Elektrolüminesans Görüntülerde Arızalı Fotovoltaik Panel Hücrelerin Evrişimli Sinir Ağı ile Otomatik Sınıflandırılması

Authors : Hakan AÇIKGÖZ, Deniz KORKMAZ

Pages : 589-600

Doi:10.35234/fumbd.1099000

View : 16 | Download : 6

Publication Date : 2022-09-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Fotovoltaik (FV) panel hücrelerindeki arızaların tespiti ve sınıflandırılması güneş enerjisi santrallerinin verimli ve güvenilir bir şekilde işletilebilmesi için oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. Bu çalışmada, FV panel hücrelerindeki arızaların hızlı ve doğru bir şekilde tespit edilmesi ve sınıflandırılması için etkin bir evrişimli sinir ağı (ESA) modeli önerilmiştir. Önerilen model, daha az parametre ve model boyutuna sahip SqueezeNet ile transfer öğrenme yaklaşımı kullanılarak geliştirilmiştir. Eğitim yakınsamasını iyileştirmek ve sınıflandırma başarımını arttırmak için modelin aktivasyon fonksiyonları değiştirilerek ateşleme modüllerinden atlama bağlantıları oluşturulmuştur. Deneylerde, elektrolüminesans (EL) görüntülerden elde edilen bir veri seti kullanılmıştır. Sınıf dağılımının dengesizliğini gidermek ve örnek sayısını arttırmak için veri artırma teknikleri uygulanmıştır. Önerilen yöntemin performansı AlexNet, ShuffleNet, GoogLeNet ve SqueezeNet gibi ön eğitimli ESA mimarileri ile karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda önerilen yöntemin doğruluk, kesinlik, duyarlılık, özgüllük ve F1-skor değerleri sırasıyla %91.29, %84.21, %89.72, %92.04 ve %86.88 olarak elde edilmiştir. Ayrıca, önerilen yöntem diğer yöntemlerin doğruluk ölçütündeki değerlerini %0.99 ile %6.29 arasında iyileştirmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar analiz edildiğinde, önerilen yöntemin FV panel hücrelerindeki arızaların tespitinde etkili bir performansa sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Keywords : Fotovoltaik Panel Hücreleri, Arıza Tespiti, Elektrolüminesans Görüntüleme, Evrişimli Sinir Ağları, Derin Öğrenme