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Avaliação de técnicas de Deep Learning para prognósticos de energia solar.

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dc.creator.ID SILVA, C. C. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/1170293319687757 pt_BR
dc.contributor.advisor1 GOMES, Helber Barros.
dc.contributor.advisor1ID GOMES, H. B. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/9092859070852767 pt_BR
dc.contributor.advisor2 MENDEZ, Malaquias Peña.
dc.contributor.referee1 SILVA , Madson Tavares.
dc.contributor.referee2 EMILIAVACA, Samira de Azevedo Santos.
dc.description.resumo Nos últimos anos, a energia solar tem conquistado significativa relevância devido à sua natureza renovável, considerada uma das fontes com impacto quase nulo sobre o meio ambiente e economicamente viável. Devido às condições geográficas do Nordeste do Brasil (NEB), a utilização de energia fotovoltaica se torna uma ótima opção para a diversificação das fontes energéticas. Nesse contexto, esta pesquisa tem como motivação a análise da aplicação de técnicas de Aprendizagem Profunda, conhecida como "Deep Learning" (DL), para o prognóstico de geração de energia solar no NEB, visando ampliar o conhecimento e facilitar aplicações de estudos na área. Para isso, utilizou-se dados de reanálise do ERA5 no período de 2009 a 2019, incluindo informações como Irradiação Solar Incidente no Topo da Atmosfera (SSRD), Irradiação Global Horizontal (GHI), Temperatura em 2 metros (T2M), Precipitação Total (TP) e Cobertura Total de Nuvens (TCC), além de dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) de Irradiação Global Horizontal (Rg). Dados de geração de energia, incluindo Geração de Energia Verificada (GEV), Capacidade de Geração de Energia (CGE) e Capacidade Instalada (CI), foram obtidos do Operador Nacional de Sistemas Elétricos (ONS). Ao analisar os dados meteorológicos, observou-se correlações entre T2M, Rg e outras variáveis meteorológicas. Com os dados de eficiência na geração de energia solar, identificou-se que as usinas com maiores potenciais de CI estão concentradas no Piauí e Bahia, regiões onde o GHI possui valores médios horários elevados, atingindo aproximadamente 200 Wh/m². Essas regiões também apresentam maiores valores de T2M e SSRD, e menores valores de TCC e TP. A eficiência dos modelos de previsão foi examinada com mais detalhes para os Conjuntos Bom Jesus, Horizonte, Nova Olinda, Rio Alto e Sol do Futuro, localizados na Bahia, Piauí, Paraíba e Ceará, destacando o método Gated Recurrent Unit (GRU) e combinações que o envolvem, como superiores em termos das métricas Erro Quadrático Médio (Root Mean Squared Error - RMSE) e Erro Médio Absoluto (Mean Absolute Error - MAE), mantendo consistência para diferentes tamanhos de passos. A validação, através da comparação do previsto com os dados observados, reforçou que o GRU, ou combinações que o envolvem, apresentam resultados mais eficazes na tarefa de prognóstico para os conjuntos de dados estudados. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Meteorologia. pt_BR
dc.title Avaliação de técnicas de Deep Learning para prognósticos de energia solar. pt_BR
dc.date.issued 2024-02-20
dc.description.abstract In recent years, solar energy has gained significant relevance due to its renewable nature, considered one of the sources with almost no impact on the environment and economically viable. Due to the geographic conditions of the NEB, the use of photovoltaic energy becomes a great option for the diversification of energy sources. In this context, this research is motivated by the analysis of the application of Deep Learning techniques, known as "Deep Learning" DL, for the prognosis of solar energy generation in the NEB, aiming to expand knowledge and facilitate study applications in the area. For this, ERA5 reanalysis data was used from 2009 to 2019, including information such as SSRD, GHI, T2M, TP and TCC, in addition to data from INMET of Rg. Power generation data, including GEV, CGE and CI, were obtained from ONS. When analyzing meteorological data, correlations were observed between T2M, Rg and other meteorological variables. With the efficiency data in solar energy generation, it was identified that the plants with the highest IC potential are concentrated in Piauí and Bahia, regions where the GHI has high hourly average values, reaching approximately 200 Wh/m². These regions also present higher T2M and SSRD values, and lower TCC and TP values. The efficiency of the forecast models was examined in more detail for the Bom Jesus, Horizonte, Nova Olinda, Rio Alto and Sol do Futuro Complexes, located in Bahia, Piauí, Paraíba and Ceará, highlighting the GRU method and combinations that involve it, such as superior in terms of RMSE and MAE metrics, maintaining consistency for different step sizes. Validation, through comparison of predicted with observed data, reinforced that the GRU, or combinations that involve it, present more effective results in the prediction task for the data sets studied. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37773
dc.date.accessioned 2024-09-17T19:32:29Z
dc.date.available 2024-09-17
dc.date.available 2024-09-17T19:32:29Z
dc.type Dissertação pt_BR
dc.subject Radiação solar pt_BR
dc.subject Nordeste - Brasil pt_BR
dc.subject Módulos fotovoltaicos pt_BR
dc.subject Métricas de desempenho pt_BR
dc.subject Solar radiation pt_BR
dc.subject Northeast – Brazil pt_BR
dc.subject Photovoltaic modules pt_BR
dc.subject Performance metrics pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SILVA, Cleiza Cristiano.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Evaluation of Deep Learning techniques for solar energy forecasts. pt_BR
dc.identifier.citation SILVA, Cleiza Cristiano. Avaliação de técnicas de Deep Learning para prognósticos de energia solar. 2024. 172 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. pt_BR


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