Prediction of electrical power and illuminance in an off-grid photovoltaic system using artificial neural networks

Thesis title: Predikce elektrického výkonu a intenzity osvětlení ostrovního fotovoltaického systému za využití umělých neuronových sítí
Author: Maschita, Martin
Thesis type: Diplomová práce
Supervisor: Maryška, Miloš
Opponents: Sládek, Pavel
Thesis language: Česky
Abstract:
Diplomová práce se zabývá návrhem a experimentálním ověřením prediktivních modelů založených na umělých neuronových sítích pro krátkodobou predikci elektrického výkonu fotovoltaického systému a intenzity osvětlení. V rámci práce je realizován ostrovní fotovoltaický systém umožňující sběr elektrických a meteorologických dat. Získaná data jsou následně analyzována a předzpracována pro účely trénování několika vybraných modelů neuronových sítí. Tyto modely jsou dále porovnány z hlediska přesnosti predikce pro různé délky vstupního okna historických dat a predikční horizonty. Hodnocení je provedeno pomocí metrik MAE, RMSE a R². Výsledky ukazují, že přesnost predikce závisí na volbě modelu, parametrech vstupních dat a charakteru predikované veličiny. V závěru je diskutována vhodnost modelů pro praktické využití a omezení vyplývající z povahy úlohy.
Keywords: fotovoltaický systém; predikce časových řad; strojové učení; umělé neuronové sítě; krátkodobá predikce; elektrický výkon; intenzita osvětlení; MAE; RMSE; R²
Thesis title: Prediction of electrical power and illuminance in an off-grid photovoltaic system using artificial neural networks
Author: Maschita, Martin
Thesis type: Diploma thesis
Supervisor: Maryška, Miloš
Opponents: Sládek, Pavel
Thesis language: Česky
Abstract:
This master’s thesis focuses on the design and experimental validation of predictive models based on artificial neural networks for short-term forecasting of photovoltaic system power output and illuminance. As part of the work, an off-grid photovoltaic system is implemented to enable the collection of electrical and meteorological data. The acquired data are subsequently analyzed and preprocessed for the training of several selected neural network models. These models are then compared in terms of prediction accuracy for different input window lengths and forecasting horizons. The evaluation is carried out using the MAE, RMSE, and R² metrics. The results indicate that prediction accuracy depends on the choice of model, input data parameters, and the nature of the predicted variable. The conclusion discusses the suitability of the models for practical applications and the limitations arising from the nature of the problem.
Keywords: short-term forecasting; electrical power; illuminance; RMSE; artificial neural networks; MAE; R²; machine learning; photovoltaic system; time series forecasting

Information about study

Study programme: Podniková informatika
Type of study programme: Magisterský studijní program
Assigned degree: Ing.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Information Technologies

Information on submission and defense

Date of assignment: 13. 8. 2025
Date of submission: 24. 6. 2026
Date of defense: 2026

Files for download

The files will be available after the defense of the thesis.

    Last update: