Nuevo modelo matemático basado en inteligencia artificial y análisis de sensibilidad para el dimensionamiento de colectores solares de placa plana

  • Armando Jesús Cetina Quiñones Universidad Autónoma De Yucatán http://orcid.org/0000-0002-1183-0232
  • Diana Romero Hernandez Universidad Autónoma de Yucatán
  • Anthony Jair Hernández Bautista Universidad Autónoma de Yucatán
  • Eliel Isai Chan Dzib Centro de Investigación Científica de Yucatán
  • Bassam Ali Universidad Autónoma de Yucatán http://orcid.org/0000-0001-7526-6952
Palabras clave: Inteligencia artificial, desarrollo sustentable, modelo inteligente, dimensionamiento de sistemas energéticos, cobertura solar.

Resumen

Este estudio presenta el desarrollo de un modelo surrogado basado en redes neuronales artificiales (RNA) y un análisis de sensibilidad para un sistema de colectores solares de placa plana. El modelo fue entrenado utilizando una base de datos generada mediante el método f-chart, considerando siete variables de entrada: mes, número de colectores, irradiación solar, temperatura ambiente, velocidad del viento, temperatura y consumo de agua caliente sanitaria (ACS). La variable de salida objetivo fue la cobertura solar mensual. Los resultados revelaron que el modelo surrogado predijo de manera precisa la cobertura solar, con un coeficiente de determinación de 0.9956, un error cuadrático medio de 0.0188 y un error medio absoluto de 0.0159. El análisis de sensibilidad basado en el algoritmo de Garson reveló que el número de colectores fue la variable más influyente con 44 % de influencia sobre la cobertura solar. Estos resultados destacan la importancia de optimizar los parámetros de entrada para mejorar el rendimiento del sistema, así como el potencial de las redes neuronales artificiales como herramientas útiles y alternativas a los modelos convencionales en sistemas energéticos para la mejor toma de decisiones e identificación de áreas de oportunidad en la mejora de estos sistemas.

Biografía del autor

Armando Jesús Cetina Quiñones, Universidad Autónoma De Yucatán

Estudiante de doctorado de la facultad de ingeniería de la UADY

Diana Romero Hernandez, Universidad Autónoma de Yucatán

Estudiante de maestría de la Facultad de Ingenieria UADY

Anthony Jair Hernández Bautista, Universidad Autónoma de Yucatán

Estudiante de doctorado de la Facultad de Ingenieria UADY

Eliel Isai Chan Dzib, Centro de Investigación Científica de Yucatán

Estudiante de doctorado del Centro de Investigación Científica de Yucatán

Bassam Ali, Universidad Autónoma de Yucatán

Profesor-investigador de la Facultad de  Ingeniería de la UADY

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Publicado
2025-06-13
Sección
Artículos de Investigación