PV Güç Santrallerinden Elde Edilecek Enerjinin Makine Öğrenmesi Metotları Kullanılarak Tahmin Edilmesi
Abstract
Elektrik enerjisi ihtiyacının artması, ülkeleri güvenilir, ucuz ve temiz enerji teminine yöneltmiştir. Son zamanlarda, bu enerji kaynakları arasından fotovoltaik güç sistemlerine dayalı olanlar öne çıkmıştır. Güneş enerjisi potansiyelinin yüksek olduğu Türkiye’de devlet teşvikleriyle birlikte fotovoltaik güç santrallerine olan yatırımların sayısı artmaktadır. Fotovoltaik santrallerin kuruluş yeri seçimi için fizibilite çalışmalarının yapılması ve buna bağlı olarak sistemlerin tasarlanması, yapılacak yatırımların ekonomikliliğinin belirlenmesi açısından önemli bir konu olarak görülmektedir. Santral kurulmadan önce ışınım enerjisine göre elde edilebilecek elektrik enerjisinin hesaplanması için eşitlikler ve yöntemler geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri de makine öğrenme modellerinin geliştirilmesi ve simülasyon sonuçlarının elde edilmesidir. Bu çalışmada; Türkiye’de 125 farklı bölge için kurulması planlanan PV santrallerinin üreteceği elektrik gücünün, makine öğrenmesi modelleri ile tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda PV sistemler için güneş ışınımı tahmin edilmesinde artificial neural networks (ANN), multiple linear regression (MLR) ve k-nearest neighbors regression (KNNR) makine öğrenimi metodolojileri kullanılmıştır. Bu metodolojilerin performansını analiz etmek amacıyla bir dizi deneysel değerlendirmeler yapılmıştır. Değerlendirmeler için veri seti, Numpy, Pandas, Scipy gibi temel python kütüphanelerinin yanı sıra makine öğrenmesi uygulamaları için geliştirilmiş olan scikit-learn kütüphanesinde test edilmiştir. Deneysel sonuçlar, girdi olarak kullanılmış yedi adet bağımsız değişkenin, makine öğrenimine dayalı tahmin algoritmalarının çalıştırılmasıyla PV tarafında üretilen elektrik gücünü tahmin edebildiğini göstermiştir.
Keywords
References
- [1] Volkan YURDADOĞ , Şebnem TOSUNOĞLU. Türkiye'de Yenilenebilir Enerji Destek Politikaları - Renewable Energy Support Policies in Turkey. Eurasian Academy of Sciences Eurasian Business & Economics Journal 2017 Volume:9 S: 1 – 21. Published Online April 2017 (http://busecon.eurasianacademy.org) (https://www.researchgate.net/publication/317233001_Turkiye%27de_Yenilenebilir_Enerji_Destek_Politikalari_-_RENEWABLE_ENERGY_SUPPORT_POLICIES_IN_TURKEY) Erişim: 19 June 2018
- [2] Koca A, Oztop HF, Varol Y, Koca GO. Estimation of solar radiation using artificial neural networks with different input parameters for Mediterranean region of Anatolia in Turkey. Expert Syst Appl 2011;38(7):8756–62. (https://www.researchgate.net/publication/220217239_Estimation_of_solar_radiation_using_artificial_neural_networks_with_different_input_parameters_for_Mediterranean_region_of_Anatolia_in_Turkey) Erişim: 19 June 2018
- [3]World Energy Council 2018. Energy Resources (Solar). https://www.worldenergy.org/data/resources/resource/solar/ Erişim: 19 June 2018
- [4] International Energy Agency (IEA), 2015. The Medium-Term Renewable Energy Market Report 2015. https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/MTRMR2015.pdf Erişim: 19 June 2018
- [5] Ministry of Energy and Natural Resources. Turkey has high solar energy potential due to its geographical location. http://www.enerji.gov.tr/en-US/Pages/Solar Erişim: 21 June 2018
- [6] SETA. Dünyada ve Türkı̇ye’de Yenı̇lenebı̇lı̇r Enerjı̇. Yazarlar: Erdal Tanas Karagöl, İsmail Kavaz. Siyaset, Ekonomi ve Toplum Araştırmaları Vakfı (SETA) Analiz Yayını. Nisan 2017 SAYI: 197. https://setav.org/assets/uploads/2017/04/YenilenebilirEnerji.pdf Erişim: 19 June 2018
- [7] Photovoltaic Geographical Information System. Country and regional maps. European Commission, Joint Research Centre Energy Efficiency and Renewables Unit (PVGIS team) http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_download/map_index_c.html. Erişim: 19 June 2018
- [8] Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı. 2018 Yılı Bütçe Sunumu”, Strateji Geliştirme Başkanlığı Kasım 2017http://www.enerji.gov.tr/File/?path=ROOT%2f1%2fDocuments%2fB%c3%bct%c3%a7e%20Konu%c5%9fmas%c4%b1%2f2018_Butce_Sunus_Kitabi.pdf. Erişim: 19 June 2018
- [9] C. Voyant, G. Notton, S. Kalogirou, M.L. Nivet, C. Paoli, F. Motte, and A. Fouilloy, “Machine learning methods for solar radiation forecasting: A review”, Renewable Energy, 105, 2017, pp. 569-582.
- [10] Li, Jiaming; Ward, John; Tong, Taffy; Collins, Lyle; Platt, Glenn. Machine Learning for Solar Irradiance Forecasting of Photovoltaic System. Renewable Energy. 2016; 90(1):542–553. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.12.069