Aplicaciones y Desafíos de la Inteligencia Artificial en la Predicción de la Radiación Solar: Una Revisión Sistemática

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v36i21.18872

Palabras clave:

Aprendizaje automático, Aprendizaje profundo, Modelo de predicción, Redes neuronales artificiales

Resumen

La previsión precisa de la radiación solar es esencial para diversos ámbitos, como la energía solar y la agricultura. La Inteligencia Artificial (IA) ha demostrado ser una poderosa herramienta para mejorar estas previsiones. Este estudio analizó diversas investigaciones que empleanIA para predecir la radiación solar. Las técnicas más comunes incluyen redes neuronales, máquinas de vectores de soporte y aprendizaje profundo. Estas técnicas son capaces de identificar patrones complejos en los datos y relacionar la radiación solar con factores como la temperatura, la humedad y la nubosidad. Los modelos de IA son entrenadoscon grandes conjuntos de datos meteorológicos y de radiación solar, lo que les permite generar  predicciones más precisas. Las métricas empleadas para evaluar el desempeño de estos modelos incluyen el error cuadrático medio (RMSE), el coeficiente de determinación (R²) y el error porcentual medio absoluto (MAPE). La revisión demuestra que la IA posee un altopotencial para optimizar la predicción de la radiación solar. Predicciones más precisas pueden optimizar la producción de energía solar, mejorar la gestión del riego y contribuir a otros procesos que dependen de la radiación solar.

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Biografía del autor/a

Camila Piacitelli Tieghi, Universidade de São Paulo (USP)

Pós-Doutorado: Utilização de Inteligência Artificial e Programação em Python para Otimização da Geração de Energia Solar. Início: 2023. Universidade de São Paulo - Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos de Pirassununga.Doutora em Agronomia (Energia na Agricultura) pela Faculdade de Ciências Agronômicas - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (FCA UNESP) (2023). Licenciatura em Pedagogia na Faculdade Campos Elísios (2022). Mestre em Agronomia (Energia na Agricultura) pela Faculdade de Ciências Agronômicas - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (FCA UNESP) (2018). Especialização em Gestão de Bancos de dados pela Universidade Luterana do Brasil (ULBRA) (2014). Graduada em Informática para gestão de negócios pela Faculdade de Tecnologia de Botucatu (FATEC) (2013). Entre 2011 à 2015, atuou como instrutora de informática na escola SENAI "Luís Massa" em Botucatu SP, onde ministrou cursos de Operador de microcomputador (pacote MS Office, sistemas operacionais, internet) , MS Word e Excel avançado, CorelDraw, AutoCAD e Web design.Atualmente é:- Professora de programação e desenvolvimento de jogos (JavaScript, HTML, CSS), aplicativos em React Native e Python, Machine learning, Inteligência Artificial e Ciência de dados) na escola Byjus Future School (Home Office).- Professora de Ensino médio e técnico na Etec Dr. Domingos Minicucci Filho de Botucatu como professora de desenvolvimento web e segurança da informação.

Fernando de Lima Caneppele, UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP en Pirassununga

Profesor Asociado en la Universidad de São Paulo (USP) y participando en el Programa de Año Sabático en el Instituto de Estudios Avanzados (IEA/USP) en 2024, trabajando con un enfoque en Energía y Especialista en Transición Energética y Objetivo de Desarrollo Sostenible 7 (SDG7). Es licenciado en Ingeniería Eléctrica por la Facultad de Ingeniería Industrial (FEI, 1999), Máster y Doctor en Agronomía - Energía en la Agricultura por la Facultad de Ciencias Agronómicas de la UNESP (FCA, 2007 y 2011). También es Licenciado y Tecnólogo en Matemáticas por la UNINOVE (2008), Posdoctorado por la UNESP (2018) y Posdoctorado por la USP (2020). Con más de 15 años de experiencia académica, actualmente dicta cursos de pregrado en Ingeniería de Biosistemas e Ingeniería de Alimentos en la Facultad de Zootecnia e Ingeniería de Alimentos (FZEA) de la USP. En postgrado, es responsable de asignaturas y de la supervisión de programas de Máster y Doctorado en el Programa de Postgrado en Ingeniería Agronómica de la Facultad de Ciencias Agronómicas (FCA) de la UNESP. Tiene experiencia consolidada en Ingeniería Eléctrica y Energética, trabajando en Eficiencia Energética, Fuentes Alternativas y Renovables de Energía, Estudios de Matrices Energéticas, y Generación de Energía y su Impacto Ambiental. También tiene experiencia práctica adquirida como pasante en BRF durante su formación en ingeniería, lo que contribuye a la calidad de sus conferencias.

Alexandre Dal Pai, Universidad del Estado de São Paulo

Es licenciado en Física por la Universidad de São Paulo (1998), Máster en Agronomía (Energía en la Agricultura) por la Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2001) y Doctor en Agronomía (Energía en la Agricultura) por la Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2005). Actualmente es profesor en la Facultad de Ciencias Agronómicas de la UNESP/Botucatu, donde enseña física en el curso de licenciatura en Ingeniería de Bioprocesos y Biotecnología. También enseña y supervisa cursos de posgrado en Agronomía, en los programas de Energía en la Agricultura e Irrigación y Drenaje. Tiene experiencia en las áreas de energías renovables, procesos de conversión de energía solar y biomasa, modelos de estimación de la radiación solar y fotosintéticamente activa, así como estudios sobre métodos de medida de la radiación solar difusa.

Emmanuel Zullo Godinho, Universidade de São Paulo (USP)

Graduado en Ingeniería Agronómica por la Escuela Superior de Agronomía de Paraguaçu Paulista - ESAPP. Maestría en Bioenergía por la Universidad Estadual del Oeste del Paraná - UNIOESTE. Doctorado en Agronomía por la Universidade Estadual Paulista - UNESP. Postdoctorando en Ingeniería de Biosistemas por la Universidad de São Paulo - USP. Postgrado en la Fundación Getúlio Vargas (FGV-RJ) con MBA en Gestión Internacional de Agronegocios. Postgrado en Enseñanza en Educación Superior y en Educación Especial e Inclusiva por la Facultad Venda Nova do Imigrante - FAVENI. Licenciada en Matemáticas por la Universidad Tecnológica Federal de Paraná - UTFPR y licenciada en Pedagogía por el Colegio Intervale. Estudiante de Postgrado en Química en la Universidad del ABC. Estudiante de pregrado en Educación Física en la Faculdade Venda Nova do Imigrante - FAVENI. Miembro del grupo de investigación Agroenerbio de la USP/UNESP. Conocimiento de programas de modelización estadística y matemática: Fuzzy Logic, Statistica, Action, Origin. Línea de investigación es ENERGIAS RENOVABLES y LÓGICA FUZZY. Tiene experiencia docente en programas de primaria, secundaria, licenciatura y posgrado.

Carlos Frederico Meschini Almeida, Universidade de São Paulo (USP)

Licenciado en Ingeniería Eléctrica por la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (2003). Tiene maestría y doctorado en Ingeniería Eléctrica, con énfasis en Sistemas Eléctricos de Potencia, por la misma institución (2007 y 2011, respectivamente). Actualmente es profesor de la EPUSP, en el Departamento de Energía Eléctrica y Automación. Tiene experiencia en las áreas de Transmisión y Distribución de Electricidad, trabajando principalmente en los siguientes temas: Calidad de la Electricidad, Redes Inteligentes, Planificación de Sistemas Eléctricos y Proyectos de Instalaciones Eléctricas.

Diego Cunha Malagueta, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

Profesor Adjunto IV en ingeniería en iPoli-UFRJ/Macaé desde 2013, trabajando en Planificación Energética e Ingeniería Mecánica. Tiene un doctorado en Planificación Energética por COPPE/UFRJ, con enfoque en energías renovables, especialmente solar. Trabaja en investigación, docencia y extensión universitaria, desarrollando proyectos en simulación de sistemas energéticos, tecnologías solares y políticas públicas. Es profesor invitado en diversas instituciones y coordinador de cursos de especialización. También es un activo divulgador científico, con un podcast y un canal de YouTube dedicados a la energía. Su experiencia abarca desde la matriz energética brasileña hasta las aplicaciones prácticas de las energías renovables, como la desalinización y la refrigeración solar.

Murilo Miceno Frigo, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)

Graduado en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Federal de Mato Grosso do Sul (2010). Máster en Ingeniería Eléctrica por la UFMS (2013), área de investigación: Energía, Planificación, Operación y Control de Sistemas Eléctricos. Actualmente es profesor EBTT en el Instituto Federal de Mato Grosso do Sul (IFMS) en los cursos de Técnico Electrotécnico, Tecnología de Automatización Industrial e Ingeniería de Control y Automatización. Fue profesor en el curso de Ingeniería Eléctrica en la Universidad Federal de Tocantins - UFT (2013-2016). Realiza trabajos de investigación y extensión en las áreas de gestión y eficiencia energética, fuentes alternativas de energía y educación aplicada a la formación profesional y tecnológica.

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Publicado

04/02/2025

Cómo citar

Tieghi, C. P., Caneppele, F. de L., Dal Pai, A., Godinho, E. Z., Almeida, C. F. M., Malagueta, D. C., & Frigo, M. M. (2025). Aplicaciones y Desafíos de la Inteligencia Artificial en la Predicción de la Radiación Solar: Una Revisión Sistemática. Revista Brasileña De Climatología, 36(21), 170–201. https://doi.org/10.55761/abclima.v36i21.18872

Número

Sección

Artigos