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Type: Dissertação
Title: Criação de base de dados inédita de usinas solares e aplicação em previsão de geração de energia com redes neurais otimizadas por aprendizado por transferência
Author: Jesus, Caian Dutra de
First Advisor: Aguiar, Eduardo Pestana de
Referee Member: Silva, Petrônio Cândido de Lima e
Referee Member: Pinto, Arthur Caio Vargas e
Resumo: O crescimento acelerado da geração de energia solar fotovoltaica no Brasil evidencia a necessidade de bases de dados estruturadas e de alta qualidade, capazes de sustentar o desenvolvimento de novas tecnologias e de aprimorar a confiabilidade dos estudos no setor. Entre as principais demandas, destaca-se a criação de conjuntos de dados que viabilizem a comparação e a avaliação de modelos de previsão de geração com maior rigor científico. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo principal a criação e disponibilização da base de dados BR-PVGen, composta por registros históricos de geração elétrica e variáveis meteorológicas de 51 usinas fotovoltaicas em operação real no território brasileiro. A base foi tratada segundo critérios de qualidade, completude e padronização, constituindo um repositório inédito voltado ao suporte de pesquisas em previsão, análise de desempenho e otimização de sistemas fotovoltaicos. Complementarmente, o trabalho apresenta uma aplicação de modelos de aprendizado de máquina, em especial Redes Neurais Artificiais com arquiteturas otimizadas por busca de hiperparâmetros e técnicas de Transfer Learning, aplicadas na mesma base de dados BR-PVGen. Os experimentos realizados mostraram que o Aprendizado por Transferência entre usinas com diferentes históricos de dados reduziu o erro médio de previsão, superando modelos de referência como Gradient Boosting, Bayesian Ridge e Kernel Ridge, com destaque para as métricas SMAPE e NRMSE. Os resultados obtidos evidenciam que a BR-PVGen representa um avanço significativo na consolidação de dados fotovoltaicos no Brasil, promovendo reprodutibilidade e padronização de estudos na área. Conclui-se que a combinação entre uma base de dados multivariada, padronizada e de abrangência nacional, e o uso de técnicas modernas de aprendizado de máquina, constitui um caminho promissor para o aprimoramento das previsões e para a integração inteligente da energia solar ao sistema elétrico brasileiro.
Abstract: The accelerated growth of solar photovoltaic generation in Brazil highlights the need for structured and high-quality databases capable of supporting the development of new technologies and improving the reliability of studies in the sector. Among the main challenges is the creation of datasets that enable the comparison and evaluation of generation forecasting models with greater scientific rigor. In this context, the primary objective of this work is the creation and public release of the BR-PVGen database, composed of historical records of electrical generation and meteorological variables from 51 photovoltaic power plants operating in real conditions across Brazil. The database was processed according to criteria of quality, completeness, and standardization, constituting an unprecedented repository designed to support research on forecasting, performance analysis, and optimization of photovoltaic systems. In addition, the study presents an application of machine learning models, particularly Artificial Neural Networks with architectures optimized through hyperparameter search and Transfer Learning techniques, applied to the same BR-PVGen database. The experiments demonstrated that Transfer Learning between plants with different data histories reduced the average forecasting error, outperforming reference models such as Gradient Boosting, Bayesian Ridge, and Kernel Ridge, with emphasis on the SMAPE and NRMSE metrics. The results show that BR-PVGen represents a significant advancement in the consolidation of photovoltaic data in Brazil, promoting reproducibility and standardization of studies in the field. It is concluded that the combination of a multivariate, standardized, and nationwide database with modern machine learning techniques constitutes a promising path for improving forecasting accuracy and for the intelligent integration of solar energy into the Brazilian power system.
Keywords: Base de dados
Usinas solares
Aprendizado de máquina
Aprendizado por transferência
Database
Solar power plants
Machine learning
Transfer learning
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19824
Issue Date: 25-Sep-2025
Appears in Collections:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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