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

• global güneş ışınımı
• güneş ışınım tahmin modelleri
• yapay sinir ağları
• güneşlenme süresi
• açıklık indeksi
• angström-prescott eşitliği
• korelasyon modelleri