Grammatical Evolution for Temperature Prediction Models in Different Photovoltaic Technologies

Resumen

This work presents a comparative analysis of thermal models for photovoltaic modules using Grammatical Evolution (GE) and Differential Evolution (DE) across four photovoltaic (PV) technologies: crystalline silicon (c-Si), amorphous silicon (a-Si), cadmium telluride (CdTe), and organic (OPV), under three sky conditions: sunny, cloudy, and diffuse. Temperature data were collected through a monitoring system in a photovoltaic cube, measuring temperatures on the horizontal face (top PV module) as well as environmental parameters (irradiance, ambient temperature, wind speed and direction, relative humidity). Three empirical models from the literature (Sandia, Faiman, and Obiwulu) were compared with 10 models generated by GE+DE using a Global Performance Index (GPI) to evaluate the accuracy of the models, considering five statistical metrics. The results show that in 11 out of 12 scenarios, the generated models outperform the empirical models, highlighting the importance of relative humidity in model accuracy. This work extends previous research, providing more accurate predictive models for the operating temperature of photovoltaic modules.

Lucía Serrano-Luján

Contratada Doctor Interina

Lucía Serrano-Luján es Profesora Contratada Doctor interina en el Departamento de Informática y Estadística. Su campo de investigación es multidisciplinar. Es experta en la aplicación de la metodología de Análisis del Ciclo de Vida para evaluar las energías renovables y ha aplicado la IA a sus datos. Su principal objetivo es influir en la producción de materiales relacionados con la energía y encontrar una forma más sostenible de desarrollarlos. Ha aplicado el ACV para reducir el óxido de grafeno y las células solares de perovskita, construir sistemas fotovoltaicos integrados, etc.

J. Manuel Colmenar

Catedrático de Universidad

Mis intereses de investigación se centran en las metaheurísticas aplicadas a problemas de optimización. He trabajado en diferentes problemas de optimización combinatoria aplicando algoritmos trajectoriales como GRASP o VNS. Además, estoy muy interesado en las aplicaciones de la Evolución Gramatical, específicamente en el dominio de los modelos y la predicción, como alternativa a los enfoques de aprendizaje automático.