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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14573
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Avaliação das energias eólica e solar fotovoltaica para o estado de Alagoas, com ênfase para complementaridade |
Autor(es): | Silva, Luan Santos de Oliveira |
Primeiro Orientador: | Silva Júnior, Rosiberto Salustiano da |
metadata.dc.contributor.referee1: | Lyra, Roberto Fernando da Fonseca |
metadata.dc.contributor.referee2: | Amorim, Ricardo Ferreira Carlos |
metadata.dc.contributor.referee3: | Ramos, Diogo Nunes da Silva |
metadata.dc.contributor.referee4: | Martins, Fernando Ramos |
Resumo: | O presente trabalho apresenta o estudo do mapeamento eólico e solar no estado de Alagoas, nordeste do Brasil. Foi utilizado o modelo Weather Research Forecast (WRF) com aproximações de estabilidade atmosférica e declividade do terreno para o maior refinamento de grade (resolução de 250m) de modo que as áreas com maior aproveitamento do recurso eólico. Já o WRF-SOLAR, que é uma extensão do WRF, foi usado pois é uma ferramenta aprimorada com melhorias físicas, projetada para atender às necessidades e aplicações relacionadas à exploração do recurso solar. As simulações atmosféricas foram executadas diariamente por um período de 8 anos (2008 - 2015). As estimativas dos padrões do vento e da radiação solar foram validadas estatisticamente com medições anemométricas e meteorológicas em superfície situadas nas seguintes mesorregiões (cidades): sertão (Água Branca, Pão de Açúcar), agreste (Girau do Ponciano, Palmeira dos Índios), leste (Maceió, Maragogi, Roteiro). Quanto ao recurso eólico, foi observada uma direção predominante do vento variando entre Leste/Sudeste, e as métricas estatísticas evidenciam uma representação satisfatória das simulações atmosféricas, validando assim o método de redução de grade proposto. A variabilidade espacial dos resultados reforça que a inclusão da estabilidade atmosférica e declividade possibilitou representar com maior clareza o efeito da topografia e rugosidade superficial. Dessa forma, destacam-se as áreas promissoras para aproveitamento eólico nas regiões serranas das cidades de Água Branca, Palmeira dos Índios e Feliz Deserto, com intensidade anual acima de 7 m/s para 100m de altura e capacidade de produção de energia acima de 2500 kWh/kWp. Quanto ao recurso solar, o WRF-SOLAR conseguir estimar razoavelmente a radiação solar em virtude das métricas estatísticas com valores médios para correlação (0,85), BIAS (75,7 W/m²) e REQM (210,51 W/m²). Os resultados mostraram que o território alagoano é favorável à geração distribuída pela abundante irradiação solar, em média de 6,5 kWh/m², atingindo os limites mínimos atrativos para investimentos na geração de energia fotovoltaica. Portanto, espacialmente a produtividade varia entre 1558 e 1916 kWh/kWh. Quanto à complementaridade, o emprego do coeficiente de correlação Pearson entre os recursos eólico e solar revelou correlação nula para a cidade de Poço Branco, demonstrando a pouca efetividade da complementaridade entre esses recursos. Além disso, adotando esta localidade como promissora, os cenários de geração híbrida revelaram que a maior estabilidade à rede elétrica acontece com maior predominância da geração solar. |
Abstract: | The present work presents a study of wind and solar mapping in the state of Alagoas, northeastern Brazil. The Weather Research Forecast (WRF) model was used with atmospheric stability and terrain slope approximations for the finest grid refinement (250m resolution) so that areas with the greatest utilization of wind resources could be identified. The WRF-SOLAR, an extension of WRF, was used as it is an enhanced tool with physical improvements, designed to meet the needs and applications related to solar resource exploration. Atmospheric simulations were run daily for a period of 8 years (2008 - 2015). Wind and solar radiation pattern estimates were statistically validated with surface-level anemometric and meteorological measurements in the following mesoregions (cities): semi-arid (Água Branca, Pão de Açúcar), agreste (Girau do Ponciano, Palmeira dos Índios), and coastal (Maceió, Maragogi, Roteiro). Regarding wind resources, a predominant wind direction was observed varying between East/Southeast. Statistical metrics indicated a satisfactory representation of atmospheric simulations, validating the proposed grid reduction method. The spatial variability of the results emphasized that the inclusion of atmospheric stability and slope allowed for a clearer representation of the topography and surface roughness. Promising areas for wind utilization were identified in the mountainous regions of Água Branca, Palmeira dos Índios, and Feliz Deserto, with an annual intensity above 7 m/s at 100m height and energy production capacity exceeding 2500 kWh/kWp. Concerning solar resources, WRF-SOLAR reasonably estimated solar radiation with average statistical metrics for correlation (0.85), BIAS (75.7 W/m²), and RMSE (210.51 W/m²). Results showed that the territory of Alagoas is favorable for distributed generation due to abundant solar radiation, averaging 6.5 kWh/m² and reaching minimum attractive limits for investments in photovoltaic energy generation. Therefore, spatial productivity varies between 1558 and 1916 kWh/kWp. Regarding complementarity, the use of the Pearson correlation coefficient between wind and solar resources revealed no correlatio for the city of Poço Branco, indicating the limited effectiveness of complementarity between these resources. Additionally, by adopting this location as promising, scenarios of hybrid generation revealed that greater grid stability occurs with a higher predominance of solar generation. |
Palavras-chave: | Energia eólica Energia solar Balanceamento de energia Geração de energia híbrida Wind Energy Solar Energy Complementarity Energy Balancing Hybrid Power Generation |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.department: | Curso de Meteorologia - Bacharelado |
Citação: | SILVA, Luan Santos de Oliveira. Avaliação das energias eólica e solar fotovoltaica para o estado de Alagoas, com ênfase para complementaridade. 2024. 45 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Meteorologia) – Instituto de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14573 |
Data do documento: | 2-fev-2024 |
Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - METEOROLOGIA - ICAT |
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