GOODİN MODELİ KULLANILARAK GÜNLÜK ORTALAMA SOLAR RADYASYONUN TAHMİN EDİLMESİ: KAHRAMANMARAŞ ÖRNEĞİ

Creative Commons License

Usta S.

3rd INTERNATIONAL BLACK SEA MODERN SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS , Samsun, Türkiye, 23 - 24 Mart 2023, cilt.1, sa.1, ss.302-303

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Samsun
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.302-303
  • Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu çalışmada, günlük solar radyasyonun (Rs) hava sıcaklığı (T) ve extraterrestrial radyasyona (Ra) bağlı olarak tahmin edilmesinde kullanılan ampirik Goodin modelinin Kahramanmaraş koşullarına uygun kalibrasyonunun yapılarak, test edilmesi amaçlanmıştır. Öncelikle T, Rs ve Ra verilerinin uzun yıllar ortalaması günlük değerleri kullanılarak (1938 – 2020), Microsoft Excel programı çözücü eklentisi ile modelin  kalibrasyon katsayıları (a, b, c) belirlenmiş ve kalibrasyon eşitliği oluşturulmuştur . Daha sonra, bu kalibrasyon eşitliği Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesinde (KSÜ) 2021 yılının Temmuz – Ekim döneminde ölçülen günlük ortalama T ve Rs verileri ile test edilmiştir. Bu verilerin ölçülmesinde Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) cihazı tarafından yönetilen hava sıcaklığı ve solar radyasyon sensörleri kullanılmıştır. Bu doğrultuda CODESYS programlama dili kullanılarak bir yazılım hazırlanmış ve PLC cihazına yüklenmiştir. Günlük Ra değerleri ise enlem ve zamana bağlı olarak tahmin edilmiştir. Uzun yıllar ortalaması günlük ölçülen Rs değerleri 4.99 – 32.56 MJ m-2 gün-1 aralığında değişmiştir. Benzer şekilde, kalibrasyon eşitliği ile tahmin edilen günlük ortalama Rs değerleri 2.66 – 30.28 MJ m-2 gün-1 arasında değerler almıştır. Ölçülen ve tahmin edilen Rs değerleri arasındaki sapmanın bir göstergesi olarak hesaplanan ortalama mutlak göreceli hata oranı (MAPE) %11.36 olarak belirlenmiştir. KSÜ kampüsünde ölçülen ve kalibrasyon eşitliği kullanılarak tahmin edilen günlük ortalama Rs değerleri sırasıyla 10.40 – 29.13 MJ m2 gün-1 ve 14.68 – 30.10 MJ m2 gün-1 arasında değişmiştir. Temmuz, Ağustos, Eylül ve Ekim ayları boyunca incelenen 123 günlük süre için ortalama MAPE %8.88 olarak elde edilmiştir. Ölçülen ve tahmin edilen Rs değerlerinin oluşturduğu veri gruplarının ortalamaları arasındaki farklar istatiksel olarak anlamlı bulunmamıştır (p> 0.05, n= 123). Bu sonuç, tahmin edilen değerlerin ölçülen değerler yerine kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Yöre koşulları ile uyumlu kalibrasyonu yapılan Goodin modeli kullanılarak, doğruluk oranı yaklaşık %90 (MAPE ≅ %10%) düzeyine ulaşan günlük ortalama solar radyasyon değerleri tahmin edilebileceği sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, it is aimed to calibrating and testing the empirical Goodin model, used in estimating the daily solar radiation (Rs) depending on the air temperature (T) and extraterrestrial radiation (Ra), in accordance with Kahramanmaraş conditions. First of all, the calibration coefficients (a, b, c) of the model  were determined by the Microsoft Excel program solver add-on, using the long-term average daily values of T, Rs and Ra data (1938 – 2020), and calibration equation was created . Then, this calibration equation was tested by using the T and Rs data measured in Kahramanmaras Sutcu Imam University (KSU) in the July – October period of 2021. These data were measured using air temperature and solar radiation sensors managed by the Programmable Logic Controller (PLC) device. In this direction, a software was prepared using the CODESYS programming language and loaded the PLC. Daily Ra values were estimated depending on latitude and time. The long-term average measured daily Rs values varied between the range of 4.99 – 32.56 MJ m-2 day-1. Similarly, the daily average Rs values estimated by the calibration equation varied between 2.66 – 30.28 MJ m-2 day-1. The mean absolute percentage error rate (MAPE), calculated as an indicator of the deviation between the measured and estimated Rs values, was determined as 11.36%. The daily Rs values measured at the KSU campus and estimated using the calibration equation varied between the range of 10.40 – 29.13 MJ m-2 day-1 and 14.68 – 30.10 MJ m-2 day-1, respectively. The average MAPE for the 123-day period studied during the July, August, September and October was obtained as 8.88%. The differences between the means of the data groups formed by the measured and estimated Rs values were not found to be statistically significant (p> 0.05, n= 123). This result revealed that the estimated values can be used instead of the measured values. It has been concluded that using the Goodin model, which is calibrated in accordance with the local conditions, daily average solar radiation values can be estimated with an accuracy rate of approximately 90% (MAPE ≅ 10%).