Journals / Politeknik Dergisi / 2021 / Cilt: 24 - Sayı: 1

Modelling Energy Efficiency in Greenhouse Systems Using Artificial Neural Network (ANN)

Yapay Sinir Ağı (YSA) Kullanarak Sera Sistemlerinde Enerji Verimliliğinin Modellenmesi

Pages
151–160
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

According to the results of energy use efficiency analysis, it is determined that ANN model is advantageous in terms of cucumber cultivation in greenhouses with high accuracy modelling of energy indices.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:The purpose of this study, the Mediterranean region of Turkey is made to determine the Mersin province in the neural network using the energy use efficiency in greenhouse cucumber(Cucumis sativus L.) farming in the analysis.
📊
Key Findings & Data:The data were collected from 45 greenhouse cucumber producers by face-to-face questionnaire during 2018 production period.
💡
Conclusion & Impact:According to the results of energy use efficiency analysis, it is determined that ANN model is advantageous in terms of cucumber cultivation in greenhouses with high accuracy modelling of energy indices.
🔬Design:Survey & Empirical Study
📍Scope:2018 Verileri
⚙️Variables:Yapay sinir ağı · salatalık üretimi · enerji

Abstract

The purpose of this study, the Mediterranean region of Turkey is made to determine the Mersin province in the neural network using the energy use efficiency in greenhouse cucumber(Cucumis sativus L.) farming in the analysis. The data were collected from 45 greenhouse cucumber producers by face-to-face questionnaire during 2018 production period. Total energy consumption and greenhouse cucumber yield are 125612,51 MJ ha-1 and 106600,40 kg ha-1, respectively. Diesel fuel, which has 44.09%, has the highest energy consumption among all inputs. Energy index analysis, energy ratio, energy efficiency, specific energy, net energy and energy intensiveness are respectively 0.58, 0.73 kg MJ-1, 1.37 MJ kg-1, -52332, 19 MJ ha-1 and 3,22 MJ$-1 respectively It was obtained as. The Levenberg-Marquardt learning algorithm has been trained to calculate energy inputs and field-based prediction models based on energy indices. The results of the ANN model revealed that the 9-14-5 structure belongs to the best topology with the highest R2 and the lowest RMSE and MAPE. The ratio of R2, RMSE and MAPE was calculated as 0.933-0.991, 0.147-0.314 and 0.011-0.021, respectively. According to the results of energy use efficiency analysis, it is determined that ANN model is advantageous in terms of cucumber cultivation in greenhouses with high accuracy modelling of energy indices.

Özet

Bu çalışma, Türkiye'nin Akdeniz bölgesi Mersin ilinde yapay sinir ağları kullanılarak seralarda salatalık(Cucumis sativus L.) yetiştiriciliğindeki enerji kullanım etkinliği analizinin belirlenmesi amacıyla yapılmıştır. Veriler 2018 yılı üretim döneminde 45 adet sera salatalık üreticisinden, yüz yüze anket yapılarak toplanmıştır. Toplam enerji tüketimi ve sera salatalık verimi sırasıyla 125612,51 MJ ha-1 ve 106600,40 kg ha-1'dir. Dizel yakıt %44,09 oranla, tüm girdiler arasında en yüksek enerji tüketimine sahiptir. Enerji endeksleri analizi, enerji oranı, enerji verimliliği, spesifik enerji, net enerji ve enerji yoğunluğunun sırasıyla yaklaşık 0,58, 0,73 kg MJ-1, 1,37 MJ kg-1, -52332,19 MJ ha-1 ve 3,22 MJ $-1 olarak elde edilmiştir. The Levenberg-Marquardt öğrenme algoritması, enerji endekslerine dayalı enerji girdilerine ve alana yönelik tahmin modellerinin hesaplanması için eğitildi. YSA modelinin sonuçları, 9-14-5 yapısının en yüksek R2 ve en düşük RMSE ve MAPE ile en iyi topolojiye ait olduğunu ortaya koydu. R2, RMSE ve MAPE oranı sırasıyla 0,933-0,991, 0,147-0,314 ve 0,011-0,021 arasında hesaplandı. Enerji kullanım etkinliği analiz sonuçlarına göre, YSA modelinin seralarda salatalık yetiştiriciliğinin enerji endekslerini yüksek doğrulukla modelleyebilmesi açısından avantajlı olduğu belirlenmiştir.

🔖

Cite This Article

YELMEN, B., ÇAKIR, M. T., ŞAHİN, H., KURT, C. (2021). Modelling Energy Efficiency in Greenhouse Systems Using Artificial Neural Network (ANN). Politeknik Dergisi, Cilt: 24 - Sayı: 1, 151–160. https://ajindex.com/articles/306249

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (10)

  1. Kurtar E.S., Balkaya A., Göçmen M., Karaağaç O., “Hıyara (Cucumis sativus L.) anaç olabilecek kabak (Cucurbita spp.) genotiplerinde ışınlanmış polen tekniği ile dihaploidizasyon”,Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 31 (1), 34-41, (2017).
  2. Li X.Z., Chen S.X., “Screening and Identification of Cucumber Germplasm and Rootstock Resistance against the Root-Knot Nematode (Meloidogyne incognita)”, Genetics and Molecular Research, 16 (2), gmr16029383, (2017). Anonymous, 2017a., “http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC” (Erişim tarihi: 25.04.2017)
  3. Pishgar-Komleh S.H., Omid M., Heidari M.D., “On the study of energy use and GHG (greenhouse gas) emissions in greenhouse cucumber production in Yazd province”. Energy, 59: 63–71, (2013).
  4. Taki M., Yildizhan H., “ Evaluation the sustainable energy applications for fruit and vegetable productions processes; case study”, Greenhouse cucumber production. Journal of Cleaner Production, 199: 164–172, (2018).
  5. Rohani A., Taki M., Abdollahpour M.A. “Novel soft computing model (Gaussian process regression with K-fold cross validation) for daily and monthly solar radiation forecasting (Part: I)”, Renewable Energy, 115:411–422, 2018. Anonymous, “Batı Akdeniz Kalkınma Ajansı (Antalya-Isparta-Burdur) Antalya’da Tarım Sektörünün Sorunları Ve Çözüm Önerileri Çalıştayı”, Örtüaltı Sebzecilik Alt Sektörü, Çalışma Grubu Raporu, (2010).
  6. Sevgican A.Y., Tüzel, A., Gül, R.Z., “Türkiye'de Örtüaltı Yetistiriciligi Türkiye Ziraat Mühendisligi V. Teknik Kongresi”, Cilt: 2, 679-707, (2000). Anonymous, 2017b., http://bahcebitkileri.cu.edu.tr/upload/nturemis/turkiyeortualti.pdf (Erişim tarihi: 15.09.2017). Öztemel E., “Yapay Sinir ağları”, Papatya Yayınları 3. Baskı, (2012).
  7. Safa M., Samarasinghe S., “Determination and modelling of energy consumption in wheat production using neural networks: A case study in canterbury province, Newzealand”, Energy, 36: 5140- 5147,(2011). Haykin S., “Neural Networks, A Comprehensive Foundation”, Macmillan College Publishing Company, Inc., New Jersey., (1994).
  8. Özcalik H.R., Kucuktufekci A., “Dinamik Sistemlerin Yapay Sinir Ağları ile Düz ve Ters Modellenmesi”, KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi,6(1), 26-35, (2003).
  9. Yazdani M., Saghafian B., Mahdian M., Soltani S., “Monthly runoff estimation using artificial neural Networks”, Journal of Agricultural Science and Technology, 11: 335–362, (2009).
  10. Farjam A., Omid M., Akaram A., Fazel Niari Z., “A neural network based modeling and sensitivity analysis of energy inputs for predi