Küresel ve yaygın güneş radyasyonunun tahmini için farklı modellerin karşılaştırılması
Comparison of different models for estimation of global and diffuse solar radiation
Yazar: AYCAN BAYRAM
Danışman: DOÇ. DR. SELMİN ENER RÜŞEN
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Türkiye = Turkey ; Uydu = Satellite

Özet:
Küresel güneş radyasyonu ve bileşenlerinin doğru belirlenmesi herhangi bir bölgedeki güneş sistemlerinin analizi için çok önemlidir. Doğrudan ve yaygın güneş radyasyonu olarak tanımlanmış küresel güneş radyasyonunun bileşenleri dünya yüzeyinde ölçülebilmektedir. Ancak, bölgesel parametreler, birçok jeolojik faktör ve iklimsel etkiler güneş radyasyonu yeryüzü ölçülerinin doğruluğu olumsuz olarak etkilemektedir. Bu tezde, küresel ve yaygın güneş radyasyonunun yatay bir yüzey üzerindeki aylık ortalama günlük değerleri uydu tabanlı tahmin modelleri (HELIOSAT, Meteonom ve PVGIS) kullanılarak elde edilmiştir. Uydu tabanlı tahmin modellerinin doğruluğu ve geçerliliği Türkiye'de seçilen dokuz istasyon için doğru yeryüzü ölçüm değerleri ile istatistiksel olarak test edilmiştir. Sonuçlar HELIOSAT Model'in küresel ve yaygın güneş radyasyonu tahmini için seçilen uydu tabanlı tahmin yöntemleri arasında en iyi model olduğunu göstermektedir. HELIOSAT Model için tahmin edilen bağıl MBE değerleri 0,03 ile -0,02 ve bağıl RMSE değerleri 0,010 ile 0,035 arasındadır. Benzer şekilde, yaygın güneş radyasyon değerleri bağıl MBE için -0,020 ve 0,025 ve bağıl RMSE için 0,015 ve 0,030 olarak bulunmuştur. Ayrıca, yapılan regresyon analizi (R2) sonucunda HELIOSAT Model en az %97 küresel ve %91 yaygın güneş radyasyonu değerleri ile iyi uyumu göstermektedir. Ek olarak bu tez kapsamında, literatürde yer alan 24 deneye dayalı yaygın radyasyon tahmin modeli kullanılarak Karaman ili için yaygın güneş radyasyonu tahmini yapılmıştır. Deneye dayalı modellerden elde edilen yaygın güneş radyasyonu değerleri meteorolojik uydulardan en iyi performansı gösteren HELIOSAT Model kullanılarak test edilmiştir. Yapılan hesaplara göre, kesin küresel ve yaygın güneş radyasyonu verileri mevcut olmadığında HELIOSAT Model kullanılarak elde edilen tahmin değerleri güvenilir bir alternatif olarak kullanılabilir sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Accurate determination of global solar radiation and components is crucial for the analysis of solar systems in any region. These components of global solar radiation, defined as direct and diffuse solar radiation, can be measured on the earth's surface. However, regional parameters, many geological factors and climatic effects adversely affect the accuracy of solar radiation measurements. In this thesis, the monthly average daily values of global and diffuse solar radiation on a horizontal surface were estimated using satellite-based forecast models (HELIOSAT, Meteonom and PVGIS). The accuracy and validity of satellite-based estimation models have been statistically tested with accurate measurement values of the earth's surface for the nine stations selected in Turkey. The results show that HELIOSAT is the best model among the satellite-based estimation models selected for global and diffuse solar radiation. The estimated values for the HELIOSAT method are -0.02 to 0.03 and 0.010 and 0.035 relative MBE and Relative RMSE, respectively. Similarly, diffuse radiation values are -0,020 and 0,025 for Relative MBE and 0,015 and 0,030 for Relative RMSE.  Besides, calculation of the regression coefficient values (R2) for the HELIOSAT method shows a very good agreement with at least 97% confidence level of global and 91% of diffuse radiation values. In addition, within the scope of this thesis, diffuse solar radiation estimation was made for Karaman province using a diffuse solar radiation estimation model based on 24 experiments in the literature. The diffuse solar radiation values obtained from experimental models have been tested using the HELIOSAT Model, which performs best from meteorological satellites based estimation models. According to the calculations, it was concluded that the estimated values obtained using the HELIOSAT Model could be used as a reliable alternative when precise global and diffuse solar radiation data is not available.