Zaman serileri modelleri ile yenilenebilir enerji sistemlerinin güç üretim tahminlenmesi

Abstract

Dünyanın sahip olduğu doğal kaynaklar ile enerji üreten insanoğlu, bu kaynakların tükenmeye başlaması ile birlikte büyük bir enerji sorunu ile yüzyüze gelmiştir. Hayatın her alanında elektrik enerjisine olan ihtiyacın artması ve aynı zamanda küresel ısınmanın dünyaya verdiği zararların sonuçları birleşince bu durum daha dramatik hale bürünmüştür. Alternatif enerji kaynaklarına yönelen bilim insanları, yüzyıllardır insanların hayatlarında olan rüzgar ve güneş enerjilerini modern teknikler ile elektriğe çevirerek enerji piyasasına kazandırmışlardır.Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin mevcut güç sistemine adapte olması sırasında bazı problemler ortaya çıkmıştır. Güç çıkışının sabit olmaması bu enerji kaynaklarının en büyük sorunudur. Belirsiz güç üretiminin en temel nedeni ise yenilenebilir enerji sistemlerinin doğrudan çevresel etkenlere bağlı oluşudur. Sıcaklık, nem dengesi, arazi koşulları, basınç, gölgelenme etkisi, rüzgarın yönü vb. faktörler rüzgar hızı ve güneş ışınımı değerlerini büyük ölçüde etkilemektedir. Bu durumun üstesinden gelebilmek için, enerjiye çevirilecek doğal büyüklüğün gelecek değerinin tahmin edilmesi yöntemi geliştirilmiştir. Böylelikle kesin doğruluk sağlanamamakla birlikte, güç üretimi hakkında bilgi sahibi olmak mümkün hale gelmiştir.Tahmin yapabilmek için üretilen pek çok farklı yöntem vardır. Bu tez çalışmasında stokastik bir yöntem olan zaman serileri ile ilgili bilgi verilmiş verüzgar hızı analizi üzerine çalışılmıştır. Doğrusal olmayan zaman serisi analizi ARIMA ile farklı bölgelerde, farklı zaman ölçeklerinde, farklı zaman dilimlerinde ile farklı örnekleme kümelerinde rüzgar hızı tahmini yapılmış vezaman serisi analizi yönteminin başarısı incelenmiştir.

With the natural resources of the world, the energy producing human being is faced with a big energy problem with the depletion of these resources. This situation has become more dramatic as the need for electricity in all areas of life is increased and at the same time the consequences of the damage caused by the global warming to the world are combined. Scientists who have turned to alternative energy sources have transformed wind and solar energies, which have been in people's lives for centuries, into electricity by modern techniques.Some problems have arisen whenthe energy obtained from renewable energy sources is adapted to the existing power system. The non-fixed power output is the biggest problem of these energy sources. The main reason of uncertain power output is that renewable energy systems are directly related to environmental factors. Temperature, humidity balance, land conditions, pressure, ghosting effect, wind direction and so on. The factors greatly affect wind speed and solar radiation values. In order to over come this situation, the method of forecasting the future value of the natural size to be converted into energy has been developed. Thus, it is possible to obtainin formation about the power output, although it is not possible to provide precise accuracy.There are many different methods produced to forecasting. In this thesis, information about time series which is a stochastic method has been given and wind speed analysis has been studied. Nonlinear time series analysis ARIMA has been used to estimate the wind speed in different time zones, different time scales and different sample sets, and the success of the time series analysis method.