Enerji sistemlerinde rüzgar hızı modellemesi için geliştirilen Finsler geometrisi tabanlı yeni bir yaklaşım analizi ve uygulaması

Günümüzde artan enerji ihtiyacına paralel olarak üretilen enerjinin temiz ve sürdürülebilir olma hedefi, yenilenebilir enerji sistemlerine olan yönelimi hızla artırmıştır. Bu tez çalışması, yenilebilir enerji kaynaklarının en önemlilerinden olan rüzgar enerji sistemleri alanındaki özgün yaklaşımlı modellemeleri ve çeşitli tahmin çalışmalarını içermektedir. Çalışmanın ilk aşamasında, zaman serisi analizleri, yapay sinir ağları (YSA) ve görgül kip ayrışımlı (GKA) hibrit yapay sinir ağları kullanılarak rüzgar hızı tahminleri yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, Weibull dağılımı (WD) ve Rayleigh dağılımı (RD) gibi fonksiyonların yanı sıra literatürde yeni olarak önerilen Ters Weibull dağılımı (TWD) kullanılarak aylık, mevsimsel ve yıllık farklı rüzgar hızı modellemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, Riemann geometrisi tabanlı bilgi geometrisi (Information Geometry - IGM) yöntemi geliştirilip yeni bir parametre kestirim yaklaşımı ile özgün bir yöntem oluşturulmuştur. Literatürde rüzgar hızı modellenmesinde kullanılan dağılım fonksiyonlarının parametre kestirimi konusunda ilk defa uygulanan bilgi geometrisi yönteminin var olan diğer bazı yöntemlere olan üstünlükleri tartışılmıştır. Çalışmanın son bölümünde, 2-boyutlu Finsler uzaylarının metrik fonksiyonu ve bunlara ilişkin geodezikler, rüzgar hızı modellemesi gibi bir çok uygulama alanında kullanılan iki parametreli Weibull dağılımı için elde edilmiştir. Şekil (k) ve ölçek (c) parametrelerine sahip olan Weibull olasılık dağılım fonksiyonuna Finsler geometrisi ile yeni ve farklı bir yaklaşım getirilerek, 2-boyutlu Finsler uzayında metrik tanımlaması yapılmıştır. Bu özgün yaklaşım ile iki parametreli yeni bir dağılım fonksiyonu geliştirilip asimetrik yapılarda daha hassas modellemelerin oluşturulabilmesi sağlanmıştır. Finsler geometri tabanlı yeni yaklaşım, rüzgar hızı modellemesinde sıklıkla kullanılan diğer yöntemler ile karşılaştırmalı olarak analiz edilmiş ve enerji potansiyeli analizleri açısından değerlendirilmiştir. Tezde geliştirilen model ve yöntemlerde Bilecik, Yalova, Gökçeada, Bozcaada, Sakarya, ve Bandırma bölgelerine ait saatlik değişen 2012-2016 yılları arası rüzgar verileri kullanılmıştır. Matlab ve Mathematica yazılımları kullanılarak elde edilen tüm sonuçlar tablolar ve grafikler halinde sunulmuş ve karşılaştırmalı olarak tartışılmıştır.