Research Article

Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama

Volume: 28 Number: 84 September 30, 2026
TR EN

Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama

Abstract

Güneş fotovoltaik (PV) sistemlerinin enerji şebekelerine entegrasyonu, üretim-tüketim dengesinin korunabilmesi açısından doğru ve güvenilir üretim tahminlerini zorunlu kılmaktadır. Ancak, geleneksel tahmin modellerinin yorumlanabilirlik eksikliği, bu modellerin karar verme süreçlerine duyulan güveni sınırlamaktadır. Bu çalışmada, saatlik güneş enerjisi üretimi tahmini için Histogram Tabanlı Gradyan Artırma algoritması (HistGradientBoosting) kullanılmış ve modelin şeffaflığını artırmak amacıyla Açıklanabilir Yapay Zekâ (XAI) tekniklerinden SHAP (Shapley Additive Explanations) yöntemi entegre edilmiştir. Çalışmada, açık erişimli GEFCom 2014 veri seti kullanılmış olup toplam 59.112 örneklem ve güneş ışınımı, sıcaklık, nem, bulutluluk ve rüzgâr hızı gibi 12 farklı meteorolojik öznitelik içermektedir. Model performansı, Ortalama Karesel Hata (MSE), Hatanın Karesel Ortalamasının Karekökü (RMSE), Ortalama Mutlak Hata (MAE) ve Belirleme Katsayısı (R²) metrikleriyle değerlendirilmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda, önerilen HistGradientBoosting modeli 0.0836 RMSE ve 0.8768 R² değerlerine ulaşarak yüksek bir tahmin doğruluğu sergilemiştir. SHAP analizleri, güneş ışınımının en etkili özellik olduğunu ortaya koymuştur. Çalışma, güneş enerjisi üretiminde XAI destekli tahmin modellerinin, enerji yönetimi ve akıllı şebeke uygulamalarında güvenilir karar destek sistemleri geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini göstermektedir.

Keywords

Supporting Institution

TÜBİTAK

Thanks

Bu araştırma TÜBİTAK-Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu tarafından '2219-Uluslararası Doktora Sonrası Araştırma Burs Programı' kapsamında kısmen desteklenmiştir.

References

  1. Abdelsattar M, Ismeil MA, Zayed MMAA, Abdelmoety A, Emad-Eldeen A. Assessing Machine Learning Approaches for Photovoltaic Energy Prediction in Sustainable Energy Systems. IEEE Access 2024;12:107599-107615. doi:10.1109/Access.2024.3437191.
  2. Yu YJ, Cao JF, Zhu JY. An LSTM Short-Term Solar Irradiance Forecasting Under Complicated Weather Conditions. IEEE Access 2019;7:145651-145666. doi:10.1109/Access.2019.2946057.
  3. Gaboitaolelwe J, Zungeru AM, Yahya A, Lebekwe CK, Vinod DN, Salau AO. Machine Learning Based Solar Photovoltaic Power Forecasting: A Review and Comparison. IEEE Access 2023;11:40820-40845. doi:10.1109/Access.2023.3270041.
  4. Dimd BD, Voller S, Cali U, Midtgard OM. A Review of Machine Learning-Based Photovoltaic Output Power Forecasting: Nordic Context. IEEE Access 2022;10:26404-26425. doi:10.1109/Access.2022.3156942.
  5. Castillo-Rojas W, Salinas JP. Forecasting Models Applied in Solar Photovoltaic and Wind Energy: A Systematic Mapping Study. IEEE Access 2024;12:151092-151111. doi:10.1109/Access.2024.3471073.
  6. Yagli GM, Yang DZ, Srinivasan D. Automatic hourly solar forecasting using machine learning models. Renew Sust Energ Rev 2019;105:487-498. doi:10.1016/j.rser.2019.02.006.
  7. Ledmaoui Y, El Maghraoui A, El Aroussi M, Saadane R, Chebak A, Chehri A. Forecasting solar energy production: A comparative study of machine learning algorithms. Energy Rep 2023;10:1004-1012. doi:10.1016/j.egyr.2023.07.042.
  8. Arrieta AB, vd. Explainable Artificial Intelligence (XAI): Concepts, taxonomies, opportunities and challenges toward responsible AI. Inform Fusion 2020;58:82-115. doi:10.1016/j.inffus.2019.12.012.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Electrical Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 30, 2026

Submission Date

November 25, 2025

Acceptance Date

March 15, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 28 Number: 84

APA
Özdemir, G. (2026). Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 28(84), 489-498. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288416
AMA
1.Özdemir G. Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama. DEUFMD. 2026;28(84):489-498. doi:10.21205/deufmd.2026288416
Chicago
Özdemir, Gökçen. 2026. “Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli Ile Bir Uygulama”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi 28 (84): 489-98. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288416.
EndNote
Özdemir G (September 1, 2026) Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28 84 489–498.
IEEE
[1]G. Özdemir, “Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama”, DEUFMD, vol. 28, no. 84, pp. 489–498, Sept. 2026, doi: 10.21205/deufmd.2026288416.
ISNAD
Özdemir, Gökçen. “Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli Ile Bir Uygulama”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28/84 (September 1, 2026): 489-498. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288416.
JAMA
1.Özdemir G. Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama. DEUFMD. 2026;28:489–498.
MLA
Özdemir, Gökçen. “Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli Ile Bir Uygulama”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, vol. 28, no. 84, Sept. 2026, pp. 489-98, doi:10.21205/deufmd.2026288416.
Vancouver
1.Gökçen Özdemir. Açıklanabilir Yapay Zekâ Destekli Güneş Enerjisi Tahmini: Histogram Tabanlı Gradyan Artırma Modeli ile Bir Uygulama. DEUFMD. 2026 Sep. 1;28(84):489-98. doi:10.21205/deufmd.2026288416

This journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).

download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJmaWxlIiwicGF0aCI6IjliNTAvMDBjMi8xZmIxLzY5MjZmZDIyOGE1NzgyLjA3MzU5MTk2LnBuZyIsImV4cCI6MTc2NDE2OTMzMSwibm9uY2UiOiI2MTU1ODg1NGZlYzhkZTA1OThkNTU2NGFmYTQzYTc0YiJ9.O5b4Ex8bMlFv5797LL8VnE9YWS_X5880dfbmOp2-kc8