Desenvolvimento de um modelo para a estimação da carga de radiação solar com base em variáveis climáticas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Lucas Pereira Verneck da
• Orientador(a): Fonseca, Leonardo Goliatt da
• Banca de defesa: Campos, Luciana Conceição Dias , Christo, Eliane da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Radiação solar; Energia fotovoltaica; Estimação; Solar energy; Solar radiation; Photovoltaic energy; Estimation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00409; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13944

Dados relacionados à incidência de radiação solar (RS) em uma determinada região desempenham um papel crucial no projeto, modelagem e na operação de sistemas de conversão de energia solar. Além disso, este tipo de informação ajuda nas futuras políticas governamentais de investimento em energia. Contribui para inúmeras outras áreas de estudo e diversas aplicações, como na criação de chaminés térmicas, análise de conforto térmico em edifícios, modelos de crescimento de safras, entre outros. Porém, esses dados não são medidos para todas as regiões devido à falta de equipamentos adequados para a medição da RS nas estações meteorológicas e também aos custos envolvidos na atividade. Embora diferentes métodos alternativos para obtenção da RS tenham sido propostos e utilizados na literatura, ultimamente, a maioria das pesquisas tem focado seus esforços na exploração e utilização de algoritmos de aprendizado de máquina para resolver o problema. Seguindo essa linha, o presente trabalho avalia a aplicação de uma regressão linear com fator de regularização do tipo L2 combinado com uma estratégia de expansão dos dados de entrada para estimar a intensidade da radiação solar diária incidente. O ajuste e avaliação dos modelos são realizados em oito conjuntos de dados diferentes contendo variáveis climáticas facilmente acessíveis pelas estações meteorológicas. Cada conjunto refere-se à uma região diferente, distribuídas ao longo do território da Burkina Faso, país localizado na África subsariana. Para a seleção dos parâmetros do método, o algoritmo de busca exaustiva foi aplicado para encontrar o conjunto de hiperparâmetros que reforçam as capacidades preditivas dos modelos. A avaliação e comparação entre os modelos são realizadas de acordo com a raiz quadrada do erro-médio, erro médio absoluto, coeficiente de determinação e a variação contabilizada. Os resultados obtidos validam a estratégia adotada pelo trabalho, evidenciando o impacto positivo no modelo gerado pela inclusão do termo de regularização. Os experimentos sugerem um melhor desempenho em relação aos valores encontrados na literatura produzidos por modelos de maior complexidade, apresentando redução nos valores de erro em até 50% para algumas estações.