Previsão numérica da irradiação solar: um estudo aplicado à estação meteorológica do LSF - IEE

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Oliveira, André de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Estação solarimétrica; Numerical weather prediction; Photovoltaic systems; Previsão numérica do tempo; Radiação solar; Sistemas fotovoltaicos; Solar energy; Solar monitoring station; Solar radiation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-18012021-181348/

Este trabalho teve como objetivo compreender os desafios técnicos da previsão de irradiação, avaliar o estado-da-arte produzido e propor uma metodologia de análise e aprimoramento da previsão de curto prazo para a irradiação solar do modelo de previsão númerica do tempo Global Forecast System (GFS), aplicada às medições obtidas da estação meteorológica do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos (LSF) do Instituto de Energia e Ambiente (IEE). Os dados solarimétricos foram submetidos a um procedimento de avaliação de qualidade, no qual se intercomparou a consistência entre medidas de piranômetros dedicados à medição da irradiação global horizontal, difusa e sobre plano inclinado sobre uma base comum, denominada espaço-K. A avaliação permitiu identificar registros que potencialmente comprometeriam a análise de desempenho das previsões do modelo numérico, motivando ajustes metodológicos para que o conjunto de dados consistidos disponíveis nas etapas de análse subsequentes mantivesse um tamanho amostral robusto. O confronto entre valores observados e previstos foi realizado considerando a antecipação com a qual a previsão ocorre e para intervalos de integralização de 3h, que correspondem a períodos do amanhecer ao anoitecer. Os resultados demonstraram que o modelo GFS é capaz de produzir previsões consistentes para a irradiação em superfície, mas com vieses positivos expressivos. A habilidade preditiva foi comparada em referência à previsão por persistência, a qual assume a permanência da condição celeste em relação ao último registro de medição. O emprego de regressão linear simples permitiu o refinamento destes resultados, mas os melhores índices de desempenho foram obtidos da combinação das técnicas com o emprego de regressões lineares múltiplas. A avaliação indicou ganhos de aproximadamente 45% na habilidade preditiva original do modelo GFS para a integral diária da irradiação em D+0 e em D+1.