Transferência de aprendizado profundo para previsão da irradiação solar: uma análise para diferentes bioclimas e escassez de dados

dc.contributor.advisor-co1Barbosa, Daniel
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7843695359589199
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0542-1723
dc.contributor.advisor1Fernandes, Ricardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0880243208789454
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2361-6505
dc.contributor.authorDiniz, Leonardo
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/6784659523460869
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0001-0657-5409
dc.contributor.refereeMachado, Vinicius
dc.contributor.refereePalito, Thamyres
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9385561556243194
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0882441206072709
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-3391-8443
dc.date.accessioned2026-04-30T14:02:55Z
dc.date.issued2026-03-02
dc.description.abstractThe intermittent nature of solar irradiation has been a major challenge in planning and operating electrical power systems. In Brazil, due to the distinct bioclimatic zones, each with its own peculiarities and climatic behaviors, the sce- nario becomes complex. For this reason, a methodology based on transfer learning combined with state-of-the-art solar irradiation forecasting can bring advantages, especially when there is a low amount of data from certain climatological stations. In this sense, transfer learning can be used both between data from stations be- longing to the same bioclimatic zone (aiming to solve the problem of missing data) and between data from stations located in different bioclimatic zones (seeking to solve the problem of climatic disparity). This work proposes, based on a baseline constructed with the seasonal autoregressive integrated moving average model, to evaluate the performance of LSTM (long-short term memory) neural networks and their hybridization with convolutional neural networks (CNNs) in order to perform hourly solar irradiance forecasting. The results demonstrate that, in relation to the test of models constructed solely by LSTMs, compared to the CNN-LSTM hybrid models, the former showed slightly better performance, by approximately 1% on av- erage. Regarding the learning transfer tests, the feature extraction and fine-tuning approaches performed reasonably well when compared to zero-shot adaptation, be- ing comparable to the results of the LSTM models for each climatological station, especially in the configuration of stations by distance. Regarding the configuration of stations with a low amount of data, the approach performed well, mainly within the MAE metric.eng
dc.description.resumoA natureza intermitente da irradiação solar tem sido um grande desafio no planejamento e na operação de sistemas de energia elétrica. No Brasil, devido às distintas zonas bioclimáticas, cada uma com suas peculiaridades e comportamentos climáticos, o cenário torna-se complexo. Por este motivo, uma metodologia baseada em transferência de aprendizado aliada ao estado da arte em previsão de irradiação solar pode trazer vantagens, principalmente quando se tem uma baixa quantidade de dados de determinadas estações climatológicas. Nesse sentido, a transferência de aprendizado poderá ser usada tanto entre dados de estações pertencentes a uma mesma zona bioclimática (visando inclusive resolver o problema de dados faltantes) quanto entre dados provenientes de estações alocadas em zonas bioclimáticas dis- tintas (buscando resolver o problema da disparidade climática). O trabalho propõe, a partir de um baseline construído com o modelo de média móvel integrada auto- regressiva sazonal, avaliar o desempenho de redes neurais do tipo LSTM (long-short term memory) e sua hibridização com redes neurais convolucionais (CNN, do inglês convolutional neural network), com o intuito de realizar a previsão horária de irradi- ação solar. Os resultados demonstram que, em relação ao teste de modelos constru- ídos unicamente por LSTMs, em comparação aos modelos híbridos CNN-LSTM, os primeiros se mostraram ligeiramente melhores, em aproximadamente 1%, em média. Em relação aos testes de transferência de aprendizado, as abordagens de extração de características e ajuste fino tiveram razoável desempenho quando comparadas à adaptação zero-shot, ficando equiparados aos resultados dos modelos LSTM de cada estação climatológica, principalmente na configuração de estações por distância. Em relação à configuração de estações com baixa quantidade de dados, a abordagem teve bom desempenho, principalmente dentro da métrica MAE.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationDINIZ, Leonardo. Transferência de aprendizado profundo para previsão da irradiação solar: uma análise para diferentes bioclimas e escassez de dados. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24037.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24037
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCâmpus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectAprendizado de máquina
dc.subjectIrradiação solar
dc.subjectModelos estatísticos
dc.subjectTransferência de aprendizado
dc.subjectMachine learningeng
dc.subjectSolar irradianceeng
dc.subjectStatistical modelseng
dc.subjectTransfer learningeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.subject.ods7. Energia limpa e acessível
dc.titleTransferência de aprendizado profundo para previsão da irradiação solar: uma análise para diferentes bioclimas e escassez de dados
dc.title.alternativeDeep transfer learning for solar irradiance forecast: an analysis for different bioclimates and data scarcityeng
dc.typeDissertação

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