FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ

Muhammed Enes Çiftçi; Hashim Salaheldin Hashim Ishag; Musa Demir

TR EN

FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ

Abstract

Bu çalışma, fotovoltaik (PV) panel ile beslenen sensör tabanlı otomatik sulama sistemine sahip bir akıllı sera prototipinin uygulanabilirliğini incelemektedir. Araştırmada enerji üretimi, su yönetimi ve çevresel kontrol parametreleri bütüncül olarak değerlendirilmiştir. Geliştirilen sistemde PV panelden üretilen elektrik enerjisi bataryalarda depolanmış, Arduino tabanlı kontrol ünitesi, toprak nem sensörü ve sulama pompasının enerji gereksinimi bu depolama biriminden karşılanmıştır. Sulama sistemi, nem sensöründen elde edilen verilere dayalı histerezis kontrol algoritmasıyla kararlı şekilde çalıştırılmıştır. Deneysel süreçte sera ve açık alan koşulları karşılaştırılmış, sıcaklık ve bağıl nem değerleri meteorolojik verilerle birlikte analiz edilmiştir. Bulgular, sera ortamının dış koşullara göre daha sıcak ve nemli bir mikroiklim oluşturduğunu göstermiştir. Ayrıca yüksek nem ve yetersiz hava sirkülasyonunun çilek bitkilerinde çürüme riskini artırabileceği belirlenmiştir. Sonuç olarak, yenilenebilir enerji destekli akıllı sulama sistemlerinin uygulanabilir olduğu, ancak sürdürülebilir üretim için nem kontrolü, havalandırma ve ışık optimizasyonunun etkin şekilde yönetilmesi gerektiği ortaya konulmuştur.

Keywords

Supporting Institution

2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı / Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na (TÜBİTAK)

Project Number

1919B012469759

Ethical Statement

Bu çalışmada sunulan tüm veriler etik kurallara uygun olarak elde edilmiş ve kullanılmıştır. Araştırma sürecinde dürüstlük, şeffaflık ve bilimsel bütünlük ilkelerine bağlı kalınmış; katılımcı hakları gözetilmiş ve gizlilik korunmuştur. Çalışma kapsamında herhangi bir çıkar çatışması bulunmamaktadır.

Thanks

Bu çalışma, TÜBİTAK tarafından 1919B012469759 numaralı 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında desteklenmiş ve tamamlanmıştır. Projeye sağladıkları değerli katkı ve desteklerinden dolayı Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na (TÜBİTAK) teşekkür ederiz. Ayrıca, çalışmada kullanılan verilerin temin edilmesine katkı sağlayan T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü Meteorolojik Veri İşlem Dairesi Başkanlığı ile Giresun Meteoroloji İstasyonu’na teşekkür ederiz.

EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THE FEASIBILITY OF A PHOTOVOLTAIC ENERGY-POWERED SMART IRRIGATION SYSTEM IN A GREENHOUSE ENVIRONMENT

Abstract

This study investigates the feasibility of a smart greenhouse prototype equipped with a sensor-based automatic irrigation system powered by a photovoltaic (PV) panel. In the study, energy generation, water management, and environmental control parameters were evaluated holistically. In the developed system, the electrical energy generated by the PV panel was stored in batteries, and the energy requirements of the Arduino-based control unit, soil moisture sensor, and irrigation pump were supplied from this storage unit. The irrigation system was operated stably using a hysteresis control algorithm based on the data obtained from the soil moisture sensor. During the experimental process, greenhouse and outdoor conditions were compared, and temperature and relative humidity values were analyzed together with meteorological data. The findings showed that the greenhouse environment created a warmer and more humid microclimate than the outdoor conditions. In addition, it was determined that high humidity and insufficient air circulation could increase the risk of decay in strawberry plants. Consequently, it was demonstrated that renewable energy-supported smart irrigation systems are feasible; however, humidity control, ventilation, and light optimization should be managed effectively to ensure sustainable production.

Keywords

Supporting Institution

2209-A University Students Research Projects Support Program / The Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TÜBİTAK)

Project Number

1919B012469759

Ethical Statement

All data presented in this study were obtained and used in accordance with ethical principles. Throughout the research process, the principles of honesty, transparency, and scientific integrity were upheld; participants’ rights were respected and confidentiality was maintained. There are no conflicts of interest related to this study.

Thanks

This study was supported and completed within the scope of the 2209-A University Students Research Projects Support Program by the Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TÜBİTAK) under project number 1919B012469759. We would like to express our sincere gratitude to the Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TÜBİTAK) for their valuable contributions and support to the project. We also thank the Republic of Türkiye Ministry of Environment, Urbanization and Climate Change, General Directorate of Meteorology, Department of Meteorological Data Processing, and the Giresun Meteorology Station for their contributions to the provision of the data used in this study.

References

Ashir, D. M. N. A., Ahad, M. T., Talukder, M., & Rahman, T. (2022). Internet of Things (IoT) based smart agriculture aiming to achieve sustainable goals. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2206.06300
Azizoğlu, R., & Koçyiğit, F. (2025). Investigation of pump selection and energy efficiency in agricultural irrigation systems. Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14(1), 57–75. https://doi.org/10.55007/dufed.1681728
Bayraktar, S. S., & Küçükbayrak, M. (2025). Tarım sektöründe sürdürülebilirlik ve tarımsal sulamanın önemi. TYB Akademi, 43, 154–168.
Demir, M. (2025). Optimizing solar water heating systems for carbon emission reduction in residential buildings: A case study of Turkey's renewable energy potential. Case Studies in Thermal Engineering, 69, Article 105964. https://doi.org/10.1016/j.csite.2025.105964
Geliş, K., Akyürek, E. F., & Yoladı, M. (2020). Panel konumu ve açısının fotovoltaik panel karakteristiği üzerine etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology, 10(3), 1899–1908. https://doi.org/10.21597/jist.686478
Karagöz, Ş., Aras, M., Yıldırım, O., Şimşek, F., & Çomaklı, Ö. (2025). Performance and efficiency of photovoltaic panels in Erzurum winter conditions. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(2), 732–746. https://doi.org/10.17780/ksujes.1611476
Karaağaç, M. O., Oğul, H., & Bulut, F. (2021). Evaluation of monocrystalline and polycrystalline photovoltaic panels in Sinop province conditions. Turkish Journal of Nature and Science, 10(1), 176–181. https://doi.org/10.46810/tdfd.855488
Keskin, V., Pour Rahmati Khalejan, S. H., & Çıkla, R. (2021). Investigation of the shading effect on the performance of a grid-connected PV plant in Samsun/Turkey. Politeknik Dergisi, 24(2), 553–563. https://doi.org/10.2339/politeknik.701525

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Energy Generation, Conversion and Storage (Excl. Chemical and Electrical)

Journal Section

Research Article

Authors

Muhammed Enes Çiftçi
0009-0002-0120-7567
Türkiye

Hashim Salaheldin Hashim Ishag
0009-0007-0017-2290
Türkiye

Musa Demir ^*
0000-0002-2191-5395
Türkiye

Publication Date

September 3, 2026

Submission Date

February 13, 2026

Acceptance Date

July 15, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 29 Number: 3

IZ

https://izlik.org/JA89DS43CA

Cite

RIS / Bibtex

APA

Çiftçi, M. E., Salaheldin Hashim Ishag, H., & Demir, M. (2026). FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(3), 1070-1086. https://izlik.org/JA89DS43CA

AMA

1.Çiftçi ME, Salaheldin Hashim Ishag H, Demir M. FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ. KSU J. Eng. Sci. 2026;29(3):1070-1086. https://izlik.org/JA89DS43CA

Chicago

Çiftçi, Muhammed Enes, Hashim Salaheldin Hashim Ishag, and Musa Demir. 2026. “FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 (3): 1070-86. https://izlik.org/JA89DS43CA.

EndNote

Çiftçi ME, Salaheldin Hashim Ishag H, Demir M (September 1, 2026) FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 3 1070–1086.

IEEE

[1]M. E. Çiftçi, H. Salaheldin Hashim Ishag, and M. Demir, “FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ”, KSU J. Eng. Sci., vol. 29, no. 3, pp. 1070–1086, Sept. 2026, [Online]. Available: https://izlik.org/JA89DS43CA

ISNAD

Çiftçi, Muhammed Enes - Salaheldin Hashim Ishag, Hashim - Demir, Musa. “FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/3 (September 1, 2026): 1070-1086. https://izlik.org/JA89DS43CA.

JAMA

1.Çiftçi ME, Salaheldin Hashim Ishag H, Demir M. FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ. KSU J. Eng. Sci. 2026;29:1070–1086.

MLA

Çiftçi, Muhammed Enes, et al. “FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 3, Sept. 2026, pp. 1070-86, https://izlik.org/JA89DS43CA.

Vancouver

1.Muhammed Enes Çiftçi, Hashim Salaheldin Hashim Ishag, Musa Demir. FOTOVOLTAİK ENERJİ İLE ÇALIŞAN AKILLI SULAMA SİSTEMİNİN SERA ORTAMINDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL ANALİZİ. KSU J. Eng. Sci. [Internet]. 2026 Sep. 1;29(3):1070-86. Available from: https://izlik.org/JA89DS43CA