Dünya yüzeyine gelen güneş enerjisinin modellenmesi

Abstract

Güneş enerjisi yaşam için ana enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi mühendislik uygulamalarında, enerji sektöründe ve mimari tasarımlarda önemli rol oynamaktadır. Bu değerin bilinmesi ölçüm ile mümkündür. Özellikle, gelişmekte olan ülkelerde kurulum, bakım, onarım ve kalibrasyon gerekliliklerinden dolayı güneşlenme ölçümlerinin yapılmadığı durumlara rastlanmıştır. Bazı meteoroloji istasyonlarında ana parametrelerin ölçümleri yapılırken güneşlenme rasadı ölçümlerinin alınmadığı görülmektedir. Belirli büyük meteoroloji istasyonlarında güneşlenme rasadı ölçümleri yapılırken, daha küçük yerleşim yerlerinde yer alan istasyonlarda bu verilerin olmadığı durumlara rastlanmıştır. Güneşlenme ölçümlerinin yapılmadığı bölgelerde veya veri setinde eksikliklerin olduğu durumlarda yer yüzeyine düşen güneş ışınımı değerini elde etmek için tahmin modelleri kullanılmaktadır. Bu modeller, ölçümü yapılan diğer meteorolojik parametreler yardımıyla tahmine imkân sağlamaktadır. Literatürde yer alan tahmin modelleri genellikle belirli coğrafi bölgeler için üzerinde çalışılmış matematiksel ifadelerdir. Literatürdeki çoğu çalışmanın uygulanması belli bölgelerle sınırlı kalmış ve modeller bu bölgeler dışında uygulanıp doğrulanmamıştır. Çoğu durumda, kullanıcı bir tahmin modelini kullanırken kendi deneysel katsayılarını çıkartarak modelleri önceden işlemesi ve kalibre etmesi gerekmektedir. Literatürde Türkiye için uygulanabilir ve kullanıma hazır tahmin modelleri konusunda eksiklikler bulunmaktadır. Tez kapsamında, farklı meteorolojik parametreler kullanılarak güneş enerjisi hesaplamaları için tahmin modelleri geliştirilmiştir. Bu modeller kullanıma hazır bir şekilde verilmiş ve Türkiye coğrafyasının büyük bir bölümü için kullanılabilir hale getirilmiştir. Tez kapsamında geliştirilen yedi adet model, literatürdeki modellerle kıyaslanmıştır. Ayrıca bu modeller dünyadaki başka bölgeler için de uygulanmış ve modellerin performansları farklı coğrafyalar için de görülmüştür.