Estimação espaço-temporal da aptidão para instalação de sistemas fotovoltaicos em telhados residenciais utilizando lógica Fuzzy

Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano Coorientador: Prof. Dr. Joel David Melo Trujillo Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2019. A introdução de novas fontes renováveis em diversos países tem ganhado destaque diante de um contexto mundial de insegurança energética e aumento dos impactos ambientais causados por ações antropogênicas. Tais causas geram a busca por uma maior diversificação da matriz elétrica pela sociedade. No Brasil, o setor residencial é o segundo maior consumidor de energia elétrica, o que reforça o desafio da criação de políticas e incentivos que visem o suprimento dessa significativa demanda. Nesse contexto, destacam-se os módulos fotovoltaicos alocados nos telhados de domicílios residenciais. Dada a importância de destaque dos sistemas fotovoltaicos alocados em telhados, o desenvolvimento de ferramentas metodológicas que busquem fomentar a implantação desses sistemas torna-se um desafio a ser perseguido. Do ponto de vista das ferramentas que visam à indicação de locais para o aproveitamento desse recurso, grande parte destas possuem abordagens probabilísticas, tais como técnicas de análise multicritério ou modelagem hierárquica bayesiana. Por outro lado, alguns estudos passaram a utilizar técnicas inteligentes, como a lógica fuzzy, que possui particularidades interessantes para ser aplicada em casos que envolvam um número grande de variáveis difíceis de serem associadas, como no caso dos estudos indicativos de locais para aproveitamento solar. Baseado neste contexto, pode-se afirmar que a lógica fuzzy permite obter resultados mais compreensíveis, facilitando o processo de tomada de decisão. Portanto, este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia baseada em lógica fuzzy para analisar de forma espacial e temporal a aptidão para instalação de sistemas fotovoltaicos em telhados residenciais. Também buscou-se representar através de um modelo de análise espacial as preferências dos habitantes à instalação destes sistemas. Os resultados alcançados são apresentados através de mapas coropléticos, que permitem a visualização da distribuição espacial dos valores e demonstram a aplicabilidade da metodologia proposta para o problema apontado. Finalmente, foram realizadas comparações com resultados presentes na literatura vigente, assim como a execução de um estudo de previsão temporal, que confirmam a eficácia obtida pela metodologia proposta. The introduction of new renewable energy sources in many countries has been leveraged in the face of a global context of energy insecurity and increased environmental impacts caused by anthropogenic sources. Such causes foster the search for a greater diversification of the electric matrix by the society. In Brazil, the residential sector is the second largest electricity user, which reinforces the challenge of creating policies to meet this significant demand. In this context, we address PV modules in roofs of residential buildings. Given the importance of highlighting photovoltaic systems on roofs, the development of methodological tools that seek to foster the implementation of these systems becomes a challenge to be pursued. From the point of view of the tools that aim to indicate locations for the use of this resource, most of them have probabilistic approaches, such as multicriteria analysis techniques or Bayesian hierarchical modeling. On the other hand, few studies have used intelligent techniques, such as fuzzy logic, which has interesting peculiarities for cases involving a large number of variables that are difficult to associate, as in the case of studies indicating locations to use these resources. In addition to this particularity, fuzzy logic allows for more comprehensible results, facilitating the decision-making process. Therefore, this research aims to present a methodology using Fuzzy Logic on a Spatio-Temporal approach to analyze the PV suitability to the installation in roofs of residential buildings. Eventually, we sought to represent, through a spatial analysis model, the preferences of inhabitants to the installation of these systems. The results achieved are presented through a choropleth map, which allows the visualization of the spatial distribution of the values, and demonstrate the applicability of the proposed methodology to the problem. Finally, we made parallels with results in the current literature, as well as the execution of temporal forecast study, confirming the efficiency obtained by methodology.