Desenvolvimento de algoritmo para geração de séries sintéticas de radiação solar e temperatura para cidades brasileiras

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Lago, Matheus
• Orientador(a): Gasparin, Fabiano Perin
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sistemas fotovoltaicos; Geração de energia; Radiação solar : Medição; Medidas de temperatura; Modelagem computacional
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/277033

A substituição gradual das fontes de energia oriundas de combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis e não poluentes é cada vez mais necessária, apesar do ainda importante papel da energia de origem fóssil na economia mundial. Para isso, a utilização da energia solar é uma excelente alternativa. Entretanto, dada a intermitência da radiação solar, a necessidade de dados históricos é fundamental para o planejamento e simulação do desempenho de sistemas de conversão de energia solar. Para se obter os dados da radiação solar na superfície terrestre em uma determinada localidade geográfica é necessária a medição dessa radiação com o uso de instrumentos no solo ou por meio de modelos que utilizam variáveis medidas por instrumentos em satélites. As bases de dados públicas mais comuns tradicionalmente disponibilizam apenas a radiação média de cada mês do ano. Entretanto, na etapa de simulação e análise de viabilidade de sistemas de conversão da energia solar, dados horários são necessários para uma simulação com maior precisão. O objetivo do trabalho foi desenvolver uma aplicação computacional para a obtenção de dados sintetizados de radiação diária e horária a partir de valores médios com a utilização de métodos estocásticos e autorregressivos gaussianos. Para o desenvolvimento do trabalho, os algoritmos foram construídos a partir de equações da literatura programadas em linguagem Python 3.11.4. Os dados de irradiação do LABREN (Laboratório de Modelagem e Estudos de Recursos Renováveis de Energia) pertencente ao INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) foram incorporados no programa. Como resultado, obteve-se valores de irradiação diária e horária a partir de médias mensais, que foram utilizados em um programa de simulação de desempenho de sistemas fotovoltaicos para validação da metodologia. O maior valor de erro encontrado para os valores de energia calculados foi de 3,10% quando comparada uma série sintetizada com um arquivo TMY (Typical Meteorological Year) referência cujas médias foram usadas para gerar a série sintética. Assim sendo, os resultados obtidos foram satisfatórios, nos quais baixos valores de erro, tanto para as séries de irradiação geradas, bem como para os valores mensais e anuais de energia calculados com programas de simulação de desempenho de sistemas fotovoltaicos foram encontrados.