Akdeniz – Güneydoğu Anadolu Geçit Kuşağı Koşullarına Uygun Hargreaves Modeli Solar Radyasyon Tahmin Eşitliğinin Geliştirilmesi ve Test Edilmesi
Developing and Testing of Hargreaves Model Solar Radiation Estimation Equation Suitable for the Mediterranean-Southeastern Anatolian Transitional Zone Conditions
Yazar: Usta, Selçuk; Gençoğlan, Serpil; Gençoğlan, Cafer
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 13 No. 1, 2022
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Calibration,Solar radiation,Estimation model ; Kalibrasyon,Solar radyasyon,Tahmin modeli

Bu çalışmada, Hargreaves solar radyasyon (Rs) tahmin modelinin Akdeniz – Güneydoğu Anadolu geçit kuşağı koşullarına uygun kalibrasyonunun yapılması ve test edilmesi amaçlanmıştır. Kalibrasyon eşitliğinin oluşturulmasında Kahramanmaraş iline ait maksimum, minimum, ortalama hava sıcaklığı (Tmax, Tmin, T), Rs ve extraterrestrial radyasyon (Ra) verilerinin uzun yıllar ortalaması (1938 – 2020) günlük değerleri kullanılmıştır. Ra değerleri coğrafi konum ve zamana bağlı olarak tahmin edilmiştir. Kalibrasyon katsayıları (a, b) Microsoft Excel programı çözücü eklentisi kullanılarak, sırasıyla 0.0984 ve 0.3695 olarak belirlenmiştir. Uzun yıllar ortalaması günlük Rs değerleri 4.99 – 32.56 MJ/m2 gün, kalibrasyon eşitliği kullanılarak tahmin edilen Rs değerleri ise 7.33 – 33.25 MJ/m2 gün aralığında değişmiştir. Ölçülen değerlerdeki değişimin tahmin değerleri ile açıklanabilme oranı %97.34 (R2= 0.9734) olarak elde edilmiştir. Ölçülen ve tahmin edilen Rs değerleri arasındaki sapmanın bir göstergesi olarak dikkate alınan ortalama mutlak göreceli hata oranı (MAPE) ve karekök ortalama karesel hata (RMSE) sırasıyla %8.71 ve 1.54 MJ/m2 olarak belirlenmiştir. Kalibrasyon eşitliği Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesinde (KSÜ) 2021 yılında ölçülen günlük ortalama Tmax, Tmin, T ve Rs verileri ile test edilmiştir. Bu verilerin ölçülmesinde Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) tarafından yönetilen sıcaklık ve radyasyon sensörleri kullanılmıştır. Ölçülen ve tahmin edilen günlük Rs değerleri sırasıyla 10.40 – 29.13 MJ/m2 gün ve 13.80 – 31.16 MJ/m2 aralıklarında değişmiştir. Ölçülen değerlerdeki değişimin tahmin değerleri ile açıklanabilme oranı %86.71 (R2= 0.8671) olarak belirlenmiştir. MAPE ve RMSE sırasıyla %10.57 ve 2.57 MJ/m2 olarak elde edilmiştir. Yöre koşulları ile uyumlu Hargreaves modeli kalibrasyon eşitliği kullanılarak, doğruluk oranı yüksek solar radyasyon tahminleri yapılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, it is aimed to calibrate and test the Hargreaves model solar radiation (Rs) estimation equation in accordance with the Mediterranean – Southeastern Anatolian transitional zone conditions. The calibration equation was created by using the long-term average (1938 – 2020) daily values of the maximum, minimum, average air temperature (Tmax, Tmin, T), Rs and extraterrestrial radiation (Ra) data of Kahramanmaraş province. The Ra values were estimated depending on the geographical location and the time. Calibration coefficients (a, b) were determined as 0.0984 and 0.3695, respectively, using the Microsoft Excel program “solver” add-on. Long-term average daily Rs values varied between 4.99 – 32.56 MJ/m2 day, and the Rs values estimated by the calibration equation varied between 7.33 – 33.25 MJ/m2 day. The rate of explaining the change in the measured values with the estimated values was determined as 97.34% (R2= 0.9734). The mean absolute percentage error (MAPE) and root mean square error (RMSE), taken into account as an expression of the deviation between the measured and estimated Rs values, were determined as 8.71% and 1.54 MJ/m2 day, respectively. The calibration equation was tested with the daily average Tmax, Tmin, T and Rs data measured at Kahramanmaraş Sütçü İmam University (KSU) in 2021. Temperature and radiation sensors operated by a Programmable Logic Controller (PLC) were used to measure these data. Measured and estimated Rs values varied between 10.40 – 29.13 MJ/m2 day and 13.80 – 31.16 MJ/m2 day, respectively. The rate of explaining the change in the measured values with the estimated values was determined as 86.71% (R2= 0.8671). MAPE and RMSE were obtained as 10.57% and 2.57 MJ/m2 day, respectively. It has been concluded that using the Hargreaves model calibration equation suitable to the local conditions, solar radiation estimations with high accuracy can be made.