Avaliação dos dados climáticos históricos no estado da Paraíba e seu uso em estudos de energia fotovoltaica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20871 |
Resumo: | Climate change can have consequences on the performance of units generating electricity from renewable resources, as these technologies are dependent on the climate of the region of installation. From historical series of climatic data and statistical applications, such as the Mann-Kendall test quantified by the slope of Sen, it is possible to investigate evidence of climate change. The state of Paraíba, which is located in the Northeast region of Brazil, was selected as the study area in the present study. The climatic behavior of meteorological stations data from the National Institute of Meteorology (INMET) and estimated climatic data were studied, in addition to the influence on the productivity of monocrystalline and polycrystalline silicon photovoltaic systems. The presence of significant decreasing trends was verified through the Mann-Kendall test, quantified by the slope of Sen, in the INMET total horizontal solar irradiation data, at Areia and Cabaceiras stations, which means that there was a reduction in solar irradiation. In the dispersion analyzes (MAE and RMSE) of the total horizontal solar irradiation data, between INMET and the National Aeronautics and Space Administration (NASA), three NASA stations presented an acceptable error in relation to the INMET data. The calculated diffuse horizontal radiation from INMET, related to data from the Reference Center for Solar and Wind Energy Sérgio de Salvo Brito (ABES) and NASA, showed little variation over the year. The average air temperature showed significant upward trends in the annual period in all seasons. The Spearman correlation between the total horizontal solar radiation and the cell operating temperature was significant for all models of photovoltaic panels. The impact on photovoltaic production based on the increase in average air temperature was less than 1% for all seasons. Even though the variation in photovoltaic production has been small so far, there are indications that this impact will increase in the future. Thus, it is necessary to be aware of climate change and how it can affect energy sectors. For this, more research must be carried out on the subject, in order to obtain more in-depth knowledge and elaborate possible alternatives to mitigate these impacts of climate change. |
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Avaliação dos dados climáticos históricos no estado da Paraíba e seu uso em estudos de energia fotovoltaicaTendênciasIrradiação solarMBEMAERMSETemperatura do arEnergias renováveisEnergia fotovoltaicaTrendsSolar irradiationAir temperatureRenewable energiesPhotovoltaic energyCNPQ::ENGENHARIASClimate change can have consequences on the performance of units generating electricity from renewable resources, as these technologies are dependent on the climate of the region of installation. From historical series of climatic data and statistical applications, such as the Mann-Kendall test quantified by the slope of Sen, it is possible to investigate evidence of climate change. The state of Paraíba, which is located in the Northeast region of Brazil, was selected as the study area in the present study. The climatic behavior of meteorological stations data from the National Institute of Meteorology (INMET) and estimated climatic data were studied, in addition to the influence on the productivity of monocrystalline and polycrystalline silicon photovoltaic systems. The presence of significant decreasing trends was verified through the Mann-Kendall test, quantified by the slope of Sen, in the INMET total horizontal solar irradiation data, at Areia and Cabaceiras stations, which means that there was a reduction in solar irradiation. In the dispersion analyzes (MAE and RMSE) of the total horizontal solar irradiation data, between INMET and the National Aeronautics and Space Administration (NASA), three NASA stations presented an acceptable error in relation to the INMET data. The calculated diffuse horizontal radiation from INMET, related to data from the Reference Center for Solar and Wind Energy Sérgio de Salvo Brito (ABES) and NASA, showed little variation over the year. The average air temperature showed significant upward trends in the annual period in all seasons. The Spearman correlation between the total horizontal solar radiation and the cell operating temperature was significant for all models of photovoltaic panels. The impact on photovoltaic production based on the increase in average air temperature was less than 1% for all seasons. Even though the variation in photovoltaic production has been small so far, there are indications that this impact will increase in the future. Thus, it is necessary to be aware of climate change and how it can affect energy sectors. For this, more research must be carried out on the subject, in order to obtain more in-depth knowledge and elaborate possible alternatives to mitigate these impacts of climate change.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs mudanças climáticas podem gerar consequências no desempenho de unidades geradoras de eletricidade a partir de recursos renováveis, pois essas tecnologias são dependentes do clima da região de instalação. A partir das séries históricas de dados climáticos e das aplicações estatísticas, como o teste de Mann-Kendall quantificado pelo declive de Sen, é possível investigar indícios de mudanças climáticas. O estado da Paraíba, que está localizado na região Nordeste do Brasil, foi selecionado como área de estudo no presente trabalho. Estudou-se o comportamento climático dos dados das estações meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e de dados climáticos estimados, além da influência na produtividade de sistemas fotovoltaicos de silício monocristalino e policristalino. Foi verificada a presença de tendências significativas decrescentes, através do teste de Mann-Kendall, quantificadas pelo declive de Sen, nos dados de irradiação solar total horizontal do INMET, nas estações de Areia e Cabaceiras, o que significa que houve uma redução da irradiação solar nessas localidades. Nas análises de dispersão (MAE e RMSE) da irradiação solar total horizontal entre os dados do INMET e NASA, três estações da NASA apresentaram erro aceitável em relação aos dados do INMET. A irradiação difusa horizontal calculada do INMET, relacionada com os dados do ABES e da NASA tiveram comportamento similar. A temperatura média do ar apresentou tendências significativas de aumento no período anual em todas as estações. O impacto na produção fotovoltaica tomando como base o incremento da temperatura média do ar foi menor do que 1% para todas as estações. Mesmo a variação na produção fotovoltaica tendo sido pequena até o momento, há indícios de que esse impacto se incremente no futuro. Dessa forma, é preciso estar ciente das mudanças climáticas e de como ela pode afetar os setores energéticos. Para isso, mais pesquisas devem ser realizadas acerca da temática, a fim de obtenção de conhecimento mais aprofundado a e elaboração das possíveis alternativas para mitigar esses impactos das mudanças climáticas.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBAbrahão, Raphaelhttp://lattes.cnpq.br/4004535403450755Silva, Louise Pereira da2021-08-23T15:54:02Z2021-03-182021-08-23T15:54:02Z2021-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20871porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-08-09T18:42:32Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/20871Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2022-08-09T18:42:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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