Validação e ajuste de dados de reanálises climáticas aplicados à geração de energia eólica no estado de São Paulo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Motta, Juliana Gutierrez
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122132
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano
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spelling Validação e ajuste de dados de reanálises climáticas aplicados à geração de energia eólica no estado de São PauloENERGIA EÓLICAERA-INTERIMERA5REANÁLISESPLANEJAMENTO ENERGÉTICOVENTOWIND ENERGYREANALYSISENERGY PLANNINGPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA - UFABCOrientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite AsanoCoorientadora: Profa. Dra. Maria Cleofé Valverde BrambilaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2020.No Brasil, um novo paradigma do setor elétrico tem se configurado diante dos incentivos políticos e normativos para a geração distribuída. Assim, a energia eólica, bem como outras fontes renováveis, tem se tornado uma escolha favorecida para complementar a oferta de energia no país. Sendo assim, para se realizar o planejamento energético mais adequado desta fonte surge a necessidade de caracterizar o potencial eólico de uma região com a finalidade de identificar os melhores locais para a instalação de aerogeradores. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo aprimorar a caracterização do potencial eólico para geração de energia elétrica através da utilização e validação de dados de velocidade de vento originados de reanálises climáticas dos modelos ERA-Interim e ERA5 do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Para isso, foi realizado um estudo de caso para o estado de São Paulo, Brasil, para o qual foram calculadas métricas de validação em relação a dados observados de estações meteorológicas do INMET. Ou seja, trata-se de uma metodologia e uma aplicação direta dela. Foram implementados dois métodos de ajustes aos dados de reanálises, buscando identificar alternativas adequadas para incrementar a confiabilidade para aplicações locais. Os ajustes foram aplicados para cada mês separadamente, sendo que os melhores resultados foram obtidos para o método baseado na redução de erros sistemáticos. Após a extrapolação vertical das velocidades observadas e das validadas e ajustadas, foi possível calcular estimativas de energia para os dados a 50 m de altura. Os resultados obtidos nos casos testes, com informações reais, apontaram as divergências entre os dados com e sem ajustes, mostrando a superestimativa das velocidades de reanálises. Por fim, foram analisados os impactos negativos ao planejamento energético, já que as estimativas de energia calculadas a partir dos dados sem ajustes foram, em alguns casos, centenas de vezes maiores do que o cálculo com velocidades observadas. Conclui-se que quando se trata da utilização eficiente dos recursos naturais disponíveis para geração de energia elétrica há necessidade de verificação da aplicabilidade de dados de reanálises climáticas.In Brazil, a new paradigm for the electric sector has been configured due to political and regulatory incentives for distributed generation. Thus, wind energy as well as other renewable sources, has become a favored choice for complementing the energy supply in the country. Therefore, in order to carry out the most appropriate energy planning for this source, there is a need to characterize the wind potential of a region in order to identify the best locations for wind turbines installation. In this context, this work aimed to improve the characterization of the wind potential for electric generation through the use and validation of wind speed data originated from climatic reanalysis of ERAInterim and ERA5 climatic reanalysis models from the European Centre for Medium- Range Weather Forecasts (ECMWF). A case study has been carried out for the state of São Paulo, Brazil, for which validation metrics were calculated considering observed wind data from Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) weather stations. In other words, this work seeks to present a methodology and its application. Two methods of adjustments to the reanalysis data were implemented, seeking to identify suitable alternatives to increase the reliability for local applications. The adjustment methods have been applied for each month separately, and the best results were obtained for the method based on reducing the systematic errors. After the vertical extrapolation of the observed and validated and adjusted wind speeds, it was possible to calculate energy estimates at 50 m height. The results obtained in the test cases, calculated with real data, pointed out the divergences between the data with and without adjustments, showing the overestimation of the reanalysis speeds. Finally, the negative impacts to energy planning were analyzed once the energy estimates calculated from the data without adjustments were, in some cases, hundreds of times higher than the calculation with observed wind speeds. It was concluded that when it comes to the efficient use of natural resources available for electricity generation, there is a need to verify the applicability of data from climate reanalysis.Asano, Patrícia Teixeira LeiteBrambila, María Cleofé ValverdeTrujillo, Joel David MeloCardoso, Andréa de OliveiraMotta, Juliana Gutierrez2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf222 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122132http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122132&midiaext=79250http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122132&midiaext=79249Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122132porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-22T22:21:54Zoai:BDTD:122132Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-03-22T22:21:54Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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