus lebihan untuk beban dan
unit pemotongan elektrik oleh pihak berkuasa.

C Meter kilowatt jam (kWJ)
Berfungsi menyukat dan merekod jumlah tenaga elektrik yang
telah digunakan.

D Suis utama

Berfungsi untuk menyambung dan memutuskan bekalan elektrik
serta mengawal arus berlebihan.

122

E Pemutus litar arus baki Berfungsi memutuskan bekalan secara automatik apabila berlaku
(RCCB) kebocoran arus atau litar pintas. Terdapat komponen lain yang
sama fungsi iaitu Pemutus Litar Bocor Bumi (ELCB). Alat ini
melindungi pengguna daripada renjatan elektrik dan melindungi
peralatan elektrik daripada voltan tinggi atau lampau akibat
daripada sambaran kilat. Kapasiti RCCB yang biasa digunakan
adalah 40A dan 63A yang mempunyai kepekaan 100mA atau
300mA.

F Pemutus litar miniatur Berfungsi memutuskan bekalan secara automatik apabila
(MCB) berlakunya arus elektrik yang tinggi melebihi kapasiti MCB
disebabkan berlaku litar pintas antara kabel/wayar hidup dan
kabel neutral ataupun penggunaan peralatan elektrik yang BAB 3
terlalu banyak. Juga berfungsi untuk memberikan perlindungan
kepada perkakas elektrik dan pengguna. MCB disambung kepada
pendawaian soket alir keluar dan suis. Nilai kapasiti MCB yang
selalu digunakan adalah seperti berikut:

• 6A (untuk pendawaian lampu/kipas).

• 16A/20A (untuk pendawaian soket alir keluar–litar jejari).

• 32A  (untuk pendawaian poin penyaman udara, unit pemasak
dan lain-lain serta soket alir keluar-litar gelang).

Info

Peraturan Pendawaian Litar Lampu
(a) Peraturan IEE telah menetapkan bahawa bagi satu litar yang dikawal oleh satu alat pelindung

mestilah tidak melebihi 1000 Watt. Pada amnya, satu lampu berkadar 100 Watt setiap satu dengan
litar lampu tidak melebihi 10 poin.
(b) Kabel yang digunakan ialah kabel jenis kuprum ditebat oleh bahan PVK (Polivinal Klorida).
(c) Saiz minimum kabel yang digunakan mestilah tidak kurang 1.5 mm2.
(d) Kadaran peranti pelindung yang digunakan mestilah tidak melebihi 6A bagi MCB dan 5A bagi fius
(sama ada fius atau MCB).
(e) Walau bagaimanapun, untuk pemasangan litar lampu adalah digalakkan menggunakan lebih
daripada satu litar akhir kerana sekiranya salah satu litar mengalami kerosakan litar yang lain masih boleh
digunakan.
(f) Bagi pemasangan lampu dalam industri biasanya kuasa sesebuah lampu mungkin berbeza, contohnya
300 Watt, 500 Watt atau 1000 Watt, dengan itu litar ini boleh dikawal oleh fius berkadar 15A dan
saiz kabel yang digunakan mestilah tidak kurang dari 1.5 mm2.

123