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Title in Portuguese: Aplicação da Busca Cuco no ajuste de Curvas de Weibull para energia eólica utilizando dados de vento da cidade de Petrolina.
Title: Application of Cuckoo Search in the adjustment of Weibull Curves for wind energy using wind data from the city of Petrolina.
Author: Veiga, Fernanda Rocha
Advisor(s): Andrade, Carla Freitas de
Keywords: Busca Cuco
Curva de Weibull
Potencial eólico
Issue Date: 2018
Citation: VEIGA, Fernanda Rocha. Aplicação da Busca Cuco no ajuste de Curvas de Weibull para energia eólica utilizando dados de vento da cidade de Petrolina. 2018. 81 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Energias Renováveis) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: O aumento da demanda mundial de energia implicou em grande preocupação ambiental e, consequentemente, no constante desenvolvimento das fontes renováveis no Brasil, principalmente a energia eólica. Como a caracterização do vento possui grande importância para a viabilização de projetos eólicos, é necessário aprimorar os métodos de estimativa dos parâmetros das curvas de Weibull, a fim de evitar incertezas associadas ao cálculo da produção de energia. Neste trabalho foi realizado um estudo da aplicabilidade da Busca Cuco (Cuckoo Search - CS) a partir da metodologia descrita por Yang e Deb (2009) na otimização de curvas de Weibull, sendo implementado a partir de um algoritmo escrito na linguagem R de programação. Os dados reais de velocidade foram obtidos da plataforma SONDA para a cidade de Petrolina – PE, por ser localizada num estado com grande potencial de geração de energia eólica. Os dados foram separados em intervalos com a finalidade de se montar um histograma para se qualificar visualmente o ajuste da curva. Comparou-se o método heurístico com seis métodos determinísticos largamente empregados na literatura a partir dos resultados dos testes estatísticos 𝑅𝑀𝑆𝐸, 𝑅 2 , 𝑀𝐴𝐸 e 𝐸𝐷𝑃. Com a função objetivo utilizada, a Busca Cuco se mostrou satisfatória na representação do vento da região estudada, apresentando 𝑅𝑀𝑆𝐸 de 0,006052, 𝑅 2 de 0,99348 e 𝑀𝐴𝐸 de 0,003979, mais desejáveis em relação aos outros métodos. Também obteve um 𝐸𝐷𝑃 de aproximadamente 1,12% acima da densidade de potência real, o que dificulta seu uso para problemas nos quais não se permite um superdimensionamento energético.
Abstract: The increase in the world’s energy demand has led to a great environmental concern and, consequently, to the constant development of renewable energy in Brazil, specially wind energy. Since the characterization of the wind has great importance for evaluating the feasibility of wind projects, it is necessary to improve the methods for estimating the Weibull distribution parameters, in order to avoid uncertainties associated with the energy production calculation. In this work, an analysis of the application of the Cuckoo Search (CS) was carried out according to the methodology described by Yang and Deb (2009) in the optimization of Weibull curves, implemented by an algorithm in the R programming language. The real wind velocity data was obtained from the SONDA platform for the city of Petrolina – PE, since it is located in a state with great potential for wind energy generation. The data was separated by intervals in order to assemble a histogram, which visually displays the curve fit. The heuristic method was compared to six deterministic methods that are widely used in the literature based on the results of the 𝑅𝑀𝑆𝐸, 𝑅 2 , 𝑀𝐴𝐸 and 𝐸𝐷𝑃 statistical tests. With the objective function utilized, the Cuckoo Search proved to be satisfactory in the representation of the studied region’s wind, with an 𝑅𝑀𝑆𝐸 of 0.006052, 𝑅 2 of 0.99348 and 𝑀𝐴𝐸 of 0.003979, which are desirable in relation to the other methods. Also it showed a 𝐸𝐷𝑃 of approximately 1,12% above the actual power density, which makes its use difficult for problems in which oversizing is not allowed.
Abstract in Spanish: El aumento de la demanda mundial de energía ha dado lugar a importantes preocupaciones ambientales y, en consecuencia, en el constante desarrollo de fuentes renovables en Brasil, principalmente energía eólica. Como la caracterización del viento es de gran importancia Para que los proyectos eólicos sean viables, es necesario mejorar los métodos de estimación. Parámetros de la curva de Weibull para evitar incertidumbres asociadas con el cálculo de producción de energía En este trabajo, un estudio de la aplicabilidad de la búsqueda de cuco (Cuckoo Search - CS) de la metodología descrita por Yang y Deb (2009) en la optimización Curvas de Weibull, implementadas desde un algoritmo escrito en lenguaje R Programacion Los datos de velocidad real se obtuvieron de la plataforma SONDA para el Petrolina - PE, ya que se encuentra en un estado con gran potencial para la generación de energía eólica. Los datos se separaron en intervalos con el fin de ensamblar un histograma para calificar visualmente el ajuste de la curva. Método heurístico fue comparado con seis métodos deterministas ampliamente utilizados en la literatura a partir de los resultados de las pruebas estadísticas 𝑅𝑀𝑆𝐸, 𝑅 2 , 𝑀𝐴𝐸 y 𝐸𝐷𝑃. Con la función objetivo utilizada, la búsqueda El cuco fue satisfactorio en la representación del viento de la región estudiada, presentando 𝑅𝑀𝑆𝐸 0.006052, 𝑅 2 de 0.99348 y 𝑀𝐴𝐸 de 0.003979, más deseable en comparación con otros métodos También obtuvo un 𝐸𝐷𝑃 de aproximadamente 1.12% por encima de la densidad de poder real, lo que dificulta su uso para problemas donde sobredimensionamiento energético.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45650
metadata.dc.type: TCC
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