EN
TR
Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması
Öz
Fotovoltaik (FV) panel hücrelerindeki arızaların tespiti ve sınıflandırılması güneş enerjisi santrallerinin verimli ve güvenilir bir şekilde işletilebilmesi için oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. Bu çalışmada, FV panel hücrelerindeki arızaların hızlı ve doğru bir şekilde tespit edilmesi ve sınıflandırılması için etkin bir evrişimli sinir ağı (ESA) modeli önerilmiştir. Önerilen model, daha az parametre ve model boyutuna sahip SqueezeNet ile transfer öğrenme yaklaşımı kullanılarak geliştirilmiştir. Eğitim yakınsamasını iyileştirmek ve sınıflandırma başarımını arttırmak için modelin aktivasyon fonksiyonları değiştirilerek ateşleme modüllerinden atlama bağlantıları oluşturulmuştur. Deneylerde, elektrolüminesans (EL) görüntülerden elde edilen bir veri seti kullanılmıştır. Sınıf dağılımının dengesizliğini gidermek ve örnek sayısını arttırmak için veri artırma teknikleri uygulanmıştır. Önerilen yöntemin performansı AlexNet, ShuffleNet, GoogLeNet ve SqueezeNet gibi ön eğitimli ESA mimarileri ile karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda önerilen yöntemin doğruluk, kesinlik, duyarlılık, özgüllük ve F1-skor değerleri sırasıyla %91.29, %84.21, %89.72, %92.04 ve %86.88 olarak elde edilmiştir. Ayrıca, önerilen yöntem diğer yöntemlerin doğruluk ölçütündeki değerlerini %0.99 ile %6.29 arasında iyileştirmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar analiz edildiğinde, önerilen yöntemin FV panel hücrelerindeki arızaların tespitinde etkili bir performansa sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Korkmaz D. SolarNet: A hybrid reliable model based on convolutional neural network and variational mode decomposition for hourly photovoltaic power forecasting. Appl Energy 2021;300:117410. doi:10.1016/j.apenergy.2021.117410.
- Acikgoz H. A novel approach based on integration of convolutional neural networks and deep feature selection for short-term solar radiation forecasting. Appl Energy 2022;305:117912. doi:10.1016/j.apenergy.2021.117912.
- Li B, Delpha C, Diallo D, Migan-Dubois A. Application of Artificial Neural Networks to photovoltaic fault detection and diagnosis: A review. Renew Sustain Energy Rev 2021;138. doi:10.1016/j.rser.2020.110512.
- Ali MU, Khan HF, Masud M, Kallu KD, Zafar A. A machine learning framework to identify the hotspot in photovoltaic module using infrared thermography. Sol Energy 2020;208:643–51. doi:10.1016/j.solener.2020.08.027.
- Pratt L, Govender D, Klein R. Defect detection and quantification in electroluminescence images of solar PV modules using U-net semantic segmentation. Renew Energy 2021;178:1211–22. doi:10.1016/j.renene.2021.06.086.
- Demirci MY, Beşli N, Gümüşçü A. Efficient deep feature extraction and classification for identifying defective photovoltaic module cells in Electroluminescence images. Expert Syst Appl 2021;175. doi:10.1016/j.eswa.2021.114810.
- Khezri R, Mahmoudi A, Aki H. Optimal planning of solar photovoltaic and battery storage systems for grid-connected residential sector: Review, challenges and new perspectives. Renew Sustain Energy Rev 2022;153:111763. doi:10.1016/j.rser.2021.111763.
- Naveen Venkatesh S, Sugumaran V. Machine vision based fault diagnosis of photovoltaic modules using lazy learning approach. Meas J Int Meas Confed 2022;191:110786. doi:10.1016/j.measurement.2022.110786.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
30 Eylül 2022
Gönderilme Tarihi
5 Nisan 2022
Kabul Tarihi
19 Mayıs 2022
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2022 Cilt: 34 Sayı: 2
APA
Açıkgöz, H., & Korkmaz, D. (2022). Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 34(2), 589-600. https://doi.org/10.35234/fumbd.1099000
AMA
1.Açıkgöz H, Korkmaz D. Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022;34(2):589-600. doi:10.35234/fumbd.1099000
Chicago
Açıkgöz, Hakan, ve Deniz Korkmaz. 2022. “Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 34 (2): 589-600. https://doi.org/10.35234/fumbd.1099000.
EndNote
Açıkgöz H, Korkmaz D (01 Eylül 2022) Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 34 2 589–600.
IEEE
[1]H. Açıkgöz ve D. Korkmaz, “Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 34, sy 2, ss. 589–600, Eyl. 2022, doi: 10.35234/fumbd.1099000.
ISNAD
Açıkgöz, Hakan - Korkmaz, Deniz. “Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 34/2 (01 Eylül 2022): 589-600. https://doi.org/10.35234/fumbd.1099000.
JAMA
1.Açıkgöz H, Korkmaz D. Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022;34:589–600.
MLA
Açıkgöz, Hakan, ve Deniz Korkmaz. “Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 34, sy 2, Eylül 2022, ss. 589-00, doi:10.35234/fumbd.1099000.
Vancouver
1.Hakan Açıkgöz, Deniz Korkmaz. Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Eylül 2022;34(2):589-600. doi:10.35234/fumbd.1099000
Cited By
Güneş Enerjisi Santrallerinde YOLO Algoritmaları ile Hotspot Kusurlarının Tespiti
Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
https://doi.org/10.35234/fumbd.1318060An improved hybrid solar cell defect detection approach using Generative Adversarial Networks and weighted classification
Expert Systems with Applications
https://doi.org/10.1016/j.eswa.2024.124230