Avaliação de métodos para atualização do mapeamento eólico do Estado de Alagoas
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i2.40053Palavras-chave:
Aproveitamento eólico; Modelagem atmosférica; Processos de sub-grade; Estabilidade atmosférica; Declividade.Resumo
O presente trabalho apresenta o estudo do mapeamento eólico no estado de Alagoas, nordeste do Brasil, utilizando o modelo mesoescala Weather Research Forecast (WRF), versão (4.1.2), e aproximações de estabilidade atmosférica e declividade do terreno. As simulações foram executadas diariamente por um período de 8 anos (2007 - 2015), com resolução horizontal de 5 km e realizado um refinamento da resolução para 250 metros. Foram validadas estatisticamente com dados de 5 estações anemométricas de superfície situadas nas seguintes cidades: Água Branca (sertão), Girau do Ponciano (agreste), Palmeira dos Índios (agreste), Maragogi (litoral) e Roteiro (litoral). A ordem de grandeza e os resultados dos padrões do vento semelhantes para as resoluções de 5km e 250m, indica boa representação pelo modelo atmosférico WRF, como também, valida o método downscaling proposto. Sendo os índices de correlação moderada, BIAS entre -1,89 a 1,76 m/s e REQM entre 1,94 a 3,82 m/s para velocidade do vento e direção predominante do vento variando entre Leste/Sudeste. A comparação espacial dos resultados com simulações do modelo WAsP reforça que a inclusão da estabilidade atmosférica e declividade possibilitou representar com maior clareza o efeito da topografia e rugosidade superficial, o que é crucial para redução da cascata de incertezas no sistema de energia eólica. O refinamento da saída do modelo WRF ressaltaram as áreas promissoras para aproveitamento eólico nas regiões serranas das cidades de Água Branca e Palmeira dos Índios, com intensidade anual acima de 8m/s para 100m de altura.
Referências
Alexander, M., & Scott, J. (2002). The influence of ENSO on air-sea interaction in the Atlantic. Geophysical Research Letters, 29(14), 46-1-46–4. https://doi.org/10.1029/2001GL014347
Andrade, L. C., & Mattei, L. (2013). a ( in ) Sustentabilidade Da Matriz. 19, 9–36.
BRASIL. (2022). Realizado Leilão de Energia Nova A-5 com R$ 6,6 bilhões negociados em contratos de venda. https://www.gov.br/pt-br/noticias/energia- minerais-e-combustiveis/2022/10/realizado-leilao-de-energia-nova-a-5-com-r-6-6-bilhoes-negociados-em-contratos-de-venda
Campos, B. de, Reboita, M. S., Carvalho, V. S. B., & Dias, C. G. (2016). Circulações locais induzidas pela topografia no Vale do Paraíba e na Serra da Mantiqueira: um estudo de caso para o período de 16 e 22 de agosto de 2010. Revista Brasileira de Geografia Física, 09, 753–765.
Carpenedo, C. B., & Ambrizzi, T. (2020). South atlantic subtropical anticyclone associated with the southern annular mode and climate impacts in Brazil. Revista Brasileira de Meteorologia, 35(4), 605–613. https://doi.org/10.1590/0102-77863540066
Costa, G. B., & Lyra, R. F. da F. (2012). Análise dos padrões de vento no Estado de Alagoas. Revista Brasileira de Meteorologia, 27(1), 31–38. https://doi.org/10.1590/s0102-77862012000100004
Devore, J. L. (2009). Probabilidade e estatística para engenharia e ciências.
Dorval, J., Masson, C., & Gagnon, Y. (2017). On the Improvement of Wind Power Predictions Based on Terrain Characteristics and Measurements of the Annual Energy Production. Journal of Flow Control, Measurement & Visualization, 05(01), 1–20. https://doi.org/10.4236/jfcmv.2017.51001
ELETROBRÁS. (2008). Estado de Alagoas Atlas Eólico.
EPE. (2018). Participação De Empreendimentos Eólicos Nos Leilões De Energia No Brasil. Evolução Dos Projetos Cadastrados e Suas Características Técnicas, 1–48. https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-251/topico-394/NT_EPE-DEE-NT-041_2018-r0.pdf
EPE. (2022). Relatório Síntese 2022 Relatório.
Fadigas, Eliane A. Faria Amaral. (2011). Energia eólica.
Foken, T. (2006). 50 Years of the Monin–Obukhov Similarity Theory. Boundary-Layer Meteorology, 119(3), 431–447. https://doi.org/10.1007/s10546-006-9048-6
Gonçalves, A. R. (2011). Refinamento estatístico das previsões de vento do modelo ETA aplicado ao setor eólio-elétrico do nordeste brasileiro. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE.
Gonçalves, A. R., & Costa, R. S. (2018). CENÁRIOS DE EXPANSÃO DA GERAÇÃO SOLAR E EÓLICA. VII Congresso Brasileiro de Energia Solar.
Goncalves, A. R., Costa, R. S., Martins, F. R., & Pereira, E. B. (2020). Estudo do perfil de complementariedade entre a geração eólica e solar no semiárido brasileiro. 2(September), 9. https://www.researchgate.net/publication/344382235_Estudo_do_perfil_de_complementariedade_entre_a_geracao_eolica_e_solar_no_semiarido_brasileiro
Hedegaard, K., & Larsen, S. (1983). Wind speed and direction changes due to terrain effects revealed by climatological data from two sites in Jutland. In Riso National Laboratory (Issue May).
Ide E Ester, F. S., & Ito, R. K. (2000). Análise da Variabilidade do Vento na Costa Leste da Região Nordeste do Brasil. 127–130.
Jatobá, B. R. G., Da Silva Junior, R. S., Lyra, R. F. D. F., Rocha Junior, R. L. da, & Costa Fernando, L. Y. (2017). Avaliação do Potencial Eólico para a cidade de Craibas-AL utilizando o modelo meteorológico WRF em alta resolução. Revista Brasileira de Energias Renováveis, 6(4), 24. https://doi.org/10.5380/rber.v6i4.50866
Krell, A. J., & De Castro e Souza, C. B. (2020). A sustentabilidade da matriz energética brasileira: o marco regulatório das energias renováveis e o princípio do desenvolvimento sustentável. Revista de Direito Econômico e Socioambiental, 11(2), 157. https://doi.org/10.7213/rev.dir.econ.soc.v11i2.26872
Lima, D. K. S., Leão, R. P. S., Santos, A. C. S. dos, Melo, F. D. C. de, Couto, V. M., Noronha, A. W. T. de, & Jr., D. S. O. (2015). Estimating the offshore wind resources of the State of Ceará in Brazil. Renewable Energy, 83(2015), 203–221. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.04.025
Luiz, E. W., Martins, F. R., Gonçalves, A. R., & Pereira, E. B. (2018). Analysis of intra-day solar irradiance variability in different Brazilian climate zones. Solar Energy, 167(December 2017), 210–219. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.04.005
Maria, P. H. S. de, Costa, A. A., & Sombra, S. S. (2008). Modelagem numérica em alta resolução para previsão de geração de energia eólica no Ceará. Revista Brasileira de Meteorologia, 23(4), 477–489. https://doi.org/10.1590/S0102-77862008000400007
Martins, F. R., Guarnieri, R. A., & Pereira, E. B. (2008). O aproveitamento da energia eólica. Revista Brasileira de Ensino de Física, 30(1), 1304.1-1304.13. https://doi.org/10.1590/S1806-11172008000100005
Mas, J.-F., Nogueira de Vasconcelos, R., & Franca-Rocha, W. (2019). Analysis of High Temporal Resolution Land Use/Land Cover Trajectories. Land, 8(2), 30. https://doi.org/10.3390/land8020030
Mondal, M. A. H., Rosegrant, M., Ringler, C., Pradesha, A., & Valmonte-Santos, R. (2018). The Philippines energy future and low-carbon development strategies. Energy, 147, 142–154. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.039
Oliveira, S. S. de. (2013). Análise do potencial eólico do Estado da Paraíba utilizando modelos de mesoescala [Universidade Federal de Campina Grande]. In Tese (Doutorado em Meteorologia) – Programa de Pós-Graduação em Meteorologia. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3849
Oliveira, J. L., & Costa, A. A. (2011). Estudo de variabilidade do vento em escala sazonal sobre o nordeste brasileiro utilizando o RAMS: os casos de 1973-1974 e 1982-1983. Revista Brasileira de Meteorologia, 26(1), 53–66. https://doi.org/10.1590/s0102-77862011000100006
Perini de Souza, N. B., Sperandio Nascimento, E. G., Bandeira Santos, A. A., & Moreira, D. M. (2022). Wind mapping using the mesoscale WRF model in a tropical region of Brazil. Energy, 240(April 2022), 122491. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122491
Pinto, L. I. C., Martins, F. R., & Pereira, E. B. (2017). O mercado brasileiro da energia eólica, impactos sociais e ambientais. Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2064
Ramos, D. N. da S. (2012). Mapeamento Eólico do Estado de Alagoas utilizando ferramentas computacionais e dados observados (Issue 9). Universidade Federal de Alagoas.
Ramos, D. N. da S., Lyra, R. F. da F., & Silva Júnior, R. S. da. (2013). Previsão do vento utilizando o modelo atmosférico WRF para o estado de Alagoas. Revista Brasileira de Meteorologia, 28(2), 163–172. https://doi.org/10.1590/S0102-77862013000200005
Santos, R. M. dos, Rodrigues, M. de S., & Carniello, M. F. (2021). Energia e sustentabilidade: panorama da matriz energética brasileira. Revista Scientia, 6(2525–4553). https://revistas.uneb.br/index.php/scientia/article/view/9396
Sanz Rodrigo, J., Chávez Arroyo, R. A., Moriarty, P., Churchfield, M., Kosović, B., Réthoré, P. E., Hansen, K. S., Hahmann, A., Mirocha, J. D., & Rife, D. (2017). Mesoscale to microscale wind farm flow modeling and evaluation. Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment, 6(2). https://doi.org/10.1002/wene.214
Sathe, A., & Bierbooms, W. (2007). Influence of different wind profiles due to varying atmospheric stability on the fatigue life of wind turbines. Journal of Physics: Conference Series, 75(1), 012056. https://doi.org/10.1088/1742-6596/75/1/012056
Silva, B. B. da, Alves, J. J. A., Cavalcanti, E. P., & Dantas, R. T. (2002). Potencial eólico na direção predominante do vento no Nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 6, 431–439.
Silva, L. C. da, Silva, A. R. M. da, Barbosa, A. dos S., Santos, D. K. A. dos, & Rocha, F. B. de A. (2015). Implantação de parques eólico no Brasil. XXXV Encontro Nacional de Engenharia de Produção.
Silva Junior, R. S. da, Lyra, R. F. da F., Silva, A. R., Marchi, A. C. de, Ramos, D. N. da S., & Rabelo, F. D. (2010). Análise da variação do potencial eólico utilizando o modelo WAsP. Primeiro Seminário Nacional Sobre Engenharia Do Vento.
Skamarock, W. C., Klemp, J. B., Dudhia, J., Gill, D. O., Barker, D. M., Duda, M. G., Huang, X.-Y., Wang, W., & Powers, J. G. (2008). A Description of the Advanced Research WRF version 3. National Center for Atmospheric Research.
Skamarock, W. C., Klemp, J. B., Dudhia, J., Gill, D. O., Barker, D. M., Wang, W., & Powers, J. G. (2005). A Description of the Advanced Research WRF Version 2. University Corporation for Atmospheric Research, June.
Solano, J. C., Montaño, T., Maldonado-Correa, J., Ordóñez, A., & Pesantez, M. (2021). Correlation between the wind speed and the elevation to evaluate the wind potential in the southern region of Ecuador. Energy Reports, 7, 259–268. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.06.044
Troen, I., & Lundtang Petersen, E. (1989). European wind atlas - Errata. http://orbit.dtu.dk/en/publications/european-wind-atlas(335e86f2-6d21-4191-8304-0b0a105089be).html
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Luan Santos de Oliveira Silva; Rosiberto Salustiano da Silva Junior; Roberto Fernando da Fonseca Lyra; Fernando Ramos Martins; Marcos Antônio Lima Moura; João Bosco Verçosa Leal Junior; Kelvy Rosalvo Alencar Cardoso
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.