Estudo de modelos de banda larga para estimativa da irradiação direta normal

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Praxedes, Kelvin da Cruz
• Orientador(a): Costa Júnior, João Carlos Arantes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Irradiação direta normal; Modelos de céu-limpo; Modelos de banda larga
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24419

O presente estudo tem por principal objetivo estudar doze modelos de banda larga para céu limpo para estimativa de Irradiação Direta Normal (IDN), e escolher o mais adequado para as condições climáticas da cidade de Natal-RN. Para tal, fez-se necessária uma revisão acerca dos principais métodos de estimativa e medição da IDN para determinar qual o melhor entre esses, e utiliza-lo na pesquisa. Em seguida estimou-se o valor do coeficiente de turbidez de Angstrom (β), utilizando um modelo matemático de parametrização proposto por Louche et al. (1987). Para a estimativa de β e o cálculo dos valores de IDN dos modelos utilizados no trabalho, tomou-se como base dados da estação meteorológica do CTGÁS-ER, localizada em Natal-RN (altitude 84 m; latitude 5,82°S, longitude 35,23°W). A estação solar também forneceu dados de IDN mensurados a partir de um pireliômetro, onde foi possível comparar os resultados obtidos a partir dos modelos com os mensurados, e verificar a viabilidade desses modelos para as condições climáticas da região estudada. O valor de β é apresentado neste trabalho em médias mensais. O resultado obtido segue em partes o padrão esperado, que é de menores valores de β nos meses de inverno, e maiores valores de β nos meses de verão. Os meses de Dezembro e Janeiro destoam desse padrão, devido principalmente à quantidade de chuvas incidente nesses meses ser superior em mais de 40% para o mês de Janeiro, e de 200% para o mês de Dezembro, quando comparado com a média dos últimos dez anos. Os valores mínimos e máximos apresentados para β são de 0,094 em Julho e de 0,128 em Março. Essa proximidade de valores é decorrente de não haver uma variação considerável no valor de espessura de precipitação de água ao longo do ano, principalmente pelo fato da temperatura média em Natal ser praticamente a mesma ao longo de todo o ano. Com relação aos modelos de banda larga, estes foram divididos em dois grupos para análise, considerando a quantidade de parâmetros de entrada. Os que precisam de quatro ou menos parâmetros são considerados modelos simples, e os que precisam de mais de quatro parâmetros, modelos complexos. Para validação dos resultados encontrados, utilizou-se seis métodos estatísticos, o Erro Médio Bias (MBE), a Raiz Quadrática do Erro Médio (RMSE), o Teste t-estatístico (TT), a Incerteza Expandida (U95), o Coeficiente de Correlação de Pearson (r) e o Coeficiente de Determinação (R2). Os modelos foram classificados e rankeados de acordo o desempenho de cada um dos métodos estatísticos, calculados através do Indicador de Performance Global (IPG). Os resultados obtidos mostram que, para a cidade de Natal, a quantidade de parâmetros não determina o desempenho dos modelos, já que os modelos simples obtiveram um dos três melhores resultados, e também os dois piores.