Atıksu Arıtma Tesislerinin Enerji Kazanımları için Üretilen Biyogazın Hibrit Makine Öğrenmesi Yöntemleri ile Tahmin Edilmesi


Sağıroğlu Ayaydın N., Çıtakoğlu H., Özkan O.

XII. Ulusal Hidroloji Kongresi, Samsun, Türkiye, 16 - 19 Ekim 2024, cilt.2, ss.153-162

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 2
  • Basıldığı Şehir: Samsun
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.153-162
  • Erciyes Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Yapılan çalışma da, Kayseri İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi anaerobik çamur çürütme prosesinde üretilen yenilenebilir enerji olan biyogaz, Birleştirilmiş Isı ve Güç Üniteleri aracılığıyla ısı ve elektrik enerjisine çevrilmektedir. Isı ve elektrik enerjisine çevrilen biyogaz tesisin hem ısınmasında hem de tesisin belli oranda elektrik enerjisini karşılamasında kullanılmaktadır. Atıksu arıtma tesislerinin enerji kazanımları için biyogaz önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle üretilen biyogaza ait 2018 yılı ve 2023 yılı Temmuz ayı arasındaki gaz üretim parametresinin makine öğrenmesi yöntemi ile modellemesi yapılmıştır. Biyogaz üretim verileri ilk önce ön işleme teknikleri olan Varyasyon Mod Ayrıştırma (VMD) ve Ampirik Mod Ayrıştırma (EMD) ile ayrıştırılmıştır. Bağımsız makine öğrenmelerinden Gauss Süreç Regresyonu (GPR) ile ön işleme tekniği dâhil edilerek hibrit modeller elde edilmiştir. Bu modellerin tahmin başarıları Ortalama Mutlak Yüzde Hata (MAPE), Bağıl Kök Ortalama Karesel Hata (RRMSE), Ortalama Mutlak Hata (MAE), Determinasyon Katsayısı (R2), Nash-Sutcliffe Etkinliği (NSE), Kling-Gupta Verimliliği (KGE) ve Overal Index (OI) olarak yedi metrikten oluşan performans kriterleri kullanılarak ölçülmüştür. Performans kriterlerine göre en başarılı model EMD-GPR modeli olmuştur. Yapılan çalışmanın sonucunda, Kruskall Wallis (KW) testi ile de yöntemlerin etkinliği kanıtlanmıştır. Anahtar kelimeler: Kayseri İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi 1, Biyogaz 2, Gauss Süreç Regresyonu 3, Kruskall Wallis Testi 4.