Análise e estimativa das componentes da radiação solar através de dados medidos na rede EPESOL da UTFPR no estado do Paraná

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Souza, Muriele Bester de
• Orientador(a): Urbanetz Junior, Jair
• Banca de defesa: Pereira, Enio Bueno , Tiepolo, Gerson Maximo , Leludak, Jorge Assade
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Radiação solar - Medição - Paraná; Geração de energia fotovoltaica; Irradiação; Radiação atmosférica; Solar energy; Solar radiation - Mesurement - Paraná; Photovoltaic power generation; Irradiation; Atmospheric radiation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23638

A presente pesquisa mostra o acompanhamento da instalação de Estações Solarimétricas padrão SONDA (Sistema de Organização Nacional de Dados Ambientais) e padrão EPE (Empresa de Pesquisa Energética) implantadas em seis campi da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) e que representam de forma geral, os diferentes microclimas encontrados no estado do Paraná e que visam preencher uma lacuna importante nas pesquisas quanto a falta de dados de radiação solar de alta confiabilidade em superfície no estado. As estações implantadas compõem a Rede de Estações de Pesquisa em Energia Solar (EPESOL) da UTFPR, as quais foram instaladas nos municípios de Curitiba, Campo Mourão, Cornélio Procópio, Medianeira, Pato Branco e Ponta Grossa. Este estudo realizou a coleta e análise dos dados disponibilizados por todas as estações os quais foram validados com os apresentados pelo Atlas de Energia Solar do Estado do Paraná (2017) e pelos fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Foram ainda estimados os valores da radiação difusa, direta normal e global no plano inclinado na latitude utilizando modelos consolidados na literatura internacional e através de uma equação proposta pela autora que estima a radiação difusa para a cidade de Curitiba, onde as metodologias utilizam como variável de entrada a radiação global horizontal. Como resultados, foram encontradas variações em torno de 1,0% ao mês nos valores medidos das radiações global horizontal e global no plano inclinado na latitude entre as estações SONDA e EPE implantadas em Curitiba, cujos piranômetros instalados apresentam diferentes graus de precisão (SONDA: padrão secundário – CMP10; EPE: primeira classe – CMP6). Verificou-se para todas as cidades que a irradiação global horizontal média diária mensal medida nos meses entre março e julho de 2020 foram superiores aos apresentados no Atlas, com variação percentual da irradiação global horizontal no período entre 8,0% e 16,3%, o que significa que nestes meses o estado do Paraná recebeu mais radiação do que o esperado. Constatou-se também que os valores medidos pelas estações SONDA e EPE foram próximos aos encontrados nas do INMET demonstrando coerência nas informações, com variação percentual mínima encontrada de 0,3% para Medianeira/INMET e máxima, em módulo, de 11,4% para Cornélio Procópio/INMET. Em relação aos dados estimados pelos modelos, estes foram validados através de indicadores estatísticos cujos índices apresentaram resultados bons e alguns excelentes para as estimativas das irradiações global no plano inclinado e direta normal (esta última validada apenas pelas estações SONDA implantadas), exceto em Cornélio Procópio onde o rRMSE foi acima de 30%, classificando os modelos de estimativa da irradiação global inclinada na latitude como fracos para este local de acordo com o Atlas. A equação proposta pela autora e o modelo de Erbs et al. (1982) para estimativa da radiação difusa nesta pesquisa obtiveram bons resultados, com 20% ≤ rRMSE ≤30%.