Investigation of applicability of ASHRAE clear-sky model to Izmir, Turkey

ASHRAE açık gün modeli yüzey üzerine gelen en yüksek ışınım şiddetini verdiği için, havalandırma sistemlerinin ve yapı tasarımlarının güneş ısı yükünü hesaplamak için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ASHRAE açık gün modeli ile hesaplanan yatay yüzey üzerindeki güneş ışınımı değişimi, ölçüm sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Literatürde, farklı ülkeler için toplam güneş ışınımı şiddetini veren çeşitli deneysel bağıntılar mevcuttur. Bu çalışmada, aynı zamanda zenit açısının fonksiyonu olarak toplam saatlik güneş ışınımı veren yeni bir bağıntı geliştirilmiştir. Bu yeni model daha sonra ASHRAE açık gün modeli ve literatürdeki mevcut korelâsyonlarla, ortalama sapma hatası, ortalama karekök hatası ve tistatistik olarak adlandırılan istatistiksel yöntemler ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, zenit açısının fonksiyonu olarak toplam saatlik güneş ışınımı veren yeni modelin İzmir için diğer modellerden daha iyi sonuçlar verdiği ortaya konmuştur.

İzmir iline ASHRAE açık gün modelinin uygulanabilirliğinin irdelenmesi

Since the ASHRAE clear-sky model gives maximum radiation level on the surface, this model is used for solar heat load calculation of air conditioning systems and building designs. This study deals with the solar-radiation variation over a horizontal surface calculated by the ASHRAE clear-sky model with measurements for Izmir, Turkey (latitude:39°24' N; longitude: 27° 15', altitude: 30m). In the past, various empirical correlations have been developed in order to estimate the global clear sky solar radiation around the world. In this study, a new correlation is also developed to establish a relationship between hourly global solar radiation and zenith angle. The new model is then compared with ASHRAE clear-sky model through correlations available in the literature in terms of the widely used statistical indicators, namely; the mean bias error (MBE), root mean square error (RMSE) and t-statistic (t-stat) tests. The new model predicts the hourly global clear sky solar radiation values as a function of zenith angle better than other available models for Izmir in Turkey.

PDF

___

Al-Sanea, S. A., Zedan, M. F. and Al-Ajlan, S. A., Adjustment factors for the ASHRAE clear-sky model based on solar-radiation measurements in Riyadh, Applied Energy 79, 215–237, 2004.
ASHRAE Fundamentals Handbook, Chapter 27 Fenestration, ASHRAE, New York, 1985.
ASHRAE Fundamentals Handbook, Chapter 29, ASHRAE, Atlanta, 2001. Bakırcı, K., Estimation of Solar Radiation by Using ASHRAE Clear-Sky Model in Erzurum, Turkey, Energy Sources 31, 208-216, 2009.
Duffie, J.A. and Beckman, W. A., Solar Engineering of Thermal Processes (Third ed.), John Wiley and Sons, New York, 2006.
Goswami, D. Y., Kreith, Y. and Kreider, J. F., Principles of Solar Engineering (Second ed.), Taylor and Francis, New York, 2000.
Lingamgunta, C. and Veziroglu, T. N., A universal relationship for estimating daily clear sky insolation, Energy Conversion and Management 45, 2313–2333, 2004.
Parishwad, G. V., Bhardwaj, R. K. and Nema, V. K., Estimation of hourly solar radiation for India, Renewable Energy 12, 303-313, 2000.
Robledo, L. and Soler, A., Luminous efficacy of global solar radiation for clear skies, Energy Conversion and Management 41, 1769–79, 2000.
Stone, R. J., Improved statistical procedure for the evaluation of solar radiation estimation models, Solar Energy 51, 298–291, 1993.