Publication: Yapay zeka kullanılarak solar ışınım tahmini ve deniz taşıtlarında PV sistem ekonomik analizi
Abstract
Dünya nüfusundaki artış ve gelişen teknoloji ile doğru orantılı olarak enerji ihtiyacı da artmaktadır. Artan enerji ihtiyacını karşılamada kaynakların yetersiz kalması ve fosil yakıtların gün geçtikçe tükenmesi, çevre kirliliği ve iklim değişikliğine sebep olmasından dolayı alternatif enerji kaynaklarını bulma ve geliştirme çalışmaları hız kazanmıştır. Bu durum deniz taşıtlarında da alternatif çözüm arayışına neden olmuştur. Temiz enerji ihtiyacı, Yenilenebilir Enerji Kaynakları (YEK) ile deniz taşıtlarında enerji üretimini hızlandırmıştır. Gelişen güneş enerjisi teknolojisi ile birlikte günümüzde PV sistemlerin performans tahmin uygulamalarının analizleri için sanal ortamda çeşitli simülasyon programlarında tasarımların yapıldığı görülmektedir. Bu simülasyon programları PV sistemlerin enerji üretim değerlerinin verimliliğini temel olarak tahmin edebilmekte olup, aynı zamanda çalışma davranışını da tahmin edebilmede önemli bir özelliktir. Bu çalışmada, Marmara Denizi üzerinde belirlenmiş bir alan üzerinde seyir eden ticari bir deniz aracının güzergahı boyunca üzerine düşen güneş radyasyon değerlerinin tahmin edilmesi amacıyla yapay zeka yöntemi kullanılmıştır. Yapay zekadan elde edilen güneş radyasyon tahmin değerleri ile bir deniz taşıtı üzerinde HOMER, SAM, RETScreen, PVSOL, PVsyst, PVWatts ve PVGIS simülasyon programları kullanılarak PV güç sistemi modellemesi oluşturulmuş ve deniz taşıtının yıl içerisindeki elektrik enerjisi üretimi ve depolamasının teknik ve ekonomik analizi yapılarak karşılaştırılmalı olarak öneriler sunulmuştur. Bu yeni yaklaşım yöntemi ile hareket halindeki deniz taşıtlarında güneş ışınımından maksimum fayda sağlayarak elektrik üretimine yönelik literatüre yenilik getirilmeye çalışılmıştır.
The increase in the world population and the developing technology are directly proportional to the energy requirement. The inadequacy of the resources to meet the increasing energy requirement and the depletion of fossil fuels day by day, due to environmental pollution and climate change, have accelerated the efforts to find and develop alternative energy sources. This situation has also led to the search for alternative solutions in marine vehicles. The need for clean energy has accelerated the energy production in marine vehicles with Renewable Energy Resources (RES). With the developing solar energy technology, it is seen that designs are made in various simulation programs in the virtual environment for the analysis of the performance estimation applications of PV systems. These simulation programs can basically estimate the efficiency of the energy production values of PV systems and are also an important feature in estimating the operating behavior. In this study, the Artificial Intelligence method was used to estimate the solar radiation values falling on a commercial marine vessel along its route navigating over a designated area on the Marmara Sea. With the solar radiation estimate values obtained from Artificial Intelligence, a PV power system model was created on a marine vessel using HOMER, SAM, RETScreen, PVSOL, PVsyst, PVWatts and PVGIS simulation programs, and technical and economic analysis of the electrical energy production and storage of the marine vessel during the year were made and comparative suggestions were presented. With this new approach method, it was tried to bring innovation to the literature on electricity production by providing maximum benefit from solar radiation in moving marine vessels.
The increase in the world population and the developing technology are directly proportional to the energy requirement. The inadequacy of the resources to meet the increasing energy requirement and the depletion of fossil fuels day by day, due to environmental pollution and climate change, have accelerated the efforts to find and develop alternative energy sources. This situation has also led to the search for alternative solutions in marine vehicles. The need for clean energy has accelerated the energy production in marine vehicles with Renewable Energy Resources (RES). With the developing solar energy technology, it is seen that designs are made in various simulation programs in the virtual environment for the analysis of the performance estimation applications of PV systems. These simulation programs can basically estimate the efficiency of the energy production values of PV systems and are also an important feature in estimating the operating behavior. In this study, the Artificial Intelligence method was used to estimate the solar radiation values falling on a commercial marine vessel along its route navigating over a designated area on the Marmara Sea. With the solar radiation estimate values obtained from Artificial Intelligence, a PV power system model was created on a marine vessel using HOMER, SAM, RETScreen, PVSOL, PVsyst, PVWatts and PVGIS simulation programs, and technical and economic analysis of the electrical energy production and storage of the marine vessel during the year were made and comparative suggestions were presented. With this new approach method, it was tried to bring innovation to the literature on electricity production by providing maximum benefit from solar radiation in moving marine vessels.