I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   E lec t r ical  an d   Com p u t e r   E n gin e e r in g  ( I JE CE )   Vol.   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   20 2 4 ,   pp .   5970 ~ 5983   I S S N:  2088 - 8708 ,   DO I :  10 . 11591/i jec e . v 1 4 i 5 . pp 5 970 - 5983             5970       Jou r n al  h omepage :  ht tp: // ij e c e . iaes c or e . c om   E n h an c e d   ac c u r ac y  e st imat io n  m od e l  e n e r gy i m p o r t  i n  o n - gr id   r oof t o p  sol ar   p h ot ovol t ai c       Alf in   S a h r in ,   I m am   Aba d i,   Ali  M u s yaf a   D e pa r tm e nt  of  E ngi ne e r in g P hys ic s , F a c ul ty  of  I ndus tr ia l  T e c h nol ogy a nd S ys te m E ngi ne e r in g, I ns ti tu t  T e knol ogi  S e pul uh N ope mb e r ,  S ur a ba ya , I ndone s ia       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  M a r   21,   2024   R e vis e d  J ul  9,   2024   Ac c e pted  J ul  17,   2024       In s t al l i n g   ro o ft o p   s o l ar  p h o t o v o l t ai c  (PV )  w i t h   an   o n - g ri d   s y s t em  b e n efi t s   co n s u mer s   b ecau s e  i t   can   red u ce  i mp o rt s   o f  el ec t ri ca l   en erg y   fro m  t h e  g r i d .   T h i s   s t u d y   a i ms   t o   mo d el   t h e  e s t i mat i o n   o f  en erg y   i m p o r t s   g e n erat e d   fro m   on - g ri d   ro o f t o p   s o l ar  PV   s y s t em s .   T h i s   es t i ma t i o n   mo d el   w as   carri e d   o u t   i n   2 0   p r o v i n c i al   cap i t a l s   i n   In d o n e s i a.   T h e  p ar amet er s   u s e d   are  w eat h er   co n d i t i o n s ,   o ri e n t a t i o n   a n g l e,   an d   e n erg y   g e n erat e d   fro m  t h e  o n - g r i d   r o o f t o p   s o l ar  PV   s y s t em.   T h e  v al u e  o f  i mp o r t ed   en er g y   i s   d i v i d ed   i n t o   t h ree   co mb i n a t i o n s   b as e d   o n   t h e  azi m u t h   an g l e  d i rect i o n ,   w h i ch   d es cr i b e s   t h e  t y p e   an d   s h a p e  o f  t h e  r o o f  o f  t h e  b u i l d i n g   (o n e - d i rect i o n ,   t w o - d i rect i o n s ,   an d   t h ree - d i rec t i o n s ).   Mo d el i n g   w a s   d o n e   u s i n g   mac h i n e  l earn i n g   w i t h   n eu ra l   n et w o r k   (N N ),   l i n ear  re g res s i o n ,   an d   s u p p o r t   v ect o r  ma ch i n e.   A   co mp ar i s o n   o f  t h e  mach i n e  l earn i n g   al g o r i t h m  res u l t s   i s   N N   p r o d u ces   t h e  s mal l es t   ro o t   mean   s q u are  erro r  (RMSE )   v a l u e  o f  t h e  t h ree.   Mo d el   en h a n cemen t   u s e s   a  g ri d   s earch   cro s s - v a l i d at i o n   (G SCV )  t o   b eco me  t h e  G SCV - N N   mo d el .   T h e   RMSE   res u l t s   w ere  en h an ce d   fro m  5 3 . 1 8 4   t o   4 4 . 3 8 9   i n   t h e  o n e - d i rect i o n   co mb i n a t i o n ,   1 4 5 . 5 6 2   t o   1 4 1 . 2 8 6   i n   t h e  t w o - d i r ect i o n   co mb i n a t i o n ,   a n d   8 1 . 4 4 2   t o   7 6 . 3 1 3   i n   t h e  t h ree - d i rec t i o n   c o mb i n a t i o n .   T h e  i mp o rt e d   en er g y   es t i mat i o n   mo d e l   o n   t h e  o n - g ri d   ro o f t o p   s o l ar  PV   s y s t em  w i t h   G SCV - N N   p ro d u ce s   a  mo re  o p t i ma l   an d   accu ra t e  mo d e l .   K e y w o r d s :   E ne r gy  im po r t    Gr id  s e a r c h  c r os s - va li da ti on  E s ti mation  model   M a c hine  lea r ning   On - gr id  r oof top   s olar   photovol taic   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   Ali  M us ya f a   De pa r tm e nt  of   E nginee r ing  P hys ics ,   F a c ult y  o f   I nd us tr ial  T e c hnology  a nd   S ys tem  E nginee r ing ,   I ns ti t ut  T e knologi   S e puluh   Nope mber   I T S   C a mpus ,   S ur a ba ya   60111 ,   I ndone s ia    E mail:   mus ya f a @e p. it s . a c . id       1.   I NT RODU C T I ON    T he   incr e a s ing  a dopti on  o f   on - gr id  r oof top   s olar   photovol taic   ( P V)   tec hnology  r e quir e s   unde r s tanding  e ne r gy  im po r ts   in   planning  r e ne wa ble  e ne r gy  in f r a s tr uc tur e   that  c a n  mee t  f utu r e   g r o wth  a nd  s us taina bil it y  de mands .   S olar   P V  p r oduc ti on  p r od uc e d  f r om   r e s idential  a r e a s   a nd   c omm e r c ial  buil d ings   c a n  mee t  pe a k  load   ne e ds   to   mi nim ize   im po r ts   f r om   t he   gr id   [ 1 ] .   S ola r   P V  ins talled   with   va r ious   types   of   r oo f s   c a n  r e duc e   e lec tr icity  im por ts   by  be twe e n  4  a nd   7%   a nd  li m it   pe a k  e lec tr icity  e xpo r t  to  125 %   [ 2] .   T he   a ppli c a ti on  of   r oof top  s olar   P V   c ombi ne d  with  c ombi ne d  he a t  a nd  powe r   ge ne r a ti on  c a n  r e duc e   im por ts   of   e lec tr ica l  e ne r gy   a nd  incr e a s e   the   us e   o f   e lec tr ic  ve hicle s   [ 3 ] .   Va r ious   s ys tem  modes ,   s uc h   a s   ba t ter ies   a s   e ne r gy  s tor a ge   f r om   s olar   P V   whe n   e ne r gy   pr oduc ti on  is   a t   it s   pe a k,   c a n  r e duc e   e lec tr ica l   powe r   im p or ts   a nd   e xpor t  e xc e s s   to   the   dis tr ibut ion   gr id   [ 4] ,   [ 5] .   S tu dies   c onduc ted  [ 6 ]   s how   that   T u r ke y  he a vil y   de p e nds   on  e ne r gy  im por ts ,   with  inc r e a s e d  r oof top  s olar   P V  in s tallations   lowe r ing  powe r   im po r ts   a nd  s a ving  90, 298  kW h   f r om  a   s ys tem  that  s uppli e s   13. 2%   of   a nnua l  e lec tr ica l  e ne r gy  c ons umpt ion  in   buil dings .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       E nhanc e d  ac c ur ac y   e s ti mation  mode l  e ne r gy   impor t  in  on - gr id  r ooft op   s olar   photovoltai c   ( A lf in   Sahr in )   5971   E s ti mating  im po r ted  e ne r gy   in  on - gr id   r oof top   s olar   P V  s ys tems   is   highl y  de pe nde nt   on  s olar   ir r a diation,   we a ther   c ondit ions ,   ge ogr a phica l  loca t ion,   ti lt   a nd   a z im uth  a ngles ,   a nd   buil ding   type.   T h e   s ize   of   e ne r gy  de li ve r y   f r om   buil dings   c onne c ted  to   r oo f top  s olar   P V   with   the   gr id   is   a n   e s s e nti a l  c ons ider a ti on  in   de ter mi ning  r e ne wa ble  e ne r gy  ge ne r a ti on  c a pa c it y  [ 7] .   S olar   P V  pe ne tr a ti on  in   c it ies   c a n  r e duc e   poll uti on   a nd  c a r bon  e mi s s ions   us e d  a s   a n  e ne r gy  s our c e   f or   ve hicle s   a nd  r e duc e   de pe nde nc e   on   the  gr id  f r om   0. 809  to   [ 8] .   On - gr id  r oo f top  s olar   P V  a ls o  ha s   a dva ntage s   in  e ne r gy  s tor a ge   i f   s tor a ge   is   s witche d  to   the  gr id  with   hour ly  ne t  mea s ur e ments   with  a n  incr e a s e   of   3  t o  5  pe r c e ntage   point s   [ 9] .   S ola r   P V   in  bui ldi ngs   c a n  be   int e gr a ted  with   c ontr o l   a nd  mon it or ing   s ys tems   thr ough   int e r ne t   of   thi ngs   ( I o T )   f or   e ne r gy   s upply  a nd   c ons umpt ion.   I t  is   to  moni tor   int e r na l  ne e ds   a nd  e xter na l  c ondit ions   of   e ne r gy  s upply  a nd  de mand  ne e ds   f r om  the  gr id  [ 10] .    T he r e f or e ,   a   de e p  unde r s tanding   of   e ne r gy   im por t  e s ti mation  models   in   on - gr id  r oof top   s olar   P V   s ys tems   is   e s s e nti a l  f or   mor e   e f f icie nt  a nd   e nvir onmenta ll y  f r iendly  s us taina ble  e ne r gy  planning.   De e p   lea r ning  s olar   P V  ins tallation  e s ti mation  modeling   that  opti mi z e s   the  tr a ini ng  pr oc e s s   us ing  a   non - d omi na nt  s or ti ng  ge ne ti c   a lgor it hm  ( NSGA )   a nd  c us tom ize d  da tas e t  with  f unc ti ona l  da ta  a na lys is   ( F DA )   pr oduc e s   e s ti mate s   with  e r r or s   of   6%   a nd  18 %   in   s ynthes is   da ta  a nd  6 %   a nd   12%   in   a c tual  da ta   [ 11] .   T he   mul ti   s tr a tegy  gr a dient - ba s e d  a lgor it hm   ( M AG B O)   to  s olve  the   pr ob lem  o f   mul ti modal   a nd  n on - li ne a r   c ha r a c ter is ti c s   c ombi ne d  with  a   modi f ied   gr a dien t  s e a r c h  r ule   ( M GSR )   a nd  nove l   r e f r e s h  ope r a tor   ( NR O)   r e s ult s   in  high  pr e c is ion  a nd  r e li a bil it y  [ 12] .   T he   o ppos it e - ba s e d  e xpone nti a l  dis tr ibut ion  opti mi z e r   ( OB E DO )   a lgor it hm  us e s   the  e s ti mation  of   P V  s ys tems   a f f e c ti ng  c ur r e nt  a nd  e ne r gy .   T he   a lgor it hm  pe r f or ms   be tt e r   than   other s   to  identif y   s olar   P V  pa r a mete r s   to  im pr ove   pe r f or manc e   [ 13] .   I S S AE DO   c ombi ne s   a   s pa r r o w  s e a r c h  a lgor it hm  a nd   e xpone nti a l  dis tr ibu ti on  opt im iza ti o n  ( E DO )   to   pr oduc e   e f f e c ti ve ne s s   a nd  s pe e d  in   e s ti mating  P V  models   s uc h  a s   s ingl e - diode  a nd  double - diode  models   [ 14] .   R a t  s wa r m  opti m ize r   a lgor it hm   to  s olve   c ompl e x  mathe matica l  model  pr oblems   a nd  non - li ne a r   pr oblems .   T he   a lgo r it hm  c ompar e d  to  pa r ti c l e   s wa r m  opti mi z a ti on,   a nt   li on   opti mi z e r ,   s a lp  s wa r m  a lgor it hm,   Ha r r is   Ha wks   opti m iza ti on  ( HH O) ,   a nd  g r a s s hoppe r   opti mi z a ti on  ha s   r e s ult e d  in  f a s t  a nd  a c c ur a te  P V   c e ll   e s ti mation  [ 15] .   How e ve r ,   it   is   s ti ll   di f f icult   to  f ind  r e s e a r c h  th a t  dis c us s e s   e s ti mating  im por ted  e ne r gy   on - gr id  r oof top  s olar   P V .   P r e vious   s tudi e s ,   s uc h  a s   thos e   on  dif f e r e nt  we a ther   c ondit ion  pa r a mete r s ,   c a n  a f f e c t  the   e s ti mation  r e s ult s   of   s olar   P V   s ys tems   with  mul t i - c r it e r ia  de c is ions   c ombi ne d  with   e mpi r ica l  f o r mu las   [ 16] .  T he   e s ti mation  method  to  de ter mi ne   the  potential  a r e a   of   r oof top   s olar   P V  c a n  be   ins talled  us ing  objec t - ba s e d   im a ge   c las s if ica ti on  a nd  digi tal  s ur f a c e   models   with  ge ogr a phica l  li mi tations   [ 17 ] .   I ntegr a ted  3D  modeling  f or   a s s e s s ing  s olar   potential   on   buil ding   r oo f s   us ing  li ght   de tec ti on   a nd  r a nging   ( L iDAR )   c a n   be   us e d  to   e s ti mate   r oof top  s olar   P V  ins tallations   [ 18] .   T ur in  c ombi ne d  the  ge ogr a phic  inf or mation   s ys tem  ( GI S )   s ys tem  with  e ne r gy  ge ne r a ti on   a nd  c ons umpt ion   e s ti mation  models   to   pr oduc e   e ne r gy   powe r   pr of i les   [ 1 9] .   T he   W e r ne r   de c onvolut ion   method,   whic h   im pr ove s   t he   de tec ti on  o f   ge ologi c a l  s tr uc tur e s   f r om   magne ti c   f ield   da ta,   ha s   s uc c e s s f ull y  de ter mi ne d  the  e s ti mation  o f   the  de pth  pos it ion  o f   ge ologi c a l  objec ts   [ 20 ] .   I n  th e   c it y  of   S a r dini a ,   the  a lgo r it hm  o f   c a lcula ti ng  the  s ha dow  of   the  r oo f   of   the  buil ding  a nd   s olar   r a diation  in   r e a l  ti me  ha s   r e s ult e d  in  a   potential  r oof top  s olar   P V  of   22  T W h  [ 21] .   Ana lyze   the  a c c ur a c y  of   the  P V  model  to  obtain  opti mal  pe r f or manc e   r e s ult s   of   the  maximum   po we r   point   by  r e c ons tr uc ti ng  the  c ha r a c ter is ti c   c u r ve s   on   dif f e r e nt  P V  pa ne ls   [ 22] .   E xplor ing   mac hine  lea r ning   a lgor it hms   mo r e   pr o f oundly  a nd  the  a tt r ibut e s '  powe r   c a n  im p r ove   the   a c c ur a c y  of   im por ted   e ne r gy  e s ti mation  models .   T he   modeling   e ne r gy  c ons umpt ion   a nd  dif f e r e nc e s   be twe e n  AH . 264/AVC   a nd  V P 8  e nc ode r s   us ing  li ne a r   r e gr e s s ion  in  mac hine   lea r ning   [ 23] .   Applying   mac hine   lea r ning  with  c r os s - gr oup  lea r ning  c a n  make   good  pr e diction  models   be twe e n  s ingl e - a tom   c opp e r - ba s e d   a ll oys   with   dif f e r e nt   a ll oying   e leme nts   [ 24 ] .   S upp or t  ve c to r   mac hine  ( S VM )   a nd   na ïve   B a ye s   a lgor i thm s   f or   im a ge   pr oc e s s ing,   then  c onti nue d  us ing  P VW a tt ,   P VG I S ,   a nd  A r c GI S ,   ha ve   ge ne r a ted  s olar   P V  pot e nti a l  of   21. 1,   24 . 9,   a nd  22 . 9  GW h/yea r   [ 25] .   M ode ls   of   ne ur a l  ne twor ks   ( NN ) ,   ba c k  pr opa ga ti on   ne ur a l  ne twor ks   ( B P NN ) ,   a nd  c onvolut ion  ne ur a l  ne twor ks   ( C NN )   a r e   us e d  to  e s ti mate   s ol a r   r a diation  in  a r e a s   with  li mi ted  da ta.   L im it e d  mete or ologi c a l  a nd  r a diation  da ta  a r e   then  s im ulate d  with  e ne r gy  a nd  dies e l  c on s um pti on  s o  that  thi s   method   c a n  s olve  p r oblems   in   a r e a s   wi th   low   r a diation   da ta   [ 26] .  E s t i mat e d   P V   p r o duc t io n   p e r   ho ur   u s i ng   f e e d f o r wa r d   ne ur a l   ne tw or k   ( F F NN )   us in g   nu me r ica l   w e a the r   da ta   s u c h   a s   a m b ien t   tem pe r a t ur e ,   r e la ti ve   h u mi di ty ,   a n d  wi nd   s pe e d .   T h e   mo de l   r e s u l ted   in  a n  r oo t   m e a n  s qu a r e   e r r o r   ( R M S E )   o f   6 . 4 % ,   r e s u l ti ng   in   s a vi ng s   a nd   in c r e a s e d   s e l f - c o ns u med   e ne r gy   [ 2 7] .   B y  c o mp a r i ng   t h r e e   r a nd om   f o r e s t   ( R F )   a lg o r i th ms ,   g r a di e n t  b o os t   r e g r e s s io n   tr e e   ( G B R T )   a nd   Ada B o os t   we r e   u s e d   f o r   a nn ua l   r o of   r a d ia ti on   e s t i ma ti on .   T he   r e s ul ts   of   th is   r a ndom  f or e s t  method  p r ovide  a   mo r e   a c c ur a te  a nd  f a s ter   e s ti mation  with  a n  a bs olut e   mea n  e r r or   ( M AE )   of   22. 83  kW h/m ²/yea r   [ 28 ] .   E s ti mating  e ne r gy  pote nti a l  ge ne r a ted  f r om  s olar   P V  us ing  high - de f ini t ion  map  im a ge s   a nd  de e p  lea r ning  ( DL )   r e s ult e d  in  a   powe r   potential  of   442. 4   M W   in  r ur a l  C hina   [ 29] .   T he   gr id  s e a r c h   c r os s - va li da ti on  ( GSC V)   p r oc e s s   c a n  s igni f ica ntl y   r e duc e   the  a bil it y   to   p r oduc e   models   that  pe r f o r m  be tt e r   a nd   im pr ove   the  a c c ur a c y  of   im po r ted  e ne r gy   e s ti mation  models .   S ome  pr e vious   r e s e a r c h,   s uc h  a s   the  a ppli c a ti on  in  de ter mi ning  th e   pe r f or manc e   li m it s   of   R C   s e is mi c   c olum ns   us ing   mac hine   lea r ning  methods ,   then  opti mi z e d  with  g r id  s e a r c h  a nd  c r os s - va li da ti on  to  de ter mi ne   hype r pa r a mete r s ,   ha s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5970 - 5983   5972   r e s ult e d  in  e xc e ll e nt  a c c ur a c y  [ 30] .   T he   a ppli c a ti o n  of   pr e dicting  a nd  identi f ying  c hil dr e n  a nd  a dole s c e nts   a t   r is k  of   r e a dmi s s ion  to  the  hos pit a l  us ing  GSC V  me thod  c a n  s igni f ica ntl y  r e duc e   the  a bil it y   to  pr oduc e   models   that  pe r f or m  be tt e r   a nd  im p r ove   the  a c c ur a c y  of   i mpor ted  e ne r gy  e s ti mation  models .   S ome  pr e vious   r e s e a r c h,   s uc h  a s   the  a ppli c a ti on  in  de ter mi ning   the  pe r f or m a nc e   li mi ts   of   R C   s e is mi c   c olum ns   us ing  mac hine  lea r ning  methods ,   then  opti mi z e d  with  gr id   s e a r c h  a nd  c r os s - va li da ti on  to  de ter mi ne   hype r pa r a mete r s ,   ha s   r e s ult e d  in  e xc e ll e nt  a c c ur a c y  c hine   lea r ning   c las s if ica ti on  a n d  r e gr e s s ion  tr e e   ( C AR T ) ,   R F ,   gr a dient   boos ti ng   mac hine   ( GB M ) ,   da n   e xtr e me   gr a dient   boos ti ng   ( XG B oos t) .   75%   tr a in ing  da ta   a nd   25%   tes ti ng   a nd  a pplyi n g  c r os s - va li da ti on  with  f ive  f olds ,   then   looki ng   f or   hype r pa r a mete r s   us ing  gr id   s e a r c h  tec hniques .   T he   X GB oos t   a lgor it hm  ha s   p r oduc e d  mo r e   a c c ur a te  r e s ult s   than  other s   [ 31] .   I n  the   he a lt h   s e c tor ,   to  a na lyze   ga s tr os c opy  im a ge s   us ing  the  E f f icie ntDe t  method ,   a   gr id   s e a r c h  is   us e d  to  opt im ize   im a ge   r e s olut ion,   a nd  c r os s - va li da ti on  with   k= 5  p r oduc e s   pr e c is e   r e s ult s   [ 32 ]   in   the   tempe r a tur e   tes t  be nc h   e xpe r im e nt  to   s t udy  the   phe nomenon  of   nuc lea te  boil ing   us ing   s e ve r a l  ma c hine  lea r ning   methods   a nd   gr id   opti m iza ti on  s e a r c h  c r os s - va li da ti on  in   the  tr a ini ng   pr oc e s s .   T he   s uppor t   ve c tor   mac hine   a lgor it hm   pr oduc e s   the   be s t  pe r f or ma nc e   with   R 2  pe r f or manc e   gr e a ter   than  0. 95  [ 33] .   T o  p r e dict  the  pe r c e ntage   of   biodi e s e l  yield  us ing  the  C a tB oos t   r e gr e s s or   method  opti mi z e d  us ing  a   s e a r c h  c r os s - v a li da ti on  gr id  to  p r oduc e   a n  e f f e c ti ve   a nd  opti mal  biodi e s e l   pr e diction  model  [ 34] .   T his   s tudy   is   c r it ica l   be c a us e   the  e ne r gy   im po r ted   e s ti mation  model   on   r oof top   s olar   P V   s ys tems   c a n  he lp  plan  e ne r gy  c ons umpt ion  e f f icie ntl y   by  a c c ur a tely  e s ti mating  the  a mount   of   e ne r gy  im po r ted  f r om  the   gr id.   I n  a ddit ion,   li m it e d  s tudi e s   dis c us s ing  e s ti m a ti ng  e ne r gy  im por ted  a r e   us e d  a s   a n  indi c a tor   in  planning  a nd  ins talli ng  r oof top  s olar   P V .   T he   e xis tenc e   of   a n  e ne r gy  im por ted  e s ti mation  model  in  the  on - gr id   r oof top   s olar   P V  s ys tem  c a n  a c c e ler a te  the  im pleme ntati on  of   r oof top  s olar   P V  tec hnology  that  c a n  r e duc e   c a r bon  e mi s s ions   in  ur ba n   a r e a s .   T he   pur pos e   of   th is   s tu dy  is   to  model  e ne r gy   im po r ted   e s ti mation  us ing   mac hine   lea r ning  ( M L )   a lgo r it hms ,   na mely  ne ur a l   ne twor k   ( NN ) ,   l inea r   r e gr e s s ion  ( L R ) ,   a nd   s uppor t   ve c tor   mac hine  ( S VM ) .   T he   da tas e t  wa s   obtaine d  f r om  the  s im ul a ti on  r e s ult s   on  the  r oof top  s olar   P V  on - gr id  s ys tem,   a nd  e ne r gy  da ta  that  c a n  mee t  the  ne e ds   of   e lec tr ica l  loads   wa s   obtaine d.   T he   e ne r gy  im por t  ge ne r a ted  f r om  the   s ys tem  is   divi de d  ba s e d  on  the  a z im uth  a ngular   dir e c ti on  that  de s c r ibes   the  model  a nd  s ha pe   of   the  b uil ding's   r oof   ( one   dir e c ti on ,   two  dir e c ti ons ,   a nd  thr e e   dir e c ti ons ) .   A  c ompar is on  of   the  mac hine  lea r ning  a lgor it hm   r e s ult s   s hows   NN   pr oduc e s   the  s malles t  R M S E   va lue  of   the  thr e e .   T he n,   model  im p r ove ments   a r e   c a r r ied  out   us ing  GSC V  to  obtain  mor e   a c c ur a te  model  r e s ult s .   B y  c ombi ning  the  GSC V  pr oc e s s   with  NN   ( GSC V - NN ) ,   the  model's   r e s ult s   c a n  e nha nc e   the  R M S E   r e s ult s   e ve n  mor e   a c c ur a tely.   Although  e ne r gy  im por t  e s ti mation  modeling   c ompar e s   s im ple  a lgor it hms   s uc h  a s   NN ,   L R ,   a nd   S VM ,   a dding   the   GSC V  pr oc e s s   c a n   im pr ove   t he   highl y   a c c ur a te  e s ti mation   model   on   the  GS C V - NN   c ombi ne d.   T his   s tudy  pr ovides   ne w  ins ight s   int o   modeling  e ne r gy  im por ted  e s ti mate s .   Ac c ur a te  modeling  r e s ult s   c a n  pr ovide  a n  ove r view   of   a   c ompelli ng  r oof top  s olar   P V  on - gr id  ins tallation  plan  ba s e d  on  the   a mount   of   e ne r gy   im por ted   f r o m  the  g r id.   F ur ther mor e ,   the   im pleme ntation  be twe e n  the   s im ulation  r e s ult s   of   the  e ne r gy  im por t  e s ti mation  model   a nd  the   a ppli c a ti on  of   a c tual   c ondit ions   is   s tudi e d  holi s ti c a ll y.       2.   M AT E R I AL   AN D  M E T HO D    C ompr e he ns ively  c onduc t  a   r e view   o f   va r ious   t hings   to   c ompl e te  th is   r e s e a r c h.   I nit ially,   it   will   e xplain  the  c oll e c ti on  o f   da ta  us e d  in   thi s   pr oc e s s .   B e f or e   da ta  p r oc e s s ing,   a   pr e - pr oc e s s ing  s tage   will   be   c a r r ied  out   to   pr e pa r e   the  da ta   to   be   modelled .   Va r ious   mac hine  lea r ning   models   wil l  be   tr ied   a nd   c ompar e d,   a nd  opti mi z a ti ons   will   a dd  a c c ur a c y  to  e nha nc e   their   pe r f or manc e .   T he   e va luation  mus t  be   a ppli e d  to  mea s ur e   model  pe r f o r manc e   a nd   thor oughly   a na l yz e   the  a r c hit e c tur e .   I t   dis c us s e s   the  r e s ult ing  m ode l  f or   s olvi ng  pr oblems   a nd  e va luate s   the   r e gr e s s ion  mo de l  to  e s ti mate   e ne r gy   im po r ted  in   the  on - gr id   r oo f top  s olar   P V  s ys tem.   Da ta  a c c ur a c y  is   a   mea s ur e   of   the  e s ti mation  model  r e li e d  on  in   da ta - ba s e d  r e s e a r c h.   I n  ge ne r a l,   thr ough  thr e e   s tage s :  da ta  s e lec ti o n,   e va luation,   a nd  c ompar is on  of   the  r e s ult ing  r e gr e s s ion  model.   T he   mos t  a c c ur a te  models   a r e   opti mi z e d  to  e nha nc e   pe r f o r manc e   in  p r e dicting  t e s t  da ta.   F igur e   1  s hows   the  modeling   f r a mew or k  in   thi s   s tudy,   s tar ti ng  f r om  da ta  c oll e c ti on,   p r e - pr oc e s s ing,   modeling   pr oc e s s ,   a nd  model  e va luation.   T he   r e s ult s   will   be   dis c us s e d  in  the  dis c us s ion.   T he   s tage s   of   c ompl e ti ng  thi s   s tudy  will   be   e xplaine d  in   mor e   de tail  a s   f ol lows .       2. 1.   S t e p   1:   Dat a   c oll e c t ion   Da ta  is   obtaine d   f r o m  ope n   s our c e s   a nd   pr oc e s s e d  on  P Vs ys t  f or   a n   on - gr id  s olar   P V   s ys tem  a na lys is .   T his   da tas e t  ha s   a tt r ibut e s :  latit ude   ( °) ,   l ongit ude   ( °) ,   a i r   pr e s s ur e   ( k P a ) ,   tempe r a tur e   ( °C ) ,   r e lative   humi dit y  ( % ) ,   wind  s pe e d  ( m/ s ) ,   pr e c ipi tation  ( m m/ da y) ,   to tal  ins ulation  ( W /m ²) ,   ti lt   a ngle  ( °) ,   a z im uth  a ngle  ( °) ,   p r oduc ti on  e ne r gy  in  Kilowa tt   hou r   pe r   ye a r   ( k W h/yea r ) ,   a r r a y  e ne r gy  ( kW h/yea r ) ,   a nd  ha s   labe ls :  e ne r gy   im por ts   ( kW h/yea r ) .   M e teor ologi c a l  pa r a mete r s   a r e   obtaine d  f r om  NA S A  P r e diction  o f   W or ldwide   E ne r gy   R e s our c e s .   T he   da tas e t  is   obtaine d  f r om   e a c h  of   th e   20  pr ovincia l   c a pit a ls   in  I ndone s ia,   a s   s hown  in  F igur e   2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       E nhanc e d  ac c ur ac y   e s ti mation  mode l  e ne r gy   impor t  in  on - gr id  r ooft op   s olar   photovoltai c   ( A lf in   Sahr in )   5973   T h is   a n gl e   d e s c r i be s   t ha t   t he   t ype   a nd   s ha pe   o f   t he   r o o f   o f   a   bu il di ng   c a n   c ons is t   o f   o ne   or   m o r e   s id e s .   T h e   a n gu la r   d i r e c ti on   f o l lo ws   th e   e i gh t   c a r di na l  di r e c t io ns :   no r th   ( N ) ,   n or th e a s t  ( N E ) ,   e a s t   ( E ) ,   s ou t he a s t   ( S E ) ,   s ou th   ( S ) ,   s ou th we s t  ( S W ) ,   we s t   ( W ) ,   a n d   n o r t hwe s t   ( NW )   a s   s how n   i n   F ig u r e   3 .   T h e   da tas e t   is   d ivi de d   i nt o  t h r e e   c lu s te r s   b a s e d   o n   th e   nu mb e r   of   a z i mu th   a ng les   a n d   th e   nu mb e r   o f   i nv e r te r s :   on e - d i r e c ti on ,   t wo - dir e c t io ns ,   a nd   th r e e - d i r e c ti ons .   T he   n u mbe r   o f   da tas e t   s a mp les   in   the   p r o vi nc ia l  c a pi ta l   is   di vi de d  i nt o   t h r e e   c om bi na t io ns ,   a s   s ho wn   in   T a b le   1 .   De ta il s   o f   t he   lo c a ti on   o f   e a c h   p r ov in c i a l   c a p i ta l   is   s ho wn   in   T a b le   2 .           F igur e   1.   M ode li ng  f r a mew or k           F igur e   2.   P r ov incia l  c a pit a l           F igur e   3.   On - gr id  s olar   P V  s ys tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5970 - 5983   5974   T a ble  1 .  Da tas e t  s a mpl e s   C ombi na ti on   A mount  of  da ta   O ne - di r e c ti on   2400   T w o - di r e c ti ons   2800   T hr e e - di r e c ti ons   5300       T a ble  2 .   L oc a ti on  of   p r ovincia l  c a pit a l  pos it ion   No   P r ovi nc ia l  c a pi ta l   L a ti tu de   L ongi tu de     No   P r ovi nc ia l  c a pi ta l   L a ti tu de   L ongi tu de   1   B a nda   A c e h   5.552846°   95.319291°     11   B a nj a r ba r u   - 2.636591°   115.114494°   2   M e da n   3.589665°   98.673826°     12   S a ma r in da   - 0.501780°   117.139309°   3   P a da ng   - 0.924759°   100.363256°     13   P ont ia na k   - 0.022690°   109.344749°   4   P a le mba ng   - 2.988830°   104.756857°     14   M a ka s s a r   - 5.134296°   119.412428°   5   J a ka r ta   - 6.175394°   106.827183°     15   M a na do   1.490058°   124.840871°   6   B a ndung   - 6.934469°   107.604954°     16   K upa ng   - 10.163221°   123.601776°   7   S e ma r a ng   - 6.990399°   110.422910°     17   A mbon   - 3.695943°   128.178785°   8   Y ogya ka r ta   - 7.977838°   110.367226°     18   S or ong   - 0.863410°   131.254480°   9   S ur a ba ya   - 7.245972°   112.737827°     19   J a ya pur a   - 2.538754°   140.703739°   10   D e npa s a r   - 8.652497°   115.219117°     20   M e r a uke   - 7.792519°   140.018355°       F igur e   3   s hows   the  s ys tem  is   a n  on - gr id   s ys tem  without   ba tt e r ies .   T he   s ys tem  is   buil t  us ing   P Vs ys t  a nd  opti mally   s im ulate d  to   a c hieve   ope r a ti ona l   viabili ty.   E ne r gy   im por ts   a r e   c a r r ied  ou t  th r ough   im por t - e xpor t  mete r s   ( e xim   mete r s ) .   T he   a mount   o f   e n e r gy  s e nt  f r om   the  r oo f top  s olar   P V   on - gr id  s ys tem  a nd  r e c e ived  f r om  the   gr id  is   r e c or de d  thr ough   thi s   mea s ur ing  ins tr ument.   T he   load  is   de s igned  f or   h ous e hold   c ons umer s   a nd  ha s   be e n  c ons tant  ove r   the  ye a r s .   L oa d  ope r a tes   f or   s e ve n  da ys   a   we e k  a nd  24  hou r s   a   da y.   T a ble  3   s hows   the   a ppli a nc e   of   c ons umed  load .   T he   number   o f   P V  modul e s   us e d  is   24,   with   a   c a pa c it y  of     250  W p.   M odule  volt a ge   26  V  with  polycr ys talli ne   type.   Ope n  c ir c uit   volt a ge   (  )   37. 84  V  a nd  s hor t  c ir c uit   c ur r e nt  (  )   8 . 710  A .   s e r ies   a nd  s tr ing  s pli c ing   n umber   of   modul e s   a djus ted  to   a z im uth  di r e c ti on .   T he   c a pa c it y  of   the  inve r ter   us e d  is   a djus ted  in   the  a z i mut h  dir e c ti on .   I n   e a c h  dir e c ti on ,   one   inver ter   is   i ns talled,   a nd  a ll   inver ter s   ha ve   a   f r e que nc y  of   50   Hz   monop ha s e   with  a   gr id   volt a ge   of   230  V .       T a ble  3 .   L oa d  c ons umpt ion   Nb   A ppl ia nc e   P ow e r   U ni t   D a il y  us e   ( hour s )   D a il y  e ne r gy   ( W h)   10   L a mps  ( L E D  or   F lu o)   10   W /l a mp   12   1200   2   T V /P C /M obi le   100   W /a pp   7   1400   7   D ome s ti c  a ppl ia nc e s   150   W /a pp   24   25200   2   F r id ge /De e p - f r e e z e   0.4   kW /d a y   24   802   1   D is h a nd  c lo th   w a s h e r   300   W  a ve r .   2   600   3   A ir   c ondi ti one r   250   W /a pp   10   7500   1   H e a te r   500   W /a pp   5   2500   1   S ta nd - by c ons ume r s   100   W   24   2400   T ot a l  da il y  e ne r gy  41602 W h/ da y   M ont hl y  e ne r gy  1248.0 kW h/ mt h       2. 2.   S t e p   2:   Dat a   p r e - p r oc e s s in g   E f f e c ti ve   de c is ions   c a n  r e s ult   f r om  a c c ur a te  e s ti mate s   in  da ta  a na lys is .   Util izing  his tor ica l  da ta   is   one   of   the  da ta - dr iven  modeling   methods .   E f f e c ti ve   modeling   r e quir e s   the  a bil it y  to  us e   the  pr ope r   c omput a ti ona l  a nd  s tatis ti c a l  tec hniques .   F or   da ta - dr iven  modeling   a nd  a c c ur a te  e s ti mate s   to  be   pr o duc e d,   it   is   ne c e s s a r y  to  know  the  s teps   of   the  p r oc e s s .   T he   d a ta  c lea ning  identif ies   a nd  ha ndl es   mi s s ing  or   incomplete   da ta.   I t   c a n  be   done   by  f il li ng   in   or   de leting  m is s ing  va lues   with   a n  a ve r a ge   va lue .   I n  the   d a ta  no r m a li z a ti on ,  the  pr oc e s s   of   c ha nging   da tas e t  va lues   s o   that   they  ha ve   un if or m   va lues .   T he   da tas e t  va lue   is   c ha nge d  to   ha ve   a   mi nim um  va lue   of   0   a nd  a   maximum   o f   1 .   T he   p r oc e s s   is   pe r f or med  us ing  ( 1 ) .     = X   −   m i n   ( ) m a x ( ) − m i n   ( )   ( 1)       is   the  nor malize d  va lue,    ( )    ( )   is   the  a bs olut e   mi nim um  a nd  maximum   va lue,   a nd    is   the   or igi na l  va lue .   I n   d a ta  s tanda r diza ti on ,   the   pr oc e s s   of   c ha nging  the   va lues   o f   a   da tas e t  s o   that   it   ha s   a   mea n  va lue  of   z e r o   a nd  a   s tanda r d  de viation   of   one   by  us ing  ( 2 ) .      = −   ( 2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       E nhanc e d  ac c ur ac y   e s ti mation  mode l  e ne r gy   impor t  in  on - gr id  r ooft op   s olar   photovoltai c   ( A lf in   Sahr in )   5975      is   the  s tanda r dize d  va lue,     is   the  a ve r a ge   of   a ll   d a tas e t  va lues ,     is   the  de viation  o f   a ll   da tas e t  va lues ,   a nd    is   the  o r igi na l  va lue .     2. 3.   S t e p   3:   Ne u r al  n e t wor k   M ode li ng  us ing  s upe r vis e d  M L   to  e s ti mate   is   e s s e nti a l  [ 35] .   M ode l  lea r ning  f r om  the  t r a ini ng   da tas e t  a nd  a pply  the  known  pa tt e r ns   to  pe r f or m  e s ti mate s   tes ted  with  da ta s e t  tes ti ng.   T he   lea r ning  a lgor it hm   in  thi s   s tudy   us e s   a   NN   a nd  is   c ompar e d  with   L R   a nd  S VM   a lgo r it hms .   T he   ne ur a l   ne twor k   is   s hown  in  F igur e   4  a nd   ( 3 ) - ( 4 ) .     = 0 ( ∑ , ∗   = 1 )   ( 3)     ∗ = 1 ( ∑ ∗ = 1 )   ( 4)     NN   c ons is ts   o f   a   ne tw o r k   o f   la ye r e d   w e i gh ts   wi th   i nt e r c on ne c te d   mat he ma ti c a l   ope r a t or s   ( n e u r o ns ) .   W he r e     i s   t he   n um be r   o f   in pu ts ,    ,    i s   th e   w e i gh t   o f   th e   i np u t   va r i a b le ,     i s   th e   n e u r o n   tha t   ha s   a n   a c t iv a t io n   f u nc ti on ,     i s   t he   ou tp ut ,     i s   the   we ig ht   o f   ,   a n d   0   a nd   1   a r e   a c t iva t io n   f u nc ti ons   wi t h   s i gm oi d   f u nc ti ons   a s   i n   ( 5 ) .     ( ) = 1 1 + −     ( 5)     NN   de s c r ibes   the  human  br a in,   whic h   c ons is ts   of   many  c e ll s   c a ll e d  ne ur ons   that  f or m   br a nc he d  ne twor ks .   C onne c ted  ne ur ons   s e nd  s ignals   to  e a c h   other   to  p r oc e s s   inf or mation  a nd  a r e   c onne c ted  to  the  ne xt   ne ur on.   E s s e nti a ll y,   ne ur ons   c onne c t  thr e e   laye r s   i n  a n  a r ti f icia l  ne ur a l   ne twor k  a s   f o ll ows   [ 36] .   a.   I nput  laye r   c onne c ts   the   in f or mation   r e c e ived   on   t his   laye r :   latit ude ,   longi tude ,   a ir   pr e s s ur e ,   tempe r a tur e ,   r e lative  humi dit y ,   wind   s pe e d,   p r e c ipi tation,   tot a l   i ns ulation,   ti lt   a ngle ,   a z im uth   a ngle,   p r oduc ti on   e ne r gy,   a r r a y  e ne r gy ,   a nd  e ne r gy   i mpor ts .   I t   is   then   pr oc e s s e d,   a na lyze d  ba s e d  on  the  node s   of   thi s   laye r ,   a nd   moved  to  the  ne xt   laye r .   b.   Hidde n  laye r :  Hidde n  laye r s   ge t  input   f r om  othe r   laye r s   or   hidden  laye r s .   Hidde n  laye r s   in  a n  a r ti f icia l  ne ur a l  ne twor k  c a n  numbe r   mor e   than  one .   T he   ou tput   f r o m  the  p r e vious   laye r   is   p r oc e s s e d,   a na lyze d,   a nd  c onti nue d  to  the  ne xt   laye r .   c.   Output  laye r :   All   p r e vious   pr oc e s s e s   will   e nd   on  t his   node ,   a nd   then   the   tr a ns mi s s ion  pr oc e s s   will   o c c ur .   T he   output   va lue   will   be   " 1"   or   " 0"   a c c or ding  to   th e   a c ti va ti on  f unc ti on .           F igur e   4.   Ne ur a l  ne two r ks       2. 4.   S t e p   4:   Grid   s e ar c h   c r os s - vali d at ion   Gr id  s e a r c h   c r os s - va li da ti on  ( GSC V)   is   a   tec hniqu e   us e d  to   e nha nc e   model   pe r f or manc e   by   f indi ng   the  opti mal   c ombi na ti on   of   pa r a mete r s .   S ha r ing   t r a ini ng  a nd   tes ti ng  da ta   is   a   s tep  that   mus t   be   de ter mi ne d  in   a dva nc e .   T his   s tudy  divi de d  the   da ta  ba s e d  on  80%   tr a ini ng   a nd  20%   tes ti ng  da ta  [ 37 ] .   I n  the  tr a ini ng   pr oc e s s ,   da ta  is   divi de d  int o  10 - f old,   9 - f old  da ta  a s   tr a ini ng,   a nd  1 - f old  da ta  a s   va li da ti on  of   a s   many  a s   ten  c r os s e s .   T he   a ve r a ge   va li da t ion  va lue   is   the  be s t  hype r pa r a mete r   s e a r c h  f o r   tes ti ng   f o r   a r ti f ici a l  ne ur a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5970 - 5983   5976   ne twor k  pa r a mete r s ,   a s   il lus tr a ted  in   F igu r e   5.   T h is   c r os s - va li da ti on  pr oc e s s   is   c a r r ied  out  r a ndoml y  on  the   s e a r c h  gr id  with  vulne r a ble  number s   o f   2 – 100 .       2. 5.   S t e p   5:   M od e l  e valu a t ion   T o  e va luate   model  pe r f or manc e   in   r e gr e s s ion  m ode li ng   us ing  R M S E .   I t  c a n  indi c a te  the  model's   a c c ur a c y  with  the  a c tual  va lues   in  the  da tas e t.   T he   be tt e r   the  a c c ur a c y  pr e diction  pe r f o r manc e ,   the  s m a ll e r   the  R M S E   va lue.   T he   R M S E   is   s hown  in   ( 6 ) ,      = √ ∑ ( 1 − ŷ1 ) 2 = 1   ( 6)     w he r e     is   t he   n u mbe r   o f   s a mp le   da ta   in   t he   da tas e t ,      i s   the   a c tu a l   va lu e   o f   th e     d a t a ,   a nd   ŷ   i s   th e   va l ue   tha t  t he   mo de l  pr e d ic ts   f o r   th e     d a t a .   T his   s tu dy   c o m pa r e d   t he   R M S E   r e s ul ts   o f   t he   NN ,   L R ,   a n d   S VM   m od e l s   b e f o r e   a n d   a f t e r   t he   a dd it i on   of   G S C V   in   a   c o mb i na t i on   o f   o ne - d i r e c t io n ,   t wo - d i r e c t io ns ,   a nd   th r e e - d ir e c t io ns .             F igur e   5.   10 - f old  c r os s - va li da ti on  diagr a m       3.   RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON    T his   s tudy  a im s   to  make   a n   e s ti mate d  model   of   im por ted   e ne r gy   f r o m  on - gr id   r oo f top  s olar   P V   s ys tems .   An  e s s e nti a l  pa r t  of   thi s   r e s e a r c h  is   the  model  ge ne r a ted  f r om  tr a ini ng  da ta  with  va li da ti o n  that  is   s e pa r a ted  indepe nde ntl y  without   invol ving  tes ti n g  da ta.   T his   method  c a n  e nha nc e   the  a c c ur a c y  of   be tt e r   e s ti mation  models .   T he   r e s ult s   s how  the  c or r e la ti on  be twe e n  a tt r ibut e   va r iable s   in  the  da tas e t  u s ing  the   c or r e lation  matr ix ,   a s   s hown  in   F igur e   6,   a s   the  a tt r ibut e   pa r a mete r   o f   the  e s ti mation   model.   T h e   c o r r e lat i on   ma t r i x   mea s u r e s   t he   s t r e ng th   a n d   d i r e c t io n   of   t he   r e l a t io ns h ip   b e t we e n   tw o   v a r ia b les   c o r r e s p on di ng   to   v a l ue s   r a n gi ng   f r o m  - 1  to   1 .   I f   th e   c o r r e la t io n  va lue   is   c l os e   t o  1 ,   it   in di c a t e s   a   pe r f e c t  p os i ti ve   c o r r e l a t io n   tha t   te nds   to   m ove   i n   t he   s a me   d ir e c ti o n .   A   c o r r e la ti on   va lue   r e l a t iv e   t o   - 1   in d ica tes   a   p e r f e c t  n e g a t iv e   c o r r e la ti on .   T he   va r i a b le   te nd s   to   m ov e   in  t he   o pp os i te   d i r e c ti on .   H ow e ve r ,   i f   t he   c or r e l a t io n  va lu e   is   c los e   to   0 ,   it   me a ns   th e   a bs e nc e   o f   c o r r e l a t io n   or   w e a k   c or r e la t io n   b e t we e n   v a r i a b les .   I n   F i gu r e   6 ,   th e   mos t  p o ten t   p os it iv e   c o r r e la ti ons   to   im po r te d   e n e r g y  a r e   la ti tu de   ( 0 . 32 8 ) ,   r e l a t iv e   h um id i ty   ( 0 . 48 4 ) ,   p r e c ip i ta ti ons   ( 0 . 48 4 ) ,   a nd   t i lt   a n g le   ( 0 . 4 74 ) .   T he   ne ga ti ve ly   c or r e la ted   a r e   l on gi tu de   ( - 0 . 4 29 ) ,   te m pe r a tu r e   ( - 0 . 2 90 ) ,   w in d  s pe e d   ( - 0 . 4 98 ) ,   to ta l   i ns ola t io n   ( - 0 . 2 40 ) ,   p r o duc t io n   e ne r g y   ( - 0 . 87 7 ) ,   a n d   a r r a y   e n e r g y   ( - 0 . 5 55 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       E nhanc e d  ac c ur ac y   e s ti mation  mode l  e ne r gy   impor t  in  on - gr id  r ooft op   s olar   photovoltai c   ( A lf in   Sahr in )   5977   T he   dis c us s ion  of   im por ted  e ne r gy  on  the  on - gr id  r oof top  s olar   P V  s ys tem  he r e   goe s   f ur ther   to  us ing  e lec tr ica l  e ne r gy  that  ha s   r e a c he d  c ons umer s .   T he   pr oduc ti on  of   s olar   P V  e ne r gy  s hould  be   a ble  to  s upply  a ll   the  ne e ds   of   c ons umer   loads .   How e ve r ,   with   th e   f luctua ti ng   na tur e   of   s olar   P V   due   to  the  in f l ue nc e   of   e xter na l  we a ther   c ondit ions ,   e ne r gy  ne e ds   to   be   s uppli e d  f r o m  the   gr id .   I mpor ted  e ne r gy   on  a n   on - gr id   r oof top   s olar   P V  s ys tem  s hows   how   much   e lec tr i c a l  e ne r gy  is   de li ve r e d   f r om   the  g r id   s ys tem.   T he   s maller   e ne r gy  pr ovided  by   the  gr id   s hows   a   s igni f ica nt  e f f e c t  of   r e ne wa ble  e ne r gy  on  r e duc ing  c a r bon  e mi s s ions   be c a us e   the  gr id   s ys tem  s ti ll   us e s   many  pr im a r y  mate r ials   f r om   f os s il s .   T his   s tudy  s hows   the   e s ti mate d   a mount   of   i mpor ted  e ne r gy   in  20   pr ovincia l   c a pit a ls   in  I ndone s ia.   T he   potential   f or   on - gr id  r oo f top  s olar   P V   de ve lopm e nt  in  I ndone s ia  is   in   big   c it ies   with  m a ny  buil dings   a nd  r e s idential  de ns it y.   E ne r gy  i m por ted  in  e a c h  town  di f f e r s ,   e ve n  wi th  the  e xa c t   P V   c a pa c it y,   due   to   other   c ondit ions ,   s uc h  a s   ti lt   a nd  a z im ut h  a ngles .   T his   s tudy  wa s   divi de d  in to  thr e e   da tas e ts   ba s e d  on  the   number   of   a z im uth   a ngle  di r e c ti ons   a nd   i nve r ter s .   E a c h  a z im uth  a ngle   dir e c ti on   c a n  f ind   the   s malles t  a mount   of   im por ted   e ne r gy,   a nd   the  loca ti o n  of   the   pr ovincia l  c a pit a ls   is   s hown  in  T a ble  4.           F igur e   6.   C or r e lation   matr ix   of   a tt r ibut e   on - gr id   r o of top  s olar   P V       T a ble  4.   T he   pr ovincia l   c a pit a l  ha s   the  lowe s t  e ne r gy  im por t   C ombi na ti on   A ngl e  di r e c ti on   P r ovi nc ia l  c a pi ta l   E ne r gy i mpor t   O ne - di r e c ti on         −   one  i nve r te r   nor th   D e npa s a r   5338 kW h/ ye a r   −   two  in ve r te r s   nor th   D e npa s a r   5339 kW h/ ye a r   −   th r e e   in ve r te r s   nor th   D e npa s a r   5441 kW h/ ye a r   T w o - di r e c ti ons   nor th , nor th e a s t   D e npa s a r   5393 kW h/ ye a r   T hr e e - di r e c ti ons   nor th , nor th e a s t,  nor th w e s t   D e npa s a r   5509 kW h/ ye a r       E xplor e   mo r e   p r of ound  mac hine  lea r ning  a lgo r i thm s   to  e nha nc e   the  a c c ur a c y  a nd   a c c ur a c y  of   im por ted  e ne r gy  e s ti mation  models .   Appr oa c he s   s uc h  a s   NN ,   L R ,   a nd  S VM   a lgor it hms   c a n  ident if y  c ompl e x  pa tt e r ns   in  his tor ica l  da ta   a nd  e nha nc e   the  model' s   a bil it y  to   e s ti mate   f luctua ti ons   in   im por ted   r oof t op  s olar   P V  e ne r gy.   NN   r e s ult s   a r e   e nha nc e d  f or   be tt e r   a c c ur a c y  with  GSC V.   T he   tec hnology  c a n  a ls o  be tt e r   a da pt  to  e nvir onmenta l  c ondit ions   that  a f f e c t  the  pe r f or manc e   of   s olar   P V  s ys tems .   M or e   p r e c is e   a nd  a da pti ve   e s ti mation  models   c a n  be   pr oduc e d  to  make   s mar ter   de c is ions   by  ha r ne s s ing  the  powe r   of   mac hine  lea r ning.   F igur e   7   is   the   one - dir e c ti on  a z im uth   a ngle  of   the   e ne r gy  i mpor t   e s ti mation  model ,   F igur e   8  s hows   the  two - dir e c ti ons   a z im uth  a ngle  o f   the   e ne r gy  im por t   e s ti mation  model,   a nd  F igur e   9   is   the   thr e e - dir e c ti ons   a z im uth   a ngle  of   the  e ne r gy  im por t  e s ti mation  model .   T he   f igur e   e xplains   the  c ompar is on  be twe e n  NN ,   L R ,   a nd  S VM ,   s howing  that  NN   ge ts   mor e   a c c ur a te  r e s u lt s .   T he   NN   r e s ult s   we r e   e nha nc e d  to  ge t  mor e   a c c ur a te   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5970 - 5983   5978   r e s ult s   by  a dding  GSC V  s o  that  it   be c a me  the  GS C V - NN   r e s ult .   All  e s ti mation  model  r e s ult s   a r e   il l us tr a ted   by  c ompar ing  NN ,   L R ,   S VM ,   a nd  GSC V - NN .   T his   r e s ult   a ppli e s   to  a ll   im a ge s   in  the  e s ti mation  model  in   one - dir e c ti on  a z im uth  a ngle,   two - dir e c ti ons   a z im u th  a ngle,   a nd   thr e e - dir e c ti ons   a z im uth  a ngle .   T he   va lue  of   the  hidden  laye r   o f   e a c h  node   a nd   the  th r e s hold  in  the  c ombi na ti on  of   dir e c ti ons   a r e   s hown  in  T a ble  5 .                   F igur e   7.   One - dir e c ti on  a z im uth  a ngle  o f   the   e ne r g y  im por t   e s ti mation  model   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       E nhanc e d  ac c ur ac y   e s ti mation  mode l  e ne r gy   impor t  in  on - gr id  r ooft op   s olar   photovoltai c   ( A lf in   Sahr in )   5979               F igur e   8.   T wo - dir e c ti ons   a z im uth  a ngle   of   the  e ne r gy  im por t   e s ti mation  model       T he   GSC V  pr oc e s s   c a n  s igni f ica ntl y  incr e a s e   the  a bil it y  to  p r oduc e   models   that  pe r f or m   be tt e r   a nd   e nha nc e   the  a c c ur a c y  of   i mpor ted   e ne r gy  e s ti m a ti on  models .   GSC V  c a n   s ys tema ti c a ll y  f ind   the   opti mal   pa r a mete r   in   the   e s ti mation  model   by   c onduc ti ng   a   br oa de r   a nd   mor e   c ompl e x  pa r a mete r   s e a r c h.   G S C V  c a n  a ls o  r e duc e   the  r is k  of   ove r f it ti ng  to   model  ne w  da ta  pr ope r ly.   T a ble  6  s hows   the  r e s ult s   of   e nha n c ing  the  a c c ur a c y  of   the  e ne r gy  im por t  e s ti mation  model  with  the  a ddit ion  of   the  GSC V  pr oc e s s .   I n  a   one - dir e c ti on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.