Rüzgâr türbininde üretilen gücün yapay sinir ağı kullanılarak modellenmesi

Enerji, insanlık tarihi boyunca yaşamın sürdürülebilmesi için faydalanılan en önemli kaynaklardan bir tanesi olup son yıllarda enerjiye olan talep oldukça artmıştır. İnsanlık, enerji ihtiyacını karşılamak üzere ilk olarak karbon temelli enerji kaynaklarından faydalanmıştır. Karbon temelli fosil yakıtlarının tükeniyor olması ve çevreye verdiği zararların ortaya çıkması ile temiz enerji kaynaklarına yönelim gün be gün artmıştır. Bu kaynakların yenilenebilir olması ve çevreye en az zarar vermesi ise başlıca tercih edilebilir avantaj olarak değerlendirilmektedir. Rüzgâr enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları arasında en fazla faydalanılan bir enerji çeşididir. Herhangi bir konuma rüzgâr santrali kurulmadan önce planlamanın yapılabilmesi için o konum için fizibilite çalışmalarının önceden yapılması gerekmektedir. Temel olarak herhangi bir konuma santral kurulumundan önce ilk olarak hedef konumun rüzgâr potansiyelinin tespit edilmesi gerekmektedir. Rüzgâr potansiyelinin belirlenmesinde en çok kullanılan yöntem ölçüm yöntemleri olup maliyetli ve uzun sürmesi dezavantajlarından dolayı yeni tahmin yöntemleri geliştirilmiştir. Günümüzde en sık faydalanılan yeni yöntemlerden birisi yapay zekâ temelli yöntemlerdir. Yapay Sinir Ağları (YSA) ise bu alanda en fazla tercih edilen yöntemlerin başında gelmektedir. Bu çalışmada YSA kullanılarak Osmaniye ili Bahçe ilçesinde faaliyet gösteren Zorlu Enerji grubuna ait Gökçedağ Rüzgâr Santralinden alınan saatlik türbin verileri yardımıyla hedef türbinin ve bölgenin rüzgâr gücü potansiyeli tahmin edilmiştir. İlk olarak veri tabanlı uygulanan süreçler yardımıyla, rüzgâr hızı verisi dahil ve hariç tutularak YSA modellerinde kullanılmak üzere özellik temelli 8 farklı veri grubu oluşturulmuştur. Ardından tahmin modellerinde kullanılacak YSA mimari yapısını, hedef veri setine göre optimize etmek amacıyla hiperparametre seçim süreci uygulanmıştır. Belirlenen girdi gruplarına dayalı tahmin modelleri geliştirilmiş ve hız tabanlı modellerin daha iyi tahmin kesinliğine ulaştığı görülmüştür. Hız tabanlı modellerin dördünde, R2 = 0.97 ile üretilen gücü gerçeğe oldukça yakın bir oranda tahmin edildiği görülmüştür. Bu modeller arasında Rüzgâr Hızı ve Sıcaklık verisinin birlikte kullanıldığı MDL-6 modeli diğer modellere göre daha üstün bir başarı oranına ulaşmıştır.