Navegando por Palavras-chave "Irradiância solar incidente na superfície"

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    Acesso aberto (Open Access)
    Estudo de segmentação e movimentação de nuvens utilizando imageadores do céu em Natal-RN, costa do nordeste do Brasil
    (Universidade Federal de São Paulo, 2024-05-17) Pires, Wendy Mary da Silveira [UNIFESP]; Martins, Fernando Ramos [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/9012359647335296; https://lattes.cnpq.br/4862701131287048; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
    O Sol é a principal fonte de energia para os processos físicos, químicos e biológicos que acontecem em nosso planeta. Com o desenvolvimento tecnológico e o aumento da demanda por energia, as fontes renováveis de energia, incluindo a energia solar, são uma alternativa viável sob o ponto de vista técnico, econômico e ambiental. No entanto, devido às flutuações diárias da radiação solar incidente na superfície, é difícil modelar e simular a produção de energia solar, principalmente em uma região equato-rial considerando o conjunto de fenômenos meteorológicos que atuam e podem con-tribuir para os processos radiativos na atmosfera. A nebulosidade é o principal fator modulador da disponibilidade do recurso solar na superfície dada a sua variabilidade temporal e espacial, de modo que a previsão da cobertura futura de nuvens é uma informação fundamental para simulação e operação dos sistemas fotovoltaicos. Este estudo buscou analisar o movimento de nuvens em imagens coletadas em Natal-RN, cidade costeira localizada na região equatorial do Nordeste do Brasil (NEB). As ima-gens do céu foram coletadas por imageador all-sky com lente olho de peixe (fisheye) em operação na estação solarimétrica integrante da rede SONDA (INPE). O método de calibração das imagens foi desenvolvido com base na percurso solar com o intuito de localizar a posição das nuvens em relação à posição de operação do imageador. Dois algoritmos de classificação de pixels com relação a presença de nebulosidade foram desenvolvidos, um com base na razão vermelho-azul (RBR) em cada pixel e o outro algoritmo utiliza uma biblioteca de céu claro para minimizar o impacto da pre-sença do Sol não ocluso por nuvens nas imagens coletadas. O método de Farnebäck foi implementado para simular o fluxo óptico das nuvens e estimar a posição futura do campo de nuvens para três horizontes de previsão. Os resultados tornam evidentes o desafio da modelagem de movimento de nuvens na costa equatorial NEB em razão das características climáticas regionais: ventos constantes e processos de formação/-dissipação de nuvens em escalas de tempo muito reduzidas. As métricas adotadas para avaliação das previsões realizadas foram RMSE, Viés e MAE. A previsão por persistência foi adotada como referência para comparação com a modelagem de fluxo ótico. Os resultados mostram que para horizontes de 1 minuto, a modelagem de Far-nebäck apresentou desvios do RMSE abaixo de 50%. Em contrapartida os resultados para 10 minutos foram inferiores ao observado em 5 minutos, com um RMSE má-ximo de 55%. Diante disso, a previsão para intervalos de 5 minutos foram as que apresentaram maiores problemas, tendo em vista, as mudanças rápidas das nebulosi-dades sobre as lentes da câmera. Em contrapartida, nos intervalos de 1 e 10 minutos Farnebäck apresentou resultados satisfatórios. As previsões de Farnebäck mostram pequena vantagem em relação ao método de persistência uma vez que os desvios de RMSE foram similares em ambos os métodos, mas valores de viés são reduzidos em condições meteorológicas específicas.