Estudo da velocidade do vento através de downscaling dinâmico em alta resolução sobre terreno complexo no Nordeste do Brasil

• Autor(a) principal: Ferreira, Moniki Dara de Melo
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29999
• topic: Velocidade do vento; Modelagem de mesoescala; Regionalização dinâmica; Energia eólica

A utilização de ferramentas avançadas em modelagem do fluxo de vento com base em Previsão Numérica do Tempo (PNT) é essencial para os projetos eólicos, uma vez que estes métodos buscam conhecer de forma aprofundada o regime e o padrão de vento em uma área de interesse. Uma das técnicas amplamente empregada em modelos de mesoescala é a regionalização dinâmica (dynamical downscaling, em inglês), onde torna possível o aninhamento de grades com a vantagem de simular a atmosfera em alta resolução e sem um custo computacional elevado. Neste trabalho são apresentados resultados de simulação numérica, com o uso do modelo de mesoescala Weather Research and Forecasting (WRF) utilizando-se o processo de aninhamento (nesting) de três grades de forma a se produzir uma simulação de alta resolução em área de terreno complexo. Foram usados um conjunto de dados observados de velocidade do vento para o mês de agosto de 2005, oriundo de uma torre anemométrica (50 metros) situada em Belo Jardim/PE, com o intuito de analisar a eficiência do modelo WRF. As análises foram feitas através de métricas estatísticas, calculando-se a raiz do erro quadrático médio, o desviopadrão e a correlação de Pearson. Os resultados mostram que utilizar diferentes configurações de aninhamento de grades interfere significativamente no desempenho do modelo dinâmico em representar os fenômenos na região de estudo. O desempenho médio horário das simulações com relação aos dados observados da grade 01 mostrou um RMSE entre 1,2 a 1,4 m/s e um desvio-padrão cerca de 0,97 a 1,9 m/s. A grade 02 obteve um RMSE entre 0,85 a 1,9 m/s e um desvio-padrão no intervalo de 0,85 a 1,3 m/s. A grade 03 resultou em um RMSE entre, aproximadamente, 0,9 m/s a 1,6 m/s e um desvio-padrão de 0,75 m/s a 1,1 m/s. O horário das 16h obteve o menor RMSE para todas as grades. De uma forma geral, o ciclo diurno da velocidade do vento da grade 01 consegue se aproximar dos dados observados durante as primeiras horas do dia e no período da noite, demonstrando resultados mais satisfatórios para quase todos os horários. A dimensão deste domínio pode influenciar no resultado, uma vez que este insere mais informações sobre as regiões adjacentes, predominando sobre a simulação dos ventos locais e captando mais os fenômenos de mesoescala. Nas horas centrais do dia, a velocidade do vento simulada foi superestimada devido a uma estimativa mais alta da turbulência proveniente do modelo, e durante a noite, foi subestimada. É provável que os perfis verticais de temperatura podem ser mais difíceis de representar pelo modelo devido à sua natureza mais estratificada e, por tanto aos fluxos turbulentos estimados neste período do dia.