DETERMINATION OF THE GLOBAL SOLAR RADIATION POTENTIAL USING HELIOSAT METHOD FOR KARAMAN

Year 2017, Volume: 6 Issue: 2, 467 - 474, 31.07.2017

Selmin Ener Ruşen

https://doi.org/10.28948/ngumuh.341286

Cited By: 2

Abstract

   Environmental and economic
requirements have clearly demonstrated that we must use the sun as an eternal
resource especially in this period that energy demand has increased gradually.
For these investments, it is extremely important to determine some factors such
as planning the systems, cost analysis, productivity evaluations. Solar energy
inputs have carefully been determined in region where the systems will be
installed and have been designated in Karaman as an Energy Specialized
Industrial Zone (ESIZ). Estimation model from remote sensing methods has the
edge over its advantages as it includes the very large area and being easily
processable. In this work, HELIOSAT Method has been presented as a model that
it estimates solar radiation with satellite images. Solar energy potential and
climate effects of Karaman have been fixated in three-year study. Obtained
results have been compared with radiation violence by using Relative MBE
(Relative Mean Bias Error) and Relative RMSE (Relative Root Mean Square Error)
statistical tests.

Keywords

Global solar radiation, satellite, HELIOSAT, remote sensing

KARAMAN İLİ KÜRESEL GÜNEŞ RADYASYONUNUN HELIOSAT METOT KULLANILARAK BELİRLENMESİ

Abstract

   Çevresel ve ekonomik gereksinimler güneşi özellikle enerji talebinin
giderek arttığı bu dönemde daha fazla kullanmamız gerektiğini göstermektedir. Kurulacak
güneş enerji sistemlerin planlanması, maliyet analizi ve verimlilik
değerlendirmeleri açısından yeryüzüne gelen güneş radyasyonunun doğru bir
şekilde belirlenebilmesi önemlidir. Türkiye’de yüksek güneş enerjisi
potansiyeline sahip olan Karaman İli güneş enerjisinden elektrik enerjisi
üretmek için Enerji İhtisas Endüstri Bölgesi (EİEB) olarak belirlenmiştir. Bu
bölgede kurulacak sistemlerin planlanmasında güneş enerjisi radyasyon girdisi
çok dikkatli belirlenmelidir. Özellikle uzaktan algılama yöntemleri
kullanılarak yapılan güneş radyasyonu tahmin modelleri geniş alanları kapsadığı
ve kolay işlenebilir olduğu için oldukça avantajlıdır. Bu çalışmada uydu
görüntüleri ile güneş radyasyonunu tahmin eden modellerden biri olan HELIOSAT
metot tanıtılmıştır. Ayrıca 3 yıllık çalışma periyodunda Karaman İlinin güneş
enerjisi potansiyeli ve iklimsel etkisi tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar
yeryüzünde ölçülen güneş ışınım şiddeti ile Bağıl MBE (Relative Mean Bias
Error) ve Bağıl RMSE (Relative Root Mean Square Error) istatistiksel testleri
kullanılarak karşılaştırılmıştır.

Keywords

Küresel güneş radyasyonu, uydu, HELIOSAT, uzaktan algılama, Karaman

References

• [1] VARINCA, K.B., TALHA, M., “Türkiye’de Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Bu Potansiyelin Kullanım Derecesi. Yöntemi ve Yaygınlığı Üzerine Bir Araştırma”, UGHEK 2006 I. Ulusal Güneş ve Hidrojen Enerjisi Kongresi, Eskişehir, Türkiye, 2006.
• [2] ÖZDEMİR, Y., “Uydu Tabanlı Kuadratik Model ile Türkiye’de Güneş Radyasyonu Dağılımının Belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2012.
• [3] ANGSTRÖM, A., “Solar and Terrestrial Radiation”, Quart. J. Roy. Met. Soc., 50, 121–126, 1924.
• [4] YANG, K., HUANG, G.W., TAMAI, N., “A Hybrid Model for Estimating Global Solar Radiation”, Solar Energy, 70(1), 13–22, 2001.
• [5] AKINOGLU, B.G., ECEVIT, A., “Construction of a Quadratic Model Using Modified Angström Coefficients to Estimate Global Solar-Radiation”, Solar Energy, 45, 85–92, 1990.
• [6] CANO, D., MONGET, J., ALBUISSON, M., GUILLARD, H., REGAS, N., WALD, L., “A Method for the Determination of the Global Solar Radiation from Meteorological Satellite Data”, Solar Energy, 37, 31–39, 1986.
• [7] KIRBAŞ, İ., ÇİFÇİ, A., İŞYARLAR, B., “Burdur İli Güneşlenme Oranı ve Güneş Enerjisi Potansiyeli Sunbathing Rate and Solar Energy Potential of Burdur, Turkey”, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilileri Enstitüsü Dergisi, 4(2), 20–23, 2013.
• [8] http://www.eie.gov.tr (erişim tarihi 22.03.2015).
• [9] KARACA, İ.H., GÜRKAN, E.C., YAPAR, H., “Konya ve Civarının Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Selçuklu Belediyesi Muhtar Evlerinde Güneşten Elektrik Üretim Sistemi Uygulaması”, I Konya Kent Sempozyumu, 275–292, Konya, Türkiye, 2011.
• [10] ENER RUSEN, S., “Uydu Görüntülerini Kullanarak Konya ve Karaman İlleri İçin Güneş Enerjisi Potansiyelinin Belirlenmesi”, 3. Anadolu Enerji Sempozyumu, Muğla, Türkiye, 2015.
• [11] ENER RUSEN, S., HAMMER, A., AKINOGLU, B.G., “Estimation of Daily Global Solar Irradiation by Coupling the Ground Measurements of Bright Sunshine Hours to the Satellite Imagery”, Energy, 58, 417–425, 2013.
• [12] DIABATE, L., MOUSSU, G., WALD, L., “Description of an Operational Tool for Determining Global Solar Radiation at Ground Using Geostationary Satellite Images”, Solar Energy, 42(3), 201–207, 1989.
• [13] BAKIRCI, K.., “Correlations for Estimation of Daily Global Solar Radiation with Hours of Bright Sunshine in Turkey”, Energy, 34(4), 485–501, 2009.
• [14] DAGESTAD, K.F., “Estimating Global Radiation at Ground Level from Satellite Images”, PhD Thesis. University of Bergen, Bergen, 2005.
• [15] ZELENKA, A., PEREZ, R., SEALS, R., RENNE, D., “Effective Accuracy of Satellite-Derived Hourly Irradiances”, Theor. Appl. Climatology, 62, 199–207, 1999.
• [16] JES´US, P., LUIS, Z.F., LOURDES, RAM´IREZ, M., Solar Radiation Derived from Satellite Images. In B. VIOREL (Eds.), Modelling Solar Radiation at the Earth’s Surface, (pp. 449–462), Romania, Springer, 2008.
• [17] HAUSCHILD, H., REISS, M., RUDULF, B., SCHNEIDER, U., “Die Verwendung von Satellitendaten im WZN”, Met. Zeitschrift, 1, 58–56, 1992.
• [18] http://www.eumetsat.int (erişim tarihi 01.04.2015).
• [19] ENER RUSEN, S., “Linking Satellite Imagery to Bright Sunshine Hours for the Estimation of Global Solar Irradiaiton”, PhD Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2013.
• [20] BEYER, H., COSTANZO, C., HEINEMANN, D., “Modifications of the HELIOSAT Procedure for Irradiance Estimates from Satellite Images”, Solar Energy, 56, 207–212, 1996.
• [21] HAMMER, A., “Anwendungspezifische Solar Strahlungsinformationen Aus Meteosat-Daten”, PhD Thesis, Carl von Ossietzky University, Oldenburg, Germany, 2000.
• [22] INEICHEN, P., “Conversion Function Between the Linke Turbidity and the Atmospheric Water Vapor and Aerosol Content”, Solar Energy, 82(11), 1095–1097, 2008.
• [23] BASON, F., “Linke’s Turbidity Factor Applied to Worldwide Global Horizontal Irradiance Measurements”, Aarhus University and Denmarks Meteorological Institute, 2–7, 2007.
• [24] KASTEN, F., “The Linke Turbidity Factor Based on Improved Values of the Integral Rayleigh Optical Thickness”, Solar Energy, 56, 239–244, 1996.
• [25] REMUND, J., “Aerosol Optical Depth and Linke Turbidity Climatology”, Description for Final Report of IEA SHC Meteotest, 36, 2009.
• [26] KANDIRMAZ, H., "A Model for the Estimation of the Daily Global Sunshine Duration from Meteorological Geostationary Satellite Data". International Journal of Remote Sensing, 5061-5071, 2006.
• [27] HAMMER, A., HEINEMANN, D., HOYER, C., KUHLEMANN, R., LORENZ, E., MULLER, R., BEYER, H.G., “Solar Energy Assessment Using Remote Sensing Technologies”. Remote Sens. Environ, 86(3), 423–432, 2003.
• [28] PEEL, M.C., FINLAYSON, B.L., MCMAHON, T.A., “Updated World Map of the Köppen-Geiger Climate Classification”, Hydrol. Earth Syst. Sci., 11, 1633–1644, 2007.