Research Article

Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini

Volume: 16 Number: 2 November 25, 2021
TR EN

Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini

Abstract

Bu çalışmada, Akdeniz bölgesinin doğusundan seçilen Gaziantep (37°.06K, 37°.35D, 750m), Antakya (36°.15K, 36°.08D, 100m) ve Kahramanmaraş (37°.35K, 36°.55D, 572m) bölgeleri için yatay bir yüzeydeki aylık olarak ortalama global güneş ışınımını tahmin etmek için yapay sinir ağı (YSA) modeli ve güneşlenme süresine bağlı Angström-Prescott tipi eşitlikler kullanılmıştır. Bu amaçla, ölçülen veriler kullanılarak YSA modeli ve güneşlenme saatlerine ilişkin Angström-Prescott tipi denklemler uygulanmıştır. İlk olarak, modelleme için en iyi YSA modeli için transfer fonksiyonu olarak Hyperbolic Tangent Sigmoidli (tansig) iki gizli katmanı ve lineer transfer fonksiyonu kullanan bir çıkış katmanlı ileri beslemeli geri yayılımlı bir modeli kullanılmıştır. Levenberg-Marquardt geri yayılım eğitim algoritması (trainlm) YSA modelinde eğitim algoritması olarak seçilmiştir. Devlet Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden alınan on beş yıllık (1993-2007) ölçülmüş meteorolojik veriler ağın eğitilmesi (on bir yıl) ve test edilmesi (dört yıl) için kullanılmıştır. İkinci olarak, aylık ortalama güneşlenme süresi (saat), aylık ortalama sıcaklık (°C), bağıl nem ve güneş deklinasyon açısı () gibi parametreler kullanılarak aylık olarak yıllık global güneş radyasyonunun tahmin edilmesi için beş farklı Angström-Prescott tipi regresyon modeli (M1-5) de geliştirilmiştir. YSA’dan ve Angström-Prescott tipi denklemlerden tahmin edilen veriler ile ölçülen veriler R2, RMSE, MAPE ve MSE gibi dört farklı istatistiksel yöntem kullanılarak karşılaştırılmıştır. YSA modeli için R2, RMSE, MAPE ve MSE istatistiksel göstergeleri sırasıyla Gaziantep için 0.990, 0.586, 4.105 ve 0.343, Antakya için 0.997, 0.287, 2.584, ve 0.083 ve Kahramanmaraş için 0.997, 0.414, 2.445 ve 0.171 olarak bulunmuştur. Beş farklı Angström-Prescott modeli (M1-M5) modeli için R2, RMSE ve MSE performans göstergelerine göre, Gaziantep ve Kahramanmaraş için M3 modeli, Antakya için ise M5 modeli en iyi performansı göstermiştir. İstatistiksel hata sonuçlarından görülebileceği gibi, ANN ve Angström-Prescott tipi modellerden tahmini global güneş radyasyon verileri, ölçülen meteorolojik değerlerle iyi bir uyum içindedir. Geliştirilen YSA ve Angström-Prescott tip modellerin diğer yerleşim yerleri için de tahmin etmede kullanılabileceğini önermekteyiz.

Keywords

References

  1. [1] M. A. AbdulAzeez, “Artificial neural network estimation of global solar radiation using meteorological parameters in Gusau, Nigeria,” Archives of Applied Science Research, 3 (2), 586-595, 2011.
  2. [2] E.A. Ahmed and M. El-Nouby Adam, “Estimate of global solar radiation by using artificial neural network in Qena, Upper Egypt,” Journal of Clean Energy Technologies, 1, 2, 2013.
  3. [3] O. Şenkal and T. Kuleli, “Estimation of solar radiation over Turkey using artificial neural network and satellite data,” Applied Energy, 86, 1222–1228, 2009.
  4. [4] O. Şenkal “Modeling of solar radiation using remote sensing and artificial neural network in Turkey,” Energy, 35 (12), 4795-4801, 2010.
  5. [5] M. Şahan ve Y. Okur, “Akdeniz Bölgesine ait meteorolojik veriler kullanılarak yapay sinir ağları yardımıyla güneş enerjisinin tahmini,” Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi, 11 (1), 61-71, 2016.
  6. [6] A. Angström, “Solar and terrestrial radiation,” Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 50 (210), 121-126, 1924.
  7. [7] J. A. Prescott, “Evaporation from a water surface in relation to solar radiation,” Transactions of the Royal Society of South Australia, 64, 114-148, 1940.
  8. [8] M. R. Rietveld, “A new method for estimating the regression coefficients in the formula relating solar radiation to sunshine,” Agricult. Meteorol., 19, 243–252, 1978.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Metrology, Applied and Industrial Physics

Journal Section

Research Article

Publication Date

November 25, 2021

Submission Date

June 16, 2021

Acceptance Date

July 5, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 16 Number: 2

APA
Şahan, M. (2021). Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science, 16(2), 368-384. https://doi.org/10.29233/sdufeffd.953182
AMA
1.Şahan M. Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2021;16(2):368-384. doi:10.29233/sdufeffd.953182
Chicago
Şahan, Muhittin. 2021. “Yapay Sinir Ağları Ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya Ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini”. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science 16 (2): 368-84. https://doi.org/10.29233/sdufeffd.953182.
EndNote
Şahan M (November 1, 2021) Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science 16 2 368–384.
IEEE
[1]M. Şahan, “Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini”, Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science, vol. 16, no. 2, pp. 368–384, Nov. 2021, doi: 10.29233/sdufeffd.953182.
ISNAD
Şahan, Muhittin. “Yapay Sinir Ağları Ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya Ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini”. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science 16/2 (November 1, 2021): 368-384. https://doi.org/10.29233/sdufeffd.953182.
JAMA
1.Şahan M. Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2021;16:368–384.
MLA
Şahan, Muhittin. “Yapay Sinir Ağları Ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya Ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini”. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science, vol. 16, no. 2, Nov. 2021, pp. 368-84, doi:10.29233/sdufeffd.953182.
Vancouver
1.Muhittin Şahan. Yapay Sinir Ağları ve Angström-Prescott Denklemleri Kullanılarak Gaziantep, Antakya ve Kahramanmaraş İçin Global Güneş Radyasyonu Tahmini. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2021 Nov. 1;16(2):368-84. doi:10.29233/sdufeffd.953182

Cited By