Accuracy of Satellite-Based Solar Data to Estimate Solar Energy Potential for Hatay Province, Turkey

Hatay İli için Güneş Enerjisi Potansiyelini Tahmin Etmede Uydu Tabanlı Solar Verilerinin Doğruluğu

Abstract

Solar radiation data is important parameter to estimate solar energy which is a major renewable energy in terms ofsustainable resources. Accurate spatial and temporal distribution of solar radiation is required not only to estimatesolar energy but also hydrological, meteorological and climatological studies. General objective of the study is toexamine accuracy of freely available Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) solar radiation data againstground observation data based on monthly and yearly averages over the Hatay province in Turkey. The CFSRdataset including 25 daily solar radiation measurement points was evaluated against 12 ground stations for 21-yearperiod (1985 - 2006). Statistical results showed that most correlations in monthly basis data were weakly correlatedexcept October (R2=0.73). According to results of Bias, CFSR monthly averaged solar energy was over estimatedfor all months. Also, CFSR annual solar energy 28% higher than ground-based observed solar energy withR2=0.76. Annual CFSR solar energy found between 5.2 and 5.6 kWh m-2day-1. Annual ground-based solar energyranged from 3.9 to 4.2 kWh m-2day-1. The results show that the use of the CFSR dataset is not advisable in theabsence of annual and monthly average ground-based solar radiation measurement values. Estimated CFSR datahas need to be improved and accuracy of CFSR data must be tested for other regions in Turkey. We recommendthat another source of satellite-based data have to be tested by comparing with ground-based data

Özet

Güneş radyasyon verileri, sürdürülebilir kaynaklar açısından önemli bir yenilenebilir enerji olan güneş enerjisini tahmin etmek için önemli bir parametredir. Güneş radyasyonunun alansal ve zamansal dağılımının, doğruluğu sadece güneş enerjisi tahmini için değil, ayrıca hidrolojik, meteorolojik ve iklimsel çalışmalar için de gereklidir. Çalışmanın genel amacı, Türkiye'nin Hatay ilindeki aylık ve yıllık ortalamalara dayanan yer gözlem verilerine karşı ücretsiz olarak elde edilebilen CFSR solar radyasyon verilerinin doğruluğunu incelemektir. 21 yıllık dönem için 25 adet günlük güneş radyasyonu ölçüm noktalarını içeren CFSR veri seti, 12 yer istasyonuna karşı değerlendirilmiştir (1985- 2006). İstatistiksel sonuçlar, aylık bazda ki verilerin çoğunun Ekim ayı dışında aralarında zayıf ilişki olduğunu göstermiştir (R2 = 0.73). Bias sonuçlarına göre, CFSR aylık ortalama güneş enerjisi tüm aylar için tahmin edilmiştir. Ayrıca, CFSR yıllık güneş enerjisi R2 = 0.76 ile yer esaslı gözlemlenen güneş enerjisinden %28 daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yıllık CFSR güneş enerjisi, 5.2 ile 5.6 kWh m-2gün-1 arasında bulunmuştur. Yıllık yer esaslı güneş enerjisi ise 3.9 ile 4.2 kWh m-2gün-1 arasında değişmektedir. Sonuçlar, aylık ve yıllık ortalama olarak ölçülen yer esaslı güneş radyasyon değerlerinin bulunmaması durumunda, CFSR veri setinin kullanılmasının kabul edilemez olduğunu göstermiştir. CFSR verilerinin iyileştirilmesine ihtiyaç olduğu ve Türkiye'de diğer bölgeler için CFSR verilerinin doğruluğunun test edilmesinin gerekli olduğu sonucuna varılmıştır. Yer istasyon esaslı güneş radyasyon verilerinin, CFSR’den farklı uydu esaslı veri kaynakları kullanılarak doğruluğunun araştırılması önerilmektedir