PV modüller için güneş ışınımı değerinin bölgesel olarak belirlenmesi
Regional determination of solar radiation value for PV modules
- Tez No: 998165
- Danışmanlar: PROF. DR. ULAŞ EMİNOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, Solar energy
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Samsun Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güneş enerji sistemlerinin kurulması aşamasında en dikkat edilmesi gereken kriterlerden biri olan ve kurulacağı bölgenin teknik ve ekonomik olarak değerlendirilmesini sağlayan veri güneş ışınım verileridir. Geçmiş verilerin eksik veya yetersiz olduğu, güncel veriye de ulaşımın olmadığı bölgelerde, fotovoltaik (PV) panellerin performansının öngörülebilmesi için tahminleme yapılması gerekmektedir. Tahminlemelerin yapılabilmesi adına gerçekleşen değerlere en yakın hesaplama yapabilecek modellere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmanın amacı da; coğrafi koordinatları ve tarih aralığı kullanıcı tarafından belirlenen herhangi bir lokasyon için güneş geometrisi hesaplamalarımı yaparak güneş ışınım değerlerini hesaplayan Python tabanlı bir yazılım geliştirmektir. Çalışma kapsamında, geçmiş veri setlerine bağlı kalmadan literatürde kabul görmüş matematiksel yaklaşımlar belirlenerek yapay zekadan uzak hesaplama yöntemleri benimsenmiştir. Çalışma kapsamında, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı GEPA (Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası) ölçüm verileri entegre edilerek Türkiye'nin 81 ili için 12 aylık periyotta (toplam 972 veri noktası) mekânsal ışınım simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen modelin hesapladığı aylık bazda ortalama günlük global yatay ışınım değerleri, ulusal referans kabul edilen Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı GEPA (Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası) veri tabanı ile karşılaştırılmış ve Ortalama Mutlak Yüzde Hata (MAPE) ile Kök Ortalama Kare Hata (RMSE) denklemleri kullanılarak istatistiksel doğrulaması yapılmıştır. Yapılan kapsamlı analizler sonucunda; küresel uydu veri setlerinden NASA POWER verilerinin GEPA referans verilerine göre ortalama hata payı (MAPE) %15,90, Avrupa Komisyonu destekli PVGIS-SARAH2 verilerinin hata payı ise %12,71 olarak tespit edilmiştir. Buna karşın, bu çalışmada geliştirilen yazılım algoritması GEPA veri tabanı ile Türkiye genelinde yalnızca %5,35 MAPE ve 0,260 kWh/m2 RMSE sapma ile küresel rakiplerinden yaklaşık 3 kat daha yüksek bir tahmin doğruluğu göstermiştir. Ayrıca, yazılıma entegre edilen“NASA Anlık Bulutluluk”modülü sayesinde modelin sadece uzun yıllar ortalamalarını (TMY) değil, seçilen herhangi bir yıla ait hava olaylarını simüle edebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Solar radiation data is one of the most critical criteria to consider during the installation phase of solar energy systems, as it enables the technical and economic evaluation of the targeted region. In locations where historical data is missing or insufficient, and access to current measurement data is unavailable, estimation becomes essential to predict the performance of photovoltaic (PV) panels. To achieve accurate estimations, models capable of calculating values closest to the actual occurrences are required. The objective of this study is to develop Python-based software that calculates solar radiation values by performing solar geometry calculations for any location based on user-defined geographical coordinates and date ranges. Within the scope of the study, empirical mathematical approaches accepted in the literature were adopted, utilizing calculation methods independent of artificial intelligence and without relying on historical training datasets.By integrating measurement data from the Ministry of Energy and Natural Resources' GEPA (Solar Energy Potential Atlas), spatial radiation simulations were conducted for all 81 provinces of Turkey over a 12-month period, yielding a total of 972 data points. The monthly average daily global horizontal irradiance values calculated by the developed model were compared with the nationally referenced GEPA database. Statistical validation of the model was performed using Mean Absolute Percentage Error (MAPE) and Root Mean Square Error (RMSE) equations. Comprehensive analyses revealed that the average error rate (MAPE) of the NASA POWER global satellite dataset was 15,90% compared to the GEPA reference data, while the error rate of the European Commission-supported PVGIS-SARAH2 dataset was 12,71%. In contrast, the software algorithm developed in this study demonstrated approximately three times higher estimation accuracy than its global competitors, achieving only a 5,35% MAPE and a 0,260 kWh/m2 RMSE deviation across Turkey. Furthermore, through the“NASA Instantaneous Cloudiness”module integrated into the software, the model is capable of simulating not only Typical Meteorological Year (TMY) long-term averages but also the specific weather conditions of any selected year.
Benzer Tezler
- Termoelektrik modülün iki yönlü kullanıldığı fotovoltaik sistemlerin modellenmesi
Modeling of photovoltaic systems with bidirectional use of thermoelectric module
UĞUR YILMAZ
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜRKER FEDAİ ÇAVUŞ
PROF. DR. YAŞAR İSLAMOĞLU
- Estimation of Diffuse solar Irradiation and Its Effects on PV Power plant Production at METU NCC
Yayılı Güneş Işınımı Tahmini ve Fotovoltaik Enerji Santrali Üretimine Olan Etkileri
GENCO KAVAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiSürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR TAYLAN
- The effect of inclination angle in fixed photovoltaic system applications
Sabit fotovoltaik sistem uygulamalarında eğim açısının etkisi
ABDALAZIZ TAREK ABDALAZIZ EBRAHEEM RAGAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK YAVUZ
- Güneş pili destekli ve uzaktan kontrol edilebilen dairesel hareketli sulama sistemi üzerine bir araştırma
A research on center pivot irrigation system with solar cell supported and remote controlled
ÜMRAN ATAY
Doktora
Türkçe
2022
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN HÜSEYİN ÖZTÜRK
- Çift yüzlü fotovoltaik panellerin farklı zemin koşullarında incelenmesi
Investigation of bifacial photovoltaic panels under different ground conditions
MURAT KUBİLAY ÇALIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHARREM HİLMİ AKSOY