Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi

BAYINDIR, RAMAZAN; ÇOLAK, Medine; Yesilbudak, Mehmet

Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi

Mehmet YEŞİLBUDAK, (Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi)

Medine ÇOLAK, (Gazi Üniversitesi)

Ramazan BAYINDIR (Gazi Üniversitesi)

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji

33 4

Yıl: 2018 Cilt: 6 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 189 - 203 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi

Öz:

Güvenli, çevre dostu ve sürdürülebilir olan fotovoltaik enerji sistemlerinin kurulumlarında güneş parametreleri hakkındaki bilgiler önemlidir. Bu çalışmada, öncelikle, Ankara ilinin uzun dönem global güneş ışınım şiddeti, güneşlenme süresi ve hava sıcaklığı verileri yıllık, aylık ve günlük bazda detaylı olarak analiz edilmiştir. Sonrasında, uzun dönem aylık toplam global güneş ışınım şiddeti, aylık toplam güneşlenme süresi ve aylık ortalama hava sıcaklığı verilerinin modellenmesi amacıyla polinom, Gauss ve Fourier olmak üzere üç farklı ampirik metot kullanılmıştır. Söz konusu ampirik metotların veri modelleme performanslarını kıyaslamak için belirlilik katsayısı ve karekök ortalama hata istatistiksel test ölçekleri olarak hesaplanmıştır. En iyi sonuçları sağlayan ampirik metotlar Ankara iline ait güneş karakteristiklerinin yüksek kararlılıkta modellenmesine imkan vermiş ve elde edilen çıktılar benzer iklim koşullarına sahip diğer yerler için önemli bir kaynak teşkil etmektedir

Anahtar Kelime:

Analysis of Long-Term Global Solar Radiation, Sunshine Duration and Air Temperature Data of Ankara and Modeling with Curve Fitting Methods

Öz:

The information about solar parameters is important in the installation of photovoltaic energy systems that are reliable, environmentally friendly and sustainable. In this study, initially, long-term global solar radiation, sunshine duration and air temperature data of Ankara are analyzed on the annual, monthly and daily basis, elaborately. Afterwards, three different empirical methods that are polynomial, Gaussian and Fourier are used for the purpose of modeling long-term monthly total global solar radiation, monthly total sunshine duration and monthly mean air temperature data. The coefficient of determination and the root mean square error are computed as statistical test metrics in order to compare data modeling performance of the mentioned empirical methods. The empirical methods that provide the best results enable to model the solar characteristics of Ankara more accurately and the achieved outcomes constitute the significant resource for other locations with similar climatic conditions

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Internet: International Energy Agency, “Electricity Information 2016”, http://dx.doi.org/10.1787/ electricity-2016-en, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[2] Internet: International Energy Agency, “World Energy Outlook 2016”, http://dx.doi.org/10.1787/ weo-2016-en, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[3] Internet: REN21, “Renewables 2016 Global Status Report”, http://www.ren21.net/wpcontent/uploads/2016/06/GSR_2016_Full_Report.pdf, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[4] Y. Shi, R. Xie, L. Wang, Y. Shi and H. Li, “Switching characterization and short-circuit protection of 1200V SiC MOSFET T-Type module in PV inverter application”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, DOI: 10.1109/TIE.2017.2682800.
[5] M. Despotovic, V. Nedic, D. Despotovic and S. Cvetanovic, “Evaluation of empirical models for predicting monthly mean horizontal diffuse solar radiation”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 56, pp. 246-260, April 2016.
[6] B. Jamil and N. Akhtar, “Comparison of empirical models to estimate monthly mean diffuse solar radiation from measured data: Case study for humid-subtropical climatic region of India”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 77, pp. 1326-1342, September 2017.
[7] E.P.M. Filho, A.P. Oliveira, W.A. Vita, F.L.L. Mesquita, G. Codato, J.F. Escobedo, M. Cassol and J.R.A. Franca, “Global, diffuse and direct solar radiation at the surface in the city of Rio de Janeiro: Observational characterization and empirical modeling”, Renewable Energy, vol. 91, pp. 64-74, June 2016.
[8] H.C. Bayrakci, C. Demircan and A. Kecebas, “The development of empirical models for estimating global solar radiation on horizontal surface: A case study”, DOI: 10.1016/j.rser.2017.06.082.
[9] N. Arslanoglu, “Empirical modeling of solar radiation exergy for Turkey”, Applied Thermal Engineering, vol. 108, pp. 1033-1040, August 2016.
[10] H.B. Yildirim, O. Celik, A. Tekec and B. Barutcu, “Estimating daily global solar radiation with graphical user interface in Eastern Mediterranean Region of Turkey”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, DOI: 10.1016/j.rser.2017.06.030.
[11] W. Liao, X. Wang, Q. Fan, S. Zhou, M. Chang, Z. Wang, Y. Wang and Q. Tu, “Long-term atmospheric visibility, sunshine duration and precipitation trends in South China”, Atmospheric Environment, vol.107, pp. 204-216, April 2015.
[12] M. Chelbi, Y. Gagnon and J. Waewsak, “Solar radiation mapping using sunshine duration-based models and interpolation techniques: Application to Tunisia”, Energy Conversion and Management, vol. 101, pp. 203-215, September 2015.
[13] W.E. Alnaser and M.K. Merzaa, “Empirical correlations for the climate data in the Kingdom of Bahrain”, Energy, vol. 30, pp. 2818-2830, November 2005.
[14] M. El-Metwally, “Sunshine and global solar radiation estimation at different sites in Egypt”, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, vol. 67, pp. 1331–1342, September 2005.
[15] W. Zhu, A. Lu, S. Jia, J. Yan and R. Mahmood, “Retrievals of all-weather daytime air temperature from MODIS products”, Remote Sensing of Environment, vol. 189, pp. 152-163, February 2017.
[16] H.C. Ho, A. Knudby, Y. Xu, M. Hodul and M. Aminipouri, “A comparison of urban heat islands mapped using skin temperature, air temperature, and apparent temperature (Humidex), for the greater Vancouver area”, Science of the Total Environment, vol. 544, pp. 929-938, February 2016.
[17] Z. Wenbin, L. Aifeng and J. Shaofeng, “Estimation of daily maximum and minimum air temperature using MODIS land surface temperature products”, Remote Sensing of Environment, vol. 130, pp. 62-73, March 2013.
[18] H.C. Ho, A. Knudby, P. Sirovyak, Y. Xu, M. Hodul and S.B. Henderson, “Mapping maximum urban air temperature on hot summer days”, Remote Sensing of Environment, vol. 154, pp. 38-45, November 2014.
[19] Internet: T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://www. mgm.gov.tr, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[20] Internet: Mathworks Documentation, “Polynomial Models”, https://www.mathworks.com/help/ curvefit/polynomial.html, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[21] Internet: Mathworks Documentation, “Fourier Series”, https://www.mathworks.com/help/ curvefit/fourier.html, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[22] Internet: Mathworks Documentation, “Gaussian Models”, https://www.mathworks.com/help/ curvefit/gaussian.html, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.
[23] Internet: Mathworks Documentation, “Evaluating Goodness of Fit”, https://www.mathworks.com/ help/curvefit/evaluating-goodness-of-fit.html, Son Erişim Tarihi: 01.09.2017.

APA	Yesilbudak M, ÇOLAK M, BAYINDIR R (2018). Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. , 189 - 203.
Chicago	Yesilbudak Mehmet,ÇOLAK Medine,BAYINDIR RAMAZAN Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. (2018): 189 - 203.
MLA	Yesilbudak Mehmet,ÇOLAK Medine,BAYINDIR RAMAZAN Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. , 2018, ss.189 - 203.
AMA	Yesilbudak M,ÇOLAK M,BAYINDIR R Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. . 2018; 189 - 203.
Vancouver	Yesilbudak M,ÇOLAK M,BAYINDIR R Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. . 2018; 189 - 203.
IEEE	Yesilbudak M,ÇOLAK M,BAYINDIR R "Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi." , ss.189 - 203, 2018.
ISNAD	Yesilbudak, Mehmet vd. "Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi". (2018), 189-203.

APA	Yesilbudak M, ÇOLAK M, BAYINDIR R (2018). Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 6(1), 189 - 203.
Chicago	Yesilbudak Mehmet,ÇOLAK Medine,BAYINDIR RAMAZAN Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 6, no.1 (2018): 189 - 203.
MLA	Yesilbudak Mehmet,ÇOLAK Medine,BAYINDIR RAMAZAN Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.6, no.1, 2018, ss.189 - 203.
AMA	Yesilbudak M,ÇOLAK M,BAYINDIR R Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2018; 6(1): 189 - 203.
Vancouver	Yesilbudak M,ÇOLAK M,BAYINDIR R Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2018; 6(1): 189 - 203.
IEEE	Yesilbudak M,ÇOLAK M,BAYINDIR R "Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 6, ss.189 - 203, 2018.
ISNAD	Yesilbudak, Mehmet vd. "Ankara İlinin Uzun Dönem Global Güneş Işınım Şiddeti, Güneşlenme Süresi ve Hava Sıcaklığı Verilerinin Analizi ve Eğri Uydurma Metotlarıyla Modellenmesi". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 6/1 (2018), 189-203.