VAN İLİ KOŞULLARINDA GÜNLÜK ORTALAMA SOLAR RADYASYONUN TAHMİN EDİLMESİNDE KULLANILABİLECEK AMPİRİK MODELLERİN GELİŞTİRİLMESİ

Creative Commons License

Usta S.

2nd INTERNATIONAL ISTANBUL CONGRESS OF MULTIDISCIPLINARY SCIENTIFIC RESEARCH, İstanbul, Türkiye, 28 - 29 Eylül 2022, cilt.1, sa.1, ss.350-359

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.350-359
  • Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu çalışmada hava sıcaklığı (T), oransal nem (RH) ve extraterrestrial radyasyon (Ra) parametrelerine bağlı olarak günlük ortalama solar radyasyon (Rs) tahminlerinde kullanılabilecek ampirik modellerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında Rs= (a + b.RH).Ra (Model_1) ve Rs= (a + b.RH + c.T).Ra (Model_2) tahmin modelleri oluşturulmuştur. Öncelikle T, RH ve Rs parametrelerinin 2012 – 2019 yılları arasında ölçülmüş günlük ortalamaları kullanılarak, Microsoft Excel programı çözücü eklentisi aracılığıyla kalibrasyon katsayıları (a, b, c) belirlenmiştir. Daha sonra 2020 ve 2021 yıllarına ait günlük ortalama T, RH, Rs ve Ra verileri kullanılarak modeller test edilmiştir. Modellerin oluşturulması ve test edilmesinde Meteoroloji Bölge Müdürlüğü tarafından ölçülen veriler kullanılmıştır. Ra ise enleme bağlı olarak tahmin edilmiştir. Model_1 için ay bazında belirlenen “a” ve “b” katsayıları sırasıyla 0.52195 – 1.01764 ve -0.00722 – 0.00065 arasında değişmiştir. Benzer şekilde Model_2 için sırasıyla 0.04627 – 1.35747, -0.00171 – 0.00090 ve -0.00248 – 0.04086 arasında değişen “a”, “b” ve “c” katsayıları elde edilmiştir. Ölçülen Rs değerleri 2020 yılında 3.453 – 26.223 MJ m-2 gün-1 arasında değişmiştir. Aynı yıl Model_1 ve Model_2 kullanılarak tahmin edilen Rs değeri aralıkları ise sırasıyla 5.080 – 26.760 MJ m-2 gün-1 ve 4.240 – 27.320 MJ m-2 gün-1 olarak belirlenmiştir Benzer şekilde 2021 yılında ölçülen ve modeller kullanılarak tahmin edilen Rs değerleri sırasıyla 4.603 – 26.492 MJ m-2 gün-1, 6.048 – 28.668 MJ m-2 gün-1 ve 5.205 – 28.986 MJ m-2 gün-1 arasında değişmiştir. Ölçülen ve tahmin edilen değerler arasındaki sapmanın bir ifadesi olarak ortalama mutlak göreceli hata oranı (MAPE) 2020 yılında Model_1 ve Model_2 için sırasıyla %11.580 ve %5.245 olarak belirlenmiştir. Aynı değerler 2021 yılı için %10.751 ve %5.611 olarak elde edilmiştir. Model_1 ve Model_2 kullanılarak tahmin edilen Rs değerlerinin doğruluk düzeyleri sırasıyla “iyi” (MAPE= %10 – 20) ve “çok iyi” (MAPE< %10) olarak belirlenmiştir. Model_2 Model_1’e göre daha iyi performans göstermiştir. Bu modeller kullanılarak doğruluk oranı yüksek günlük ortalama Rs değerlerinin tahmin edilebileceği sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, it is aimed to develop empirical models that can be used in estimating daily average solar radiation (Rs) depend on air temperature (T), relative humidity (RH) and extraterrestrial radiation (Ra). Within the scope of the study, Rs= (a + b.RH).Ra (Model_1) and Rs= (a + b.RH + c.T).Ra (Model_2) estimation models were created. First of all, the calibration coefficients (a, b, c) were determined through the Microsoft Excel program solver add-on, using the daily average values of T, RH and Rs parameters measured between the years of 2012 – 2019. Then, the models were tested using the daily average T, RH, Rs and Ra data the years of 2020 and 2021. The data measured by the Regional Directorate of Meteorology was used in the creating and testing of the models. Ra was estimated based on the latitude. The “a” and “b” coefficients determined on a monthly basis for Model_1 varied between 0.52195 – 1.01764 and -0.00722 – 0.00065, respectively. Similarly “a”, “b” and “c” coefficients varied between 0.04627 – 1.35747, -0.00171 – 0.00090 and -0.00248 – 0.04086 were obtained for Model_2. Measured Rs values varied between 3.453 – 26.223 MJ m-2 day-1 in 2020. In the same year, the estimated Rs value ranges using Model_1 and Model_2 were determined as 5.080 – 26.760 MJ m-2 day-1 and 4.240 – 27.320 MJ m-2 day-1, respectively. Similarly, the Rs values measured in 2021 and estimated using these models varied between 4.603 – 26.492 MJ m-2 day-1, 6.048 – 28.668 MJ m-2 day-1 and 5.205 – 28.986 MJ m-2 day-1, respectively. As an expression of the deviation between the measured and estimated values, the mean absolute percentage error (MAPE) was determined as 11. 580% and 5.245% for Model_1 and Model_2 in 2020, respectively. The same values were obtained as 10.751% and 5.611% for 2021. The accuracy levels of Rs values estimated using Model_1 and Model_2 were determined as “good” (MAPE= 10 – 20%) and “very good” (MAPE< 10%), respectively. Model_2 performed better than Model_1. It has been concluded that using these models, daily  average Rs values with high accuracy can be estimated.